Studientypen – ein Überblick

Unterschiedliche Studientypen sind unterschiedlich in der Lage, systematische Fehler (Bias) und Störfaktoren (Confounder) auszuschließen. Das Ausmaß, in dem diese Einflussfaktoren kontrolliert werden, ist (neben anderen Faktoren wie der Stichprobengröße) von besonderer Bedeutung für die Aussagekraft der Studie.

Überblicksmäßig können die verschiedenen Studientypen, so Iris Hinneburg (2015), mit nachfolgenden Fragen unterschieden werden:^[1]Iris Hinneburg: Klinische Studien kritisch lesen. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2015.

1. Werden die untersuchten Interventionen (Behandlungen) explizit im Rahmen der Studie zugeteilt oder beobachtet die Studie Behandlungen, die auch ohne Studie so vorgenommen würden?
2. Gibt es eine Kontrollgruppe, d.h. einen Vergleich mit einer anderen Behandlung, einem Placebo oder auch gar keiner Behandlung?
3. Wenn es eine Vergleichsgruppe gibt, werden die Versuchspersonen nach dem Zufallsprinzip (randomisiert) den Gruppen zugeteilt?
4. Werden die Versuchspersonen nach einer Behandlung beobachtet (prospektive Studie) oder wird in der Vergangenheit nach Einflussfaktoren gesucht (retrospektive Betrachtung)?

Interventionsstudie versus Beobachtungsstudie

• Ist die Behandlung durch die Studie festgelegt, handelt es sich um eine Interventionsstudie (experimentelle Studie).
• Wird die Behandlung beobachtet, aber nicht durch die Studie festgelegt, handelt es sich um eine Beobachtungsstudie (epidemiologische Studie).

Randomisierte Interventionsstudie versus kontrollierte Interventionsstudie

Interventionsstudien unterscheiden sich in der Art und Weise, wie die Zuordnung zu Behandlungs- (Versuchs-) und Kontroll(Vergleichs)gruppe erfolgt.

• Erfolgt die Zuordnung zu Versuchsgruppe und Kontrollgruppe durch ein Zufallsverfahren, spricht man von einer randomisierten kontrollierten Studie (RCT).
• Werden die Versuchspersonen nicht zufällig (randomisiert) den Gruppen zugeteilt, spricht man von einer kontrollierten klinischen Studie (CCT).

Durch die Randomisierung (zufällige Zuordnung) wird Strukturgleichheit (dass sich die Versuchsgruppen ausschließlich in der Art der Behandlung unterscheiden) zwischen den Studien gewährleistet.

Da bei CCTs die Randomisierung fehlt, werden sie in Bezug auf die Wirksamkeit einer Behandlung als nicht so aussagekräftig betrachtet, vielmehr als eine Sonderform der Kohortenstudien.

Kontrollierte Beobachtungsstudie versus deskriptive Beobachtungsstudie

• Liegt bei einer Beobachtungsstudie (epidemiologische Studie) eine Kontrollgruppe vor, spricht man von einer analytischen Studie.
• Liegt bei einer Beobachtungsstudie (epidemiologische Studie) keine Kontrollgruppe vor, spricht man von einer deskriptiven Studie.

Bei den deskriptiven Studien handelt es sich um Fallberichte, Fallserien (Zusammenfassung von mehreren Fallberichten) und Anwendungsbeobachtungen. Ihre Aussagekraft wird als vergleichsweise gering betrachtet, weil durch die fehlende Kontrollgruppe nicht geklärt werden kann, inwieweit andere Faktoren und Maßnahmen für die Ergebnisse (mit)verantwortlich sein könnten. Dazu kommt, dass bei Fallbeschreibungen und Fallserien meist nur eine kleine Anzahl von Personen untersucht wird, so dass eine Verallgemeinerung auch aus diesem Grund fraglich ist.

