Syyn ja seurauksen osoittaminen varmuudella ei ole yksinkertaista, ja väärä tulos on joskus haitallisempi kuin ei mitään tulosta.

Toksikologian1 oppikirjan lisääntymistoksikologian luvun kirjoittaja toteaa, että ihmisistä saadun tiedon pohjalla on harvoin mahdollista edes yrittää riskin arviointia. Miksi näin? Eikö sitten muka ole selvää, että kun syntyy vammautunut lapsi ja äiti on altistunut dioksiineille, kehityshäiriö aiheutuu dioksiinista?

Yuval Noah Harari tulkitsee kirjassaan Sapiens, että moderni tiede eroaa aikaisemmista traditioista selittää maailmaa siinä, että se on valmis tunnustamaan tietämättömyytensä. Mikään käsitys, idea tai teoria ei ole pyhä tai kyseenalaistamisen yläpuolella. Tätä tiedon rajallisuuden tunnustamista käytetään hyväksi uusien kykyjen hankkimiseen ja uusien tekniikoiden kehittämiseen.

Talidomidi

On olemassa selviä tapauksia riskien syistä. Vuonna 1958 Saksassa tuli markkinoille rauhoittava lääke talidomidi, joka näytti turvallisemmalta kuin siihen asti käytetyt barbituraatit. Sitä alkoivat käyttää myös odottavat äidit mm. raskauspahoinvointiin. Pian alkoi kuitenkin tulla tietoja epämuodostumista. Hampurin lastenklinikalla ei ollut yhtään raajojen fokomeliana (hyljeraajaisuus) tunnettua epämuodostumaa vuosina 1949–1958, vuonna 1959 oli 1, vuonna 1960 oli 30 ja vuonna 1961 oli 154 tapausta. Kuumeisen selvityksen tuloksena kävi ilmi, että kaikissa tapauksissa äiti oli käyttänyt talidomidia. Talidomidin myyntikäyrä ja epämuodostumien esiintymiskäyrä 8–9 kuukautta myöhemmin olivat aivan samanmuotoiset. Tämän jälkeen syy-seuraussuhde vielä varmistettiin koe-eläimillä.

Talidomiditapauksessa on kolme tekijää, joiden takia on mahdollista todistaa yhteys potilastiedoilla. Ensiksi epämuodostuma on hyvin harvinainen. Jos sitä on yhtäkkiä sadoittain, kovin monen mahdollisen syytekijän muuttuminen yhtaikaa ei ole todennäköistä. Toiseksi epämuodostumien todennäköisyys oli talidomidin yhteydessä suuri, koska kyseessä oli lääke, jonka annos oli melko suuri ja kaikille suurin piirtein sama. Kolmanneksi tapauksia oli paljon, ja selvä ajallinen yhteys yksilötasolla varmistetun lääkkeen käytön ja epämuodostumien ilmaantumisen välillä voitiin melko helposti näyttää toteen.

Neljäs todiste vaati perustutkimusta ja koe-eläimiä: kontrolloiduissa olosuhteissa voidaan muuttaa yhtä ainoaa asiaa. Useita ryhmiä kaniineja ja rottia hoidettiin aivan samoin, mutta joillekin ryhmille annettiin talidomidia, ja juuri näissä ryhmissä tuli raajaepämuodostumia poikasille. Näistä kokeista saatiin sitten myös biologista perustietoa, niin että voitiin vähitellen ymmärtää, miksi talidomidi aiheuttaa sen, mitä se aiheuttaa. Tapauksen jälkeen uusista lääkkeistä onkin vaadittu epämuodostumia koskevat koe-eläintutkimukset.

