云南省藥品和醫(yī)療器械審評中心 (云南 昆明 650101)
內(nèi)容提要:體外診斷試劑作為一種常用的臨床診療醫(yī)療器械,具有準確、高效、適用范圍廣泛等諸多優(yōu)點,不僅能從分子水平對疾病作定性判斷,更能對人體樣本中的核酸、蛋白質(zhì)、多肽、無機鹽等物質(zhì)作定量分析,為臨床醫(yī)生分析疾病病程或生理過程提供了重要參考。文章從誤差的角度對目前常用的幾種統(tǒng)計分析方法進行探討,為擬注冊的定量檢測體外診斷試劑臨床一致性評價提供參考。
為確保體外診斷試劑的檢測結(jié)果能滿足臨床需求,按照《體外診斷試劑注冊管理辦法》的要求,體外診斷試劑的注冊人或申請人應當對體外診斷試劑進行臨床評價。對于免于進行臨床試驗的體外診斷試劑,原食品藥品監(jiān)督管理總局于2017年發(fā)布的《免于進行臨床試驗的體外診斷試劑臨床評價資料基本要求(試行)》中明確,企業(yè)應采取與已上市的、市場普遍認為質(zhì)量可靠的產(chǎn)品進行對比,并根據(jù)產(chǎn)品的特點選擇適合的統(tǒng)計分析方法評價二者的一致性,進而對產(chǎn)品的安全性,特別是有效性進行評價。因此,在臨床樣本選擇合理、操作正確的基礎上,選擇科學的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法尤為重要。但現(xiàn)有法規(guī)及各體外診斷試劑技術審查指導原則中,并未對臨床評價試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法作指導。因而部分企業(yè)在臨床數(shù)據(jù)一致性評價過程中,盲目選擇統(tǒng)計分析方法,導致一致性分析有偏差甚至得到錯誤結(jié)論。本文從分析誤差的角度,對目前常用的幾種統(tǒng)計分析方法進行探討,為考核試劑和參比試劑的臨床一致性評價提供參考。
無論統(tǒng)計分析方法如何,樣本的檢測結(jié)果值為樣本真實值、系統(tǒng)誤差和隨機誤差的總和。同一樣本下,考核試劑的檢測結(jié)果記為M,參比試劑的檢測結(jié)果記為N。
線性相關分析需要將成對出現(xiàn)的數(shù)據(jù)在直角坐標系中繪制成散點圖(見圖1)。
在體外診斷試劑檢測實踐中,M和N的變化方向總是一致的,即0<r≤1。r越接近1,二者檢查結(jié)果線性關系越密切。但M和N變化方向一致且線性關系切密切并不代表兩試劑檢測結(jié)果一致。由線性擬合的原理可知,散點間線性關系的好壞,主要是受樣本中離群值的影響。因而,線性相關分析實際上是分析樣本間的變異,研究的是M和N之間的“依賴”關系。若在兩檢測試劑之間總是存在線性關系的偏倚,則通過線性相關分析依然會得到r>0.95的錯誤結(jié)果[1]。線性相關分析在分析過程中僅關注隨機誤差的影響而忽略了系統(tǒng)誤差的影響。錯誤判斷二者檢測結(jié)果一致。
圖1.線性相關分析散點圖示
圖2.B-A分析散點圖示意圖
配對t檢驗需要先計算M和N的差值d的均數(shù)。假設考核試劑和參比試劑的檢測無差異,則理論上d的總體均數(shù)μd應為0。所以,實際上t檢驗是樣本均數(shù)和均數(shù)為0的總體進行比較。通過公式(其中Sd為差值d的標準差)
計算t值,確定P值后,判斷兩試劑的檢測結(jié)果是否具有統(tǒng)計學意義。
配對t檢驗是檢驗兩試劑的檢測結(jié)果的差值是否為0,僅關注兩試劑系統(tǒng)誤差的影響而忽略了隨機誤差[2]。當考核試劑總是與參比試劑存在上下浮動的隨機差值時,若其平均差值接近0,配對t檢驗會錯誤地認為兩試劑檢測結(jié)果一致。
