Prof. Dr. Osman Hayran

İzmir Maarif Koleji, Ankara Fen Lisesi ve Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi’ni bitirdikten sonra aynı üniversitede Halk Sağlığı ihtisası yaptı. Zorunlu hizmetini Kocaeli Sağlık Müdürlüğü’nde tamamladı. 1988 yılında Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi Halk Sağlığı Anabilim Dalına geçti ve aynı yıl Halk Sağlığı doçenti, 1994 yılında da profesörü oldu. Bir süre Dünya Sağlık Örgütü’nce Ankara’da oluşturulan Sağlık Politikaları Proje Ofisinin Direktörlüğünü yaptıktan sonra 1995 yılında Marmara Üniversitesi Sağlık Eğitim Fakültesi’ni kurmak üzere Dekan olarak görevlendirildi. Dekanlık görevini 2006 yılına kadar sürdüren ve 2008 yılında Yeditepe Üniversitesine geçen Hayran, Yeditepe Üniversitesi’nde Sağlık Bilimleri Fakültesi Dekanı ve Tıp Fakültesi Halk Sağlığı Anabilim Dalı Başkanı olarak görev yaptı. Hayran, halen Medipol Üniversitesi Öğretim Üyesi olarak görevini sürdürmektedir.

Tüm Yazıları İçin Tıklayınız

Tıpta nedensellik

Neden-sonuç ilişkilerini anlamaya yarayan nedensellik, tıpta olduğu kadar başta felsefe olmak üzere pek çok bilimin ilgi alanında olan bir konudur. Sağlık açısından nedensellik henüz emekleme aşamasındadır ve bugün için ancak enfeksiyon hastalıkları konusundaki nedensellik yaklaşımı işe yaramaktadır.

Özellikle bulaşıcı olmayan hastalıklarla ilişkili çok sayıda etken bulunabilmesi ve genellikle nedensellik öngörülerinin de belirsiz olması nedeniyle, ilk aşamada tanımlanan etkenlerden hangilerinin hazırlayıcı, hangilerinin kolaylaştırıcı, hangilerinin ise neden grubuna girdiğini söyleyebilmek zor olmaktadır. Üstelik bu etkenlere ek olarak karıştırıcı bazı değişkenlerin devrede olması da söz konusu olabilmekte ve bu tür değişkenler nedensellik ilişkisini daha da karmaşık hale getirmektedir.

Örneğin kalp krizi, kalp kasının bir kısmının oksijensiz kalması sonucu oluşmaktadır. Kasın oksijen alımının engellenmesi, kan dolaşımını sağlayan damarlardaki kısmi ya da tam tıkanmaya, bu tıkanma da bazı arteriyosklerotik değişikliklere bağlı olarak gerçekleşmiş olabilir. Arteriyorskleroz ise kişinin yaşı, beslenme alışkanlıkları, genetik yapısı, psikolojik özellikleri, sosyoekonomik özellikleri gibi çok sayıda etkenle ilişkili olabilecek bir durumdur. Tüm bu değişkenler dikkate alındığında kalp krizinin nedeni gerçekte nedir? Bu örnekten de anlaşılabileceği gibi herhangi bir olayın nedeni, konuya nereden ve nasıl bakıldığıyla yakından ilişkilidir.

Neden, en kısa tanımıyla “farklılık yaratan şey” dir. (1) Ortaya çıkan farklılık ise “etki” ya da “sonuç” tur. Nedensellik ise “nedenlerin, yol açtıkları sonuçlarla ilişkilendirilmesi” şeklinde tanımlanmaktadır. (2) Daha açık bir ifade ile, “Aynı neden(ler)in, tüm diğer koşullar aynı olduğunda, her zaman aynı etki(ler)e yol açması ve neden(ler)in, etki(ler)den önce ya da birlikte bulunması”dır. (3) Bu tanımdaki “tüm diğer koşulların aynı olması” ifadesi bile aslında konunun ne kadar karmaşık olduğunu göstermektedir.

Herhangi bir nedenin bir etkiye, sonuca yol açması söz konusu olduğunda bu ilişkinin iki özelliğini dikkate almak gerekir: Gereklilik ve yeterlilik . Bu anlamda bir neden ile sonuç arasında başlıca 4 tür ilişki söz konusudur.

