综述：撒哈拉以南非洲基于DHS的儿童健康研究中的缺失数据处理实践：对腹泻和急性呼吸道感染研究的方法学综述

《Global Health Action》：Missing data practices in DHS-based child health research in sub-Saharan Africa: a methodological review of diarrhea and acute respiratory infection studies

　　

人口与健康调查（DHS）数据对于确定撒哈拉以南非洲（SSA）儿童腹泻和急性呼吸道感染（ARI）相关风险因素至关重要；然而，DHS中的缺失数据可能会使分析产生偏倚，且尚无系统综述评估这一实践。为解决此问题，研究人员从OpenAlex、PubMed、AJOL和Dimensions中系统检索了以儿童腹泻或ARI为健康结局的SSA地区同行评审DHS/多指标聚类调查（MICS）研究。两名评审员使用基于乔安娜·布里格斯研究所（Joanna Briggs Institute）方法开发的偏倚风险评估清单，独立进行筛选和数据提取。使用尼日利亚2018年DHS数据（N=33,924名五岁以下儿童）分析了实证缺失性。从总计2,148篇文章中，103篇符合纳入标准（腹泻41篇，ARI 62篇）。仅有三篇腹泻文章（7.3%）和零篇ARI文章（0.0%）报告了缺失数据。完全病例分析（CCA）在80.5%的腹泻文章和100%的ARI文章中使用。多重插补（MI）用于两篇腹泻研究（4.9%）和零篇ARI文章。两种疾病结局的实证缺失率在整个分析样本中均为9.8%。清洁烹饪燃料与ARI风险降低相关（CCA OR=0.82，MI OR=0.81，偏倚=-0.9%）和腹泻风险降低相关（CCA OR=0.66，MI OR=0.64，偏倚=-3.5%）。两个领域均存在缺失数据处理不足的问题，但ARI领域挑战更为突出，该领域尚未采用任何有效替代方法来解决此问题。因此，期刊必须强制要求报告缺失数据，研究人员应优先使用MI。

**背景**
ARI和腹泻仍是撒哈拉以南非洲（SSA）五岁以下儿童死亡的两大主要原因，每年导致约120万儿童死亡。ARI（包括肺炎）每年导致约80万例死亡，是SSA五岁以下儿童传染性死亡的主要原因，而腹泻每年导致约33万例死亡。尽管腹泻引起的儿童死亡率近几十年来显著下降，但大多数SSA国家的ARI儿童死亡率保持停滞。关键可改变风险因素包括母亲教育、社会经济地位、水和卫生基础设施以及母乳喂养实践。相比之下，ARI的一个独特且关键的风险因素（而非腹泻）是固体烹饪燃料引起的室内空气污染。SSA超过90%的家庭使用固体燃料（如木材、木炭、粪便、农业残留物）进行烹饪，使幼儿暴露于损害肺功能并增加呼吸道感染易感性的污染物中。了解这些结局的风险因素对于制定有效干预措施至关重要。DHS调查极大地扩展了研究人员对腹泻和ARI风险因素的认识。自1984年以来，DHS从90多个发展中国家（几乎全部在SSA）提供了具有全国代表性的横断面调查数据。标准化的设计、大样本量以及关键变量的一致测量，使DHS成为超过500项儿童发病研究的宝贵资源。尽管DHS数据是SSA公共卫生政策的金标准，但其对大规模现场访谈的结构性依赖固有地引入了缺失性，而大多数二次分析者未认识到这一点。DHS数据与任何家庭调查数据一样，包含因无应答、访问员错误或家庭成员缺席而产生的缺失值。此外，回忆变量（如母乳喂养持续时间）、主观变量（如财富指数）和观察变量（如烹饪燃料）往往具有较高的缺失比例（5%至15%）。因此，研究人员如何处理缺失数据会显著影响效应估计、标准误和总体发现。完全病例分析（CCA）是大多数流行病学调查中的默认方法，涉及删除存在缺失数据的观测值。