Querschnittsstudien versus Fall-Kontrollstudien versus Kohortenstudien

• Werden sowohl das Ergebnis als auch Expositionsfaktoren zu einem bestimmten Zeitpunkt (Stichtag) – im Vergleich zu einer Kontrollgruppe – erfasst, spricht man von einer Querschnittsstudie (Prävalenzstudie).

So kann eine Querschnittsstudie beispielsweise feststellen, dass sich bei 75 % der untersuchten PatientInnen mit Typ-2-Diabetes ein niedriger Vitamin-D-Spiegel zeigt, bei stoffwechselgesunden Menschen hingegen nur bei 10 %.

Eine Querschnittsstudie kann keine Aussage über eine Ursache-Wirkungs-Beziehung treffen. So kann der niedrige Vitamin-D-Spiegel die Ursache für die Diabetes-Entstehung sein, durch die Diabetes-Erkrankung verursacht sein oder aber durch Medikamente, die zur Behandlung eingenommen werden. Der Vitamin-D-Mangel könnte aber auch aus zu wenig Bewegung im Freien resultieren, die zu Übergewicht führte und in Folge zur Entstehung des Typ-2-Diabetes.

• Wird von einem Ereignis, z.B. einer Erkrankung, ausgegangen und rückblickend (retrospektiv) untersucht, ob sich bei diesen Menschen in ihrer Geschichte häufiger bestimmte Risikofaktoren oder Einflüsse finden als in der Kontrollgruppe, so handelt es sich um eine Fall-Kontroll-Studie.

Ein solches Studiendesign wird häufig bei Ausbrüchen von Infektionskrankheiten verwendet, um nach der Ansteckungsquelle zu suchen. Dieses Studiendesign ist aber fehleranfällig, beispielsweise weil sich die StudienteilnehmerInnen oft nicht korrekt erinnern (recall bias), und eine unsichere Strukturgleichheit vorliegt (Beobachtungs- und Kontrollgruppe sind möglicherweise nicht gleich). Das zeigte sich z.B. 2011  bei der Untersuchung des Ausbruchs einer EHEC-Infektion (enterohämorrhagischen Escherichia-coli). Hier fiel der Verdacht zunächst auf Salate, Gurken und Tomaten, die von erkrankten Menschen häufiger verzehrt wurden. Schließlich aber stellten sich rohe Sprossen als Krankheitsüberträger heraus, an deren Verzehr sich die Befragten aber erst nach expliziter Rückfrage erinnern konnten.

• Wird das Auftreten einer bestimmten Erkrankung von der Gegenwart ausgehend prospektiv (in die Zukunft gerichtet) erforscht, so handelt es sich um eine Kohortenstudie, eine Form der Längsschnittstudien.

In der Kohortenstudie werden Probanden mit bestimmten Einflüssen mit einer Kontrollgruppe in Hinblick auf ein späteres Auftreten einer Erkrankung verglichen. Beispielsweise wird hier untersucht, ob eine höhere Menge an Ballaststoffen in der Nahrung zu einer geringeren Häufigkeit an Dickdarmkrebs führt. Die Versuchspersonen werden dazu in zwei Gruppen unterteilt (solche mit hohen und solche mit niedrigen Verzehrwerten) und dann kontinuierlich über einen längeren Zeitraum beobachtet.

Einen Sonderfall stellt die „historische Kohortenstudie“ dar, bei der der Beginn und mitunter auch das Ende der Studie in der Vergangenheit liegen. Ausgangspunkt sind hier meist Registerdaten, wie beispielsweise Krankenkassen- oder Sterberegister. So untersuchte eine Studie in Dänemark, basierend auf Krankenkassendaten, ob Frauen, die hormonelle Kontrazeptiva verwendeten, häufiger Thromboseembolien aufweisen.

Wesentliche Probleme von Kohortenstudien stellen mögliche Ungleichheiten der TeilnehmerInnen in der Versuchs- und in der Kontrollgruppe wie auch Confounder dar, wobei bekannte Confounder über statistische Verfahren berücksichtigt werden können (Adjustierung).