Aşağıdaki tabloda gösterilen bu ilişkilerden A satırında yer alan birinci tür ilişkide, neden, sonucun ortaya çıkması için hem gerekli hem de yeterlidir. Bunun anlamı, nedenin yokluğunda sonucun ortaya çıkması söz konusu değildir. Varlığında ise sonuç mutlaka ortaya çıkacaktır. Tıpta bazı genetik, viral hastalıklar için bu tür ilişkiler tanımlanabilse de tartışmasız bir gerekli-yeterli nedensellik ilişkisine rastlamak çok zordur.

Tablonun B satırında yer alan ikinci tür ilişkide, neden, sonucun ortaya çıkması için gereklidir, ancak, yeterli değildir. Bunun tipik örneği tüberküloz hastalığıdır. Tüberküloz basili hastalık için gereklidir ancak tüberküloz basilini alan kişinin vücut direnci iyi ise hastalık ortaya çıkmayacaktır, yani nedenin var olması yeterli değildir.

Tablonun C satırında yer alan üçüncü tür ilişkide, neden gerekli değil ancak yeterlidir. Bunun tipik örneği de sigara ve akciğer kanseri ilişkisidir. Sigara dumanı akciğer kanserinin oluşumu için gerekli bir etken değildir. Akciğer kanseri hiç sigara içmemiş kişilerde de ortaya çıkabilmektedir. Ancak, sigara dumanına maruz kalmak akciğer kanserinin ortaya çıkması için yeterli olabilmektedir.

D satırında yer alan dördüncü tür ilişkide ise, neden sonucun ortaya çıkması için gerekli de değildir, yeterli de değildir. Bilimsel yöntem kullanılmadan ortaya atılan pek çok ilişki bu gruba girmektedir.

Tablo 1: Nedensellik ilişkisi

Bu dört tür ilişkiye ek olarak bazı karıştırıcı değişkenler de yanlışlıkla yeterlilik ya da gereklilik değerlendirmesinde yer alabilmekte ve yanlış nedensellik değerlendirmelerine neden olabilmektedirler. Örneğin, denizde boğulma vakaları ile dondurma tüketimi arasındaki ilişki bu tür bir ilişkidir. Denizde boğulmak için dondurma yemek ne gerekli ne de yeterlidir. Her iki olayın da temelinde ortak bir değişkenin, mevsimin yer alması, yani üçüncü bir değişkenin karıştırıcılığı söz konusudur. İnsanlık çok uzun süre bu tür ilişkilerle meşgul olmuş ve gerçeğe ulaşma mücadelesinde zaman kaybetmiştir. Epidemiyolojik yöntemler bu tür ilişkilerin anlaşılması konusunda yardımcı olmuş ve nedensellik ilişkilerinin daha sağlıklı incelenmesine olanak sağlamıştır.

Epidemiyoloji ve Nedensellik

Epidemiyoloji, doğa bilimleri ile sosyal bilimleri buluşturan özelliği nedeniyle tıbbın gelişiminde anahtar rolü olan bir bilim dalıdır. Geleneksel olarak doğa bilimlerinin nedensellik anlayışı daha çok birey-birim düzeyinde mekanizmaların açıklanmasına dayanmakta iken, sosyal bilimlerdeki nedensellik grup-toplum düzeyindeki gözlemlerin yorumuna dayanmaktadır. Başka bir deyişle doğa bilimleri daha ziyade tekil nedensellik (monocausal) ilişkilerine, sosyal bilimler ise çoğul nedensellik (multicausal) ilişkilerine yoğunlaşmış iken, epidemiyolojik yöntemlerin tekilden çoğulcu nedensellik ilişkilerine doğru bir evrim geçirdiği görülmektedir. Sağlıkla ilgili olaylara bakıldığında aslında bugün sahip olduğumuz nedensellik anlayışlarından hiçbirinin yeterli olmadığı, yepyeni bir paradigmaya ihtiyaç duyulduğu, dikkate alındığında epidemiyolojik yöntemlerin bu anlamda önemi daha iyi anlaşılır. Tıpta tekil nedensellikle açıklanabilecek olay çok azdır. Tekil ve çoğul nedenselliği daha iyi anlatmak için aşağıdaki Tablo 2 yararlı olabilir. (4)