Ekologinen harha

Paljon hatarampi pohja on Ruotsissa tehdyllä tutkimuksella, jossa todettiin lasten syntymäpainojen olevan Itämeren kalastajien perheissä 80 g pienemmät kuin Pohjanmeren kalastajien perheissä. Työhypoteesi oli, että Itämeren kalastajaperheissä syödään enemmän saastunutta Itämeren kalaa, ja tämä selittäisi asian. Tekijätkin myönsivät, että työ ei riitä tätä todistamaan. Saasteiden pitoisuuksia äideissä ei ollut mitattu, joten emme tiedä altistuksen suuruutta kriittisessä kehitysvaiheessa. Emme tiedä, mitä muita eroja perheiden välillä on, vaikka kyselyn perusteella saatuja ns. sekoittavia tekijöitä oli koetettu ottaa huomioon. Tällaisen ei-kokeellisen eli kontrolloimattoman tutkimuksen jälkeen tarvitaan aina täsmentäviä tutkimuksia. Toistaiseksi ei ole saatu selvää vahvistusta edellä mainitulle hypoteesille. Kannattaa myös muistaa, että ns. tieteellisen merkitsevyyden perustana pidetään 95 %:n todennäköisyyttä. Sattumakin siis voi antaa väärän positiivisen2 tuloksen viidessä prosentissa eli yhdessä tutkimuksessa kahdestakymmenestä.

Tyypillinen kontrolloimattoman väestötutkimuksen ongelma on ns. ekologinen harha. Jos Tanskassa on enemmän kivessyöpää kuin Suomessa, johtuuko se tanskalaisten suuremmasta altistumisesta torjunta-aineille tai muille ympäristökemikaaleille? Se on mahdollista, mutta yleisempi torjunta-aineiden käyttö tai suuremman kemikaalialtistuksen osoittaminen mittauksin ei vielä todista asiaa. Se vasta tuottaa työhypoteesin. Seuraava kysymys on, mitä muita eroja on suomalaisilla ja tanskalaisilla.

Vanhempi sukupolvi muistaa, kuinka Suomessa hämmästeltiin tanskalaisia naisia, jotka polttavat tupakkaa. Voisiko se "kemikaali" ollakin raskaudenaikainen tupakointi? Äskettäin on kuitenkin osoitettu, että äidin tupakointi ei ole syy. Tanskalaisten ruokavalio on myös aika erilainen verrattuna suomalaiseen. Mitä se vaikuttaa? Suomalaisia on pidetty "lökäpöksyinä", jotka pitävät rumia leuhuvia vaatteita. Toisaalta liian korkean lämpötilan on osoitettu aiheuttavan kiveksissä monenlaisia toimintahäiriöitä. Olisivatko löysät alushousut siis paremmat kiveksille kuin tiukat ja onko tässä eroa Suomen ja Tanskan välillä? Voidaan siis esittää kaikenlaisia kysymyksiä muistakin eroista kuin tutkimushypoteesin mukainen ero, ja ne on kaikki selvitettävä, ennen kuin tutkimuksella on mitään todistusvoimaa. Tutkimushypoteesia ei saa erehtyä pitämään tutkimuksen tuloksena.

Tutkijatkin voivat jarruttaa kehitystä

Tasapuolisuuden nimissä on sanottava, että tutkijatkaan eivät ole virheettömiä uusien ajatusten airueita. Joku irvileuka onkin sanonut, että väärä teoria voi kaatua vain professorin kuolemaan. Eräs tunnetuimpia esimerkkejä uuden oudon ajatuksen torjumisesta on unkarilaisen Ignaz Semmelweisin kohtalo. Työskennellessään Wienissä synnytysklinikassa 1840-luvulla hän rupesi ihmettelemään, miksi lääkärien ja lääketieteen opiskelijoiden avustamissa synnytyksissä lapsivuodekuumeeseen kuoli kolminkertainen määrä äitejä verrattuna kätilöiden avustamiin synnytyksiin. Hän päätteli, että ruumiinavauksiin osallistuneet lääkärit kantoivat mukanaan jotakin tekijää, joka lisäsi lapsivuodekuumeita, ja ehdotti käsien pesua kloorivedellä ja hygienian parantamista. Kuolleisuus väheni merkittävästi, mutta ennen bakteeritautien selviämistä hänellä ei ollut loogista selitystä, miksi näin kävi vastoin sen aikaisen lääketieteen oppeja. Niinpä hänen löydöksensä tyrmättiin vuosikymmeniksi.