为生成无偏效应估计，CCA依赖于数据完全随机缺失（MCAR）这一强假设——在实践中很少现实。如果数据为随机缺失（MAR）或非随机缺失（MNAR），CCA可能导致显著偏倚。存在更优的替代方法。多重插补（MI）使用观测数据估计缺失值，并在较不严格的MAR假设下提供无偏估计。全信息最大似然（FIML）提供类似优势。尽管MI在标准软件中广泛可用（R中的mice；Stata中的mi），但尚未在流行病学研究中普遍采用。虽然独立的系统综述已使用DHS数据评估了儿童健康结局，但尚无比较性评估对比这两种五岁以下儿童主要死亡原因之间缺失数据处理的方法学严谨性。本系统方法学综述的目标是：（i）评估SSA基于DHS的儿童腹泻和ARI研究中缺失数据报告情况；（ii）识别用于缺失数据分析的方法；（iii）使用2018年尼日利亚DHS数据集检查缺失模式；（iv）测量与CCA相关的偏倚，针对ARI风险因素（包括烹饪燃料）。

**方法**
**研究设计**
本方法学系统综述比较了103项基于DHS的研究中使用的缺失数据方法：来自SSA的41项儿童腹泻研究和62项儿童ARI研究。两项系统综述已在开放科学框架（OSF）上预先注册，并按照PRISMA 2020指南进行。
**检索策略**
分别针对腹泻和ARI在四个数据库（OpenAlex、PubMed、AJOL和Dimensions）中独立进行检索，覆盖2010年1月至2026年2月。OpenAlex是一个免费可用的数据库，结合了Scopus和Web of Science的内容，覆盖订阅数据库的92-95%。仅纳入英文发表的论文。每个数据库使用的检索字符串见补充表S1。主要检索策略通过在Dimensions上进行事后检索验证，Dimensions是一个开放获取数据库，覆盖约97-98%的Scopus列出的期刊。验证期间，额外识别出六篇与腹泻相关的文章（总数从35增至41）。对ARI检索应用相同的验证策略未产生额外文章。
**纳入标准**
研究纳入需满足以下所有条件：（1）关注一个或多个SSA国家五岁以下儿童；（2）使用DHS或多指标聚类调查（MICS）数据；（3）以儿童腹泻或ARI（咳嗽伴快速/呼吸困难）为结局；（4）呈现一个或多个风险因素与结局之间的定量关系；（5）是英文发表的同行评审文章、学位论文或官方DHS报告。排除系统综述、荟萃分析、社论论文和会议摘要。
**研究筛选与数据提取**
两名独立评审员根据纳入标准进行标题和摘要筛选。由同一两名评审员检索并审查可能符合的全文。分歧通过讨论或与第三名评审员协商解决。选择过程使用PRISMA流程图呈示。使用Microsoft Excel开发标准化数据提取表，并在五篇随机选择的文章上进行预测试。提取的数据包括：研究特征（第一作者、年份、国家数量、调查波次、样本量）、缺失数据披露（提及缺失数据、报告缺失数据的变量、关键变量缺失百分比）、缺失数据处理（分析方法、论证、比较CCA和MI）以及缺失数据局限性。
**缺失性实证评估（尼日利亚DHS 2018）**
为量化缺失模式和CCA偏倚，研究人员使用尼日利亚DHS 2018数据集的儿童记录（KR）文件，包括33,924名五岁以下儿童。考虑的结局是腹泻（2周回忆期）和ARI（咳嗽伴快速呼吸）。感兴趣的变量包括母亲教育、财富指数和烹饪燃料。比较使用CCA和MI生成的不清洁烹饪燃料暴露与ARI之间关联的估计值。偏倚计算为（MI_OR – CCA_OR）/MI_OR × 100。
