數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法與臨床試驗方案

1、1數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法與臨床試驗方案 1.1統(tǒng)計在新藥臨床試驗中的重要作用醫(yī)藥產(chǎn)品的有效性和安全性最終應(yīng)當(dāng)由按照 GCP原則實施的臨床試驗來確證.在臨 床試驗的設(shè)計和分析中，統(tǒng)計學(xué)家起著必不可少的重要作用.GCP GMPGLR GRF和GVP 都與統(tǒng)計有關(guān)。統(tǒng)計學(xué)是一門處理來自群體或個體的大量資料的科學(xué)，也是處理資料中 變異性的科學(xué)和藝術(shù)，其目的在于取得可靠的結(jié)果。例如，一個醫(yī)生偶然發(fā)現(xiàn)一例患偏 頭痛病人在喝了橙汁以后感覺有所改善，但這并不是說從這單一個病例觀察就可以認(rèn)為 橙汁是治療偏頭痛的有效方法。醫(yī)生需要統(tǒng)計學(xué)資料證明，是否有一組病人在服橙汁后 報告癥狀改善者比采用其他治療后更多。又如一個每天吸煙

2、50支且嗜酒的人活了 95歲并健康良好，但人們不能相信他的習(xí)慣能導(dǎo)致健康和長壽。個體對疾病的敏感性變異很 大。要研究這些問題，就應(yīng)當(dāng)研究不同生活習(xí)慣的人群組的發(fā)病率和死亡率；也就是說 應(yīng)當(dāng)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)研究。收集數(shù)據(jù)、并用統(tǒng)計圖表或簡單統(tǒng)計量來描述資料的特征稱之為 描述性統(tǒng)計。但統(tǒng)計學(xué)的任務(wù)遠(yuǎn)不止于此，統(tǒng)計學(xué)可以通過仔細(xì)制訂試驗計劃來提高數(shù) 據(jù)質(zhì)量；統(tǒng)計推斷方法則是從所研究問題的大量數(shù)據(jù)中得出結(jié)論的主要客觀手段.應(yīng)當(dāng)明白，統(tǒng)計學(xué)是在收集、歸類、分析和解釋大量數(shù)據(jù)的過程中完成使命的.如果在試驗設(shè)計 階段不考慮統(tǒng)計原則，所獲結(jié)果的統(tǒng)計分析不管做的如何精巧都挽救不了一個設(shè)計糟糕 的臨床研究這是一個必須執(zhí)

3、行的基本原則.表1可能導(dǎo)致臨床試驗失敗的原因可以控制的因素較難控制的因素研究計劃樣本大小要解決的問題數(shù)據(jù)分析方法目標(biāo)結(jié)果的解釋目標(biāo)人群操作性變量研究的順序性入選速度緩慢研究人員選擇中途退出試驗設(shè)計受試者的依從性試驗假設(shè)執(zhí)行錯誤隨機(jī)化不嚴(yán)格遵循劑量方案盲法入選了不合格受試者試驗對象的入選/排除標(biāo)準(zhǔn)試驗過程中合并用藥受試者基線值變異測量的變異劑量詵擇編碼錯誤終點指標(biāo)測定在新藥研制過程中，按科學(xué)原則進(jìn)行的臨床試驗是評價一種新治療方法的有效性和 安全性的惟一可靠的基礎(chǔ).一個臨床試驗，如果不能恰當(dāng)?shù)卦u價試驗藥物的安全性和/或效性,不能提供關(guān)于新藥的最好使用方式的充分信息或者提供了誤導(dǎo)信息，因而不能對藥物