Kontrolloidut tutkimukset

Hyvinkin tehty kontrolloimaton tutkimus vie vasta puolitiehen, ja kontrolloitu interventiotutkimus voi paljastaa yllättäviä asioita. Interventio muistuttaa koe-eläintutkimusta siinä, että väestö jaetaan samanlaisiin ryhmiin, ja yksi ryhmä altistetaan tutkittavalle tekijälle, toista ei. Tällöin voidaan uskoa, että altistus on ainoa ryhmien välinen ero. Lisäksi kontrolloitu tutkimus tehdään useimmiten sokkona. Esim. lääkkeet annetaan koodattuina tutkijan ja tutkittavan tietämättä, kuka saa mitäkin lääkettä. Siten ennakko-odotukset eivät voi vaikuttaa tulkintaan.

Tunnettu interventio oli suomalainen Setti- eli beetakaroteenitutkimus. Siinä 9 000 tupakoivaa miestä satunnaistettiin samanlaisiin ryhmiin. Toiset saivat beetakaroteenia, toiset eivät. Vastoin odotuksia ja useiden kontrolloimattomien tutkimusten tuloksia beetakaroteeni ei estänytkään keuhkosyöpää, niin kuin sen kuviteltiin antioksidanttivaikutustensa takia tekevän.

Tällaiset tulokset ovat opettaneet tutkijat varovaisiksi. Haikaroiden pesiminen ja syntyvien vauvojen määrä ovat Saksassa vähentyneet samassa tahdissa, mutta se ei todista, että kyseessä olisi syy ja seuraus. Kontrolloituja tutkimuksia on vaikea tehdä ympäristön haitallisista kemikaaleista niin kuin vitamiineista ja lääkkeistä tehdään. Siksi tieto on usein hatarampaa ja perustuu usein pelkästään eläinkokeisiin.

Onko sillä sitten väliä, jos muutama kemikaali tulee hylätyksi turhaan? Riippuu kemikaalista. Jos kemikaali on vasta tulossa markkinoille, sen hylkääminen ei todennäköisesti aiheuta suuria ongelmia. Mutta entä jos kemikaali onkin ympäristön oma kemikaali? Pitäisikö tiukentaa veden laatuvaatimuksia ja hylätä suuri osa pohjavesistä arseenin, fluoridin, uraanin, nitraatin tai alumiinin takia? Jos näin tehtäisiin, mikä olisi ratkaisu juomaveden saamiseksi? Jos ratkaisu on pintavesi, mitä tehdään desinfioinnin sivutuotteille? Tai jos klooratut ympäristömyrkyt on jo kielletty, mutta niitä on kalassa, pitäisikö kieltää kalan käyttö? Mutta kun kala on terveellistä, mikä olisi ravitsemuksellisesti yhtä hyvä vaihtoehto?

Olisi onnellista, jos maailma olisi yksinkertainen, mutta pahaksi onneksi se ei ole. Siksi tutkijat pysyvät epäuskoisina sille, että monimutkaiseen maailmaan löytyisi yksinkertaisia ja suoraviivaisia ratkaisuja.

1 Toksikologia on oppi aineiden haitallisista vaikutuksista.

2 Väärä positiivinen tulos tarkoittaa tulosta, jonka mukaan jokin ilmiö olisi totta, vaikka se ei todellisuudessa ole. Syynä voi olla sattuma tai mittausvirhe. Väärä negatiivinen tulos tarkoittaa sitä, että tulosta ei saada esille, vaikka se olisi totta. Syynä on usein liian epäherkkä menetelmä.