Zgodnie z definicją zawartą w „Dictionary of epidemiology” epidemiologia jest interdyscyplinarną dziedziną zajmującą się badaniem występowania i rozmieszczenia stanów lub zdarzeń związanych ze zdrowiem w określonych populacjach oraz oceną czynników wpływających na stan zdrowia, a także zastosowaniem tej wiedzy do kontrolowania problemów zdrowotnych (1). Historycznie, przedmiotem badań epidemiologii były choroby zakaźne, stanowiące główną przyczynę chorobowości i umieralności ludzi. Ta zaszłość historyczna, a także bliskość fonetyczna słów „epidemiologia” i „epidemia” sprawiają, że również obecnie epidemiologia kojarzona jest wyłącznie z chorobami zakaźnymi lub epidemiami.

Jednakże na początku XX wieku wystąpiło zjawisko zwane transformacją epidemiologiczną i ściśle z nią związana transformacja demograficzna. Transformacja epidemiologiczna polegała na zmianie struktury przyczyn umieralności ludzi, co skutkowało zmianą struktury demograficznej społeczeństw. Opracowanie skutecznych szczepionek umożliwiło eradykację chorób zakaźnych. W strukturze przyczyn zgonów i negatywnych zdarzeń zdrowotnych zaczęły dominować choroby niezakaźne. Od tej chwili można obserwować koncentrowanie się epidemiologii na badaniu chorób niezakaźnych. Stosownie do struktury przyczyn zgonów, nastąpił podział epidemiologii na węższe specjalizacje, z uwagi na specyfikę medyczną i metodologiczną badanych problemów zdrowotnych. Dlatego obecnie wyróżnia się takie specjalizacje, jak: epidemiologia kardiologiczna, epidemiologia diabetologiczna, epidemiologia onkologiczna, epidemiologia chorób zawodowych itd. Obszarem aktywności naukowej autora jest epidemiologia reprodukcyjna.

Epidemiologia reprodukcyjna jest działem epidemiologii chorób niezakaźnych zajmującym się badaniem i kontrolą czynników wpływających na zdrowie reprodukcyjne osób. Bazując na definicji zdrowa reprodukcyjnego wprowadzonej przez WHO, na rycinie 1 przedstawiono główne, fizjologiczne punkty końcowe (ang. endpoints) badań w obszarze epidemiologii reprodukcyjnej. W odróżnieniu od schematu zaproponowanego w monografii „Reproductive and Perinatal Epidemiology” (2), autor wzbogacił schemat o kategorię punktów końcowych charakteryzujących zdrowie seksualne człowieka. Nieuwzględnianie w epidemiologii reprodukcyjnej tego aspektu może prowadzić do znacznych obciążeń wnioskowania o czynnikach determinujących potencjał rozrodczy człowieka, do czego autor odniesie się w dalszej części referatu.

Odrębność epidemiologii reprodukcyjnej obejmuje również specyficzne dla tej subdyscypliny problemy metodologiczne. Wśród najważniejszych można wymienić: problemy z szacowaniem momentu zapłodnienia, analiza zdarzeń powtarzalnych (ciąże u wieloródek), analiza danych klastrowych diad partnerów seksualnych, triad ojciec-matka-płód, analiza danych klastrowych opisujących ciąże wielopłodowe (z uwzględnieniem zróżnicowanej siły korelacji między płodami mono- i heterozygotycznymi), uwzględnianie specyficznych czynników zakłócających, takich jak: antykoncepcja hormonalna, liczba ciąż, liczba poronień, zdolność do przeżywania orgazmów itp. Powyższe uwarunkowania wymuszają stosowanie bardzo zaawansowanych metod biostatystycznych, a także dużej uważności w projektowaniu badania epidemiologicznego. Kolejną istotną trudnością w prowadzeniu badań w obrębie epidemiologii reprodukcyjnej jest dostęp do danych. W Polsce zdrowie reprodukcyjne, a szczególnie zdrowie seksualne, wciąż jest obszarem bardzo intymnym, szczególnie chronionym przez normy kulturowe i prawne. Fakt ten wymaga od epidemiologa szczególnych predyspozycji bioetycznych i psychologicznych, które pomagają w przełamaniu bariery wstydliwości i dokonaniu niezbędnych pomiarów ilościowych i jakościowych zdrowia reprodukcyjnego osoby.