**偏倚风险评估**
使用修改后的乔安娜·布里格斯研究所（JBI）分析性横断面研究关键评估清单评估偏倚风险。原始清单包括八个项目，涵盖样本定义、环境描述、暴露和结局测量、混杂识别和处理以及统计方法。研究人员通过附加三个领域特定问题来调整JBI清单，以明确评估缺失数据实践的透明度、有效性和承认程度，创建了一个混合的方法学和报告质量清单。三个新增的数据相关标准是：（Q9）是否报告了关键变量（母亲教育、财富指数、水源、卫生设施以及ARI的烹饪燃料）的缺失数据；（Q10）是否充分描述并有效执行了缺失数据程序；（Q11）是否承认了缺失数据局限性。研究被分类为低风险（9–11）、中等风险（7–8）或高风险（≤6）。
**数据综合**
研究人员进行了叙述性综合。使用描述性统计（包括频数和百分比）汇总数据。由于报告的缺失数据事件数量较少（仅3例），无法进行统计有效比较，因此未呈现。

**结果**
**研究选择**
PRISMA流程图如图1所示。腹泻检索共获得1,114篇研究，而ARI检索获得1,034篇研究。去除1,046篇重复后，筛选了1,102篇标题和摘要，其中297篇被选为检索对象；27篇未能检索。剩余270篇文章根据全文进行资格筛选。其中，167篇不符合资格：68篇ARI文章（原因：无单独ARI指标24篇；无DHS/MICS数据集15篇；仅综述12篇；仅就医行为10篇；重复4篇；仅定性3篇）和99篇腹泻文章（原因：无单独腹泻指标28篇；无DHS/MICS数据集19篇；仅综述11篇；仅就医行为10篇；重复5篇；仅定性3篇；无风险因素分析23篇）。因此，103项研究被纳入综述（ARI：62；腹泻：41）。
**研究特征**
表1概述了41项腹泻研究和62项ARI研究的特征（补充表S2）。多国研究在腹泻研究中更常见（70.7%）而非ARI研究（45.2%）。此外，腹泻研究的中位样本量更大（93,142 vs. 28,596）。相反，单国研究在ARI研究中更频繁（54.8% vs. 29.3%）。机器学习研究的比例相似（12.2% vs. 11.3%）。风险因素概况不同：水源和卫生设施在腹泻研究中更常被研究（分别为68.3% vs. 38.7%和63.4% vs. 35.5%）。然而，烹饪燃料（ARI的关键风险因素，而非腹泻）在45.2%的ARI研究中被检验。
**缺失数据报告与处理**
表2显示了缺失数据报告和管理。两个领域中缺失数据报告均不常见：三篇腹泻研究（7.3%）报告了任何关键变量的缺失性，而零篇ARI研究（0.0%）报告。CCA在80.5%的腹泻研究和所有ARI研究（100%）中使用。尽管仅烹饪燃料变量的缺失性在活跃烹饪家庭中为0%，但所有协变量（母亲教育、财富指数等）的总体模型缺失性为9.8%，为CCA偏倚计算提供了基础。两篇腹泻研究（4.9%），即Dietler等人和Ashaolu等人，使用了MI，而零篇ARI研究（0.0%）使用。仅在一篇腹泻研究（2.4%）中提供了缺失数据处理的论证。缺失数据在两篇腹泻研究（4.9%）中被承认为局限性（图2）。较低母亲教育与两种结局儿童发病之间的关联如补充图S1所示。在几乎所有分析的研究中，较低母亲教育与腹泻（OR范围：0.83–5.16）和ARI（OR范围：1.27–1.90）的较高几率强烈相关。
**实证缺失性和CCA偏倚（尼日利亚DHS 2018）**
表3提供了尼日利亚DHS 2018的实证缺失性数据。ARI和腹泻的结局缺失性均为9.8%。排除不烹饪的家庭（烹饪燃料分析的分析样本）后，缺失性为0%。清洁烹饪燃料与ARI风险显著降低相关（CCA OR=0.82，95% CI：0.67–0.99）和腹泻风险降低相关（CCA OR=0.66，95% CI：0.58–0.77）。MI产生了一致的估计值（ARI MI OR=0.81，95% CI：0.65–1.01；腹泻MI OR=0.64，95% CI：0.55–0.75），偏倚极小（分别为-0.9%和-3.5%）（图3）。