Bland-Altman分析(以下簡稱B-A分析)由Bland JM和AltmanDG于1986年提出[3]。近年來在美國成為了臨床定量檢測方法一致性評價的主流統(tǒng)計分析方法[4]。該方法也是基于散點圖進行數(shù)據(jù)分析,但與線性相關分析不同,B-A分析散點圖的橫坐標為兩試劑檢測結(jié)果的均值,縱坐標為兩試劑檢測結(jié)果的差值(如圖2所示)。計算差值均數(shù)及其95%的一致性界限LOA(-1.96Sd,+1.96Sd)。考慮到抽樣誤差,需要計算LOA上下限的95%置信區(qū)間,近似的等于LOA±1.71SE(Sd),其中標準誤。
表1.臨床數(shù)據(jù)一致性評價常用統(tǒng)計分析方法對比
通過B-A分析圖,可以直觀地判斷兩檢測試劑的一致性??梢越频卣J為,與0的距離即為兩試劑的系統(tǒng)誤差;LOA上下限的95%置信區(qū)間即為兩試劑的隨機誤差。越小,兩試劑的系統(tǒng)誤差越小;LOA上下限的95%置信區(qū)間越窄,兩試劑的隨機誤差越小;散點越集中,LOA范圍越窄,兩試劑的一致性越好。同時,圖中也能直觀地觀測到樣本中的離群值,一般認為當極端樣本例數(shù)不超過總樣本數(shù)的5%時,兩試劑的一致性較好。
直接運用B-A分析作定量分析時,要求兩試劑檢測數(shù)據(jù)方差具有齊性,否則不宜直接進行B-A分析[5]。采用B-A分析圖的方式可以直觀地判斷檢測數(shù)據(jù)方差齊性問題:當數(shù)據(jù)方差具有齊性時,散點在線上下均衡波動;當數(shù)據(jù)方差不具有齊性時,各點值隨橫坐標的增而增大或減小。當數(shù)據(jù)方差不具有齊性時,可對數(shù)據(jù)進行對數(shù)轉(zhuǎn)換后,再運用B-A分析進行一致性評價。
結(jié)合實際情況發(fā)現(xiàn),企業(yè)在臨床數(shù)據(jù)一致性評價時常出現(xiàn)以下問題:①一致性分析不全面。單獨使用配對t檢驗或線性相關分析,對隨機誤差或系統(tǒng)誤差有遺漏。②線性相關分析僅依據(jù)r>0.975或r2>0.95判斷數(shù)據(jù)一致性,實際上是混淆了“變化一致”和“數(shù)據(jù)一致”的概念。③統(tǒng)計分析結(jié)果不與臨床意義相結(jié)合。
以上問題最終導致誤以為臨床試驗方案不合理、抽樣不合理,甚至得出考核試劑與參比試劑檢測結(jié)果不一致的錯誤結(jié)論。
對比3種臨床數(shù)據(jù)一致性評價的方法,分別具有以下特點,總結(jié)見表1。
從表1可以看出,單獨使用配對t檢驗或線性相關分析,都無法全面地評價考核試劑與對比試劑之間的系統(tǒng)誤差和隨機誤差,對數(shù)據(jù)一致性的分析并不全面。但可以將二者結(jié)合,以彌補單一統(tǒng)計分析方法的缺陷[6]。
相比配對t檢驗或線性相關分析,B-A分析具有獨特的優(yōu)勢。①B-A分析同時考慮到系統(tǒng)誤差和隨機誤差;②B-A分析以圖形的方式更為直觀地展示分析結(jié)果;③雖然線性相關分析也以圖形方式展示分析結(jié)果,但B-A分析圖具有臨床意義,可以與臨床實際相結(jié)合,定性地判斷兩檢測試劑的差異在此一致性界限范圍內(nèi)是否可以接受。因此,在臨床數(shù)據(jù)一致性評價時,B-A分析效率更高,評價更全面,結(jié)果更直觀,在實際運用中更具優(yōu)勢。