國(guó)家藥品監(jiān)督管理局醫(yī)療器械技術(shù)審評(píng)中心(100081)

高 宇 呂允鳳

體外診斷試劑的臨床試驗(yàn)是指在相應(yīng)的臨床環(huán)境中，對(duì)體外診斷試劑的臨床性能進(jìn)行的系統(tǒng)性研究[1]。對(duì)于定性體外診斷試劑，通常是以經(jīng)典的診斷試驗(yàn)為基礎(chǔ)[2]，根據(jù)被測(cè)標(biāo)志物的性質(zhì)及相應(yīng)的臨床應(yīng)用，將試驗(yàn)用體外診斷試劑的檢測(cè)結(jié)果與已公認(rèn)的“金標(biāo)準(zhǔn)”結(jié)果或已上市體外診斷試劑的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)其臨床性能。

根據(jù)法規(guī)要求[3]，體外診斷臨床試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)在提交注冊(cè)時(shí)需要對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行匯總，完成總結(jié)報(bào)告。在實(shí)際的操作過程中通常使用電子表格工具，如金山WPS表格、微軟excel，對(duì)試驗(yàn)信息進(jìn)行匯總，打印后由操作者、復(fù)核者簽字、臨床試驗(yàn)機(jī)構(gòu)蓋章，作為臨床試驗(yàn)報(bào)告的附件提交至監(jiān)管部門。利用電子表格工具可以完成經(jīng)典的診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)[4]。但由于體外診斷試劑臨床試驗(yàn)需根據(jù)被測(cè)標(biāo)志物、試劑性能及臨床用途等因素進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，以證明所申報(bào)的試驗(yàn)用體外診斷試劑符合其預(yù)期用途且性能滿足臨床需求，因此需要在經(jīng)典診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上對(duì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行擴(kuò)展。本文以金山WPS表格為例，根據(jù)體外診斷試劑臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、評(píng)價(jià)工作的實(shí)際，在經(jīng)典的診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上對(duì)定性體外診斷試劑性能的參數(shù)估計(jì)、多標(biāo)志物聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型、分層分析方法及不一致結(jié)果分析的實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了介紹，以期為行業(yè)臨床評(píng)價(jià)工作提供參考。

四格表分析

使用電子表格工具對(duì)于臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行四格表分析，是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行四格表中四種情形的判定，并對(duì)符合相應(yīng)情形的樣本數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。以圖1所示數(shù)據(jù)表為例進(jìn)行四格表分析。在臨床數(shù)據(jù)表格中通常包括受試者(樣本)編號(hào)、年齡、性別、樣本類型、臨床診斷結(jié)果、考核試劑檢測(cè)結(jié)果等數(shù)據(jù)列。

圖1 定性試劑臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

其中用于四格表分析的為“臨床診斷”列與“考核試劑檢測(cè)結(jié)果”列。首先需利用IF條件函數(shù)對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將“臨床診斷”中的“確診”以及“考核試劑檢測(cè)結(jié)果”中的“+”轉(zhuǎn)換為“1”；將“臨床診斷”中的“排除”以及“考核試劑檢測(cè)結(jié)果”中的“-”轉(zhuǎn)換為“0”。IF條件函數(shù)結(jié)構(gòu)為IF([邏輯判斷公式]，[為“真”的值]，[為“假”的值])，例如對(duì)臨床診斷列的判斷公式為“IF([臨床診斷]=”確診“，1，0)”。根據(jù)該公式在原始數(shù)據(jù)表右側(cè)兩列填充轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，并根據(jù)四格表的定義(見表2)進(jìn)行判定，根據(jù)判定規(guī)則生成相應(yīng)的判定結(jié)果。

表2 四格表結(jié)果的判定規(guī)則

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后在表格中繪制四格表。根據(jù)如表1所示四格表定義，通過COUNTIF函數(shù)(如圖3所示)統(tǒng)計(jì)圖2“四格表”列中相應(yīng)字母的數(shù)量，通過求和函數(shù)(SUM)獲得“總和”格子的數(shù)值。