**偏倚风险评估**
表4基于修改后的JBI清单呈现了偏倚风险评估。所有62项ARI研究（100.0%）得分为8/11，归类为中等风险。相比之下，36项腹泻研究（87.8%）为中等风险，5项（12.2%）为高风险。两个样本覆盖2010–2026年，统一的中等风险分类表明差异由缺失数据实践驱动，而非时间趋势。研究统一归类为中等风险层表明基线流行病学报告满足标准JBI标准，而研究质量的系统性缺陷完全由两个十年间缺失数据协议的缺失驱动。
**地理分布**
图3呈现了纳入研究的地理分布图。研究数量最多的国家是尼日利亚（腹泻：12；ARI：12），其次是埃塞俄比亚（腹泻：5；ARI：11）、加纳（4；6）、乌干达（3；5）和肯尼亚（3；4）。ARI研究比腹泻研究在地理上更分散。
**关键发现总结**
关键发现总结于表5。两个领域中缺失数据报告均罕见（41项腹泻研究中3项；62项ARI研究中0项）。CCA占主导地位，尤其在ARI研究中（100%）。两种结局的结局缺失性均为9.8%。使用CCA和MI得出的不清洁烹饪燃料与ARI关联的估计值相似（-0.9%偏倚）。缺失数据报告和MI使用趋势如补充图S2所示。腹泻研究观察到轻微改善，而ARI研究未见改善。

**讨论**
**主要发现总结**
在这项对103项基于DHS的研究（41项腹泻；62项ARI）的方法学综述中，研究人员发现，无论结局如何，SSA儿童健康研究中的缺失数据处理程序均不充分。两个领域中的缺失数据记录均稀疏：仅三项研究（全部在腹泻研究中）提供了任何变量的缺失数据信息，其中两项仅在补充材料中报告。完全病例分析（CCA）在两个领域均占主导地位（分别为80.5%和100%）。多重插补（MI）用于两项腹泻研究，而零项ARI研究使用。使用尼日利亚DHS 2018数据集的实证分析得出两个主要结论。首先，ARI的缺失率（9.8%）与腹泻的缺失率（9.8%）相当，表明缺失数据对两种结局构成同等挑战。尽管在此特定2018年尼日利亚DHS波次中偏倚极小，但研究人员不能假设其在所有90多个DHS国家和调查波次中普遍较低。关键问题并非CCA总是错误的，而是研究人员盲目使用而未验证其适当性。其次，不清洁烹饪燃料与ARI之间的关联在CCA（OR=0.82）和MI（OR=0.81）中显示几乎相同的点估计值，偏倚极小（-0.9%）。这表明，对于此特定暴露-结局对，缺失数据并未显著偏倚效应估计。然而，该结论不能推广到其他暴露或结局，除非有进一步证据。尽管存在缺失数据挑战，但随时间推移未见改善，所有ARI研究继续使用CCA。这代表了错失加强SSA儿童肺炎预防证据基础的机会。
**与先前方法学综述的比较**
研究人员的发现与其他流行病学领域的方法学综述一致。在一项对250项随机对照试验的综述中，仅40%讨论了缺失数据方法，而72%使用CCA且未加解释。在重症监护流行病学中，85%的观察性研究使用CCA，而仅12%进行了敏感性分析。在心身研究中，89%未提及缺失数据机制。然而，基于DHS的儿童健康研究代表了一个极端案例，很少报告缺失数据（103项研究中3项）且几乎普遍使用CCA（80.5–100%）。这非常令人不满意，并构成了一个关键方法学挑战，破坏了SSA儿童腹泻和ARI风险因素研究的可靠性。
**为什么缺失数据对儿童ARI研究重要**
不恰当缺失数据处理的影响超出了纯学术考量。关键风险因素（如清洁烹饪燃料暴露、母亲教育和社会经济地位）的效应估计影响资源匮乏环境中的政策制定和资源分配。对尼日利亚DHS 2018数据的分析显示，清洁烹饪燃料使用与ARI风险（OR_CCA=0.82；95% CI：0.67–0.99）和腹泻风险（OR_CCA=0.66；95% CI：0.58–0.77）呈负相关。MI估计值非常相似（OR_{MI ARI}=0.81；OR_MI腹泻=0.64），偏倚极小（分别为-0.9%和-3.5%）。这种一致性表明，对于这些暴露-结局对，缺失值并未显著偏倚效应估计。