Tablo 2: Çeşitli hastalıklarda nedensellik

Henle-Koch postulatlarında vücut bulan tekil nedensellik yaklaşımı sayesinde enfeksiyon hastalıklarındaki neden-sonuç ilişkilerini anlamak büyük ölçüde kolaylaşmış olmakla birlikte bulaşıcı olmayan hastalıkları açıklamak için bu yaklaşımın yeterli olmadığı görülmüştür. Çünkü bulaşıcı olmayan hastalıkların ortaya çıkış şekli, klinik tablosu ve olası nedenleri çok geniş bir yelpazeye yayılmakta ve tek bir ilişki ile açıklanamamaktadır. Örneğin, yukarıdaki tabloda tekil nedensellik açıklamasının başarılı olduğu hastalık çiçektir. Yıllar önce eradike edilmiş olan çiçek hastalığının bir tür etkeni bulunmakta ve bu etkenle karşılaşan bağışıklığı olmayan her kişide aynı klinik tablo ortaya çıkmaktadır. Oysa gene bir enfeksiyon hastalığı olan tüberküloz için aynı şeyi söylemek mümkün değildir. Etken tek olmasına rağmen ortaya çıkan klinik tablo, organ tutulumundan semptomlara, klinik bulgulardan doğal seyre kadar geniş bir yelpazede değişkenlik gösterebilmektedir. Öte yandan tekil bir klinik tablo sergileyen akciğer kanserinin çok sayıda etkene bağlı olabileceği görülmekte ve hangi etkenlerin hangi dönemde nasıl etki ederek hastalık oluşturduğunu açıklamak henüz mümkün olamamaktadır. Blumia ve anoreksia örneklerinde ise ne klinik tablolar, ne de olası etkenler konusunda bir tekillik yoktur. Hangi etkenlerin hangi koşullarda nasıl bir araya geldikten sonra bu hastalık tablolarının çeşitli versiyonlarını ortaya çıkardığı tam olarak açıklanamamaktadır. Benzer sorun başta kalp-damar hastalıkları olmak üzere bugün gelişmiş toplumlarda hastalık yükü açısından ilk sıraları alan pek çok bulaşıcı olmayan hastalık ve sağlık sorunları için de söz konusudur.

Doğa bilimleri, nedensellik ilişkilerini açıklamaya çalışırken mantıklı öngörülerden hareketle ve deneysel yöntemler yardımı ile olabildiğince tekil bir açıklayıcı mekanizmaya ulaşmaya çalışırken, sosyal bilimler, toplumları gözlemlemeye dayanan yöntemlerle karmaşık olayları basite indirgemeye uğraşmaktadır. Her ikisinde de çeşitli biasların ve karıştırıcı değişkenlerin etkisi söz konusudur. Epidemiyoloji, biasları ve karıştırıcı etkileri kontrol altına alma konusunda çok yol kat etmiş, bireysel düzeydeki mekanizmaları toplumsal düzeydeki gözlemlerle buluşturma noktasına gelmiş bir bilim alanı olarak sağlıkla ilgili olayların araştırılması için oldukça gelişmiş yöntemlere sahiptir.

Nedensellik Modelleri

Günümüzde doğa bilimlerinde geçerli olan rasyonalist ve materyalist bilimsel düşüncenin temelleri 17. yüzyılda Avrupa’da gerçekleşen Aydınlanma döneminde atılmıştır. Tek boyutlu ve doğrusal neden-sonuç ilişkilerine dayanan bu düşünce sistemi, 19. yüzyılda zirveye ulaşmıştır. Bu düşünce sistemine göre hastalıkların oluşumunda, tanımlanmış bir ya da birkaç neden ile hastalık arasında doğrusal bir ilişki söz konusudur. 19. yüzyılın ikinci yarısının önemli başarıları arasında yer alan, Pasteur ve Koch ikilisinin başını çektiği mikrobiyolojik devrim ile hastalıkların oluşumu için “gerekli” olan tek bir etkenin -mikroorganizma- varlığının tanımlanması bu düşünce sisteminin bir zaferidir. Ancak bu sistem daha sonra önem kazanmaya başlayan bulaşıcı olmayan hastalıkların oluşumunu açıklamada aynı başarıyı gösterememiş, yetersiz kalmıştır.

