2. 400038 重庆, 陆军军医大学(第三军医大学): 军事预防医学系军队健康教育学教研室;
3. 400038 重庆, 陆军军医大学(第三军医大学): 军事预防医学系系办公室;
4. 400037 重庆, 陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院神经内科
2. Department of Health Education, Army Medical University (Third Military Medical University), Chongqing, 400038;
3. Dean′s Office, Faculty of Military Preventive Medicine, Army Medical University (Third Military Medical University), Chongqing, 400038;
4. Department of Neurology, Second Affiliated Hospital, Army Medical University (Third Military Medical University), Chongqing, 400037, China
针对发病4.5 h内急性前循环大血管闭塞，阿替普酶静脉溶栓是一把双刃剑，是否有必要在血管内治疗前给予阿替普酶静脉溶栓治疗(桥接取栓)是当前卒中介入治疗领域的焦点[1-4]。为此，目前有6个高水平团队正在积极进行随机对照临床试验，旨在比较直接取栓与桥接取栓的有效性与安全性。由于这些临床试验在研究人群、入组标准、比较类型、非劣效界值设置、样本量计算等研究设计方面存在较大差异，因此导致研究结果也存在差异。
本文将从统计设计的角度出发，比较这6个临床试验设计的科学性和合理性，以期提高临床研究者对临床试验设计方法的认识。
1 材料与方法 1.1 资料来源资料来源于6个临床试验。DIRECT-MT由上海长海医院组织完成，Proposal发表在International Journal of Stroke 2019.08[5]，论文发表在The New England Journal of Medicine 2020.06[6]。SKIP由日本东京的日本医学院组织完成，Proposal发表在International Journal of Stroke 2019.01[7]，论文发表在JAMA 2021.01[8]。DEVT由重庆陆军军医大学附属第二医院组织完成，Proposal发表在International Journal of Stroke 2020.04[9]，论文发表在JAMA 2021.01[10]。MR CLEAN-NO Ⅳ由荷兰阿姆斯特丹医学中心组织完成，Proposal发表在BMC Trials 2021.02[11]，论文发表在Abstract at the International Stroke Congress 2021.02。SWIFT DIRECT由瑞士伯尔尼大学附属医院神经内科组织完成，Proposal发表在International Journal of Stroke 2021.06[12]，论文发表在Abstract at the European Stroke Organization Congress 2021.09。DIRECT SAFE由澳大利亚神经科学研究所组织完成，Proposal注册发表在ClinicalTrials.gov Identifier: NCT03494920[13]，论文发表在Abstract at the World Stroke Congress 2021。后面3个团队的数据正在处理中，还没有正式发表论文。
1.2 数据提取由2位统计专家对收集的文献进行仔细阅读，当意见不一致性时，由第3位专家共同商讨后确定。收集的信息包括临床设计情况和试验结果，设计情况包括：研究人群(年龄、部位和疾病的严重程度)，对照选择(试验组和对照组的治疗方式、随机化和盲法)，主要指标(计算方法，评价标准)，比较类型(非劣效、优效)，样本含量估计(需要输入的初始参数、临床界值、显著性检验标准)。试验结果包括：针对主要疗效指标的假设检验结果，即基于率差的比较结果和基于OR值的比较结果。
1.3 评价方法主要评价6个临床试验设计的科学性和合理性，主要包括以下几个方面：
研究人群：是否体现了研究目的，在疗效方面是否偏向于试验组或对照组？
对照、随机化与盲法：在对照明确的基础上，是否采用中心随机化？网络数据管理(EDC)？盲法设计是否科学？
主要疗效指标和比较类型的选择：是否体现了研究目的？定义和计算方法是否科学？
样本含量估计：初始参数是否恰当？临床界值选取是否科学？显著性检验标准是否合理？
同时，结合临床试验的结果，进一步阐述设计缺陷带来的不良影响。
