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巢式病例对照研究（nested case-control study，NCCS），又称套叠式病例对照研究或队列内病例对照研究，是将病例对照研究和队列研究进行组合后形成的一种新的研究方法，即在对一个事先确定好的队列进行观察的基础上，再应用病例对照研究（主要是匹配病例对照研究）的设计思路进行研究分析。这一设计方案于1973年由美国流行病学家Mantel最早提出。
其研究对象是在队列研究的基础上确定的，以队列中所有的病例作为病例组，再根据病例发病时间，在研究队列的非病例中随机匹配一个或多个对照，组成对照组，比较两组间的暴露差异。由于巢式病例对照研究是在队列研究的基础上设计和实施的，因此也分前瞻性、回顾性、双向性三类。
NCCS的主要特点为：①暴露资料在疾病诊断前收集，选择偏倚和信息偏倚小；②病例与对照来自同一队列，可比性好；③可计算发病率，统计和检验效率高于病例对照研究；④样本量小于队列研究，节约人力、物力；⑤符合因果推论要求，论证强度高。由于NCCS是在队列研究基础上进行的，其证据等级与队列相同，也为二级证据。除此之外，应用于医疗电子数据中还可解决两组之间比例不均衡问题。
应用NCCS的首要原因是它只需收集那些被选为研究对象的而不是全队列的完整资料，从而减少了资料收集所花费的人力、物力。队列研究在确定暴露因素与疾病的因果关系上能为人们提供直接的证据，比病例对照研究更具有说服力。其次，随着时间的推移，研究工作的开展和深入，一项队列研究很可能要增加原设计中没有的某一暴露或混杂因素的内容，NCCS能妥善解决这一问题。最后，应用NCCS能避免那些与时间关联自变量的计算问题。
在NCCS设计中，病例仍然是全队列中的所有病例，而对照则是在相应时效时间上的危险集内选出的很少一部分非病例。除了这种时间配比外，较常考虑的配比因素是性别、年龄，此外还要根据具体情况对混杂因素进行配比。例如，研究吸烟与肺癌的关系中，除可以选择性别和年龄作为配比因素，由于癌症可能具有遗传性，因此肺癌家族史可能是一个混杂因素，也可以选择肺癌家族史作为配比因素。
需要注意的是，采用NCCS设计对照组时要从同一队列中相同时期的患者中选取，如从队列基线中直接选取，那么可能忽视时间因素对于结局的影响，对干预措施的评价可能产生偏倚。另一方面，虽然采取匹配的方式可控制混杂从而提高统计效率，但是在NCCS研究中匹配因素一般应选取对研究结局影响较大的因素，匹配后，对于匹配因素对研究结局的影响将无法评估，如果将与治疗结局关联较强的因素作为匹配因素，有时可能反而降低统计效率。比如探讨降压药对血压的影响，年龄可能是个重要的因素，如以年龄作为匹配因素，则无法评价年龄这一因素对血压的影响。因此，在进行匹配时，对于匹配因素要进行评估，权衡利弊后谨慎选择。匹配因素也不适宜选择过多，否则限制过多可能难以获得足够的对照组。
基于HIS数据，采用NCCS可以进行药物的安全性研究，某些疾病的理化指标变化研究等，如某种中药注射剂疑似过敏反应研究，将使用这种中药注射剂的全部患者作为队列，将发生疑似过敏反应的患者作为病例组，以性别、年龄作为配比条件，以随机抽样的方式在符合条件的未发生过敏反应的患者中按照1∶4比例抽取对照组，并采用Logistics回归分析获得发生疑似过敏反应的影响因素。