表1 “金標(biāo)準(zhǔn)”的檢測(cè)結(jié)果與申報(bào)試劑檢測(cè)結(jié)果四格表

圖2 四格表判定公式及判定后的臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

圖3 四格表結(jié)果匯總公式及結(jié)果

體外診斷試劑臨床性能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為靈敏度、特異度及總符合率。根據(jù)靈敏度、特異度及總符合率的定義在四格表下方表格分別計(jì)算點(diǎn)估計(jì)值。區(qū)間估計(jì)建議按照威爾遜分值法5進(jìn)行計(jì)算(公式見圖4)，以避免試驗(yàn)用體外診斷試劑檢測(cè)結(jié)果與對(duì)比方法結(jié)果符合率為100%的情況下，按二項(xiàng)分布近似正態(tài)公式無法計(jì)算置信區(qū)間。

圖4 四格表統(tǒng)計(jì)結(jié)果及置信區(qū)間下限計(jì)算公式

多標(biāo)志物聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型相關(guān)計(jì)算

進(jìn)行體外診斷試劑檢測(cè)得到的直接結(jié)果通常是連續(xù)分布，需通過實(shí)驗(yàn)室階段經(jīng)充分研究所設(shè)定的截?cái)嘀?cut-off值)轉(zhuǎn)化為符合二項(xiàng)分布的陰、陽性結(jié)果。如截?cái)嘀禐獒槍?duì)單一標(biāo)志物檢測(cè)結(jié)果，可以使用IF條件函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換公式為“=IF([檢測(cè)結(jié)果]>[截?cái)嘀礭，1，0)”。但隨著生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展，多標(biāo)志物聯(lián)合檢測(cè)預(yù)測(cè)疾病風(fēng)險(xiǎn)模型逐漸成為行業(yè)熱點(diǎn)。

假設(shè)一種檢測(cè)試劑包含三個(gè)被測(cè)物(M1、M2、M3)；每種檢測(cè)結(jié)果均以42為截?cái)嘀?，大?2為陰性、小于或等于42為陽性；三個(gè)標(biāo)志物的分值均為1分，風(fēng)險(xiǎn)的截?cái)嘀禐?(即三個(gè)標(biāo)志物任意兩個(gè)為陽性便報(bào)告陽性)。臨床試驗(yàn)病例信息匯總表如圖5所示。

圖5 三標(biāo)志物定性檢測(cè)試劑臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

首先在病例信息匯總表右側(cè)三列對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷。使用條件公式“=IF([檢測(cè)結(jié)果]>42，0，1)”對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，公式中的“1”為該標(biāo)志物分值。對(duì)于轉(zhuǎn)換后的以1/0表示的結(jié)果可使用加和的方式進(jìn)行判斷(SUM)。由于三個(gè)標(biāo)志物分值均為1分，截?cái)嘀禐?，因此上述三個(gè)指標(biāo)的加和結(jié)果為2和3時(shí)，該檢測(cè)便報(bào)告陽性?？梢允褂肐F條件函數(shù)“=IF([加和結(jié)果]>1，1，0)”對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判定，得到以1/0表示的檢測(cè)結(jié)果(T)，并對(duì)所得檢測(cè)結(jié)果使用第一部分所述方式進(jìn)行臨床性能的評(píng)價(jià)。

分層分析

在進(jìn)行體外診斷試劑臨床性能評(píng)價(jià)的過程中需要根據(jù)試劑的預(yù)期用途、臨床特點(diǎn)對(duì)其中某類人群進(jìn)行單獨(dú)分析或不同人群的差異性進(jìn)行分析，稱之為分層分析(stratified analysis)。分層因素可以是通過受試者基線信息直接得到，亦可是通過基線信息進(jìn)行二次分析得到。

圖6 三標(biāo)志物試劑四格表的判定及公式

例如一項(xiàng)檢測(cè)其預(yù)期用途的樣本類型為咽拭子或痰液。在總體性能可以滿足臨床需求的情況下，還需針對(duì)兩種不同樣本類型進(jìn)行分別的評(píng)價(jià)。其病例信息匯總表如圖7所示，表中已完成整體性能四格表統(tǒng)計(jì)。

