16.2: Seguimiento de Enfermedades Infecciosas

Objetivos de aprendizaje

• Explicar los enfoques de investigación utilizados por los pioneros de la epidemiología
• Explicar cómo los estudios epidemiológicos descriptivos, analíticos y experimentales contribuyen a determinar la causa de morbilidad y mortalidad

La epidemiología tiene sus raíces en el trabajo de médicos que buscaron patrones en la ocurrencia de enfermedades como una forma de entender cómo prevenirla. La idea de que la enfermedad podría transmitirse fue un precursor importante para dar sentido a algunos de los patrones. En 1546, Girolamo Fracastoro propuso por primera vez la teoría germinal de la enfermedad en su ensayo De Contagione et Contagiosis Morbis, pero esta teoría permaneció en competencia con otras teorías, como la hipótesis del miasma, durante muchos años (ver Lo que sabían nuestros antepasados). La incertidumbre sobre la causa de la enfermedad no fue una barrera absoluta para obtener conocimientos útiles a partir de los patrones de enfermedad. Algunos investigadores importantes, como Florence Nightingale, se suscribieron a la hipótesis del miasma. La transición a la aceptación de la teoría de los gérmenes durante el siglo XIX proporcionó una sólida base mecanicista para el estudio de los patrones de enfermedades. Los estudios de médicos e investigadores del siglo XIX como John Snow, Florence Nightingale, Ignaz Semmelweis, Joseph Lister, Robert Koch, Louis Pasteur y otros sembraron las semillas de la epidemiología moderna.

Pioneros de la Epidemiología

John Snow (Figura\(\PageIndex{1}\)) fue un médico británico conocido como el padre de la epidemiología por determinar el origen de la epidemia de cólera de Broad Street de 1854 en Londres. Con base en las observaciones que había hecho durante un brote de cólera anterior (1848—1849), Snow propuso que el cólera se propagara a través de una vía fecal-oral de transmisión y que un microbio era el agente infeccioso. Investigó la epidemia de cólera de 1854 de dos maneras. Primero, sospechando que el agua contaminada era la fuente de la epidemia, Snow identificó la fuente de agua para los infectados. Encontró una alta frecuencia de casos de cólera entre individuos que obtuvieron su agua del río Támesis aguas abajo de Londres. Esta agua contenía los desechos y aguas residuales de Londres y asentamientos río arriba. También señaló que los trabajadores de la cervecería no contrajeron cólera y en la investigación encontraron que los dueños proporcionaron a los trabajadores cerveza para beber y declararon que probablemente no bebieron agua. ¹ En segundo lugar, también mapeó minuciosamente la incidencia del cólera y encontró una alta frecuencia entre aquellos individuos usando una bomba de agua particular ubicada en la calle Broad. En respuesta al consejo de Snow, funcionarios locales retiraron el mango de la bomba, ² resultando en la contención de la epidemia de cólera de Broad Street.

Figura\(\PageIndex{1}\): a) John Snow (1813—1858), médico británico y padre de epidemiología. b) El mapeo detallado de la incidencia del cólera de Snow condujo al descubrimiento de la bomba de agua contaminada en la calle Broad (plaza roja) responsable de la epidemia de cólera de 1854. (crédito a: modificación de obra por “Rsabbatini” /Wikimedia Commons)

El trabajo de Snow representa un estudio epidemiológico temprano y resultó en la primera respuesta de salud pública conocida a una epidemia. Los meticulosos métodos de seguimiento de casos de Snow son ahora una práctica común en el estudio de brotes de enfermedades y en la asociación de nuevas enfermedades con sus causas. Su trabajo arrojó más luz sobre las prácticas insalubres de aguas residuales y los efectos del vertido de desechos en el Támesis. Adicionalmente, su trabajo apoyó la teoría germinal de la enfermedad, la cual argumentó que la enfermedad podría transmitirse a través de artículos contaminados, entre ellos el agua contaminada con materia fecal.

