論統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)

　　西醫(yī)在上個(gè)世紀(jì)對(duì)人類(lèi)的最大貢獻(xiàn)就是發(fā)現(xiàn)了抗生素。

　　抗生素是治療所有細(xì)菌性疾病的最佳武器，但是在治療肺結(jié)核時(shí)卻遇到了點(diǎn)小麻煩。肺結(jié)核史稱(chēng)“白色瘟疫”，是一種很厲害的傳染病。人類(lèi)雖然早在1885年就分離出結(jié)核桿菌，但很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)醫(yī)生們拿它毫無(wú)辦法，病人只有寄希望于自己的免疫系統(tǒng)足夠堅(jiān)強(qiáng)。

　　最先被發(fā)現(xiàn)對(duì)肺結(jié)核有效的抗生素是鏈霉素?？墒?，和青霉素不同的是，使用鏈霉素的肺結(jié)核病人的病情經(jīng)常會(huì)反復(fù)，醫(yī)生們一直搞不懂到底是為什么。

　　揭開(kāi)謎底的是一個(gè)名叫布拉德福德·希爾(Bradford Hill)的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)家。此人出生于英國(guó)的一個(gè)醫(yī)生世家，小時(shí)候立志要子承父業(yè)，卻因第一次世界大戰(zhàn)的緣故被迫加入空軍。服役期間他得了肺結(jié)核，幸運(yùn)的是他的免疫系統(tǒng)足夠堅(jiān)強(qiáng)，僥幸逃過(guò)一劫。不過(guò)他元?dú)獯髠?，?dāng)醫(yī)生的幻想破滅了，只好改行學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)學(xué)，并因此而獲得了大量的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)。

　　希爾的恩師格林伍德是個(gè)非常聰明的學(xué)者，他認(rèn)為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)必須運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法才能保證治療的準(zhǔn)確性。要知道，當(dāng)時(shí)的西方醫(yī)學(xué)骨子里和中醫(yī)一樣，仍然屬于“經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)”，醫(yī)生們更愿意相信自己多年臨床積累的經(jīng)驗(yàn)，而不是客觀的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。格林伍德則不然，他本人精通統(tǒng)計(jì)學(xué)，非常推崇1935年出版的一本名為《怎樣設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)》的教科書(shū)。這本書(shū)的作者運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，提出了一整套設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法和原則。

　　1945年，格林伍德從倫敦衛(wèi)生學(xué)校首席教授的職位上退休，他推薦希爾做為自己的接班人。就這樣，一個(gè)沒(méi)有受過(guò)科班訓(xùn)練的統(tǒng)計(jì)學(xué)家當(dāng)上了醫(yī)學(xué)院的教授。次年希爾被邀請(qǐng)加入了肺結(jié)核試驗(yàn)委員會(huì)，這個(gè)委員會(huì)的主要任務(wù)就是檢驗(yàn)鏈霉素到底能不能治療肺結(jié)核。

　　要知道，青霉素剛被用于臨床時(shí)根本不會(huì)有人想到要去檢驗(yàn)它的有效性，因?yàn)椴∪朔幒髱滋靸?nèi)就見(jiàn)效，臨床效果好得驚人?？墒欠谓Y(jié)核桿菌外表有一層厚厚的黏膜，鏈霉素不容易接觸到它，因此病人往往需要連續(xù)注射幾個(gè)月鏈霉素才能見(jiàn)效。即使如此，當(dāng)時(shí)的英國(guó)醫(yī)學(xué)界仍然認(rèn)為沒(méi)必要進(jìn)行什么科學(xué)檢驗(yàn)，只要多找?guī)讉€(gè)病人，觀察一下療效就可以了。

　　做為一個(gè)外行，希爾不信邪，他堅(jiān)持必須先進(jìn)行一次科學(xué)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證鏈霉素的有效性。正好當(dāng)時(shí)英國(guó)剛剛從二戰(zhàn)中走出來(lái)，國(guó)庫(kù)空虛，買(mǎi)不起那么多鏈霉素大量供應(yīng)給醫(yī)院，專(zhuān)家們只好同意先進(jìn)行一次小規(guī)模臨床試驗(yàn)，并請(qǐng)希爾來(lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案。希爾找來(lái)108名患者充當(dāng)“試驗(yàn)品”，其中54人服藥，52人做為對(duì)照。但究竟誰(shuí)服藥誰(shuí)對(duì)照，完全是隨機(jī)選取的，就連主治醫(yī)生也不知道誰(shuí)是誰(shuí)，這個(gè)方法是希爾對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所做的最大的貢獻(xiàn)，他認(rèn)為醫(yī)生的主觀印象會(huì)影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，必須隨機(jī)取樣，并用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

