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定量检测试剂参考区间的确定

2022-1-26 17:09| 编辑: 归去来兮| 查看: 5217| 评论: 0|来源: IVD研发视野 | 作者:溜溜NONO

摘要: 1.前言作为IVD产品研发人员,我们的研发目标是什么,首要目标是开发的这个产品具有安全性和有效性,即收益远大于风险,其次是开发的这个产品满足用户需求,满足预期用途。怎么达成这两个目标呢,这就是我们研发的具 ...
1.前言
作为IVD产品研发人员,我们的研发目标是什么,首要目标是开发的这个产品具有安全性和有效性,即收益远大于风险,其次是开发的这个产品满足用户需求,满足预期用途。怎么达成这两个目标呢,这就是我们研发的具体工作范围了,包括原料筛选、工艺体系研究、研发验证、临床确认。

我认为IVD产品和普通商品有一个很大的区别在于IVD产品监管者和用户具有较强的专业性,对IVD产品的合法、功能和性能提出了具体的要求和操作方法,这也使得IVD产品开发和生产工作有科学合理的参照。

IVD研发60%以上的工作在于分析性能评估、参考区间研究、稳定性研究、临床试验,可用性测试;分析性能评估包括参考区间、精密度、正确度、检出能力、检测范围、分析特异性;稳定性研究包括保存稳定性、使用稳定性,运输稳定性以及用于推测保存稳定性的加速稳定性;临床试验主要评价诊断灵敏度和诊断特异性;可用性测试是代表性用户使用器械并执行具有代表性的任务,以此来揭示器械的交互优点和改进机会,可以看作是对器械用户界面的压力测试或故障排除调试,目的是了解器械是否满足用户需求,关键的是能否满足安全操作的需求。


2.参考标准

以下内容中的定义和方法主要参考相关的国际和国家标准。

参考区间参照:

CLSI C28-A3临床实验室参考区间的定义、建立和验证指南;

WS/T 402-2012 《临床实验室检验项目参考区间的制定》;

参考区间确定注册审查指导原则(征求意见稿)。

多个标准同时参照,因为标准发布的时间不同,发布者不同,那标准内容完整性和详实程度不一致,会有不同的立场和侧重点,多个标准配套学习可以加深对标准的理解。

3.参考区间定义

参考区间的相关定义和术语有8个,3个是说人的,4个是说结果的,1个是易混淆的。

核心术语在于参考个体,参考个体是指根据明确标准选择出进行实验的个体,通常是符合特定标准的健康个体。所有参考个体组成参考人群,选择有代表性参考个体组成参考样本组。

对参考个体进行某一特定量检测得到参考值;对参考样本组某一特定量进行检测得到参考分布;由参考分布进行统计推断得到参考人群的参考限/参考区间。

与参考区间容易混淆的一个定义是医学决定水平,医学决定水平是指对临床决策起关键作用的检测项目浓度。


医学决定水平和参考区间最根本的区别在于,医学决定水平不仅对健康人群进行研究,同时对有关疾病患者或是相关疾病健康人群进行研究得到。

参考人群和疾病人群的值往往不是100%分开的,不是非黑即白,存在一定的交叉,决定水平点往左一些,那假阳性多一些,往右一些,那假阴性多一些,怎么选择合适的决定水平点,一般通过ROC曲线确定,ROC曲线是评估诊断准确度的指标,当ROC曲线下面积越大时,诊断准确度越高。

医学决定水平点的选择依据是根据灵敏度和特异度进行,选择的点使灵敏度加特异度-1最大即约登指数最大,但在实际应用中会对医学决定水平点的选择有不同的偏好,当结局严重的疾病,我们希望尽可能提高灵敏度,即不要漏诊;当结局轻微,花费亦巨大的疾病,我们希望尽可能提高特异度,即不要误诊。

4.参考区间建立

什么时候需建立参考区间?

第一种情形是:对于境内无同类批准上市的产品,需要建立参考区间;虽然境内没有同类产品,但该产品在国外已上市,那需要验证国外的参考区间是否适用中国人群,如果不适用需要建立参考区间。

第二种情形是:境内有同类批准上市的产品,可选择自行建立参考区间,也可选择验证已注册产品的参考区间,但首先临床试验或临床评价中所选择的对比试剂的参考区间进行验证。如验证通过可直接采用经验证的参考区间,如验证不通过应建立参考区间。


怎么建立参考区间?