El trabajo de Snow ilustró lo que hoy se conoce como una fuente común de propagación de enfermedades infecciosas, en la que existe una sola fuente para todos los individuos infectados. En este caso, la única fuente fue la contaminada muy por debajo de la bomba de Broad Street. Los tipos de dispersión de fuente común incluyen dispersión de fuente puntual, propagación continua de fuente común y propagación intermitente de fuente común. En la propagación puntual de enfermedades infecciosas, la fuente común opera por un corto período de tiempo, menor que el período de incubación del patógeno. Un ejemplo de propagación puntual es una sola ensalada de papa contaminada en un picnic grupal. En la propagación continua de fuente común, la infección ocurre por un periodo prolongado de tiempo, más largo que el periodo de incubación. Un ejemplo de propagación continua de fuentes comunes sería la fuente de agua londinense tomada aguas abajo de la ciudad, que estaba continuamente contaminada con aguas residuales de aguas arriba. Finalmente, con la propagación intermitente de fuente común, las infecciones ocurren por un periodo, se detienen y luego comienzan de nuevo. Esto podría verse en infecciones de un pozo que se contaminó solo después de grandes lluvias y que se aclaró de contaminación después de un corto período.

A diferencia de la propagación de fuentes comunes, la propagación se produce a través del contacto directo o indirecto de persona a persona. Con la propagación propagada, no hay una sola fuente de infección; cada individuo infectado se convierte en una fuente de una o más infecciones posteriores. Con la propagación propagada, a menos que la propagación se detenga de inmediato, las infecciones ocurren por más tiempo que el periodo de incubación. Aunque las fuentes puntuales a menudo conducen a brotes a gran escala pero localizados de corta duración, la propagación propagada generalmente da como resultado brotes de mayor duración que pueden variar de pequeños a grandes, dependiendo de la población y la enfermedad (Figura\(\PageIndex{2}\)). Además, debido a la transmisión de persona a persona, la propagación propagada no se puede detener fácilmente en una sola fuente, como la propagación de fuente puntual.

Figura\(\PageIndex{2}\): a) Los brotes que se pueden atribuir a la propagación de fuentes puntuales suelen tener una duración corta. b) Los brotes atribuidos a la propagación propagada pueden tener una duración más prolongada. (crédito a, b: modificación del trabajo por parte de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades)

El trabajo de Florence Nightingale es otro ejemplo de un estudio epidemiológico temprano. En 1854, Nightingale formaba parte de un contingente de enfermeras despachadas por los militares británicos para atender a los soldados heridos durante la Guerra de Crimea. Nightingale mantuvo registros meticulosos con respecto a las causas de la enfermedad y muerte durante la guerra. Su registro fue una tarea fundamental de lo que luego se convertiría en la ciencia de la epidemiología. Su análisis de los datos que recabó fue publicado en 1858. En este libro, presentó datos mensuales de frecuencia sobre las causas de muerte en un histograma de gráfico de cuña (Figura\(\PageIndex{3}\)). Esta presentación gráfica de datos, inusual en su momento, ilustró poderosamente que la gran mayoría de las bajas durante la guerra se produjeron no por heridas sostenidas en acción sino por lo que Nightingale consideró enfermedades infecciosas prevenibles. A menudo estas enfermedades se presentaron por falta de saneamiento y falta de acceso a las instalaciones hospitalarias. Los hallazgos de Nightingale llevaron a muchas reformas en el sistema de atención médica del ejército británico.

Joseph Lister proporcionó evidencia epidemiológica temprana que condujo a buenas prácticas de salud pública en clínicas y hospitales. Estos escenarios fueron notorios a mediados del siglo XIX por infecciones fatales de heridas quirúrgicas en un momento en que la teoría germinal de la enfermedad aún no era ampliamente aceptada (ver Fundamentos de la teoría celular moderna). La mayoría de los médicos no se lavaban las manos entre las visitas de los pacientes ni limpiaban y esterilizaban sus herramientas quirúrgicas. Lister, sin embargo, descubrió las propiedades desinfectantes del ácido carbolico, también conocido como fenol (ver Uso de productos químicos para controlar microorganismos). Introdujo varios protocolos de desinfección que redujeron drásticamente las tasas de infección posquirúrgica. ³ Exigió que los cirujanos que trabajaban para él usaran una solución de ácido carbolico al 5% para limpiar sus herramientas quirúrgicas entre pacientes, e incluso llegaron a rociar la solución sobre vendas y sobre el sitio quirúrgico durante las operaciones (Figura\(\PageIndex{4}\)). También tomó precauciones para no introducir fuentes de infección de su piel o ropa quitándose el abrigo, enrollándose las mangas y lavándose las manos en una solución diluida de ácido carbolico antes y durante la cirugía.

