体外诊断试剂临床试验统计方法探讨

体外诊断试剂临床试验统计方法探讨

本文探讨了体外诊断试剂临床试验常用的统计方法。根据使用条件、限制和接受准则的不同分析了定性分析方法中的四格表统计、Kappa检验、配对卡方检验和定量分析方法中的线性相关性分析、回归分析、偏倚估计、Bland -Altman 一致性分析。

Abstract：This paper just focuses on the statistical methods used in the clinical test of in vitro diagnostic reagents. It discusses of qualitative methods and quantitative methods according to the use of conditions，limits and acceptance criteria. The qualitative methods include Four grid，Kappa and Chi-square test. The quantitative methods include the linear correlation，regression analysis，bias estimate，Bland -Altman method.

Key words：Statistical methods；Qualitative methods；Qualitative methods

临床试验是二三类体外诊断试剂除校准质控品外申请注册上市必不可少的环节，通常评估考核试剂和对比试剂或金标准方法的可比性。临床试验结果统计方法种类繁多，每种方法有一定的使用条件和局限性，在设计临床试验方案的时候，如果没有充分考虑到试验的各种因素，容易造成统计方法的选择不合适而得出错误的试验结果或者是分析不全面不充分，直接影响考核试剂的评估。因此，统计方法的选择至关重要。笔者作为体外诊断试剂产品注册技术审评员，根据多年的技术审评经验，将从定性和定量两个方面对体外诊断试剂临床试验中常用的统计方法的使用条件、限制和接受准则进行探讨。

1 定性分析

定性分析包括与金标准比对和与对比试剂比对。通常用四格表进行统计。

与金标准比较通常用敏感度（真阳性率）和特异度（真阴性率）来表示两种方法的符合性：敏感度=a/（a+c）；特异度=d/（b+d）；总符合率=（a+d）/（a+b+c+d）。而与对比试剂比較通常用阴阳性符合率来表示：阴性符合率=a/（a+c）；阳性符合率=d/（b+d）；总符合率=（a+d）/（a+b+c+d）。虽然两种比对方法的四格表形式是一样的，但表示的意义不同。阴性符合率不等于敏感度，阳性符合率不等于特异度，两者不能混用，因为对比试剂准确度不一定100%。

定性分析除了进行四格表统计符合性之外还需进行统计学检验（可使用SPSS统计软件），通常使用Kappa检验或配对χ2检验。

Kappa是作为评价判断的一致性程度的重要指标，取值在0～1之间。Kap pa≥0.75，表示两者结果的一致性较好，0.4≤Kappa0.975[1]（或r2≥0.95），如r<0.975，应扩大样本量以扩大数据范围。线性相关系数反映的是两变量线性关系的密切程度，无法评价两系统的随机误差和系统误差。

2.2回归分析回归分析比较常用的方法是直线回归分析，Deming回归和Passing-Bablok回归。三种方程的基本形式都一致，为Y=bX+a，但回归系数b 的估计方法不同。传统的直线回归分析前提条件是正态分布；对照试剂应是金标准或近似（较好的），无明显的系统误差和随机误差。若两种试剂都存在误差，则不能满足最小二乘法估计的条件，可考虑Deming回归。该法考虑了两试剂的随机误差，且假定两种试剂的标准差比值恒定。Deming法适用于两个试剂的测量误差有着独立的、均数为0的正态分布，误差的方差为成比例的（在数据范围内，方差并不必须恒定的）。如异常值较多，可选用Passing-Bablok法。即任取两点确定直线，屡次反复，得到多条直线并计算斜率，而后对多个斜率值取中位数并调整。该法假定两器械随机误差遵循同一种分布，标准差比值恒定。线性回归斜率b一般推荐在0.9～1.1之间可接受。2.3偏倚估计按下列方程式计算平均偏倚B及试验系统与对照系统测定值差值的标准差SD。

将医学决定水平预期偏倚的可信区间与允许误差的限值相比较（允许误差推荐为小于或等于1/2CLIA88或者室间质评可接受范围）。预期偏倚可信区间小于规定的允许误差的限值，试验系统可被接受；预期偏倚可信区间大于规定的允许误差的限值，试验系统不被接受。

2.4 Bland-Altman法Bland-Altman法是1986年Bland和Altman提出的，并发表在Lancet杂志上[2]。该方法的基本思想是利用两组数据的均值和差值，分别以均值为横轴，差值为纵轴做散点图，计算差值的均值（d）以及差值的95%分布范围（即为一致性界限，LoA，d±1.96Sd，其中Sd为差值的标准差），认为95%的差值应位于该一致性界限范围内。分析散点的分布与一致性界限的位置关系，并且与临床上可接受的界限值相比，如果一致性界限在临床上可接受，则认为两种方法之间的一致性较好，可以互换。检测项目不同，方法学不同，临床上可接受的界限值不同，界限值还与临床预期用途有关，可参考室间质评的相关要求。当样本量较小时，由于抽樣误差的影响，有时不一定满足95%的差值落在LoA范围内，这时，可以考虑LoA的可信区间（LoA CI）。计算LoA CI所对应的标准误一般为1SE（d）=Sd/，一致性界限的上、下限的标准误近似等于1.71SE （d）[3]。在临床试验统计分析中，除了用两种试剂的结果的差值反映一致性外，还可以用两种测量结果之间的比值（或差值与均值的百分比）进行Bland-Altman 分析。由于检测结果的差值或比值都与两种试剂的测量值都有关，因此横坐标应为两者的均值，而不是对比试剂的测量值。

在应用Bland-Altman分析时，需要注意一定的应用条件[4]，均值和差值应相互独立，即两种试剂的测量结果应具有方差齐性，差值应服从正态分布，在测量范围内的差值不随着测量结果变化的扩大而变化。假如不满足条件，如Bland-Altman图呈喇叭状，建议通过对数转换达到要求，也可以通过对用比值来进行分析。

一致性分析时，一般不建议用配对t检验来评估两个试剂的检测结果的一致性。配对t检验的本质是对”差异”的检验，而非对”一致”的检验[4]。因为配对t 检验主要是比较均数的差异，只能反映总体均数可能相同，却不能反映数据的一