Modelling breast cancer incidence, progression and screening test sensitivity using screening data

Abstract

I fire vitenskaplige arbeider, har vi studert data fra det Norske mammografi programmet (brystkreft screening programmet), med moderne statistiske metoder og kraftige datamaskiner. I det første arbeidet ser vi at risikoen for brystkreft har økt betydelig i Norge, selv korrigert for økt screening aktivitet. I arbeide nummer to og tre ser vi at det norske screeningprogrammet trolig flytter diagnosen lengre enn hva som er anslått ut i fra mange tidligere programmer, men også med betydelig høyere usikkerhet (lavere sensitivt). I det siste arbeidet går vi videre og bygger en helt ny modell for å estimere veksthastigheten til brystkreftsvulster. Resultatene tyder på svært store individuelle variasjoner i veksthastighet, hvor noen svulster bruker under en måned på å vokse fra 10 til 20 mm i diameter, mens andre bruker over 6 år.<br> Brystkreft er den vanligste årsaken til tapte leveår hos Norske kvinner under 65 år, og har dessverre vist seg å være relativt vanskelig å forebygge. For å redusere antall dødsfall av brystkreft via tidligere diagnose/behandling har Norge et landsdekkende offentlig mammografi screening program. Selv om studier tyder på en gevinst ved mammografiscreening, er det fortsatt mye uklart når det gjelder hvor ofte og til hvilke aldersgrupper tilbudet bør gis. Sentrale spørsmål i denne sammenhengen er hvor fort brystkreftsvulster vokser, og hvor tidlig i utviklingen mammografiscreeningen klarer å avdekke brystkreften. Dessverre har informasjon om veksthastigheten til brystkreft svulster stort sett vært basert på små og selekterte kliniske studier, da så godt som alle diagnostisert brystkrefttilfeller i land med god registrering behandles. Som et alternativ til kliniske studier kan vekstraten estimeres ved å utnytte variasjoner i brystkrefthyppighet under screening programmer. I dette arbeidet har vi studert disse variasjonene, og bygd nye matematiske modeller for å kunne anslå både den underliggende veksthastigheten til brystkreftsvulstene og sensitiviteten til screeningundersøkelsene.

Mammography screening aims to reduce the number of breast cancer deaths, thought earlier diagnosis/treatment. Together with screening test sensitivity [STS], breast cancer tumour growth is important in the planning and the evaluation of mammography screening, but there exists only some small clinical observational studies as almost all breast cancer in developed countries are treated. Hence, tumour development is often observed indirectly thought variations in breast cancer incidence caused by screening. This thesis consists of four papers. In the first paper, a special age period cohort model with separate variables for the different stages of a screening program was applied on data from the five Nordic countries. After correcting for screening activity, we found that the risk of breast cancer has increased considerably from 1978–1997, with a possible stabilisation of risk for the youngest cohorts. <br> In paper II we applied a Markov model, to estimated mean sojourn time [MST] (= mean time in screening detectable phase) and STS, while we in paper III adjusted the model to a different dataset avoiding problems with unregistered opportunistic screening. Both approaches estimated that the breast cancer diagnosis is probably moved further (larger MST) in the Norwegian Breast Cancer Screening program than in most previous screening programs and trials, but probably with a relatively low STS; Depending on the applied model and age group, MST estimates varied from 3.9 to 6.9 years, and STS from 55 to 85 %, both estimates increasing with age. <br> In paper IV we developed a new model utilizing tumour size measurements to improve the estimates of cancer progression. The mean time a tumour needs to grow from 10 to 20 mm in diameter was estimated to 1.7 years, increasing with age. Tumour growth was estimated to vary greatly between subjects, while screening test sensitivity is estimated to increase sharply with tumour size, increasing from 26 % at 5 mm to 91 % at 10 mm.