Figura\(\PageIndex{3}\): a) Florence Nightingale informó sobre los datos que recabó como enfermera en la Guerra de Crimea. b) El diagrama de Nightingale muestra el número de muertes en soldados por mes del conflicto por diversas causas. El número total de muertos en un mes en particular es igual al área de la cuña para ese mes. Las secciones coloreadas de la cuña representan diferentes causas de muerte: heridas (rosa), enfermedades infecciosas prevenibles (gris) y todas las demás causas (marrones).

Figura\(\PageIndex{4}\): Joseph Lister inició el uso de un ácido carbolico (fenol) durante las cirugías. Esta ilustración de una cirugía muestra un bote presurizado de ácido carbolico que se pulveriza sobre el sitio quirúrgico.

Enlace al aprendizaje

La propia cuenta de John Snow de su obra tiene enlaces e información adicionales.

Este recurso de los CDC desglosa aún más el patrón esperado de un brote de fuente puntual.

Conoce más sobre el gráfico de cuña de Nightingale aquí.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

1. Explicar la diferencia entre la propagación de la fuente común y la propagación propagada de la enfermedad.
2. Describa cómo las observaciones de John Snow, Florence Nightingale y Joseph Lister condujeron a mejoras en la salud pública.

Tipos de Estudios Epidemiológicos

Hoy en día, los epidemiólogos hacen uso de diseños de estudio, la manera en que se recopilan los datos para probar una hipótesis, similar a los de los investigadores que estudian otros fenómenos que ocurren en poblaciones. Estos enfoques pueden dividirse en estudios observacionales (en los que los sujetos no son manipulados) y estudios experimentales (en los que los sujetos son manipulados). Colectivamente, estos estudios brindan a los epidemiólogos modernos múltiples herramientas para explorar las conexiones entre las enfermedades infecciosas y las poblaciones de individuos susceptibles que podrían infectar.

Estudios Observacionales

En un estudio observacional, se recopilan datos de los participantes del estudio a través de mediciones (como variables fisiológicas como el recuento de glóbulos blancos), o respuestas a preguntas en entrevistas (como viajes recientes o frecuencia de ejercicio). Los sujetos en un estudio observacional se eligen típicamente al azar de una población de individuos afectados o no afectados. Sin embargo, los sujetos en un estudio observacional no son manipulados de ninguna manera por el investigador. Los estudios observacionales suelen ser más fáciles de realizar que los estudios experimentales, y en ciertas situaciones pueden ser los únicos estudios posibles por razones éticas.

Los estudios observacionales solo son capaces de medir las asociaciones entre la ocurrencia de la enfermedad y los posibles agentes causantes; no necesariamente prueban una relación causal. Por ejemplo, supongamos que un estudio encuentra una asociación entre el consumo excesivo de café y la menor incidencia de cáncer de piel. Esto podría sugerir que el café previene el cáncer de piel, pero puede haber otro factor no medido involucrado, como la cantidad de exposición solar que reciben los participantes. Si resulta que los bebedores de café trabajan más en oficinas y pasan menos tiempo afuera al sol que los que beben menos café, entonces es posible que la menor tasa de cáncer de piel se deba a una menor exposición al sol, no al consumo de café. El estudio observacional no puede distinguir entre estas dos causas potenciales.

Existen varios enfoques útiles en estudios observacionales. Estos incluyen métodos clasificados como epidemiología descriptiva y epidemiología analítica. La epidemiología descriptiva recoge información sobre un brote de enfermedad, los individuos afectados y cómo la enfermedad se ha propagado a lo largo del tiempo en una etapa exploratoria de estudio. Este tipo de estudio consistirá en entrevistas a pacientes, a sus contactos y a sus familiares; examen de muestras y registros médicos; e incluso historias de alimentos y bebidas consumidos. Tal estudio podría realizarse mientras el brote aún se esté produciendo. Los estudios descriptivos podrían constituir la base para desarrollar una hipótesis de causalidad que pudiera ser probada por estudios observacionales y experimentales más rigurosos.

La epidemiología analítica emplea grupos cuidadosamente seleccionados de individuos en un intento de evaluar de manera más convincente las hipótesis sobre las posibles causas de un brote de enfermedad. La selección de casos generalmente se realiza al azar, por lo que los resultados no están sesgados debido a alguna característica común de los participantes del estudio. Los estudios analíticos pueden recopilar sus datos retrocediendo en el tiempo (estudios retrospectivos), o a medida que los eventos se desarrollan en el tiempo (estudios prospectivos).

