El protocolo de investigación II: los diseños de estudio para investigación clínica

Revista Alergia México volumen 62, Núm. 1, enero-marzo, 2016


MetodologÍa de la investigaciÓn


Este artículo debe citarse como: Villasís-Keever MA, Miranda-Novales MG. El protocolo de investigación II: los diseños de estudio para investigación clínica. Rev Alerg Méx. 2016 ene-mar;63(1):80-90.


Recibido: 18 de enero 2016

Aceptado: 19 de enero 2016


El protocolo de investigación II: los diseños de estudio para investigación clínica


The research protocol II: study designs in clinical research


Miguel Ángel Villasís-Keever,1 María Guadalupe Miranda-Novales,2


1Unidad de Investigación en Epidemiología Clínica.

2Unidad de Investigación en Epidemiología Hospitalaria.


Hospital de Pediatría, Centro Médico Nacional Siglo XXI, IMSS, Coordinación de Investigación en Salud, Instituto Mexicano del Seguro Social, Ciudad de México.


Correspondencia: Dra. María Guadalupe Miranda Novales. guadalumiranda@terra.com.mx

Resumen

En la investigación clínica que se realiza en el área de la salud, la mayor parte de los estudios se hacen en los seres humanos. Entre los principales objetivos están conocer las características de uno o más grupos de estudio, el comportamiento, la o las causas de las enfermedades, identificar las mejores herramientas para el diagnóstico o definir el mejor tratamiento contra una enfermedad en particular. Además, existen otros tipos de investigación que pueden clasificarse como investigación biomédica básica; en este tipo de estudios, el objetivo lo constituyen los animales de laboratorio, células, tejidos o moléculas. En términos generales, en estos estudios, los propósitos son, entre otros: la determinación de la fisiología, patogenia o los mecanismos biológicos en cuanto a las funciones o alteraciones de uno o más órganos o sistemas. En esta sección nos enfocaremos a los diseños de estudio en investigación clínica.

Palabras clave: diseños de estudio, investigación clínica.


Abstract

In clinical research that takes place in health-care areas, most of the studies are performed with human beings as research subjects. The main objectives of these studies are to know the characteristics of one or more groups, the behavior of human diseases, the etiology or causes of diseases, to identify the best diagnostic tools, or to establish the best treatment for a condition or disease in particular. Additionally, some studies are classified as basic bio-medical research; in these investigations, the subjects of study are laboratory animals, tissues, cells, or molecules. In general terms, the objectives of these studies are to understand the physiology, pathogenesis, or biological mechanisms that could explain functions or alterations in one or more systems or body organs. This article will only address clinical research designs.

Keywords: study designs; clinical research


DiseÑos de estudio en investigaciÓn clÍnica

La elección de un diseño en específico para dar respuesta a una interrogante mediante un estudio de investigación debe basarse en el planteamiento adecuado de esa pregunta, en los posibles alcances de la investigación y tomar en cuenta los recursos disponibles con los que se cuenta. Para clasificar los diseños de investigación es importante identificar sus componentes y características; ambos se utilizan para describir a los estudios, pero no son per se diseños metodológicos de un estudio.

Componentes de los estudios de investigaciÓn

Los componentes que pueden identificarse en cualquier estudio de investigación son: 1) número de mediciones, 2) número de grupos en el estudio, 3) si existe una intervención o no por el investigador, 4) el momento o tiempo en que ocurre el fenómeno o lo que se desea estudiar, y 5) la manera de recolectar los datos. Al tener en cuenta estos cinco componentes, los estudios pueden clasificarse de la siguiente manera:


  1. De acuerdo con el número de mediciones, un estudio se denomina transversal o longitudinal. Si existe una sola medición se denomina transversal; si se realizan dos o más evaluaciones de un mismo aspecto o variable, entonces es longitudinal.
  2. De acuerdo con el número de grupos, los estudios pueden ser descriptivos o analíticos (también llamados comparativos). Cuando sólo se incluye un grupo de estudio se denominan descriptivos y si hay dos o más grupos, comparativos o analíticos. En un estudio comparativo se contrastará una o más variables entre los grupos incluidos. En los estudios descriptivos solamente se narran las variables de interés en el grupo seleccionado.
  3. De acuerdo con la existencia o no de una maniobra, en observacionales o experimentales. En los estudios observacionales, los investigadores recaban los datos o variables de los fenómenos a estudiar en uno o más grupos, pero no existe participación o modificación de las variables. En los estudios experimentales los investigadores registrarán los resultados después de realizar una intervención (medicamento, cirugía, maniobra educativa, etc.) que se aplica a uno o más grupos.
  4. De acuerdo con el momento en que ocurre el fenómeno a estudiar, en prospectivos o retrospectivos. La interpretación de estos términos ha cambiado; sin embargo, el significado original de un estudio prospectivo es aquél en el que los investigadores tratan de determinar la posibilidad de que ocurra un evento o desenlace (por ejemplo, la muerte) a partir de una causa (por ejemplo, infarto de miocardio). En este diseño, los investigadores primero identifican la causa y vigilan durante un tiempo a los pacientes para conocer si tendrán o no el desenlace; es decir, es un estudio de causa a efecto. En el caso de los estudios retrospectivos, la situación es inversa: los investigadores tienen un grupo de sujetos donde ya sucedió el desenlace y van a buscar la causa o los factores de riesgo que se relacionaron con la ocurrencia del desenlace; es decir, son estudios del efecto a la causa.
  5. De acuerdo con la manera de recolección, en prolectivos o retrolectivos. Para evitar las posibles confusiones relacionadas con los conceptos de prospectivo o retrospectivo, se consideró que era necesario diferenciar las fuentes de recolección de datos para efectuar la investigación. De esta manera, un estudio prolectivo será aquél en el que se empezará a recabar información a partir del momento de inicio del estudio; por el contrario, en los retrolectivos, los investigadores tomarán los datos o variables de estudio a partir de fuentes secundarias. De estos últimos, lo más común en la investigación clínica es la revisión de expedientes clínicos, pero también pueden ser archivos históricos, reportes de otras encuestas, estadísticas vitales de unidades médicas, regiones o ciudades.

Al tomar en cuenta las componentes y características de los estudios de investigación, se clasifican en los siguientes tipos:


  • Ensayos clínicos: se realizan cuando se evalúa si la intervención (variable independiente) modifica uno o más fenómenos (variable dependiente). En este tipo de estudios, lo más importante es la intervención; al grupo al que se le asigna la misma se denomina grupo experimental y el grupo que no la recibe es el grupo control. En los ensayos clínicos, la medición de las variables de interés es de manera prolectiva y se hacen una o más mediciones. De esta manera, se puede decir que un ensayo clínico es un estudio experimental, comparativo, longitudinal y prolectivo. En general, este tipo de estudios no tiene como propósito determinar factores de riesgo o causas, por lo que los términos prospectivo o retrospectivo no se utilizan.
  • Estudio de cohorte(s): este tipo de diseño se utiliza cuando se buscan factores de riesgo o se trata de definir el curso clínico o pronóstico de las enfermedades. Los investigadores no asignan alguna intervención, por lo que son estudios observacionales. Debido a que se realizan comparaciones entre dos o más grupos, se consideran analíticos. Si el objetivo del estudio es identificar causas de la aparición de enfermedades, entonces son prospectivos, debido a que parte de la exposición (o la ausencia de la misma) a los factores de riesgo o causas (variables independientes) y después de un tiempo se manifiesta u ocurre la enfermedad (variable dependiente o de resultado).

Diseños de investigación de acuerdo con su propósito


  • Para determinar la frecuencia, prevalencia o incidencia.
  • De tratamiento o terapia, cuando se trata de evaluar si una intervención (por ejemplo, un fármaco, una cirugía, una vacuna o una acción educativa) sirve para mejorar o prevenir una o más condiciones clínicas.
  • De prueba diagnóstica, si la intención es establecer la utilidad de un examen (por ejemplo, pruebas de laboratorio, radiografías o tomografías) para identificar y descartar una enfermedad, o bien, una complicación determinada.
  • De pronóstico, cuando la finalidad es conocer la evolución de un grupo de sujetos durante un periodo con alguna enfermedad o cierta característica, hasta que sobrevenga el desenlace de interés.
  • De causalidad, cuando se desea identificar la causa o los factores que se asocian con la aparición de una enfermedad o una complicación. Asimismo, se debe hacer una mención especial de un tipo de estudio denominado revisión sistemática o metanálisis, que se basa en la compilación y análisis crítico de diferentes estudios experimentales y observacionales que comparten objetivos similares.