Odwołując się do definicji epidemiologii, można wskazać trzy obszary zastosowań badań epidemiologicznych. Pierwszym z nich są badania analityczne mające na celu wyjaśnienie etiopatogenezy chorób zaburzających zdolności prokreacyjne człowieka. Drugi obszar zastosowań to opracowanie i stosowanie efektywnych działań profilaktycznych w zakresie zdrowia reprodukcyjnego. Trzecim, praktycznym zastosowaniem epidemiologii jest opracowywanie optymalnych algorytmów podejmowania decyzji klinicznych, opracowanie zaleceń i protokołów klinicznych (ang. clinical guidelines). Wymienione trzy obszary aktywności zawodowej epidemiologów są stosowane do wszystkich punktów końcowych przedstawionych na rycinie 1. Dlatego znaczenie epidemiologii w medycynie reprodukcyjnej można przedstawić również na płaszczyźnie dwuwymiarowej, w której jednym wymiarem są zdarzenia zdrowotne związane z ludzką rozrodczością, zaś drugi wymiar stanowią obszary aplikacyjne epidemiologii. Zostało to zilustrowane na rycinie 2. Dla zapewnienia lepszej czytelności rysunku wyróżniono tylko główne zagadnienia badawcze leżące w kręgu zainteresowań naukowych autora referatu. Jak widać z ryciny 2, zgromadzony dorobek naukowy obejmuje trzy główne zagadnienia badawcze należące do trzech różnych obszarów epidemiologii reprodukcyjnej.

Epidemiologiczne badania analityczne dotyczyły problematyki zaburzeń płodności i koncentrowały się na wybranych aspektach patofizjologii endometriozy. Badania i podejmowane działania w zakresie profilaktyki zdrowia reprodukcyjnego obejmowały zagadnienia związane ze zdrowiem seksualnym osób z niepełnosprawnością ruchową. Natomiast badania w zakresie zastosowań epidemiologii klinicznej w medycynie rozrodczej dotyczyły możliwości wykorzystania informacji o aktywności bioelektrycznej macicy do predykcji aktywności porodowej (ryc. 3).

Badania nad wybranymi aspektami patofizjologii były realizowane w ramach grantu własnego finansowanego przez KBN pt. „Hierarchiczne modelowanie statystyczne procesu chorobowego o złożonej etiologii”. Zaproponowano wówczas opis etiopagenezy endometriozy na różnych poziomach szczegółowości. Poziomem najbardziej uśrednionym w czasie i przestrzeni był poziom czynników ryzyka. Poziomem najdokładniejszym był poziom mechanizmów genetycznych prowadzących do rozwoju endometriozy.

W prowadzonych po doktoracie badaniach skoncentrowano się na określeniu udziału czynników i mechanizmów immunologicznych w patofizjologii endometriozy. Specyfika nozologiczna endometriozy, w szczególności trudności jej rozpoznania w minimalnym i łagodnym stadium sprawia, że istotnym problemem epidemiologicznym w tych badaniach było zdefiniowanie grupy kontrolnej. Dobór tej grupy opierał się bezpośrednio na wynikach pracy doktorskiej dotyczących analizy wrażliwości wpływu różnych grup kontrolnych na obciążenia ilorazów szans i współczynników korelacji. Wyniki te pomogły uzasadnić zaproponowane warunki selekcji pacjentek do grupy kontrolnej.

Praca Milewskiego i wsp. (3) poświęcona była identyfikacji zależności między stężeniem leptyny a stężeniem wybranych cytokin w płynie otrzewnowym kobiet z endometriozą. Zastosowanie wielowymiarowych analiz korelacyjnych pozwoliło wykazać istniejący związek między stężeniem leptyny a stężeniem interleukiny 1b, interferonu g, leukocytów subpopulacji CD3+ oraz CD4+. Praca ta była jedną z pierwszych dokumentujących potencjalną rolę leptyny w modulacji immunologicznej płynu otrzewnowego u kobiet z endometriozą. Wyniki te były cytowane przez 44 autorów.