4、的研制、管理、上市和安全有效地使用做出有益貢獻(xiàn)，那么這就是一個失敗的臨床試 驗?？赡軐?dǎo)致臨床試驗失敗的原因很多，有些原因是可以控制的，有些則是較難控制的。其中試驗設(shè)計對于臨床試驗的成功與否起著極其重要的作用。試驗假設(shè)邙陽性對照）選 擇不當(dāng)，隨機(jī)化及盲法不規(guī)范，入選/排除標(biāo)準(zhǔn)過嚴(yán)或過寬，受試者基線值變異大，藥物劑 量選擇不當(dāng)，終點指標(biāo)選擇及測定時間不妥，樣本數(shù)太小，數(shù)據(jù)分析方法不恰當(dāng)都可能 導(dǎo)致臨床試驗失敗（表1）.GCP寸生物統(tǒng)計學(xué)的要求包括四個方面：統(tǒng)計學(xué)設(shè)計，統(tǒng)計分析計劃，臨床和統(tǒng)計學(xué) 報告，以及數(shù)據(jù)處理。與臨床試驗其他專業(yè)人員合作的臨床試驗統(tǒng)計人員的作用和責(zé)任 是確保在支持新藥研制的臨床

5、試驗中能恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用統(tǒng)計原則。1. 2統(tǒng)計學(xué)與試驗設(shè)計臨床試驗按其目的大體可分？ quot; “驗證性（Confirmatory ） ”試驗和“探索性 ploratory ）”試驗，驗證性試驗是控制良好的試驗，總是預(yù)先定義與試驗?zāi)康闹苯佑嘘P(guān) 的關(guān)鍵假設(shè)，并且在試驗完成后對此進(jìn)行檢驗.驗證性試驗必須提供療效和安全性的可靠 證據(jù)。新藥臨床試驗中大部分是確認(rèn)性試驗但一個臨床試驗常具有驗證性和探索性兩方 面.對于每一個支持上市申請的臨床試驗， 所有關(guān)于設(shè)計、實施和統(tǒng)計分析的要點應(yīng)當(dāng)于 試驗開始前在試驗方案中寫明。試驗方案中的統(tǒng)計學(xué)設(shè)計包括：試驗設(shè)計，樣本大小的 確定和為避免偏差而采用的技術(shù)。1. 2.

6、1 平行組設(shè)計（Parallel design）驗證性試驗的最常見設(shè)計是平行組設(shè)計.受試者被隨機(jī)分配到兩個（或多個）組中的 一個,每個組接受不同的治療。治療包括一個或幾個劑量的研究產(chǎn)品，以及一個或多個對照（如安慰劑和/或陽性對照）。這種設(shè)計最有效，其假定比其他設(shè)計簡單，有明確的有 效性結(jié)果，完成研究時間較短。但是，這種設(shè)計需要較大的樣本，有較大的受試者變異， 比較復(fù)雜。試驗的某些特點會使結(jié)果的分析和解釋復(fù)雜化，如協(xié)變量問題、在一段時間 內(nèi)的重復(fù)多次測定、設(shè)計因子之間的相互作用、違反設(shè)計等等。122 交互設(shè)計( Crossover design ) 在交叉設(shè)計中，每例受試者被隨機(jī)分配到兩個或多個

7、治療序列中的一個，其自身在 治療比較中作為對照。 這個簡單設(shè)計的吸引力在于它減少了受試者例數(shù)。 在最簡單的 2 x 交叉設(shè)計中 ,受試者按隨機(jī)順序在兩個連續(xù)的治療周期 ( 間隔一個洗脫期 )中分別接受兩 種治療。這種設(shè)計可以擴(kuò)大到對象在 n( >2)個周期接受n種不同治療。交叉設(shè)計的優(yōu) 點是所需受試者數(shù)較小，消除了受試者間變異。但是，除了試驗時間較長、序列效應(yīng)和 周期效應(yīng)需作分析以外，交叉設(shè)計存在許多可能會使其結(jié)果無效的問題，主要是可能帶 入延期(Carryover )效應(yīng).在2 x 2設(shè)計中，由于缺少把握度(power)，統(tǒng)計學(xué)上不 能從治X周期相互作用項來鑒別延期效應(yīng)。使用交叉設(shè)計時