建立流程为:选择参考样本组→采集样本→检测样本→数据分析。

流程中需要重点关注的是参考样本组的选择,首先需要确定参考个体的纳入和排除标准,设计详细的调查表排除不符合要求的个体,比如排除对检测结果有影响的饮酒、吸烟、用药人群,根据筛选的参考个体进行分组,常按年龄、性别、地区、种族进行分组。对于小企业而言,由于成本问题,参考个体可能无法按上述要求进行筛选和分组,可以用基本明确属于健康人群的参考个体样本进行试验。

参考样本数量,至少需要120例,此时可对参考限的90%置信区间进行准确估计。若需要分组则每组至少需要120例,若有离群值,需要在在剔除离群值后应补足。样本量最少为120是为了保证能正确估计参考限的90%置信区间,若按99%置信区间估计,则最少需要198例。

怎么计算参考区间?

参考区间建立数据的分析步骤包括:了解数据分布特征→判断数据离群值→判断是否需要分组→计算参考区间。

了解数据分布特征是对数据进行正态性检验,如果数据属于正态分布,则说明可以用参数估计;如果数据非正态分布,则用非参数估计。正态分布是许多统计方法的理论基础。

正态分布是自然界最常见的分布之一,正态检验的方法常见的有直方图、PP图、QQ图、偏度和峰度检验、KS检验和SW检验。

推荐的离群值检验方法是(Dixon)法和Turky法。

狄克逊(Dixon)检验离群值的原理是通过离群值与临近值的差值与极差的比值(ratios ofranges and subranges)来判断是否存在异常值。样本容量大小的不同会影响检验法的准确度,根据样本容量的不同,统计量的计算公式不同,样本容量对应的计算方法和临界值可查找相关资料获得。

离群值的检验基于正态分布的数据规律进行剔除,当数据不是正态分布时,离群值检验的效能不好。

离群值的检验我们实际用得最多的是看数据是否超过均值±2SD/3SD的范围,如果超过算是离群值,离群值不能随意删除,一定要找到离群的原因,确认参考个体的入选符合标准,异常值是检测系统性能问题或是人为失误问题时才能进行剔除,如果非检测原因,那可能是参考个体确实存在一定比例的异常偏高值或异常偏低值。

参考区间是否需要分组,先考虑分组是否对临床决策具有意义或检测项目具有明确的生理学意义。然后对亚组的差别进行统计学假设检验,检验结果应显示差异有统计学意义。

统计学假设检验的方法是Z检验,主要判断亚组的均值是否有显著性差异,如果Z值大于临界值,可以考虑分组。


参考区间的计算方法1

当参考分布数据呈现正态分布时,采用参数计算,计算方法跟选择的置信区间有关,同时跟参考区间类型有关,置信区间有90%,95%和99%;参考区间类型有三种,一种是双侧,第二种是左侧,第三种是右侧。


参考区间的计算方法2

当参考分布数据呈现偏态分布时,采用非参数计算,直接计算百分位点。


参考区间的计算公式简单,可以直接使用excel进行计算,在excel中先加载分析工具,分析工具会加载在数据栏中,点击分析工具,选择里面的直方图,目视数据是否呈现正态分布,直方图是分组统计频率,接收区域就是对数据的分组。得到直方图,可以直观看到是否是中间高,两边低的正态分布。

除了excel,医学检验上常用的一个统计软件是medcalc,这个软件包含医学上95%的统计类型,并且使用简单方便。Medcalc中有直接计算参考区间的选择,点击reference interval→是否判断离群值(即使是离群值,照样会纳入统计,除非在原始数据中直接删除才不会纳入统计)→出来的结果有均值、中位数、最大值、最小值、参考限。


5.参考区间验证

除了参考区间建立,我们还可以引用标准或是比对产品中的参考区间,但是要满足以下四个条件:

一是参考区间的研究系统全面,有检验标准、专家共识等;

二是检测系统具有可比性(什么叫具有可比性,就是临床试验或临床评价显示结果具有高度一致性,其实也包括后面满足条件中的三、四就是分析前因素和参考人群的可比性);

三是分析前因素具有可比性;

四是参考人群具有可比性,比如地理分布和生物特征具有可比性。

参考区间的验证,非常简单,只需要选择20例样本,结果不超过2例在参考区间外,对于重要项目也可以加大样本量,比如选择60例,合格的要求是不超过10%的数据在参考区间外。



THE END

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