Wykazanie istotnego udziału leptyny w regulacji immunologicznej środowiska płynu otrzewnowego była przesłanką do oceny związku między stężeniem leptyny a występowaniem niepłodności wśród kobiet z endometriozą. Badania te poszukiwały relacji między dwoma poziomami opisu ontologicznego endometriozy: poziomem współistniejących objawów klinicznych (niepłodność) a poziomem procesów patofizjologicznych. Uzyskane wyniki przedstawiono w pracy Barcz i wsp. (4). Zastosowanie analizy wariancji pozwoliło wykazać, że w grupie kobiet niepłodnych istniała silna dodatnia zależność między stężeniem leptyny w płynie otrzewnowym a stadium zaawansowania endometriozy. Praca ta stała się inspiracją dla innych autorów do badań nad rolą leptyny w patofizjologii niepłodności, w tym także niepłodności współistniejącej z endometriozą. Była ona cytowana przez 23 autorów.

Powyższe wyniki skłoniły do zbadania wpływu antagonisty leptyny, greliny, na czynniki proliferacyjne obecne w płynie otrzewnowym kobiet z endometriozą. Otrzymane wyniki przedstawiono w pracy Dziunycz i wsp. (5). Wykazano w niej istotny wzrost stężenia greliny w płynie otrzewnowym kobiet z endometriozą w porównaniu z grupą kontrolną. W badaniu tym autor referatu zaproponował i nadzorował, by grupa kontrolna była dopasowana (ang. matched) do grupy badanej ze względu na BMI. W ten sposób uniknięto wpływu istotnego w tym badaniu czynnika zakłócającego (ang. confounder), którym był wskaźnik masy ciała. Ponadto wykazano wówczas silną, dodatnią korelację między stężeniem greliny a stężeniem VEGF. Fakt ten dostarczył sugestii o potencjalnej, neowaskularyzacyjnej roli greliny w mechanizmie rozwoju ektopowych ognisk endometrium. Zgodnie z danymi z bazy MEDLINE była to pierwsza publikacja oceniająca potencjalną rolę tego hormonu w patofizjologii endometriozy. Badania były kontynuowane przez inne ośrodki, a praca doczekała się 24 cytowań.

Badania nad rolą lokalnych zaburzeń immunologicznych u kobiet z endometriozą obejmowały także analizę a defensyn oraz aktywności neutrofili w płynie otrzewnowym pacjentek z endometriozą. Wyniki przestawiono w pracy Milewskiego i wsp. (6). W badaniach tych wykazano, iż stężenie defensyn HNP 1-3 w płynie otrzewnowym kobiet z endometriozą było istotnie wyższe w porównaniu ze stężeniem obserwowanym w grupie kontrolnej. Wykazano ponadto silną zależność między stężeniem tych peptydów a stopniem zaawansowania endometriozy. Obserwacje te wykazały patogenną rolę neutrofilów w patofizjologii endometriozy. Praca ta była cytowana przez 22 autorów.

W ramach realizowanego grantu podjęto również próbę zidentyfikowania wzajemnych oddziaływań greliny i leptyny na wybrane składniki aktywności immunologicznej płynu otrzewnowego kobiet z endometriozą. Do tego celu po raz pierwszy zastosowano modele liniowych równań strukturalnych (ang. structure equations models). Na rycinie 4a przestawiono testowany model prezentowany w pracy Radomskiego (7). Rycina 4b przedstawia zaś model wynikowy po przeprowadzeniu wnioskowania statystycznego przy poziomie istotności a = 0,1. Modelowanie z wykorzystaniem modeli równań strukturalnych jest szczególnym przypadkiem aktualnie rozwijanych w epidemiologii modeli probabilistycznych opartych na skierowanych grafach acyklicznych (ang. directed acyclic graph – DAG) (8). Wnioskowanie statyczne w modelach równań strukturalnych wymaga stosownej, dużej liczby obserwacji. Dlatego w pracy przyjęto mniej konserwatywny poziom istotności z uwagi na ograniczoną liczebność grupy (20 kobiet) uzależnioną od przyznanych środków finansowych na zbieranie materiału biologicznego. W celu potwierdzenia wykazanych zależności zaproponowany model powinien być zweryfikowany na grupie kobiet z endometriozą o liczebności co najmniej 60.

