定量檢測(cè)體外診斷試劑臨床評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)一致性分析方法探討

云南省藥品和醫(yī)療器械審評(píng)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(zhǔn)確、高效、適用范圍廣泛等諸多優(yōu)點(diǎn)，不僅能從分子水平對(duì)疾病作定性判斷，更能對(duì)人體樣本中的核酸、蛋白質(zhì)、多肽、無機(jī)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(duì)目前常用的幾種統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行探討，為擬注冊(cè)的定量檢測(cè)體外診斷試劑臨床一致性評(píng)價(jià)提供參考。

為確保體外診斷試劑的檢測(cè)結(jié)果能滿足臨床需求，按照《體外診斷試劑注冊(cè)管理辦法》的要求，體外診斷試劑的注冊(cè)人或申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)對(duì)體外診斷試劑進(jìn)行臨床評(píng)價(jià)。對(duì)于免于進(jìn)行臨床試驗(yàn)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(jìn)行臨床試驗(yàn)的體外診斷試劑臨床評(píng)價(jià)資料基本要求（試行）》中明確，企業(yè)應(yīng)采取與已上市的、市場(chǎng)普遍認(rèn)為質(zhì)量可靠的產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，并根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)選擇適合的統(tǒng)計(jì)分析方法評(píng)價(jià)二者的一致性，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品的安全性，特別是有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，在臨床樣本選擇合理、操作正確的基礎(chǔ)上，選擇科學(xué)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(shù)審查指導(dǎo)原則中，并未對(duì)臨床評(píng)價(jià)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法作指導(dǎo)。因而部分企業(yè)在臨床數(shù)據(jù)一致性評(píng)價(jià)過程中，盲目選擇統(tǒng)計(jì)分析方法，導(dǎo)致一致性分析有偏差甚至得到錯(cuò)誤結(jié)論。本文從分析誤差的角度，對(duì)目前常用的幾種統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行探討，為考核試劑和參比試劑的臨床一致性評(píng)價(jià)提供參考。

1.常用統(tǒng)計(jì)分析方法

無論統(tǒng)計(jì)分析方法如何，樣本的檢測(cè)結(jié)果值為樣本真實(shí)值、系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的總和。同一樣本下，考核試劑的檢測(cè)結(jié)果記為M，參比試劑的檢測(cè)結(jié)果記為N。

1.1 線性相關(guān)分析

線性相關(guān)分析需要將成對(duì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)在直角坐標(biāo)系中繪制成散點(diǎn)圖（見圖1）。

在體外診斷試劑檢測(cè)實(shí)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(guān)系越密切。但M和N變化方向一致且線性關(guān)系切密切并不代表兩試劑檢測(cè)結(jié)果一致。由線性擬合的原理可知，散點(diǎn)間線性關(guān)系的好壞，主要是受樣本中離群值的影響。因而，線性相關(guān)分析實(shí)際上是分析樣本間的變異，研究的是M和N之間的“依賴”關(guān)系。若在兩檢測(cè)試劑之間總是存在線性關(guān)系的偏倚，則通過線性相關(guān)分析依然會(huì)得到r＞0.95的錯(cuò)誤結(jié)果[1]。線性相關(guān)分析在分析過程中僅關(guān)注隨機(jī)誤差的影響而忽略了系統(tǒng)誤差的影響。錯(cuò)誤判斷二者檢測(cè)結(jié)果一致。

圖1.線性相關(guān)分析散點(diǎn)圖示

圖2.B-A分析散點(diǎn)圖示意圖

1.2 配對(duì)t檢驗(yàn)

配對(duì)t檢驗(yàn)需要先計(jì)算M和N的差值d的均數(shù)。假設(shè)考核試劑和參比試劑的檢測(cè)無差異，則理論上d的總體均數(shù)μd應(yīng)為0。所以，實(shí)際上t檢驗(yàn)是樣本均數(shù)和均數(shù)為0的總體進(jìn)行比較。通過公式（其中Sd為差值d的標(biāo)準(zhǔn)差）

計(jì)算t值，確定P值后，判斷兩試劑的檢測(cè)結(jié)果是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