然而，该结果不能推广到其他暴露或结局，除非进行进一步实证研究，这意味着对于此特定暴露-结局关系，缺失数据不会对效应估计引入太多偏倚。但这并不意味着在没有进一步调查的情况下，对所有其他关系同样成立。如果此类偏倚更广泛，一些国家可能对清洁炉灶投资不足，这是减少ARI死亡和污染的一个被忽视的机会。模拟研究表明，在MAR条件下，即使是中等缺失数据水平（10–15%）也能产生显著偏倚。偏倚程度取决于缺失数据机制、缺失数据比例以及缺失性与结局之间的关系。如果DHS烹饪燃料数据依赖于农村居住地和财富而MAR，则CCA引起的偏倚可能很大。
**为什么ARI领域面临相似但未充分解决的问题**
与研究人员的预期相反，ARI缺失性（9.8%）与腹泻缺失性（9.8%）相当。这意味着缺失数据对两个领域构成同等威胁。尽管实证缺失率相同（两种结局均为9.8%），但ARI文献表现出系统性更差的缺失数据实践，零项研究报告缺失数据或使用MI。这可能是由于所使用的特定DHS数据集（儿童记录[KR]）和ARI病例定义（咳嗽伴快速呼吸）。然而，不同的DHS文件（KR vs. PR vs. HR）和不同的ARI定义会产生不同的缺失率。此处报告的9.8%缺失率是在整个综述中基于KR文件估计的。此外，ARI可能更容易受到回忆偏倚或错误分类的影响，可能增加缺失或无效数据。
**改进实践的建议**
研究人员的发现提出以下建议。首先，必须报告每个关键变量（母亲教育、社会经济地位、水、卫生设施以及ARI的烹饪燃料）的缺失观察值百分比。其次，不鼓励常规使用CCA。相反，应使用MI或全信息最大似然（FIML），因为它们基于更合理的MAR假设产生无偏估计。第三，应进行CCA与MI的敏感性分析，以评估结果的稳健性。第四，应在每项研究中明确讨论缺失数据作为局限性，以及可能影响发现的假设。从期刊和同行评审员的角度来看，研究人员建议建立缺失数据报告的强制性标准，类似于伦理批准和资助信息的要求。尽管针对横断面研究的STROBE清单包含关于缺失数据的指导（项目#12），但DHS相关出版物的依从性仍然非常差。这可以通过期刊提示和评审员教育来改进。在本研究中，ARI文献表现出深刻的方法学滞后，即使在研究人员对2018年尼日利亚DHS的指数分析中两个领域均表现出相同的实证缺失率9.8%。这种停滞可能源于儿童记录（KR）文件中ARI指标的诊断复杂性，该指标依赖于复合双重问题筛查（咳嗽伴快速/呼吸困难），而腹泻使用单一询问回忆框架。
**本综述的局限性**
本系统综述存在一些弱点。首先，研究人员仅检索了四个数据库（OpenAlex、PubMed、AJOL、Dimensions）。尽管OpenAlex已被证明提供订阅数据库92–95%的记录，但可能仍遗漏了一些相关文献。其次，研究人员仅纳入英文出版物，可能遗漏了有价值的法语或葡萄牙语研究。第三，缺失数据处理方法基于作者报告评估；实际实践可能有所不同。第四，缺失数据报告的低频率（103篇文章中仅3篇）妨碍了关于报告相关性的正式元回归或稳健统计比较的执行。第五，研究人员的实证评估仅限于尼日利亚DHS 2018数据集。缺失模式可能因其他SSA国家、不同DHS波次或替代数据结构（如PR vs. HR文件）而异。未来研究应将此实证评估扩展到多个DHS数据集，以评估研究人员CCA偏倚发现的普遍性。

**结论**
在SSA基于DHS的儿童健康研究中，无论结局是腹泻还是ARI，缺失数据均未得到充分处理。两个领域中的缺失数据报告均稀少（103项研究中仅3项），CCA仍是处理缺失数据的标准方法。对于ARI，缺失性同样普遍但处理实践更差，且对于易受CCA偏倚影响的关键风险因素具有高结局缺失性，未见改善。这表明，研究五岁以下儿童主要死亡原因的领域必须紧急解决缺失数据问题。期刊应强制要求报告缺失数据，且必须积极鼓励使用MI。