Oprócz badań na poziomie patofizjologicznym, w ramach realizowanego projektu kontynuowano pogłębioną analizę czynników ryzyka związanych z endometriozą jajnikową. Efektem tych badań były dwie prace o charakterze metodologicznym. W doniesieniu Radomskiego i wsp. (9) zaproponowano metodę identyfikacji synergizmu między czynnikami ryzyka. Przyjęto zasadę, że m czynników ryzyka wykazuje wzajemne działanie synergistyczne wtedy, gdy wartość iloczynu m ilorazów szans jest większa od maksymalnej wartości ilorazów szans wyznaczonych dla izolowanych czynników ryzyka. Stosując tę regułę, wykazano, że w przypadku torbieli endometrioidalnych jajnika, działanie synergistyczne miały następujące czynniki ryzyka: długość cykli miesiączkowych krótsza niż 27 dni, długość krwawienia miesiączkowego dłuższa niż 5 dni, rodzinne występowanie endometriozy, siedzący tryb pracy, brak aktywności ruchowej, bolesne miesiączkowanie, dyspareunia, plamienia międzymiesiączkowe oraz bezdzietność. Wyniki te potwierdzają istotny udział w etiologii endometriozy jajnikowej wstecznego odpływu krwi miesiączkowej przy jednoczesnej upośledzonej funkcji immunologicznego oczyszczania płynu otrzewnowego z zawleczonych komórek endometrium.

W drugiej pracy o charakterze metodologicznym Radomskiego i wsp. (10) zaproponowano metodykę testowania nieliniowych zależności między czynnikami ryzyka a występowaniem torbieli endometrioidalnych przy wykorzystaniu uogólnionych modeli addytywnych (ang. generalized additive models). Do tego celu wykorzystano spostrzeżenie, że klasyczny model regresji logistycznej (liniowy ze względu na badane czynniki ryzyka) można traktować jako model zagnieżdżony w modelu nieliniowym. Zatem, istniała możliwość zastosowania metody wnioskowania statycznego typowego dla modeli zagnieżdżonych (ang. nested models). Zaproponowana metoda modelowania wykazała, że zależność między ryzykiem występowania torbieli endometrioidalnych jajnika a długością krwawienia miesiączkowego jest liniowa, zaś między tym ryzykiem a długością cyklu miesiączkowego – nieliniowa. Wynik ten potwierdza, że w patogenezie endometriozy, także postaci jajnikowej, ważniejszą rolę odgrywa długość krwawienia niż ich częstotliwość. Dłuższe krwawienie miesiączkowe utrudnia oczyszczanie przestrzeni zewnątrzmacicznej z komórek błony śluzowej macicy zawleczonych przez wsteczny odpływ krwi miesiączkowej (przez jajowody). Przedstawiona w pracy metodyka była cytowana dwukrotnie i wykorzystana przez innych epidemiologów w badaniach nad wpływem toksyn papierosowych na zdrowie pracowników wytwórni papierosów.

Badania nad udziałem czynników immunologicznych w etiopatogenezie endometriozy były także sposobnością do udziału autora w projekcie dotyczącym wpływu hormonalnej terapii zastępczej na aktywność komórek NK i cytokin u kobiet w wieku postmenopauzalnym. W pracy Stopińskiej-Głuszak i wsp. (11) wykazano, że stosowanie terapii zastępczej w postaci skoniugowanych estrogenów oraz octanu medroksyprogesteronu przez 90 dni u kobiet w wieku pomenopauzalnym spowodowało istotne statystycznie obniżenie osoczowej aktywności komórek NK oraz obniżenie stężenia interleukiny-2 i interferonu gamma. Praca ta była cytowana 69 razy.

Natomiast w innej pracy Stopińskiej-Głuszak i wsp. (12) wykazano ujemną, silną korelację między produkcją TNF a stężeniem progesteronu w osoczu krwi u pacjentek przyjmujących hormonalną terapię zastępczą.

Do chwili obecnej nie udało się jednak stworzyć jednoznacznego modelu opisującego wpływ hormonalnej terapii zastępczej na układ immunologiczny kobiety. Z epidemiologicznego punktu widzenia cytowane prace wraz z wynikami nowszych badań stanowią przesłankę wyjaśniającą wzrost zapadalności na nowotwory u kobiet w wieku pomenopauzalnym. Natomiast rozstrzygnięcie wpływu hormonalnej terapii zastępczej na aktywność układu immunologicznego kobiety może nastąpić tylko w dobrze zaplanowanych randomizowanych próbach klinicznych (ang. randomized clinical trials).