A continuación se revisan las características de los diferentes diseños metodológicos.

Estudios observacionales


Estudios de cohorte

El nombre de cohorte viene del latín cohors, término que utilizaban los romanos para designar a una unidad militar de infantería; en investigación este término se usa para describir a un grupo de sujetos que comparten una misma característica (por ejemplo, ser estudiantes, tener antecedentes familiares de cáncer, ser inmigrantes, etc.). Para iniciar el estudio, los investigadores identifican a uno o más grupos de sujetos que conformarán la(s) cohorte(s); posteriormente, procederán a seguirlos durante un tiempo, que puede ser de días, meses o años, hasta la ocurrencia del evento (por ejemplo, la enfermedad) motivo de interés o estudio. En los estudios observacionales, los de cohorte constituyen el grupo más sólido o con mayor validez, porque si se realiza adecuadamente, los resultados obtenidos serán los de mayor confiabilidad; es decir, con el menor número de errores o sesgos. Éste es uno de los mejores diseños para tratar de establecer la causa u origen de una enfermedad a partir de la exposición a uno o más factores de riesgo. Por ejemplo, un investigador desea comprobar que la radiación (exposición al factor) puede producir algún tipo de enfermedad; para realizarlo primero identifica a dos grupos de sujetos: unos que trabajan en una planta nuclear y un grupo de sujetos que viven en la misma ciudad, pero que trabajan en oficinas de gobierno. Para incluirlos en el estudio, los sujetos de cada grupo no deben padecer la enfermedad en el momento que se realiza la entrevista inicial. Posteriormente y cada seis meses acude a los domicilios de los sujetos de ambos grupos y, a través de una encuesta, averigua si en el tiempo transcurrido han acudido al médico y si les han confirmado que padecen alguna enfermedad. Este seguimiento (que también se denomina vigilancia) se termina cuando un sujeto manifiesta la enfermedad de interés (por ejemplo, cáncer) porque ya ocurrió el evento, el desenlace o la variable dependiente que se buscaba. También puede terminar cuando un sujeto fallece (por causa diferente al cáncer), cambia de domicilio y no se puede localizar, o bien, simplemente porque ya no quiere participar en el estudio; a esta situación habitualmente se le conoce como pérdida. Por último, el seguimiento puede terminarse cuando los investigadores deciden dar por concluido el estudio, ya sea porque así estaba programado (por ejemplo, se planeó vigilarlos por un periodo de cinco años) o porque ya no hay recursos o posibilidades de continuarlo. En la última fase del estudio, los investigadores deben realizar un análisis estadístico para determinar si efectivamente la exposición a radiaciones puede causar cáncer; si la hipótesis es correcta, entonces, al comparar las proporciones de sujetos que padecieron cáncer, la mayor proporción estará en el grupo de trabajadores de la planta nuclear.

Los estudios de cohorte pueden ser descriptivos o analíticos. Si el objetivo es conocer la incidencia de una enfermedad es un estudio descriptivo en un solo grupo de individuos. Los estudios de cohorte analíticos incluyen dos o más cohortes. El ejemplo previo del riesgo de padecer cáncer entre individuos expuestos a radiación es la forma más común de los estudios de cohorte analíticos: existe una cohorte de sujetos expuestos y otra de no expuestos al factor de riesgo o a la posible causa; ambos grupos se siguen de manera prospectiva durante un tiempo determinado hasta que ocurre el desenlace. Debido a que los estudios de cohorte inician con la exposición de individuos a los factores de riesgo hasta el desenlace, es común que se describan como estudios que van de la causa al efecto.


Validez interna

Un estudio confiable es el que se realiza cumpliendo los lineamientos para evitar sesgos. Los estudios de cohorte tienen tres elementos principales que determinan su validez interna: la selección de los sujetos, el seguimiento y la evaluación del resultado (la ocurrencia del desenlace).

