Wissenschaftliche Studien

In der medizinischen Forschung spielen wissenschaftliche Studien eine wichtige Rolle. Studien werden unter anderem zur Erforschung eines Zusammenhanges z. B. zwischen einem Risikofaktor (einer Exposition) und dem Auftreten einer Erkrankung (Ereignis) eingesetzt. Studien können aber auch Experimente sein, vergleichende Untersuchungen, Beobachtungen, Umfragen oder Interviews. Häufig werden bei wissenschaftlichen Studien Stichproben von Bevölkerungsgruppen miteinander verglichen. Dieser Vergleich kann im Querschnitt (zu einem bestimmten Zeitpunkt) oder im Längsschnitt (als Beobachtung über einen definierten Zeitraum) erfolgen.

Was sind klinische Studien?

Unter einer klinischen Studie versteht man in der evidenzbasierten Medizin und der klinischen Forschung eine problemgeleitete, systematische Erhebung von Daten. Klinische Studien werden durchgeführt, um die Wirksamkeit, Verträglichkeit und Sicherheit neuer Behandlungsmethoden, Arzneimittel oder Geräte zu prüfen oder miteinander zu vergleichen, mit dem Ziel, die Versorgung von Patienten zu verbessern. Bevor Medikamente, Therapien oder Geräte zugelassen werden, müssen sie am Menschen getestet werden. Dies geschieht aber erst, nachdem sie umfassend im Labor und mit Tieren untersucht worden sind.

Studientypen

Je nachdem, wie eine Studie angelegt wird, kann man verschiedene Studientypen unterscheiden:
  • Zeitlich:
    • Querschnittstudie
      Die Querschnittstudie beschreibt das Vorhandensein eines Merkmals, z. B. einer Krankheit, und stellt die Momentaufnahme einer Bevölkerung oder Bevölkerungsgruppe zum Befragungszeitpunkt dar.
    • Längsschnittstudie
      Bei einer Längsschnittstudie findet die Beobachtung über einen definierten Zeitraum statt. Hier können Entwicklungen vom Startzeitpunkt bis zum Endzeitpunkt der Studie aufgezeigt werden.
  • Betrachtungsrichtung:
    • Prospektive Studie (lat. prospectare = anschauen)
      In der prospektiven Studie wird in einem definierten Zeitraum eine vorher formulierte Hypothese überprüft. Die Daten werden erst nach Studienbeginn hergestellt. Meist werden die Studienteilnehmer in zwei oder mehrere Gruppen aufgeteilt (häufig zufällig) und danach eine der Gruppen z. B. einer Therapie unterzogen, die andere nicht. Nach dem Studienzeitraum werden beide Gruppen miteinander verglichen. So sind z. B. experimentelle Studien immer prospektiv.
    • Retrospektive Studie (retrospectare = zurückblicken)
      In der retrospektiven Studie analysiert der Forscher Material, dass bei Beginn der Studie bereits vorliegt.
  • Art der Handlung:
    • Interventionsstudie
      Eine Interventionsstudie ist immer eine prospektive, klinische experimentelle Studie, bei der die Teilnehmer eine Art von Intervention erhalten und der Untersucher den Einfluss dieser festgelegten Faktoren auf einen Endpunkt prüft. Ziel ist es, eine zuvor aufgestellte Hypothese zu bestätigen oder zu widerlegen.
      Beispiel: Welche Behandlung hilft gegen CED? Eine Gruppe von Patienten bekommt ein neues Medikament, die andere Gruppe erhält ein Placebo. Später vergleichen die Forscher, welche Behandlung die Schmerzen am deutlichsten lindern konnte.
    • Nicht-interventionelle/Beobachtungsstudien
      Bei der nicht-interventionellen oder Beobachtungsstudie werden Daten erfasst, ohne in einen Behandlungsablauf einzugreifen. Es werden keine Experimente durchgeführt und Patienten erhalten keine zusätzlichen Diagnose-, Therapie- oder Überwachungsverfahren. Die nicht-interventionelle oder Beobachtungsstudie eignet sich als Anwendungsbeobachtung der Pharmaindustrie für bereits zugelassene Medikamente.
      Beispiel: Es werden in einem vorhandenen Register (z. B. Deutsches Krebsregister) praxisbezogene Daten zu Diagnose und Therapie einer vollständig erfassten Population in einem definierten Indikationsgebiet erhoben.