Yirminci yüzyılda ortaya çıkan ve ikinci aydınlanma olarak adlandırılan gelişmeler bu düşünce sistemini değiştirmeye başlamıştır. İkinci aydınlanmanın ilk adımları olarak, kuantum mekaniği ile Einstein’ın relativite teorisi önem taşımaktadır. Daha sonra sibernetik, sistem teorileri, enformasyon teorisi, karmaşıklık ve kaos konularında yapılan çalışmalar ile ikinci aydınlanma süreci hızlanmıştır. Aynı dönemde toplum sağlığı açısından önemi giderek artan bulaşıcı olmayan hastalıkların nedenini anlama ve bu amaçla yeni nedensellik modelleri geliştirme, paradigma oluşturma çabaları ön plana çıkmıştır. Örneğin, kuantum mekaniğindeki gelişmeler bir etken ile bir sonuç arasındaki ilişkinin nedensel olması için ilişkinin zamansal özelliğinin (etkenin sonuçtan önceki bir zamanda var olması) gerekli olmadığının anlaşılmasını sağlamış, kaos teorisi ise bir etkene bağlı olabilecek bir sonucun nasıl ve ne boyutta ortaya çıkacağını öngörmenin her zaman mümkün olmayabileceğini göstermiştir. Hatta gerçeğin kendisi bile tartışmalı olup, kuantum mekaniğinin öncülerinden Heisenberg’in ifadesi ile “…küçük parçacıklar dünyasının, çevremizdeki taşlar ve ağaçlardan oluşan dünya gibi biz görsek de görmesek de bizden bağımsız olarak var olan bir dünya olduğunu söylemek imkânsızdır.” (5)

Konuyla ilgili felsefi tartışmaları bir yana bırakırsak, tarihsel gelişim içerisinde ortaya çıkan ve tıp açısından önem taşıyan nedensellik teori ve modellerini aşağıdaki şekilde özetlemek mümkündür.

Henle-Koch Postulatları:

Enfeksiyon hastalıklarının oluşumundaki nedenselliğin açıklaması ilk kez 19. yüzyılda Jacob Henle tarafından yapılmış, 1877’de Robert Koch tarafından geliştirilerek Henle-Koch postulatları adını almıştır. Buna göre bir hastalık etkeni ile hastalık arasındaki ilişkinin özellikleri şöyledir:

-Hastalığın söz konusu olduğu her durumda etkenin varlığı gösterilebilmelidir.

-Etken başka hastalıklarda bulunmamalıdır.

-Etken izole edildiğinde deney hayvanlarında hastalığa neden olabilmelidir.

-Etken deneysel olarak oluşturulan hastalıktan elde edilebilmelidir.

Mikroorganizmaların yeni keşfedilmekte olduğu bir dönemde enfeksiyon hastalıklarındaki neden-sonuç ilişkisini açıklama amaçlı bu çabalar daha sonra Alfred Evans isimli bilim adamı tarafından ayrıntılandırılmış ve Evans postulatları adını almıştır. (6)

Hill Kriterleri:

Daha sonraki yıllarda sadece enfeksiyon hastalıkları değil tüm hastalıklar için geçerli olabilecek bir nedensellik modeli oluşturma çabalarının çeşitli örnekleri bulunmakla birlikte bunlar arasında epidemiyolojik açıdan en değerli kabul edileni İngiliz biyoistatistik uzmanı Austin Bradford Hill (1897-1991) tarafından geliştirilmiş olan Hill kriterleridir. (7)

Buna göre bir etken ile hastalık arasındaki ilişkinin neden-sonuç ilişkisi olabilmesi için şu kriterler gereklidir:

-İlişkinin varlığı, farklı ortamlarda, farklı yöntemlerle yapılan araştırmaların tümünde gösterilebilmelidir (kararlılık).

-İlişkinin risk anlamındaki boyutu ve gücü bu amaçla yapılan istatistiksel testlerle gösterilebilmelidir (güç).

-Tek bir neden özgül bir etkiye yol açmalıdır (özgüllük).

-Etkene maruziyetin artışı ile risk de artmalıdır (doz-cevap ilişkisi).

-Etken her zaman sonuçtan önce bulunmalıdır (zamansal ilişki).

-İlişki, bilinen patobiyolojik süreçlerle açıklanabilir olmalıdır (biyolojik akla yatkınlık).

-İlişki geçerli teoriler ve bilgi ile uyumlu olmalıdır (tutarlılık).

-İlişki uygun deneysel müdahaleler ile değiştirilebilmelidir (deneysellik).

Nedensellik Ağı

Nedensellik ağı, bir hastalığın ortaya çıkması için aslında hiçbirisi gerekli olmayan pek çok etkenin ve koşulun bir araya gelmesi gerektiğini anlatmak için kullanılan bir kavramdır. (8) Nedenselliğin gereklilik yönünden ziyade yeterlilik yönünü açıklama amaçlı bu model, koroner kalp hastalıkları, Tip II diyabet gibi çok sayıda nedene ve koşula bağlı olarak ortaya çıkan hastalıklarda işe yaramakta, bulaşıcı hastalıkların salgınlarını anlamak için de kullanılabilmektedir.