8、很重要的是避免延期效應(yīng).要做到這一點，在設(shè)計時必須對疾病和新藥有足夠的認(rèn)識 . 所研究的疾病應(yīng)當(dāng)是慢性病且 病情穩(wěn)定; 藥物的作用在治療周期內(nèi)應(yīng)當(dāng)充分展現(xiàn)。 洗脫期要足夠長， 以使藥物的作用完 全消退 . 交叉設(shè)計要注意的其他問題還有受試者出組造成的分析和解釋的復(fù)雜性； 潛在的 延期效應(yīng)可導(dǎo)致對發(fā)生在后一治療周期的不良事件認(rèn)定的難度。通常 2x2 交叉設(shè)計用于證明同一藥物兩種制劑的生物等效性試驗 . 在這一特例中 , 受 試者是健康志愿者。 只要洗脫期足夠長 , 延期效應(yīng)不可能發(fā)生。 但是，在試驗中仍要在每 個治療周期開始時進(jìn)行測定，沒有檢測到藥物即可確認(rèn)沒有延期效應(yīng)。123 析因設(shè)計( Fa

9、ctorial design )析因設(shè)計通過不同的治療組合可同時評價兩個或多個治療。最簡單的例子是2x2析因設(shè)計，受試者被隨機(jī)分配到兩種治療(A，B)的4種可能組合中的一個：A,B, AB無A 無Bo這一設(shè)計在多數(shù)情況下系用于檢查 A與B的相互作用的特殊目的.如果根據(jù)主效應(yīng) 計算樣本數(shù)，統(tǒng)計檢驗可能缺乏把握度檢測相互作用。如果該設(shè)計用來檢查A和B的聯(lián)合 作用，特別是一起使用兩種治療時，要特別注意樣本數(shù)的問題。析因設(shè)計的另一重要用途是確定同時使用治療C和D的劑量-反應(yīng)特征.設(shè)C有m個劑量水平(通常包括零劑量、安慰劑)，治療D有n個劑量水平，那么完全析因設(shè)計包含 了 m x n個治療組，每個接受不

10、同劑量的 C、D組合.反應(yīng)面(response surface )的結(jié) 果估算有助于鑒別合適的臨床使用劑量組合。124 多中心臨床試驗多中心臨床試驗是一種實踐上可被接受、且更加有效地評價新藥的方法。它的優(yōu)點是可以在合理的時間內(nèi)招募足夠多的受試者 , 而且多中心臨床試驗為其研究結(jié)論的普遍 性提供了良好的基礎(chǔ)。一個多中心臨床試驗要成功 , 必須采用同樣的試驗方案并嚴(yán)格按此 實施臨床試驗，需要有盡可能完善的實施臨床試驗的標(biāo)準(zhǔn)化操作程序（SOP。樣本大握度的計算通常是假定各中心所比較的治療差異是同樣數(shù)量的無偏差估計，多中心試驗應(yīng) 當(dāng)避免各中心招募的受試者人群特征變化過大以及樣本量過小的中心，以降低治療

11、效果 的不同權(quán)重估算的差異 . 每個中心必須有一個主要研究人員負(fù)責(zé)本中心的研究工作符合 設(shè)計要求, 試驗前集中對各中心人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)， 實施試驗過程中的質(zhì)量控制。 多中 心研究中, 研究人員可能從一個醫(yī)院入選對象， 也可能一個研究人員從幾個協(xié)作醫(yī)院入選 受試者。因此，試驗方案中應(yīng)該對中心有明確的定義（如指研究人員、醫(yī)院或地區(qū)）， 多數(shù)場合中心以研究人員來限定 . 如果每個中心有相當(dāng)數(shù)量的受試者 ,在分析多中心研究 的主要治療效應(yīng)時，要考慮中心間的均勻性。13 臨床試驗中的有關(guān)考慮131 避免偏差的技術(shù)（ l） 育法 采用盲法技術(shù)是為了防止由于對于治療的了解而引起的有意識和無意識的在實施和