Randomisierung


Randomisierung (aus dem Englischen „randomize“) bedeutet „zufällig oder willkürlich auswählen/ordnen“.
  • Randomisierte kontrollierte Studie
    Zu den wichtigsten Studienarten in der Medizin zählt die randomisierte kontrollierte Studie (Randomized Controlled Trial = RTC), mit der u. a. die Wirkung einer Behandlung oder Untersuchung geprüft werden kann. Die randomisierte Studie gilt als Goldstandard und ist stets prospektiv.
    Randomisiert bedeutet, dass geeignete, nach strengen Vorgaben ausgewählte Patienten zufällig auf zwei Gruppen aufgeteilt werden. Die Gruppe A erhält dann z. B. ein Medikament und die Gruppe B ein Placebo (ein Scheinmedikament). Anschließend werden die Ergebnisse beider Gruppen miteinander verglichen, um Wirksamkeit und Verträglichkeit neuer Therapien zu überprüfen.
    Verblindet: In der einfach verblindeten randomisierten Studie wissen die Studienteilnehmer nicht, welcher Gruppe sie zugeordnet sind. Dies geschieht, damit keine anderen Faktoren das Ergebnis verfälschen.
    Doppelt verblindet: In der doppelt verblindeten randomisierten Studie wissen weder die Teilnehmenden noch die behandelnden Ärzte, wer zu welcher Gruppe gehört. Dies geschieht, damit auch der Einfluss des Arztes auf die Studienteilnehmer bzw. die Ergebnisse minimiert wird.
  • Nichtrandomisierte kontrollierte Studie
    Die nichtrandomisierte kontrollierte Studie hat keine zufällig ausgewählte Kontrollgruppe. Die Teilnehmer werden den verschiedenen Behandlungs- oder Placebo-Gruppen durch den Prüfarzt zugewiesen.
Gegen eine zufällige Auswahl, eine randomisierte Studie, sprechen heute das ethische Verständnis, juristische Gegebenheiten und die Selbstbestimmung des Patienten. Patienten könnten über die Randomisierung verunsichert werden, was einen Einfluss auf die Therapieeffekte haben kann. Teilnehmer einer nichtrandomisierten Studie fühlen sich nicht als „Versuchskaninchen“, was die Compliance verbessert.

Welche Arten von Studien gibt es?