配對(duì)t檢驗(yàn)是檢驗(yàn)兩試劑的檢測(cè)結(jié)果的差值是否為0，僅關(guān)注兩試劑系統(tǒng)誤差的影響而忽略了隨機(jī)誤差[2]。當(dāng)考核試劑總是與參比試劑存在上下浮動(dòng)的隨機(jī)差值時(shí)，若其平均差值接近0，配對(duì)t檢驗(yàn)會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為兩試劑檢測(cè)結(jié)果一致。

1.3 Bland-Altman分析

Bland-Altman分析（以下簡(jiǎn)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(cè)方法一致性評(píng)價(jià)的主流統(tǒng)計(jì)分析方法[4]。該方法也是基于散點(diǎn)圖進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，但與線性相關(guān)分析不同，B-A分析散點(diǎn)圖的橫坐標(biāo)為兩試劑檢測(cè)結(jié)果的均值，縱坐標(biāo)為兩試劑檢測(cè)結(jié)果的差值（如圖2所示）。計(jì)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(jì)算LOA上下限的95%置信區(qū)間，近似的等于LOA±1.71SE（Sd），其中標(biāo)準(zhǔn)誤。

表1.臨床數(shù)據(jù)一致性評(píng)價(jià)常用統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)比

通過B-A分析圖，可以直觀地判斷兩檢測(cè)試劑的一致性。可以近似地認(rèn)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(jī)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(jī)誤差越?。簧Ⅻc(diǎn)越集中，LOA范圍越窄，兩試劑的一致性越好。同時(shí)，圖中也能直觀地觀測(cè)到樣本中的離群值，一般認(rèn)為當(dāng)極端樣本例數(shù)不超過總樣本數(shù)的5%時(shí)，兩試劑的一致性較好。

直接運(yùn)用B-A分析作定量分析時(shí)，要求兩試劑檢測(cè)數(shù)據(jù)方差具有齊性，否則不宜直接進(jìn)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(cè)數(shù)據(jù)方差齊性問題：當(dāng)數(shù)據(jù)方差具有齊性時(shí)，散點(diǎn)在線上下均衡波動(dòng)；當(dāng)數(shù)據(jù)方差不具有齊性時(shí)，各點(diǎn)值隨橫坐標(biāo)的增而增大或減小。當(dāng)數(shù)據(jù)方差不具有齊性時(shí)，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后，再運(yùn)用B-A分析進(jìn)行一致性評(píng)價(jià)。

2.技術(shù)審評(píng)中常見的一致性分析問題

結(jié)合實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，企業(yè)在臨床數(shù)據(jù)一致性評(píng)價(jià)時(shí)常出現(xiàn)以下問題：①一致性分析不全面。單獨(dú)使用配對(duì)t檢驗(yàn)或線性相關(guān)分析，對(duì)隨機(jī)誤差或系統(tǒng)誤差有遺漏。②線性相關(guān)分析僅依據(jù)r＞0.975或r2＞0.95判斷數(shù)據(jù)一致性，實(shí)際上是混淆了“變化一致”和“數(shù)據(jù)一致”的概念。③統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果不與臨床意義相結(jié)合。

以上問題最終導(dǎo)致誤以為臨床試驗(yàn)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(cè)結(jié)果不一致的錯(cuò)誤結(jié)論。

3.討論

對(duì)比3種臨床數(shù)據(jù)一致性評(píng)價(jià)的方法，分別具有以下特點(diǎn)，總結(jié)見表1。

從表1可以看出，單獨(dú)使用配對(duì)t檢驗(yàn)或線性相關(guān)分析，都無法全面地評(píng)價(jià)考核試劑與對(duì)比試劑之間的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，對(duì)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(bǔ)單一統(tǒng)計(jì)分析方法的缺陷[6]。

相比配對(duì)t檢驗(yàn)或線性相關(guān)分析，B-A分析具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。①B-A分析同時(shí)考慮到系統(tǒng)誤差和隨機(jī)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(guān)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(shí)際相結(jié)合，定性地判斷兩檢測(cè)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(píng)價(jià)時(shí)，B-A分析效率更高，評(píng)價(jià)更全面，結(jié)果更直觀，在實(shí)際運(yùn)用中更具優(yōu)勢(shì)。