12、評價臨床試驗中的偏差。因此，盲法的基本目的是在發(fā)生偏差的機(jī)會過去之前防止識別 接受的是何種治療 . 單盲試驗 受試者或研究人員 / 工作人員一方不知道所接受治療 . 雙盲試驗 受試者和參加臨床試驗或臨床評價的研究人員或申辦者方工作人員均 不知道也不能識別對象接受了何種治療的稱為雙盲試驗。在試驗實施過程中一直保持盲 態(tài)。只有在試驗結(jié)束、 完成數(shù)據(jù)清理、 數(shù)據(jù)已達(dá)到可以接受水平并且 " 鎖定”后方可由指 定人員揭盲。要達(dá)到理想的雙盲會遇到一些問題 : 如完全不同的治療（手術(shù)和藥物） ;兩種藥物劑 型不同, 而改變劑型如膠囊可能會引起藥代動力學(xué)和 / 或藥效動力學(xué)特征的改變，從而需 要確定

13、制劑的生物等效性； 兩種制劑的給藥方案可能不同 , 等等. 在這種情況下，可采用” 雙模擬” （double-dummy）技術(shù)。即為每一種制劑，如 A、B，準(zhǔn)備一個一模一樣的安劑， 受試者接受A （活性）+ B （安慰劑）或A （安慰劑）+ B（活性）。但是，由于明顯的治療效應(yīng)，某些雙盲臨床試驗仍會遇到問題 .在這種情況下 ,對研 究人員和有關(guān)人員加盲可改善盲法，即所謂三盲試驗。(2) 隨機(jī)化隨機(jī)化為在臨床試驗中受試者接受某種治療引入了審慎的機(jī)遇成分。它為以后的數(shù) 據(jù)分析提供了一個堅實的統(tǒng)計基礎(chǔ)。隨機(jī)化所產(chǎn)生的治療組，基線中已知和未知預(yù)后因子(Prognostic factor )的分布相仿。

14、隨機(jī)化與盲法相結(jié)合，會大大有助于避免在指定治 時由于可預(yù)見性所引起的選擇和分配受試者的可能偏差。與無限制的隨機(jī)相比，區(qū)組隨機(jī)有兩個優(yōu)點：有助于增加治療組間的可比性(尤其是 受試者特征隨時間可能變化時)，和保證治療組有幾乎相同的受試者數(shù)。但要注意區(qū)組 長度不宜過長也不宜過短，過長可能會產(chǎn)生不平衡，過短則會使區(qū)組末段的分配有可預(yù) 見性。多中心試驗的隨機(jī)化程序應(yīng)當(dāng)以中心為單位.各個中心有各自的隨機(jī)表，但應(yīng)該是完 整的區(qū)組。表2影響樣本大小的因素因素對樣本大小的影響治療組數(shù)目公式計算的是每個組所需要的例數(shù)1結(jié)果變量的測定連續(xù)變量或(轉(zhuǎn)化為)兩分變量預(yù)期受試者隨訪時間隨訪時間長則事件發(fā)生率高，對給定的a

15、 B,所需例數(shù)較少備擇假設(shè)雙側(cè)或單側(cè)可檢測到的治療差異必須符合實際。差異大則所需例數(shù)少所定的I類U類錯誤通常取aB適用于：對照治療已經(jīng)廣泛應(yīng)用且安全有 效；試驗藥物為新藥。a與B越小，所需例數(shù)越多受試者分配比通常取各組例數(shù)相同。當(dāng)有其他目的時，或為了提高精 確度(降低方差)時，取組間例數(shù)不等同。如r個治療 組與一個對照組比較時，可取對照組例數(shù)為治療組的(r) 1/2 上標(biāo)倍。預(yù)期的失訪率樣本數(shù)應(yīng)根據(jù)失訪率相應(yīng)擴(kuò)大預(yù)期的治療不依從率藥物暴露不足或過量；受試者/醫(yī)生不遵循設(shè)計方案規(guī) 定，例數(shù)應(yīng)增加基線變量的分層程度分層后亞組的受試者數(shù)減少|(zhì)多重比較按多個治療組比較多個終點有一個主要結(jié)果、多個次要結(jié)