Für jede Fragestellung wählt der Forschungsleiter ein passendes Studien- bzw. Forschungsdesign aus. Es gibt zahlreiche wissenschaftliche Instrumente, mit deren Hilfe medizinische Fragen wissenschaftlich beantwortet werden können:
  • Kohortenstudie
    Kohortenstudien sind analytisch beobachtende Längsschnittstudien, in deren Rahmen eine Patientengruppe – mit oder ohne Vergleichsgruppe – über einen festgelegten Zeitraum beobachtet wird. Kohortenstudien sind meist prospektive Beobachtungsstudien, sie können aber auch retrospektiv durchgeführt werden. Kohortenstudien können helfen, Fragen nach der Häufigkeit und den Risikofaktoren einer Krankheit zu beantworten.
    Kohortenstudien sind nützlich, wenn die Durchführung einer randomisierten kontrollierten Studie (RCT) unethisch wäre. So wäre es beispielsweise unethisch, Menschen gezielt dem Zigarettenrauch oder Asbest auszusetzen.
    Beispiel: Es werden die Essgewohnheiten von Vegetariern und Fleischessern verglichen und überprüft, wie viele von den Vegetariern und Fleischessern jeweils an Darmkrebs erkrankt sind.
    • Prospektive Kohortenstudie
      Prospektive Kohortenstudien beobachten über einen festgelegten Zeitraum hinweg Gruppen von Menschen, bevor sie irgendwelche Symptome einer Krankheit zeigen.
    • Retrospektive Kohortenstudie
      Retrospektive Kohortenstudien verwenden Daten, die für andere Zwecke bereits gesammelt wurden und bei der es zu keiner Intervention seitens des Forschers kam.
    • Fall-Kontroll-Studie
      Fall-Kontroll-Studien sind meist retrospektive Beobachtungsstudien, die gern bei seltenen Erkrankungen und zur Aufklärung von Risikofaktoren eingesetzt werden. Fall-Kontroll-Studien wollen von einer Wirkung auf ihre Ursachen schließen (im Gegensatz zu vielen anderen Forschungsdesigns, bei denen man ausgehend von einer Ursache eine bestimmt Wirkung nachweisen möchte).
      Beispiel: Um Risikofaktoren für Darmkrebs herauszufinden, werden Patienten mit und ohne Darmkrebs zu ihren Ernährungsgewohnheiten befragt.
  • Pharmakokinetische Studie
    Im Rahmen einer pharmakokinetischen Studie wird meist untersucht, wie ein Arzneimittel vom Körper verarbeitet wird. Bei pharmakokinetischen Studien werden die Resorption, Distribution, Verstoffwechselung und Ausscheidung (absorption, distribution, metabolism, excretion, kurz ADME) eines Wirkstoffs im Blut oder in anderen Körperteilen untersucht. Sie werden oft im Rahmen eines Arzneimittelentwicklungsprojekts durchgeführt.
  • Prognosestudie (Überlebenszeitanalyse)
    Eine Prognosestudie wird immer prospektiv durchgeführt. Sie verfolgt das Auftreten von Ereignissen über einen definierten Zeitraum. So können Prognosefaktoren und Überlebensraten abgeleitet werden – z. B., wie viele Patienten 5 Jahre nach einer bestimmten Diagnosestellung überlebt haben.
  • Prävalenzstudie (Querschnittstudie)
    Eine Prävalenzstudie gibt die Momentaufnahme einer Population zum Zeitpunkt der Befragung wieder und beschreibt (deskriptiv) das Vorhandensein eines Merkmals (z. B. einer Krankheit). Die klassische Form der Prävalenzstudie ist die Umfrage, bei der eine repräsentative Auswahl von Menschen zu einer Fragestellung untersucht oder befragt wird.
    Beispiel: Befragung von Patienten mit einer Bauchspeicheldrüsenentzündung, ob sie an einem Diabetes mellitus leiden.
  • Diagnosestudie
    Eine Diagnosestudie, bei der ein neues Diagnoseverfahren untersucht wird, ist meist retrospektiv.
    Beispiel: Blutzuckermessung: Werte, die man mit der Lanzettenmessung bekommen hat, werden mit denjenigen eines unblutigen Verfahrens verglichen.
  • Qualitative Studien
    Grundlage der qualitativen Studie sind Informationen über das Erleben und die persönlichen Erfahrungen von Menschen und nicht die Erhebung von Zahlen und Daten.
    Beispiel: Was ist bei einer CED besonders belastend?
  • Meta-Analysen
    Meta-Analysen sind meistens retrospektiv. Der Forscher fasst die Einzelergebnisse mehrerer Studien methodisch-statistisch transparent und korrekt zu einem Gesamtergebnis zusammen, um eine gemeinsame Aussage bezüglich einer Fragestellung zu finden.
  • Epidemiologische Studien
    Epidemiologische Studien werden zur Erforschung eines Zusammenhangs zwischen Exposition und Ereignis eingesetzt, indem Stichproben von Bevölkerungsgruppen miteinander verglichen werden (z. B. Männer/Frauen, Gesunde/Kranke). Dieser Vergleich kann im Querschnitt – also zu einem bestimmten Zeitpunkt – oder als Beobachtung über einen Zeitraum (Längsschnitt) erfolgen.
Zwischenanalyse und adaptives Design
Die Möglichkeit, die Gestaltung einer laufenden klinischen Studie zu ändern, verbreitet sich immer mehr und ist als adaptives Design bekannt. Die Daten werden vor Abschluss der Studie ausgewertet. Dies ist wird Zwischenanalyse genannt und kann zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden. Je nach den Umständen kann dies zu Änderungen an der Studie führen, so kann etwa ein Behandlungszweig beendet oder die Teilnehmeranzahl einer Gruppe verändert werden.

