Lung cancer is the leading cause of cancer-related mortality throughout the world and cigarette smoking is the most important risk factor. A topic of considerable interest from both etiologic and public health perspectives is whether women have different susceptibility to smoking-induced lung cancer than men. Published epidemiologic studies have produced discrepant evidence. The discrepancies may partly be due to methodological considerations. In this thesis, I first investigated some relevant methodological issues, and then estimated and tested the sex*smoking interaction using a large case-control study of lung cancer. Investigation of potentially differential sex susceptibility to smoking carcinogenesis can be cast as a problem of assessing sex*smoking interaction. One issue that arises when interpreting the results from past studies is the estimated sex*smoking interaction effects might be biased due to unobserved confounding. Therefore, in the 1st manuscript I investigated the conditions under which an interaction effect estimate will be confounded. I identified two different situations where the failure to adjust for the effect of a risk factor U results in a biased estimate of the interaction, assessed on multiplicative scales, between exposures E1 and E2 on a binary outcome Y: (1) U is associated with E1 and has an interaction with E2 for Y; (2) the association between U and E1 varies depending on the value of E2. Investigation of potential sex*smoking interaction should also consider potentially differential effects of continuous measures of smoking history. Although smoking intensity and cumulative exposure have been shown to have non-linear effects on the logit of lung cancer risk, previous studies that assessed their interactions with sex have a priori assumed their effects are linear. Thus, in the 2nd manuscript, I used simulations to assess the impact of mis-modeling non-linear effect of a continuous exposure on testing its multiplicative interaction with a binary covariate, an issue that has not yet been systematically investigated in statistical and epidemiological literature. The results indicate that mis-modeling the non-linear effect with the conventional linear function will result in an inflated type I error rate for the interaction test, only if the distribution of the continuous variable varies across the strata of the covariate in the interaction term. In the 3rd manuscript, I assessed whether cigarette smoking had a different impact on lung cancer risk between males and females using data from a large population-based case-control study conducted in 1996-2002 in Montreal. Multivariable logistic regression was used to assess the multiplicative interaction between sex and different smoking indices. To overcome limitations of some previous epidemiologic studies we adjusted for important confounders, and modeled more accurately the non-linear effects of different components of smoking history. The results indicate an interaction between sex and the binary indicator of ever smoking, with females showing significantly higher impact of cigarette smoking on lung cancer risk. The effects of smoking intensity and cumulative smoking exposure were stronger for female smokers than male smokers, although the respective interactions were non-significant. However, the impact of Comprehensive Smoking Index, a single aggregated measure of smoking exposure, was significantly stronger among the female smokers. Overall, the results of my thesis add new evidence to support the hypothesis that females are more susceptible to cigarette-induced lung cancer than males. Given the greater uptake of smoking in recent decades by women than by men, it implies that more vigorous efforts should be directed at eliminating smoking among women. Methodological contributions of my thesis will help enhance the validity and accuracy of epidemiological studies of many other interactions. / Le cancer du poumon est la principale cause de mortalité liée au cancer à travers le monde et le tabagisme est le facteur de risque le plus important. Un sujet d'intérêt considérable des points de vue étiologique et de santé publique est de savoir si les femmes ont une susceptibilité différente au cancer du poumon causé par le tabagisme que les hommes. Des études épidémiologiques publiées ont produit des résultats contradictoires. Les discordances pourraient s'expliquer en partie par des considérations méthodologiques. Dans cette thèse, j'ai d'abord étudié des questions méthodologiques pertinentes, et ensuite, estimé et testé l'interaction sexe*tabagisme en utilisant une grande étude cas-témoins sur le cancer du poumon. L'investigation d'une différence potentielle de susceptibilité entre les sexes dans l'effet cancérigène du tabac peut être considérée comme un problème d'évaluation de l'interaction sexe*tabagisme. Un problème se pose lors de l'interprétation des résultats d'études antérieures et que l'estimation de l'interaction sexe*tabagisme pourrait être biaisée par facteurs confondants non-observés. Dans le premier manuscrit, j'ai enquêté sur les conditions dans lesquelles l'estimation de l'interaction sera confondue. J'ai identifié deux situations différentes où l'absence d'ajustement pour l'effet d'un facteur de risque U résulte en une estimation biaisée de l'interaction, évaluée sur l'échelle multiplicative, entre des variables d'exposition E1 et E2 pour une variable réponse binaire Y: (1) U est associé avec E1 et a une interaction avec E2 pour Y; (2) l'association entre U et E1 varie en fonction de la valeur de E2. L'investigation de l'interaction potentielle sexe*tabagisme devrait également considérer les effets potentiellement différentiels de mesures continues des antécédents de tabagisme. Dans le deuxième manuscrit j'ai utilisé des simulations pour évaluer l'impact de modéliser de façon erronée la non-linéarité de l'effet d'une variable d'exposition continue sur l'évaluation de son interaction multiplicative avec une covariable binaire. Les résultats indiquent que modéliser un effet non-linéaire avec une fonction linéaire conventionnelle se traduira par un taux d'erreur de type I gonflé pour le test d'interaction, seulement si la distribution de la variable continue varie entre les strates de la covariable dans le terme d'interaction. Dans le troisième manuscrit j'ai évalué si le tabagisme a eu un impact différent entre hommes et femmes sur leur risque de cancer du poumon en utilisant les données d'une grande étude cas-témoins. Nous avons ajusté pour des facteurs confondants importants et avons modélisé avec plus de précision les effets non-linéaires des différentes composantes des antécédents de tabagisme. Les résultats indiquent une interaction entre le sexe et l'indicateur binaire d'avoir déjà fumé, avec un impact significativement plus élevé du tabagisme sur le risque de cancer du poumon chez les femmes. Les effets de l'intensité du tabagisme et de l'exposition cumulative à la cigarette étaient plus forts chez les fumeuses que chez les fumeurs de sexe masculin, bien que les interactions respectives fussent non-significatives. Toutefois, l'impact de l'Indice Global du Tabagisme, une mesure agrégée de l'exposition au tabagisme, était significativement plus fort chez les fumeuses. Les résultats de ma thèse ajoutent de nouvelles preuves pour soutenir l'hypothèse que les femmes sont plus susceptibles au cancer du poumon induit par le tabagisme que les hommes. Compte tenu de l'augmentation relativement plus forte de la prévalence du tabagisme chez les femmes que chez les hommes dans de nombreux pays développés, cela implique que des efforts plus vigoureux doivent être mis en œuvre pour éliminer le tabagisme chez les femmes. Les apports méthodologiques de ma thèse aideront à améliorer la validité et l'exactitude des études épidémiologiques sur de nombreuses autres interactions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.107640 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Liu, Aihua |
| Contributors | Jack Siemiatycki (Supervisor2), Michal Abrahamowicz (Supervisor1) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Epidemiology and Biostatistics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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