　　半年后，服藥的病人中有28人病情明顯好轉(zhuǎn)，對(duì)照組卻有14人死亡，顯示鏈霉素確實(shí)有效。假如事情到此結(jié)束的話(huà)，希爾的貢獻(xiàn)也許就不值一提了?？墒?，3年后，服藥組有32人死亡，對(duì)照組則死了35人，兩者幾乎不存在統(tǒng)計(jì)意義上的差別。這一驚人的結(jié)果讓醫(yī)生們得出結(jié)論：鏈霉素確實(shí)有效，但是一段時(shí)間后細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生抗藥性。假如當(dāng)初沒(méi)采用希爾的建議，那么醫(yī)生們決不會(huì)那么快就得出這個(gè)結(jié)論。

　　一旦找出原因，解決辦法自然很快就想出來(lái)了，那就是在使用鏈霉素的同時(shí)。再讓病人服用另一種藥物。這個(gè)藥很快就找到了，這就是“對(duì)-氨基水楊酸”(PAS)。這種藥單獨(dú)使用時(shí)療效并不高，但醫(yī)生們希望兩種藥結(jié)合使用能對(duì)付細(xì)菌的抗藥性，理由很簡(jiǎn)單：假如病菌對(duì)每種藥物的抗藥性產(chǎn)生幾率都是1%，那么同時(shí)產(chǎn)生兩種抗藥性的幾率就是1/10000。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這一理論的正確性，鏈霉素+PAS的方法使結(jié)核病人的存活率上升到了80%。

　　后來(lái)又有幾種新藥被發(fā)現(xiàn)，醫(yī)生們又按照希爾的方法進(jìn)行了幾次試驗(yàn)，證明3種藥物合用的療效比兩種藥物還要好很多。如果三種藥物持續(xù)用上2年的話(huà)，結(jié)核病的治愈率幾乎可以達(dá)到100%。人類(lèi)終于宣布攻克了“白色瘟疫”。

　　希爾采用的這一方法叫做“隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)”(Randomised Controlled Trial)，這種方法很快就成為醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，目前所有已知的西藥必須經(jīng)過(guò)這種方法的檢驗(yàn)才能上市。從此，西醫(yī)從經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)時(shí)期進(jìn)入了實(shí)證醫(yī)學(xué)的時(shí)代。

　　至此，希爾的故事還遠(yuǎn)未結(jié)束。1947年，英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)又給希爾布置了一個(gè)新的任務(wù)：找出肺癌和吸煙之間的關(guān)系。那一年英國(guó)的肺癌死亡率比25年前提高了15倍，這個(gè)數(shù)字引起了廣泛的關(guān)注。大家都想找出其中的原因，有人說(shuō)這是因?yàn)楣I(yè)化造成的空氣污染，還有人說(shuō)這是由于新式柏油馬路散發(fā)的有毒氣體，只有少數(shù)醫(yī)生懷疑是吸煙造成的。

　　眾所周知，兩次世界大戰(zhàn)造就了大批吸煙者，據(jù)統(tǒng)計(jì)，英國(guó)當(dāng)時(shí)有超過(guò)90%的成年男子都是香煙的癮君子。正是因?yàn)槲鼰熑藬?shù)實(shí)在太多，希爾犯了難。他不可能去統(tǒng)計(jì)得肺癌的人當(dāng)中抽煙的有多少，不抽煙的有多少，因?yàn)樗麕缀跽也坏讲晃鼰煹娜恕?/p>

　　怎么辦呢?希爾想出了一個(gè)變通的辦法。首先，他做了個(gè)合乎情理的假設(shè)：如果吸煙確實(shí)能引起肺癌，那么吸煙越多的人得肺癌的幾率就越大。其次，他認(rèn)為必須排除其它的致癌因素，比如空氣污染，初次吸煙年齡，居住環(huán)境等等。換句話(huà)說(shuō)，他必須找出一群人，其它方面都比較相似，只有吸煙的量不同。

　　1948年，他從倫敦的醫(yī)院里找出了649個(gè)肺癌病人，以及同樣數(shù)量的情況相似的其它病人。然后他雇傭了一批富有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)查人員，挨個(gè)詢(xún)問(wèn)病人的吸煙史，把結(jié)果做成了一個(gè)統(tǒng)計(jì)表。結(jié)果顯示，肺癌病人中有99.7%的人吸煙，其它病人則有95.8%是癮君子。這兩個(gè)數(shù)字當(dāng)然說(shuō)明不了什么問(wèn)題，可當(dāng)他把病人按照吸煙數(shù)量的多少分成不同的組之后，情況發(fā)生了變化。有4.9%的肺癌病人每天吸50支煙以上，而只有2.0%的其它病人每天吸這么多煙。也就是說(shuō)，吸煙越多的人患肺癌的幾率就越大。