圖7 多樣本類型定性檢測(cè)試劑臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

可以看到，在樣本類型中包括了“咽拭子”、“血清”、“痰液”、“糞便”等樣本類型。首先需要通過條件判斷語句生成樣本類型列，由于樣本類型包括多種樣本類型，因此需要通過嵌套條件公式進(jìn)行判斷。公式為“IF([樣本類型]=”咽拭子“，1，IF([樣本類型]=”痰液“，2，3))”，將“咽拭子”轉(zhuǎn)換為1、“痰液”轉(zhuǎn)換為2、其他樣本類型轉(zhuǎn)換為3。之后將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果作為邏輯判斷條件對(duì)“四格表”列判斷結(jié)果進(jìn)行篩選，將符合目標(biāo)樣本類型的四格表結(jié)果保留，而不相關(guān)樣本類型的結(jié)果用其他符號(hào)表示。其公式為“=IF([轉(zhuǎn)換后樣本類型]=1，[四格表結(jié)果]，“z”)”，將樣本類型轉(zhuǎn)換后為“1”(咽拭子)的結(jié)果保留至“咽拭子四格表”列，將其他樣本類型轉(zhuǎn)換為字母“z”。用同樣的方式可以將樣本類型轉(zhuǎn)換后為“2”(痰液)的結(jié)果篩選至“痰液四格表”列。之后分別對(duì)“咽拭子四格表”列和“痰液四格表”列使用第一部分“數(shù)格子”的方法進(jìn)行四格表統(tǒng)計(jì)并完成針對(duì)兩種不同樣本類型的臨床性能參數(shù)估計(jì)。

圖8 多樣本類型定性檢測(cè)試劑分層分析臨床試驗(yàn)病例信息匯總表

對(duì)于通過基線信息進(jìn)行二次分析的結(jié)果進(jìn)行分層，可以結(jié)合第二部分截?cái)嘀档呐袛喾椒ㄟM(jìn)行。若某一標(biāo)志物濃度會(huì)根據(jù)病程的不同而發(fā)生高低變化，例如病程早期及治療后期相對(duì)較低，病程中期相對(duì)較高，當(dāng)截?cái)嘀狄欢ǖ那闆r下早期及治療后期假陰性率會(huì)較高，而病程中期檢測(cè)靈敏度會(huì)有很好的表現(xiàn)。由于臨床試驗(yàn)為連續(xù)入組，整體分析的情況下試劑性能可能并不理想，因此需要針對(duì)病程進(jìn)行分層分析。首先，需要通過受試者基線信息獲得采樣日期距離發(fā)病日期的間隔，通過臨床上對(duì)于發(fā)病后不同時(shí)程的截?cái)嘀?例，以7天、14天作為三分類的兩個(gè)截?cái)嘀?對(duì)采樣時(shí)的病程進(jìn)行分期，分析方法與第二部分對(duì)連續(xù)分布檢測(cè)結(jié)果的處理方法是一致的，對(duì)于上述例子可用“1”表示早期、“2”表示中期、“3”表示治療后期。當(dāng)獲得分期后根據(jù)分期列的數(shù)據(jù)作為分層因素對(duì)四格表的數(shù)據(jù)進(jìn)行有條件保留，分析方法與上面的分層分析方法一致，在“早期四格表中”把分期為“1”的數(shù)據(jù)保留，其他的分期數(shù)據(jù)用“z”表示。“中期四格表”、“后期四格表”列亦如此處理。最后對(duì)“早期四格表”、“中期四格表”、“后期四格表”采用第一部分“數(shù)格子”的方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，完成按病程分層分析的試劑性能參數(shù)估計(jì)。

不一致結(jié)果的分析

在進(jìn)行臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析時(shí)，不僅要通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到臨床性能的參數(shù)估計(jì)，還需要注意針對(duì)異常結(jié)果進(jìn)行分析。例如，通過對(duì)四格表中“b”、“c”格以及根據(jù)標(biāo)志物特性判定為異常值的受試者的背景信息等進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)是否會(huì)在具有某一特征的受試者中有趨勢(shì)性的提示信息。在進(jìn)行分析時(shí)，主要使用表格工具的數(shù)據(jù)篩選功能對(duì)受試者基線信息進(jìn)行展示分析。