Epidemiyolojik Üçgen:

Etken, çevre ve konaktan oluşan bir üçgendir. Buna göre bir hastalığın oluşması için konak, yani insanın o hastalığa karşı dayanıklılığı, bağışıklığı, gibi çeşitli özellikleri üçgenin bir köşesini, hastalığa neden olabilecek etken ya da etkenlerin varlığı üçgenin ikinci köşesini, etkenin konakla karşılaşmasını sağlayan çevresel koşullar ise üçüncü köşesini oluşturmaktadır. Tümü bir araya geldiğinde hastalık ortaya çıkmaktadır.

Pasta Modeli:

Günümüzde yapılan epidemiyolojik araştırmalarda en çok başvurulan model olan pasta modeline göre, bazı hastalıkların ortaya çıkması için birden çok mekanizma ve her mekanizma için birbirinden farklı olabilen etkenlerin bir araya gelmiş olması söz konusudur. Pasta dilimlerini temsil eden bu etkenler bir araya gelerek pastayı yani “yeterli nedensel kompleks”i oluşturmaktadır. (9) Pastayı oluşturan dilimlerden birisinin eksik olması, sonucun ortaya çıkmasını engellemektedir. Öte yandan farklı dilimlerden oluşan pastaların oluşması da mümkündür.

Örneğin, A, B, C, D ve E etkenlerinin bir araya gelerek X hastalığına neden olabildiği gösterilmiş olsun. Bu durumda bu etkenlerden herhangi birisinin, örneğin C’nin eksik olması, pastanın tamamlanmasını engelleyeceğinden hastalık ortaya çıkmayacaktır. Ancak, eğer A etkeni B, F, H ve G etkenleri ile bir araya geldiğinde de nedensellik pastası tamamlanıyorsa C’yi ortadan kaldırmak hastalığı engellemeyecek, başka bir mekanizmanın tamamlanmış olması nedeniyle hastalık gene ortaya çıkabilecektir.

Bu modellerin dışında, özellikle karşı-olgusalcılık mantığına dayanan, “grafik modeller” (10) ile “yapısal denklem modeli” (11, 12) epidemiyolojik değeri olan önemli nedensellik modelleridir.

Karşı-olgusalcılık mantığına göre, çok basit bir deyişle, etkenin yokluğunda sonucun görülmemesi ya da azalması, etkenin “Neden” olma olasılığını arttırmaktadır. Çok bilinen örneği ile “Horozun ötmesi engellendiğinde güneş hala aynı şekilde doğuyorsa güneşin doğmasının nedeni horozun ötüşü değildir.”

Anlaşılacağı gibi epidemiyolojide neden-sonuç ilişkilerini açıklamak amacıyla çok sayıda model geliştirilmiş ve geliştirilmektedir. Modellerin fazla sayıda olmasının nedeni, aslında hiçbirinin her şeyi yeterince açıklayamıyor olmasıdır. Her modelin kendine göre güçlü ve zayıf yönleri vardır. Başında da belirttiğim gibi tıpta nedensellik henüz emekleme aşamasında olup, hastalıkların oluşumunu anlamamız için yeni paradigmalara ihtiyacımız bulunmaktadır.

Kaynaklar

1) Susser M. What is a cause and how do we know one? Am J Epidemiol 1991;133(7):635-648.

2) Last JM (ed.). A dictionary of epidemiology. Fourth edition, Oxford University Press, 2001:26.

3) Riggs PJ. Quantum Causality Conceptual Issues In The Causal Theory Of Quantum Mechanics. Springer, 2009, s.6.

4) Vineis P. Causality in epidemiology. Präventivmed. 2003;48:80–87.

5) Heisenberg W. Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science. Penguin, London. 1989: 117 (Özgün baskı: 1958. Harper and Row. New York.)

6) Evans AS. Causation and disease: The Henle-Koch postulates revisited. Yale J Biol Med 1976;49:175-195.

7) Hill AB. The environment and disease: Association or causation. Proc R Soc Med 1965;58:295-300.

8) Krieger N. Epidemiology and the web of causation:has anyone seen the spider? Soc Sci Med 1994;39:887-903.

9) Rothman KJ, Greenland S. Causation and causal inference in epidemiology. Am J Public Health 2005;95:S144-S150.

10) Pearl J. Causal inference in the health sciences: A Conceptual Introduction. Health Services and Outcomes Research Methodology 2001;2:189-220.

11) Greenland S. Causal analysis in the Health Sciences. J Am Statist Assoc 2000;95:286-289.

12) Little RJ, Rubin DB. Causal effects in clinical and epidemiological studies via potential outcomes: concepts and analytical approaches. Ann Rev Public Health 2000;21:121-145.