Para evitar sesgos en la selección, al inicio del estudio los sujetos expuestos y los no expuestos al o los factores de riesgo no deben tener el desenlace estudiado. Si la población de donde se obtendrán los sujetos es muy grande, la inclusión al estudio debe realizarse mediante una selección aleatoria. Esto significa que todos los sujetos tendrán la misma posibilidad de ser escogidos. En lo que respecta al seguimiento, un estudio bien realizado es aquél en el que todos los sujetos incluidos en el estudio se mantuvieron en vigilancia durante todo el tiempo planeado en el protocolo. Para estudios muy largos, el investigador debe anticiparse a las posibles pérdidas y tener un plan para rescatar a los sujetos. Si en un estudio las pérdidas superan 20%, los resultados serán poco confiables. Por último, y no menos importante, es la forma de evaluar el desenlace. En los mejores estudios los investigadores planean que el desenlace lo evalúe una persona que desconozca si el sujeto pertenece al grupo expuesto o no expuesto (cegamiento). No es infrecuente encontrar que un investigador que participó en la planeación de un estudio identifique con mayor frecuencia la enfermedad entre los sujetos expuestos sin que esto sea real e inconscientemente registrará datos que favorecen esa relación causal; es decir, identificará más sujetos con la enfermedad en la cohorte expuesta y menos en la cohorte no expuesta.


Ventajas

Los estudios de cohorte son los mejores para registrar la incidencia de las enfermedades y las causas potenciales de la ocurrencia de una condición. Esto último debido a que los factores de riesgo potenciales se miden antes que suceda el resultado. Los estudios de cohorte, particularmente los prospectivos, le dan al investigador la oportunidad de medir las variables de manera completa, precisa y confiable. Todo esto redundará en un estudio con pocos sesgos. Los estudios de cohorte retrospectivos tienen las mismas ventajas; sin embargo, como el evento ya ocurrió, el estudio tendrá una duración mucho menor, por lo que significará un ahorro en todos los aspectos, particularmente el económico, porque no se requerirá hacer la vigilancia de los sujetos seleccionados.


Desventajas

Los estudios de cohorte prospectivos, en general, son costosos, porque se requiere un tiempo suficiente para que sucedan los eventos; si los eventos o desenlaces son raros y se requiere seguir a los sujetos por periodos muy largos, entonces será necesario hacer grandes inversiones, de tiempo y dinero, para obtener los resultados esperados. Por el contrario, un estudio de cohorte retrospectivo no tiene esta desventaja porque el evento ya ocurrió; sin embargo, la evaluación de la exposición a los factores de riesgo será menos confiable que la de los estudios prospectivos y dependerá de los datos colectados y el registro del desenlace.


Estudios de casos y controles

Éste es uno de los diseños que más se utiliza en la investigación clínica y epidemiológica, y tiene como objetivo principal establecer la causa de una enfermedad o un evento.

El estudio de casos y controles pertenece al grupo de estudios observacionales, porque no hay manipulación de las variables. Para realizarlo, en un principio se identifican dos grupos de sujetos: el grupo de casos y el grupo de controles. El primer grupo está constituido por sujetos que ya tienen la enfermedad o la condición que se estudia, mientras que el grupo de controles lo integran sujetos que en el momento de la evaluación no la tienen. Los factores de riesgo que se piensa son los causantes de la enfermedad están planteados en el protocolo y si la hipótesis de los investigadores es correcta, entonces, al terminar el estudio, se establecerá que, en comparación con el grupo de controles, el de casos tuvo con mayor frecuencia el o los factores de riesgo que los investigadores pensaron eran causantes de la enfermedad.

En comparación con el estudio de cohortes, el protocolo de investigación de los estudios de casos y controles parte de la identificación del desenlace, en este caso la enfermedad, y posteriormente se busca la causa, que son los factores de riesgo o exposición. De ahí que este tipo de diseño de investigación también se describa como estudios que van del efecto a la causa.

En cuanto a la confiabilidad de los resultados para determinar la causa de una enfermedad, estos estudios se consideran en un nivel inferior a los de cohorte.


Validez interna

Para determinar la validez de los estudios de casos y controles deben evaluarse las fuentes potenciales de sesgos; en este caso las principales son la selección de los sujetos y la manera de evaluar si los factores de riesgo existen o no en los dos grupos.

La selección de los sujetos es muy importante; debe establecerse que