雖然本文為定性體外診斷試劑的分析方法，但此部分選擇一定量檢測(cè)試劑的臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行舉例，亦可清晰說明不一致數(shù)據(jù)的篩選和分析方法。圖10顯示的是一個(gè)乙型肝炎病毒核酸定量檢測(cè)試劑盒的臨床試驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局發(fā)布的《乙型肝炎病毒脫氧核糖核酸定量檢測(cè)試劑注冊(cè)技術(shù)審查指導(dǎo)原則》6，臨床試驗(yàn)需要入組不少于450例乙肝病毒感染受試者，其中需不少于10例的D基因型乙肝病毒感染受試者。考核試劑與對(duì)比試劑定量檢測(cè)值的對(duì)數(shù)差值大于1是兩個(gè)定量試劑檢測(cè)結(jié)果不一致的判定標(biāo)準(zhǔn)之一。通過圖中可以看出，在進(jìn)行臨床數(shù)據(jù)分析時(shí)，首先計(jì)算了考核試劑與對(duì)比試劑的定量結(jié)果的對(duì)數(shù)值(第AA、AB列)，然后計(jì)算對(duì)數(shù)值的差值(AC列)，通過IF條件判斷對(duì)數(shù)值差值是否大于1(AD列)，之后對(duì)對(duì)數(shù)值差值大于1的受試者進(jìn)行篩選展示。該臨床試驗(yàn)共入組乙型肝炎受試者496例，對(duì)數(shù)值差值大于1的受試者為17例。進(jìn)一步對(duì)對(duì)數(shù)值差值大于1的受試者進(jìn)行篩選展示后發(fā)現(xiàn)，D基因型感染受試者有9例。而該臨床試驗(yàn)共入組15例D基因型感染受試者，檢測(cè)的偏離有顯著的在D基因型中集中趨勢(shì)。因此在臨床評(píng)價(jià)時(shí)需要針對(duì)D基因型進(jìn)行分析，同時(shí)評(píng)價(jià)試劑針對(duì)D基因型的檢測(cè)性能能否滿足臨床需求。

圖9 基于病程分層分析的定性檢測(cè)試劑臨床試驗(yàn)病例信息匯總表

圖10 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果的對(duì)數(shù)值差值進(jìn)行篩選展示的病例信息匯總表

對(duì)于定性檢測(cè)試劑的不一致結(jié)果的分析，可在臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的過程列中勾選判定為“b”和“c”的受試者進(jìn)行分析。

討 論

體外診斷試劑臨床試驗(yàn)的評(píng)價(jià)主要基于流行病學(xué)中診斷試驗(yàn)、篩檢及隊(duì)列研究章節(jié)的研究方法，需要對(duì)人群特征及檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，是流行病學(xué)調(diào)查的一個(gè)特例。使用電子表格軟件對(duì)電子病歷信息匯總表直接進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以保證與提交至監(jiān)管部門文件的一致性，同時(shí)大大提高申報(bào)和審評(píng)效率。由于在形式上類似于在紙質(zhì)病例信息匯總表旁的空白處進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、驗(yàn)算，因此可以將這樣的統(tǒng)計(jì)方法命名為“表旁統(tǒng)計(jì)”。

在進(jìn)行電子表格統(tǒng)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的完整性及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的完整性主要通過病例信息匯總表表頭控制，進(jìn)行臨床試驗(yàn)的各臨床試驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)使用結(jié)構(gòu)(表頭)相同的病例信息匯總表。同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相同的電子病例信息匯總表在分析時(shí)可直接粘貼統(tǒng)計(jì)單元格，無需重復(fù)錄入公式。而數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不僅是病例信息匯總表中的數(shù)據(jù)與原始病例信息表中一致，同時(shí)要注意信息表達(dá)方式的一致性。例如，各臨床試驗(yàn)機(jī)構(gòu)之間應(yīng)當(dāng)注意“陽性/陰性”、“+/-”的表達(dá)一致性。此外，在實(shí)際的工作中，病例信息匯總表中不可見的“空格”是導(dǎo)致在后續(xù)統(tǒng)計(jì)過程中產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)結(jié)果錯(cuò)誤的重要原因之一。

使用電子表格工具對(duì)電子病例信息匯總表數(shù)據(jù)直接進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可有效避免數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的錯(cuò)誤、人工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的錯(cuò)誤，同時(shí)大大提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)效率。本文為一般情形下的二分類臨床數(shù)據(jù)使用電子表格工具統(tǒng)計(jì)分析的舉例，具體產(chǎn)品應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活運(yùn)用，亦可選擇其他統(tǒng)計(jì)工具軟件。

應(yīng)當(dāng)注意，雖然電子表格工具作為申報(bào)、審評(píng)審批過程中的核對(duì)工具可提高效率，但由于無法保留稽查軌跡，在臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理方面并不推薦。

(注：本文中所列舉數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果僅為方法舉例，不代表真實(shí)產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。不同產(chǎn)品的性能估計(jì)能否符合臨床性能要求視具體產(chǎn)品的臨床要求確定。)