16、果。樣本大小通常按主要變量計算。有時對每個結(jié)果變量計算所需樣本數(shù)，取最 大樣本數(shù)。1。3.2試驗樣本量的確定臨床試驗應(yīng)當(dāng)有足夠功效（把握度）檢測不同治療之間的差異。樣本應(yīng)當(dāng)足夠大才可 以對所提出的問題做出可靠的回答.一個臨床試驗的樣本大小是由研究目的、反映研究目 的的研究假設(shè)和由此導(dǎo)出的統(tǒng)計檢驗所確定的。樣本量通常是根據(jù)試驗的主要目的計算的。如果樣本大小根據(jù)其他變量，如安全性 變量或次要目的計算，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計書中有清楚說明并給出理由。（1）影響樣本大小的因素在計算所需樣本量之前，下列各項應(yīng)有明確的定義：主要變量；試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計檢 驗;零假設(shè)和備擇假設(shè)；I類和U類錯誤；計量數(shù)據(jù)的差值、標(biāo)準(zhǔn)差和參考

17、值；計數(shù)數(shù)據(jù) 的率。下面介紹3種常用的計算臨床試驗樣本大小的方法.計算所得的是每組所需受試者 例數(shù)?？紤]到試驗中受試者因不良事件退出的比例，實際篩選受試者數(shù)還需根據(jù)估算的比 例增加。在計算臨床試驗樣本大小時要考慮的因素和它們的影響簡列于表2。（2）樣本大小的計算試驗的結(jié)果變量為定性的兩分（值）變量3仃巴叭心0）式中，P1：為對照標(biāo)準(zhǔn)治療的成功率。P2:為試驗治療的成功率.a:為檢測治療差異的C2顯著性檢驗水平，通常取0。05。1B :如果差異P2-P1存在，檢測到這種差異的把握度或功效。a通常又稱I類錯誤，即當(dāng)實際上兩種治療同樣有效時， 檢測到有顯著差異的概率, 相當(dāng)于假陽性率.B通常又稱u類

18、錯誤，即當(dāng)差異 P2-P1確實存在時沒有檢測到這種差 異的概率，相當(dāng)于假陰性率.f （a,B）：a和B的函數(shù)。其常用值列于表3。表3用于計算所需受試者數(shù)公式中的f （a,B）值B（類錯誤）0。050.10.20.5a （I類錯誤）0。110。88。66。22.70。0513.010。57.93。80.0215.813。010。05.40.0117.814。911。76.6例：觀察（降血膽固醇藥）預(yù)防膽固醇升高者的缺血性心臟病的隨機(jī)臨床試驗，安慰劑對照。根據(jù)資料,對照組的缺血性心臟病的年發(fā)病率為 1%。研究希望檢測5年中用 安妥明組的缺血性心臟病發(fā)生率比對照組降低 1/3，設(shè)定I、U類錯誤水平分

19、別為a =0c 01和B =0。1,求所需受試者例數(shù)。例中由于該研究沒有可能重復(fù)，因此選定的顯著性水平比較嚴(yán)格（PV0.01 ）是必要的. 對照組缺血性心臟病的年發(fā)生率 1%因此5年中為5% ,即P仁5%; P2=3.3%x 14.9*4276 例侮組)5怖 X (1一5%) +3.3%x (1-3.3%)(5%-3.3%?試驗的結(jié)果變量為定量（連續(xù)）變量"亦簽卩燈6卩）式中，卩1：對照標(biāo)準(zhǔn)治療的均值。卩2:另一治療的期待均值。s:標(biāo)準(zhǔn)差。f （a , B ）為a和B的函數(shù)例:評價孕婦補充Vit D防止嬰兒低血鈣的臨床研究。從以前未用藥婦女資料中可得血清鈣均值為9.0mg/100ml