Dorobek autora w zakresie badań analitycznych nad etiopatogenezą stanów prowadzących do zaburzeń płodności kobiety obejmuje także dwie pozycje dotyczące zaburzeń hormonalnych wśród dziewcząt w okresie adolescencji. W pracy Jarząbek-Bieleckiej i wsp. (13) wykazano, że u pacjentek z zaburzeniami miesiączkowania typu oligomenorrhoea i współistniejącym w wywiadzie stałym stresem stwierdza się większą częstość występowania hiperprolaktynemii czynnościowej w porównaniu z grupą dziewcząt z fizjologicznym rytmem miesiączkowania. Wyniki te wskazują, że jednym z czynników ryzyka rzadkiego miesiączkowania u młodych dziewcząt może być ekspozycja na przewlekły stres. Dlatego w postępowaniu klinicznym autorzy rekomendowali przeprowadzenie standaryzowanego wywiadu w kierunku stresu oraz wykonanie oznaczeń stężenia prolaktyny.

Drugą pracą poświęconą zaburzeniom hormonalnym wieku rozwojowego była publikacja Jarząbek-Bieleckiej i wsp. z 2011 roku (14). Okres rozwojowy związany jest ze stanem nieustalonym pętli hormonalnej podwzgórze-przysadka-jajnik, który może skutkować przejściowymi, fizjologicznymi objawami hiperandrogennymi. Dlatego istnieją trudności w określeniu zakresów norm klinicznych i ścisłych wskazań do rozpoczęcia leczenia hormonalnego dziewcząt z objawami androgenizacji. Celem pracy była zatem ocena jakościowa i ilościowa zmian hormonalnych u dziewcząt w okresie adolescencji z klinicznymi objawami hirsutyzmu w porównaniu z grupą dziewcząt z owłosieniem mieszczącym się w granicach normy. W pracy tej wykazano, że pacjentki z hirsutyzmem II stopnia miały istotnie statystycznie podwyższone stężenia: LH, estradiolu, prolaktyny, testosteronu całkowitego, siarczanu dehydroepiandrostendionu (DHEA-S). Przy relatywnie umiarkowanej liczebności grup (63 grupa kontrolna vs. 65 grupa badana) we wszystkich hormonach poziom istotności statystycznej był poniżej 0,0001. Otrzymane wyniki stanowią bardzo silną rekomendację dla klinicystów do zlecenia wykonania pełnego profilu hormonalnego u dziewcząt z hirsutyzmem co najmniej II stopnia. Z epidemiologicznego punktu widzenia wyniki tej pracy zachęcają także do zaplanowania i przeprowadzenia badań prospektywnych, w których kohorta losowo wybranych dziewcząt byłaby regularnie obserwowana klinicznie wraz z oznaczeniem profilu hormonalnego w przedziale czasowym od 11. do 20. roku życia. Takie badania pozwoliłyby: a) zidentyfikować wczesne czynniki ryzyka rozwoju zespołu PCOS lub zespołu metabolicznego, b) ocenić, czy opisane w ww. publikacji zmiany hormonalne mają charakter przejściowy wynikający z dojrzewania i adaptacji układu endokrynnego, czy są już utrwalonymi zmianami patologicznymi istotnie zwiększającymi ryzyko niepłodności. Niestety, obecny system nadzoru pediatrycznego nie ułatwia selekcji dziewcząt w wieku menarche do grupy kohortowej. Z własnych obserwacji autora referatu, opartych na wywiadach internetowych (ang. Internet based population study) wynika, że w praktyce wykonywania bilansów zdrowotnych dziecka wielu pediatrów pomija ocenę dojrzałości płciowej według skali Tannera bądź ocenia wybiórcze jej składowe na podstawie informacji pochodzących wyłącznie z wywiadu. Takie postępowanie prowadziłoby do obciążenia wyboru monitorowanej kohorty (ang. selection bias) wynikające z subiektywnej, niewystandaryzowanej oceny stopnia owłosienia łonowego przez pacjentkę.