Los estudios retrospectivos recogen datos del pasado sobre casos actuales. Los datos pueden incluir cosas como el historial médico, la edad, el género o el historial ocupacional de los individuos afectados. Este tipo de estudio examina las asociaciones entre los factores elegidos o disponibles para el investigador y la ocurrencia de la enfermedad.

Los estudios prospectivos siguen a los individuos y monitorean su estado de enfermedad durante el transcurso del estudio. Los datos sobre las características de los sujetos de estudio y sus ambientes se recopilan al inicio y durante el estudio para que los sujetos que se enfermen puedan ser comparados con aquellos que no. Nuevamente, los investigadores pueden buscar asociaciones entre el estado de enfermedad y las variables que se midieron durante el estudio para arrojar luz sobre posibles causas.

Los estudios analíticos incorporan grupos en sus diseños para ayudar a desatar asociaciones con la enfermedad. Los enfoques para los estudios analíticos basados en grupos incluyen estudios de cohortes, estudios de casos y controles y estudios transversales. El método de cohorte examina grupos de individuos (llamados cohortes) que comparten una característica particular. Por ejemplo, una cohorte podría consistir en individuos nacidos en el mismo año y en el mismo lugar; o podría consistir en personas que practican o evitan un comportamiento en particular, por ejemplo, fumadores o no fumadores. En un estudio de cohortes, las cohortes pueden ser seguidas prospectivamente o estudiadas retrospectivamente. Si solo se sigue una sola cohorte, entonces se compara a los individuos afectados con los individuos no afectados del mismo grupo. Los resultados de la enfermedad se registran y analizan para tratar de identificar correlaciones entre las características de los individuos en la cohorte y la incidencia de la enfermedad. Los estudios de cohortes son una manera útil de determinar las causas de una afección sin violar la prohibición ética de exponer a los sujetos a un factor de riesgo. Las cohortes generalmente se identifican y definen en función de los factores de riesgo sospechosos a los que los individuos ya han estado expuestos a través de sus propias elecciones o circunstancias.

Los estudios de casos y controles suelen ser retrospectivos y comparan un grupo de individuos con una enfermedad con un grupo similar de individuos sin la enfermedad. Los estudios de casos y controles son mucho más eficientes que los estudios de cohortes porque los investigadores pueden seleccionar deliberadamente sujetos que ya están afectados por la enfermedad en lugar de esperar a ver qué sujetos de una muestra aleatoria desarrollarán una enfermedad.

Un estudio transversal analiza individuos seleccionados al azar en una población y compara individuos afectados por una enfermedad o afección con aquellos no afectados en un solo momento en el tiempo. Los sujetos se comparan para buscar asociaciones entre ciertas variables medibles y la enfermedad o afección. También se utilizan estudios transversales para determinar la prevalencia de una afección.

Estudios Experimentales

La epidemiología experimental utiliza estudios clínicos o de laboratorio en los que el investigador manipula a los sujetos del estudio para estudiar las conexiones entre enfermedades y posibles agentes causantes o para evaluar tratamientos. Ejemplos de tratamientos pueden ser la administración de un medicamento, la inclusión o exclusión de diferentes elementos dietéticos, el ejercicio físico o un procedimiento quirúrgico en particular. Se utilizan animales o humanos como sujetos de prueba. Debido a que los estudios experimentales implican manipulación de sujetos, suelen ser más difíciles y a veces imposibles por razones éticas.

Los postulados de Koch requieren intervenciones experimentales para determinar el agente causante de una enfermedad. A diferencia de los estudios observacionales, los estudios experimentales pueden proporcionar evidencia sólida que respalde la causa porque otros factores generalmente se mantienen constantes cuando el investigador manipula al sujeto. Los resultados para un grupo que recibe el tratamiento se comparan con los resultados de un grupo que no recibe el tratamiento pero que recibe el mismo tratamiento en todas las demás formas. Por ejemplo, un grupo podría recibir un régimen de un medicamento administrado en forma de píldora, mientras que el grupo no tratado recibe un placebo (una píldora que se ve igual pero que no tiene ingrediente activo). Ambos grupos son tratados de la manera más similar posible a excepción de la administración del medicamento. Debido a que otras variables se mantienen constantes tanto en los grupos tratados como en los no tratados, el investigador está más seguro de que cualquier cambio en el grupo tratado es resultado de la manipulación específica.