　　1950年，希爾把這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表在《英國(guó)醫(yī)學(xué)雜志》上，首次科學(xué)地證明了吸煙和肺癌的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但是這個(gè)結(jié)果相當(dāng)微妙，不懂統(tǒng)計(jì)學(xué)的人很難理解其中的重大意義。為了進(jìn)一步說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，希爾又設(shè)計(jì)了一個(gè)全新的實(shí)驗(yàn)。他給6萬(wàn)名英國(guó)醫(yī)生發(fā)了封調(diào)查表，請(qǐng)求他們把自己的生活習(xí)慣和吸煙史詳細(xì)記錄下來(lái)寄還給他。之所以選擇醫(yī)生做為調(diào)查對(duì)象，是因?yàn)橄栂嘈裴t(yī)生們對(duì)自己生活狀況的描述能力肯定比普通老百姓更精確，也更誠(chéng)實(shí)。

　　有4萬(wàn)名醫(yī)生寄回了調(diào)查表。希爾把他們按照吸煙數(shù)量進(jìn)行了分類(lèi)，并要求他們(或者他們的家屬)及時(shí)匯報(bào)自己的健康狀況。2年半后，有789名醫(yī)生因病去世，其中只有36人死于肺癌。但是當(dāng)他把醫(yī)生們的吸煙量和發(fā)病率聯(lián)系起來(lái)后，發(fā)現(xiàn)只有肺癌的死亡率和吸煙量有對(duì)應(yīng)的關(guān)系，其余疾病都和吸煙量沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)。比如，每天吸25克煙草的人的肺癌死亡率比每天吸1克煙草的人多2倍以上，而其它疾病的死亡率前者只比后者多20%。

　　1993年，大約有2萬(wàn)名當(dāng)初接受調(diào)查的英國(guó)醫(yī)生去世了，其中有883名醫(yī)生死于肺癌。如果把他們的吸煙數(shù)量和肺癌發(fā)病率聯(lián)系起來(lái)的話(huà)，就可以得出一個(gè)驚人的結(jié)論：每天吸25根煙以上的人得肺癌的幾率比不吸煙的人多25倍!后來(lái)其它一些類(lèi)似的研究也都得出了相似的結(jié)論。現(xiàn)在，吸煙和肺癌的關(guān)系已經(jīng)是家喻戶(hù)曉了，發(fā)達(dá)國(guó)家的煙民數(shù)量正在逐年下降，其肺癌的發(fā)病率也呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。那些因?yàn)榻錈煻庥诜伟┑娜苏鎽?yīng)該感謝希爾當(dāng)初所做的貢獻(xiàn)。

　　希爾使用的第一種方法叫做“對(duì)照研究”(Case ControlStudy)，第二種方法叫做“定群研究”(Cohort Study)。這兩種方法是目前群體醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域最常用的兩種生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，我們所熟悉的大部分關(guān)于健康的忠告都應(yīng)該經(jīng)過(guò)這兩個(gè)方法的驗(yàn)證才能被認(rèn)為是科學(xué)的。

　　事實(shí)上，我們每天都會(huì)從報(bào)紙上讀到大量這類(lèi)忠告，有些忠告根據(jù)的是確鑿的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，有著確鑿的因果對(duì)應(yīng)關(guān)系，這當(dāng)然沒(méi)話(huà)講。但是更多的忠告來(lái)自于統(tǒng)計(jì)學(xué)，因?yàn)樗鼈兯婕暗牟∫蚨际謴?fù)雜，必須運(yùn)用希爾博士發(fā)明的“對(duì)照研究”和“定群研究”等方法找出內(nèi)在的規(guī)律。就拿吸煙和肺癌來(lái)說(shuō)，我們并不能說(shuō)“吸煙能夠引起肺癌”，因?yàn)槲覀兘?jīng)常能在生活中找到吸了一輩子香煙也沒(méi)有得肺癌的人。我們只能說(shuō)“吸煙能夠提高肺癌的發(fā)病率”，這才是科學(xué)的描述方法，因?yàn)榉伟┑陌l(fā)病機(jī)理還沒(méi)有完全搞清呢!