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臨床試驗中的多重檢驗及校正方法

內容整理自:《臨床試驗精選案例統計學解讀》,感謝本書作者陳峰教授的授權。

1。 什麼是多重性問題?

臨床試驗中的多重性(multiplicity)是指多重檢驗,即多次使用假設檢驗。眾所周知,由於每次假設檢驗都有風險,特別是當拒絕原假設時,我們會犯第一類錯誤,即假陽性(false positive)。而對同一個問題的回答需要多次使用假設檢驗時,I類錯誤就會膨脹。例如,4個試驗組間進行兩兩比較,如每次檢驗水準為0。05,則6次假設檢驗至少出現一次假陽性的機率會高達26。5%。因此,

需要適當的方法將總的第I類錯誤控制在預定的水準下

。這就是多重性校正問題。

凡涉及多個主要療效指標,或期中分析,或多組間比較,就遇到了多重性問題

。換句話說,當一個臨床試驗只涉及一個試驗組和一個對照組比較、一個主要療效指標,且不進行期中分析,此時一般不涉及多重性問題。除此之外的臨床試驗都存在多重性問題。可見,多重性問題是臨床試驗中的常見問題。

2。 什麼時候需要校正多重性?

因對α的校正和對P值的調整是同一個問題的兩個方面,故這裡只討論對α的校正。下面分5種情況來介紹。

(1)存在多個主要療效指標時,α的校正

一般情況下,一個臨床試驗只涉及一個主要療效指標,但是,也有臨床試驗中定義了多個主要療效指標。此時需要考慮多重性問題。

1)

當要求多個指標同時有統計學意義,才認為試驗有效,此時無需校正α。

2)

只要有一個指標有效,即認為試驗藥物有效,此時需校正α;一般按重要性進行分配,重要的指標檢驗水準大一些,不重要的指標檢驗水準小一些,也可以等分,但總和不超過α。例如,在抗腫瘤藥物研究中,考慮兩個主要療效指標:總體生存率和無進展生存率,前者取0。04,後者取0。01;也可以都取0。025。總和為0。05。

3)

按指標的重要性排序,進行序貫檢驗或順序檢驗(hierarchical testing procedure),即從最重要的指標開始,依次進行假設檢驗,當前一個假設檢驗拒絕H0時,方可進行下一個指標的假設檢驗;如果前一個假設檢驗不拒絕H0,則停止所有後續指標的檢驗,並由此推斷後面的指標組間差異均無統計學意義。此時,每個假設檢驗的檢驗水準皆為α,總的第一類錯誤仍控制在α以內。這種情況不需要校正α。

由於假設檢驗的順序將直接影響統計結果,因此,指標的檢驗順序的確定需要審慎,在方案中事先明確宣告。揭盲後再確定或調整檢驗順序的做法是絕對禁止的。

(2)多組間療效指標比較時,α的校正

1)

如果組間是劑量大小關係,則可以採用序貫檢驗。即按劑量組由高到低的順序逐一與對照組比較,對多個假設進行檢驗。當前一個假設檢驗結果為拒絕H0時,方可檢驗下一個假設;如果前一個假設檢驗不拒絕H0,則停止所有後續的檢驗,並由此推斷後面的檢驗對應的組間差異均無統計學意義。此時,每個假設檢驗的檢驗水準皆為α,總的I錯誤仍控制在α以內。此時也不需要校正α。

2)

如果組間是劑量大小關係,且用模型建立劑量-反應關係,並進行劑量反應關係的檢驗,則不需要校正α。

3)

如果組間沒有劑量大小關係,則需要校正α。例如試驗組與安慰劑對照組、陽性對照組相互比較,常釆用Bonferroni校正α至α/k,這裡k是比較的次數。

4)

如果試驗組先與安慰劑對照組比較,有統計學意義後,再與陽性對照組比較,則無需校正α。

(3)期中分析時,α的校正

根據期中分析的目的來確定。

1)

若期中分析僅僅是為了監測試驗的安全性,而沒有進行有效性的發現,則不需要校正α。

2)

若期中分析是透過對療效指標的檢驗,檢查原始的樣本量是否估計正確,以便確認到試驗結束時是否有足夠的統計把握度,或進行樣本量再估計,則需要從實際出發考慮是否需要校正。這種情況雖然理論上不存在拒絕H0的可能,也就不會犯第I類錯誤,但也有一些統計學家建議從實際應用角度,需要消耗一些α。筆者建議釆用Peto法。

3)

若期中分析是希望當試驗藥物療效確定時提前終止臨床試驗,則需要校正α。根據期中分析的次數,可釆用O‘Brien-Fleming法、Pocock法、Peto法,或Lan-DeMets的α消耗函式法(後續文章將詳細介紹)。

(4)複合指標時,α的校正

1)

複合指標是由不同的分指標加權合併而成(例如,評分量表),或由不同的指標定義,當複合指標有統計學意義時,再對每個分指標進行假設檢驗,無需校正α;

2)

無論複合指標是否有統計學意義,都對每個分指標進行假設檢驗,且只要有一個指標有統計學意義,即認為試驗藥物有效。此時需校正α;類似於上文中的“(1) 存在多個主要療效指標時,α的校正”中第二種情況。

(5)同一個主要療效指標,比較的型別發生改變時,α的校正

這種情況常見於陽性對照研究中。只考慮一個主要療效指標,先將試驗組和陽性對照組比較,進行非劣效檢驗。如果非劣效性成立,再進行優效性檢驗,此時不需要校正α。

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