撰文:约翰·艾伦·保罗斯(John Allen Paulos)
翻译:郭凯声
疾病检测结果并不像我们想象的那样可信。假设某种癌症的发病率为0.4%,那么,即使一种检测手段只有1%的可能性得到假阳性结果,也会使真正的阳性结果只占检测出的阳性结果的28.6%。
似乎每隔几个月,就会有一项研究爆出猛料,说又有一种广泛使用的癌症普查手段其实并无多大的作用。2009年,美国预防医学工作组指出,许多妇女拍乳房X光片的时间比专家建议的时间晚,检查频率也比专家建议的要低,因为每年拍片检查一次似乎没有带来什么好处。不久前,该工作组还针对检查前列腺癌的前列腺特异性抗原化验术,抛出了更为尖锐的说法:这种检查的效果是让许多人受罪而非挽回他们的生命。
最近,美国达特茅斯卫生政策与临床实践研究所的研究人员宣称,通过拍乳房X光片(美国每年有将近4,000万人接受此项检查)查出一个癌症病例,并不意味着就能挽回一条人命。研究人员发现,这项检查每年大概会检查出138,000个乳腺癌病例,但对其中120,000~134,000名妇女并没有什么好处。这些病例要么发展得很慢,健康不会受到太大的影响;要么就是病情太严重,已无力回天。拍胸部X光片检查肺癌,以及检查宫颈癌的巴氏实验也受到了类似的抨击。
也称贝叶斯定理,由英国数学家贝叶斯(Thomas Bayes)提出,是概率统计中用观察到的现象对先验概率进行修正的标准方法。例如,在本文的例子中,99.5%和1%就是观察到的现象,0.4%为先验概率,把这些数据代入公式,就可以得到某人检查结果呈阳性时确实患病的概率。
当然,对于单个病例而言,最好的检查和治疗方法可能是不一样的,但在所有检查方法的背后,其实都隐藏着一种“数学把戏”。这种把戏是什么,虽然很多数学家已经耳熟能详,但仍值得重述一次:人们在搜寻相对罕见的东西时(不仅仅是癌症,甚至还有恐怖分子),假阳性结果极其常见——要么是查出来的致命癌症根本不存在,要么是你患的病并不至于要你的命。
现在,我们既不去考查上面提到的各种癌症的发病率数据,也不考虑所提到的每一种检查方法的敏感度和特异性,而是来看一种名叫X的假想癌症。假设在某一时间,X在某一特定人群中的发生率为0.4%(五百分之二)。一方面,我们假设,如果你患上这种癌症,那么检查结果有99.5%的概率为阳性;另一方面,我们假定,如果你未患此癌症,那么你在检查时被查出阳性结果的概率为1%。将这些数字代入概率论的重要成果——贝叶斯公式中,我们可以获得一些深刻的认识,但直接做点儿简单的算术来阐释它,则更为生动有趣。
假定有100万人接受了针对这种癌症的检查,由于此癌症的患病率为0.4%,因而约有1,000,000×0.4%=4,000个人患有此病。根据假设,这4,000个人中将有99.5%的人得到阳性检查结果,也就是说,会出现4,000×0.995=3,980起阳性结果。而其余996,000个人(1,000,000-4,000)将是健康的。但又根据假设,在这996,000位健康人中,会有1%的人得到阳性检查结果,也就是说,将会出现996,000×0.01=9,960起假阳性结果。因此,在总共3,980+9,960=13,940起阳性检查结果中,真正的阳性结果仅占3,980/13,940,即28.6%。
如果那9,960位健康人士因此而接受了相当伤身的治疗,如开刀、化疗、放疗之类,那么这些检查造成的最终效果就可能完全是负面的。
对于不同的癌症及检查方法,相应的数据也不同,但在心理学与数学之间朦胧不清的灰色地带中,总会出现这样一类需要权衡利弊的问题。一次检查救了一条命,这种事情即使不多见,其产生的心理效果也远比此项检查常常会带来众多相当严重、却比较隐蔽的有害影响强烈得多。