Health Effects of Air Pollution: A Statistical Review

We critically review and compare epidemiological designs and statistical approaches to estimate associations between air pollution and health. More specifically, we aim to address the following questions: Which epidemiological designs and statistical methods are available to estimate associations between air pollution and health? What are the recent methodological advances in the estimation of the health effects of air pollution in time series studies? What are the the main methodological challenges and future research opportunities relevant to regulatory policy? In question 1, we identify strengths and limitations of time series, cohort, case-crossover and panel sampling designs. In question 2, we focus on time series studies and we review statistical methods for: 1) combining information across multiple locations to estimate overall air pollution effects; 2) estimating the health effects of air pollution taking into account of model uncertainties; 3) investigating the consequences of exposure measurement error in the estimation of the health effects of air pollution; and 4) estimating air pollution-health exposure-response curves. Here, we also discuss the extent to which these statistical contributions have addressed key substantive questions. In question 3, within a set of policy-relevant-questions, we identify research opportunities and point out current data limitations. Nous faisons une revue critique et une comparaison des modèles épidémiologiques et des approches statistiques pour estimer les associations entre pollution de l'air et santé. Plus précisément, notre but est de traiter les questions suivantes: Quels modèles épidémiologiques et quelles méthodes statistiques sont disponibles pour estimer les associations entre pollution de l'air et santé? Nous identifions les forces et les limites de differents outils: séries temporelles, cohortes, panels Quelles sont les avancées méthodologiques récentes dans l'estimation des effets de la pollution de l'air sur la santé dans les études de séries temporelles? Nous nous concentrons sur les études de séries temporelles et passons en revue les méthodes statistiques pour: 1) combiner les informations de multiples origines pour estimer les effets globaux de la pollution de l'air; 2) estimer les effets sur la santé de la pollution de l'air en tenant compte des incertitudes du modèle; 3) étudier les conséquences de l'erreur de mesure d'exposition dans l'estimation des effets sur la santé de la pollution de l'air; 4) estimer les courbes pollution de l'air-santé, exposition-réaction. 3. Quels sont les principaux défis méthodologiques et les futures opportunités de recherche pertinents pour la politique de régulation? Nous identifions les opportunités de recherche et soulignons les limitations actuelles des données