Los estudios experimentales proporcionan la evidencia más sólida de la etiología de la enfermedad, pero también deben diseñarse cuidadosamente para eliminar los efectos sutiles del sesgo. Por lo general, los estudios experimentales con humanos se realizan como estudios doble ciego, lo que significa que ni los sujetos ni los investigadores saben quién es un caso de tratamiento y quién no. Este diseño elimina una conocida causa de sesgo en la investigación llamada efecto placebo, en la que el conocimiento del tratamiento por parte del sujeto o del investigador puede influir en los resultados.

Ejercicio\(\PageIndex{2}\)

1. Describir las ventajas y desventajas de los estudios observacionales y experimentales.
2. Explicar las formas en que se pueden seleccionar grupos de sujetos para estudios analíticos.

Enfoque Clínico: Parte 3

Dado que las pruebas de laboratorio habían confirmado que Salmonella, un patógeno común transmitido por los alimentos, como agente etiológico, los epidemiólogos sospecharon que el brote fue causado por la contaminación en una instalación de procesamiento de alimentos que atiende a la región. Entrevistas a pacientes enfocadas al consumo de alimentos durante y después de las vacaciones de Acción de Gracias, correspondientes al momento del brote. Durante las entrevistas, se pidió a los pacientes que enumeraran los artículos consumidos en las reuniones navideñas y describieran qué tan ampliamente se consumía cada artículo entre familiares y familiares. También se les preguntó sobre las fuentes de los alimentos (por ejemplo, marca, ubicación de compra, fecha de compra). Al hacer tales preguntas, los funcionarios de salud esperaban identificar patrones que conducirían de nuevo a la fuente del brote.

El análisis de las respuestas de la entrevista finalmente vinculó casi todos los casos con el consumo de un platillo navideño conocido como el turducken, un pollo relleno dentro de un pato relleno dentro de un pavo. Turducken es un platillo que generalmente no se consume durante todo el año, lo que explicaría el pico en los casos justo después de las vacaciones de Acción de Gracias Un análisis adicional reveló que los turduckens consumidos por los pacientes afectados fueron comprados ya rellenos y listos para ser cocinados. Además, los turduckens prerellenos se vendieron en la misma cadena regional de abarrotes bajo dos marcas diferentes. Tras una investigación adicional, los funcionarios rastrearon ambas marcas hasta una sola planta de procesamiento que suministraba tiendas en todo el panhandle de Florida.

Ejercicio\(\PageIndex{3}\)

1. ¿Es este un ejemplo de propagación de fuente común o propagación propagada?
2. ¿Qué próximos pasos tomaría probablemente la oficina de salud pública después de identificar la fuente del brote?

Conceptos clave y resumen

• Los primeros pioneros de la epidemiología como John Snow, Florence Nightingale y Joseph Lister, estudiaron la enfermedad a nivel poblacional y utilizaron datos para interrumpir la transmisión de la enfermedad.
• Los estudios epidemiológicos descriptivos se basan en el análisis de casos e historias de pacientes para obtener información sobre los brotes, con frecuencia mientras aún ocurren.
• Los estudios epidemiológicos retrospectivos utilizan datos históricos para identificar asociaciones con el estado de enfermedad de los casos presentes. Los estudios epidemiológicos prospectivos recopilan datos y siguen casos para encontrar asociaciones con futuros estados de enfermedad.
• Los estudios epidemiológicos analíticos son estudios observacionales cuidadosamente diseñados para comparar grupos y descubrir asociaciones entre factores ambientales o genéticos y enfermedades.
• Los estudios experimentales de epidemiología generan fuertes evidencias de causalidad en la enfermedad o tratamiento manipulando sujetos y comparándolos con sujetos control.

Notas al pie

1. John Snow. Sobre el Modo de Comunicación del Cólera. Segunda edición, Mucho Agrandado. John Churchill, 1855.
2. John Snow. “El cólera cerca de Golden-Wquare, y en Deptford”. Tiempos y Gaceta Médica 9 (1854): 321—322. http://www.ph.ucla.edu/epi/snow/chol...densquare.html.
3. O.M. Lidwell. “Joseph Lister y la Infección del Aire”. Epidemiología e Infección 99 (1987): 569—578. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti... 00006-0004.pdf.