20、，標(biāo)準(zhǔn)差為1.8mg/100ml。選擇顯著性水平 a =0.05，1p =095?？紤]被Vit D后孕婦血清鈣水平提高到9。5mg/100ml,求所需受試者例數(shù)。詐唸護(hù)如例/每組注意，以上兩個臨床試驗?zāi)康亩际窍Ｍ_證一種治療（試驗組）明顯好于另一種治 療（對照）. 生物等效性研究中交叉設(shè)計的受試者例數(shù)計算 我國新藥審批辦法規(guī)定，四類新藥 需進(jìn)行生物等效性研究。生物等效性研究的試驗?zāi)康氖潜容^一種產(chǎn)品的兩種制劑（試驗 制劑和參考制劑）的生物利用度，并根據(jù)吸收速率和吸收程度判斷其生物等效性。試驗 的主要假設(shè)是兩種制劑的平均生物利用度的差異是否有一定把握落在參考制劑均值的 ±20%范圍之內(nèi)。

21、為此目的，根據(jù)試驗藥物的性質(zhì)，一般采用交叉設(shè)計，在某些情況下亦 可以采用平行設(shè)計，如當(dāng)受試者間變異小于受試者內(nèi)變異藥物有潛在毒性和 /或消除半衰 期長，研究人群包括重病人，增加受試者例數(shù)的花費遠(yuǎn)低于增加一個治療周期的費用時 可考慮.下面介紹生物等效性研究中交叉設(shè)計的受試者例數(shù)計算 ，并且試驗假設(shè)為Ho：生 物等效；Ha：生物不等效。根據(jù)生物等效性的雙向單側(cè)統(tǒng)計檢驗程度，每個序列所需受 試者數(shù)為：心t（fl式中，并如迎X100； V二生物等效限（即20%>島+畑加一屛CV/(v-e)3 x 1001 CV=WE)“CV由先前的研究或參考資料獲得。當(dāng)a =0。05，1- B =0.90時，根

22、據(jù)上述公式計算的雙單側(cè)檢驗程度所需受試者例數(shù)列于表4。表4雙單側(cè)檢驗所需受試者例數(shù)（a =0.05， 1- B =0。90）cv (%)B=uTyR) /0%5%10%15%101010207012101428100141418361361616224617818202858224202432702762228408633424344610039626405411846628446213654030527015661832588017870434669020079436721002248903880112250992409012427610981. 3. 3統(tǒng)計學(xué)分析計劃根據(jù)ICH的要求,一個

23、臨床試驗方案中應(yīng)該有專門的統(tǒng)計段落描述數(shù)據(jù)的主要統(tǒng)計 分析方法。隨后，統(tǒng)計分析計劃可寫成一個獨立的文件它是對試驗方案中描述的分析原 則的更加技術(shù)性和詳細(xì)的說明，包括關(guān)于主要變量、次要變量和其他數(shù)據(jù)的詳細(xì)的可執(zhí) 行的分析程序臨床試驗結(jié)果應(yīng)當(dāng)依據(jù)方案中規(guī)定的分析計劃進(jìn)行分析；如果試驗方案有 所修改，應(yīng)該在報告中說明。對于盲法試驗，在揭盲之后所作的任何變更都要在臨床和統(tǒng) 計報告中說明變更的理由。統(tǒng)計分析計劃的內(nèi)容應(yīng)包括：分析研究的人群，療效與安全性 評價的主要變量、次要變量，統(tǒng)計學(xué)方法，缺失數(shù)據(jù)的處理，結(jié)果的表達(dá)，亞組分析(如 果有)等。(1)分析研究人群所有進(jìn)入隨機(jī)化分組的受試者(intent to treat )。接受試驗藥物治療的所有隨機(jī)化受試者遵循研究設(shè)計方案的受試者(Perprotocol )安全性/耐受性分析的受試者。(2)要比較的治療組(3) 主要變量和次要變量主要變量是；臨床意義上最重要的變量，其與試驗的主要目的直接相關(guān)。一般應(yīng)該只 有一個主要變量。 如充血性心力衰竭治療試驗中的死亡率； 高血壓治療試驗中的舒張壓； 避孕藥臨床試驗中的妊娠率等。對于主要變量在試驗設(shè)計中應(yīng)作限定。在分析計劃中要 說明主要變量的測定方法、測定時間點、是否作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等，以及測定程序的有效性。 次要變量