Studien vor Zulassung eines Medikamentes

Es gibt eine Abfolge von Untersuchungen, die durchlaufen werden muss, bevor ein Medikament zugelassen wird.
Zulassungsstudie bei Arzneimittelprüfung Versuchsgruppe Fragestellung
Präklinische Studie Tierversuche Frage nach Wirkung, Dosis und Teratogenität/Mutagenität
Phase 0 Gesunde Probanden Neueres, bisher nicht vorgeschriebenes Konzept mit Mikrodosen zum Testen pharmakokinetischer Eigenschaften
Phase 1 Gesunde Probanden Frage nach Verträglichkeit, Dosis, Pharmakokinetik, Pharmakodynamik
Phase 2 An kleiner Gruppe von Patienten Frage insbesondere nach Wirkungen und Verträglichkeit bei den entsprechenden Erkrankungen
Phase 3 An größerer Gruppe von Patienten Frage nach Wirksamkeit des Medikamentes durch vergleichende Studien (gegen Placebo oder bisher empfohlene Therapie)
Phase 4 Am Patienten nach Zulassung Frage insbesondere nach langfristigem Nutzen und Nebenwirkungen; Besonderheiten bei speziellen Patientenkollektiven (z. B. Vorhandensein einer chronischen Nierenerkrankung)

Welche Anforderungen werden an die Durchführung von Studien gestellt?

  • Gute klinische Praxis
    Als gute klinische Praxis (Good Clinical Practice = GCP) bezeichnet man international anerkannte, nach ethischen und wissenschaftlichen Gesichtspunkten aufgestellte Regeln für die Durchführung von klinischen Studien.
    Das Bundesministerium für Gesundheit und Soziale Sicherung hat im Einvernehmen mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit eine Verordnung über die Anwendung der guten klinischen Praxis bei der Durchführung von klinischen Prüfungen mit Arzneimitteln zur Anwendung am Menschen erlassen, die die Einhaltung der GCP bei der Planung, Durchführung und Dokumentation klinischer Prüfungen am Menschen sicherstellen soll.
    Der Prüfarzt sowie die Prüfstelle (z. B. CED-Schwerpunktpraxis) müssen nach GCP zertifiziert sein.
  • Schutz der Studienteilnehmer
    Der Schutz der Studienteilnehmer und deren informierte Einwilligung sowie die Qualität der Studienergebnisse stehen im Mittelpunkt aller klinischen Studien.
  • Ethikkommission
    Jede klinische Studie muss von einer unabhängigen Ethikkommission, der Mediziner, Ethiker, Juristen, Theologen und häufig auch Patienten angehören, genehmigt werden.

Die Bedeutung von randomisierten kontrollierten Studien

Verlässliche Aussagen über Ursache und Wirkung von Therapien, medizinischen Geräten und Medikamenten sind nur mit Hilfe randomisierter kontrollierter Studien möglich. Mit anderen Studien lassen sich meist nur Zusammenhänge (Korrelationen) erkennen. So könnten z. B. die die Daten aus einer Kohortenstudie zeigen, dass Menschen, die häufig rotes Fleisch essen, öfter an Darmkrebs erkranken als Menschen, die dies nicht tun. Da könnte die Vermutung nahe liegen, dass der Verzehr von rotem Fleisch Darmkrebs begünstigen kann. Allerdings ist aber auch denkbar, dass Menschen, die viel rotes Fleisch essen, wenig Wert auf Hygiene legen und es diese Eigenschaft ist, die das Darmkrebsrisiko erhöht.
Der Einfluss dieser und möglicher anderer Risikofaktoren lässt sich nur durch den Vergleich zweier großer Gruppen mit zufällig zugeteilten Teilnehmenden ausschließen.

Letzte Änderung: 05.03.2018

Dr. med. Thomas Krause

Autor

Dr. med. Thomas Krause

Facharzt für Innere Medizin. Zertifikat CED der DGVS, Psychosomatische Grundversorgung.

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