2 结果 2.1 各试验人群和纳入标准这里，研究对象是针对发病4.5 h内急性前循环大血管闭塞患者，同时必须对年龄、部位和疾病的严重程度进行限定，这样便于确定今后的应用范围以及指南的制定。见表 1。
| 项目 | 地区来源 | 纳入标准 | ||||
| 年龄 | mRS评分 | 部位 | NIHSS评分 | 发病时间 | ||
| DIRECT-MT 2020 | 中国(单国多中心) | ≥18岁 | mRS 0 or 1 ICA | 大脑中动脉M1、M2段闭塞 | 无限制 | 发病4.5 h内急性颅内大血管闭塞 |
| SKIP 2021 | 日本(单国多中心) | ≥18且 < 86 | mRS 0-2 ICA | 大脑中动脉M1段闭塞 | ≥6 | 发病4.5 h内急性颅内大血管闭塞 |
| DEVT 2021 | 中国(单国多中心) | ≥18岁 | mRS 0 or 1 ICA | 大脑中动脉M1段闭塞 | 无限制 | 发病4.5 h内急性颅内大血管闭塞 |
| MR CLEAN-NO Ⅳ 2021 | 欧洲(多国多中心) | ≥18岁 | mRS 0 or 1 ICA | 大脑中动脉M1、M2段闭塞 | ≥2 | 发病4.5 h内急性颅内大血管闭塞 |
| SWIFT DIRECT 2021 | 北美和欧洲(多国多中心) | ≥18岁 | mRS 0 or 1 ICA | 大脑中动脉M1段闭塞 | ≥5且 < 30 | 发病4.25 h内急性颅内大血管闭塞 |
| DIRECT SAFE 2021 | 澳大利亚, 新英格兰, 中国, 越南(多国多中心) | ≥18岁 | mRS 0-3 ICA | 大脑中动脉M1、M2段闭塞 | 无限制 | 发病4.25 h内急性颅内大血管闭塞，到达医院进行穿刺≤90 min |
虽然6个临床试验基于同一目的“针对发病4.5 h内急性前循环大血管闭塞，是否有必要在血管内治疗前给予阿替普酶静脉溶栓治疗？”，因此，在入组标准上应该基本一致，但实际情况却存在一定的差异。在地区来源方面，6个研究来自于不同国家地区，基本涵盖了全球各个种族，研究结果具有广泛的适用性。在年龄方面，SKIP限定小于86岁，但实际入组的平均年龄最大；在mRS评分方面，SKIP和DIRECT SAFE限定在0-3；在部位方面，6个试验均包括M1段闭塞，其中3个试验还增加了M2段闭塞，由于对较小的大脑中动脉M2段闭塞患者，该部位闭塞时血栓负荷较小，对阿替普酶静脉溶栓的反应较好，因此纳入该部位会提高对照组的疗效；在NIHSS评分方面，SKIP，MR CLEAN-NO Ⅳ和SWIFT DIRECT有一定限定。
因此，在主要疗效指标分析时，应该考虑以上因素的影响，或采用分层分析方法，或采用协变量调整的方法。
2.2 临床试验设计要点比较 2.2.1 对照、随机化与盲法在对照设计方面，6个试验基本相同，只是SKIP采用Alteplase, 0.6 mg/kg溶栓，与入组病例年龄偏大有关。SWIFT DIRECT强调使用支架回收器，DIRECT SAFE强调近端先用Trevo支架回收器；在随机化方面，由于是多中心且跨国研究，所以均采用网络随机化和竞争入组方式；在盲法方面，均采用图像盲评的方式，成立了独立的评价中心。在期中分析方面，DEVT采用了序贯设计，进行5次期中分析；SWIFT DIRECT先进行样本含量的初步估计，然后在期中进行样本含量的再估计，其他4个试验未进行期中分析。见表 2。
| 项目 | 对照方式 | 随机化 | 盲法 | 期中分析 | |
| 试验组 | 对照组 | ||||
| DIRECT-MT 2020 | 直接取栓 | 阿尔替普酶, 0.9 mg/kg | 基于网络系统1∶1分配 | 由独立图像评价中心进行盲态评价 | 无 |
| SKIP 2021 | 直接取栓 | 阿尔替普酶, 0.6 mg/kg | 基于网络系统1∶1分配 | 由独立图像评价中心进行盲态评价(2位专家) | 无 |
| DEVT 2021 | 直接取栓 | 阿尔替普酶, 0.9 mg/kg | 基于网络系统1∶1分配 | 由独立图像评价中心进行盲态评价(2位专家) | 5阶段序贯设计 |
| MR CLEAN-NO Ⅳ 2021 | 直接取栓 | 阿尔替普酶, 0.9 mg/kg | 基于网络系统1∶1分配 | 由独立图像评价中心进行盲态评价 | 无 |
| SWIFT DIRECT 2021 | 直接取栓，使用支架回收器 | 阿尔替普酶, 0.9 mg/kg | 基于网络系统1∶1分配 | 由独立图像评价中心进行盲态评价 | 期中样本含量重估计 |
| DIRECT SAFE 2021 | 直接取栓，先用Trevo支架回收器 | 阿尔替普酶, 0.9 mg/kg OR特奈特普酶0.25 mg/kg | 基于网络系统1∶1分配 | 由独立图像评价中心进行盲态评价 | 无 |
总之，在对照、随机化与盲法的设计方面，6个研究具有高度一致性和高质量的设计。
2.2.2 评价标准与比较类型在主要指标的评价标准方面，共有3种方式，cOR值、OR值和率差。采用何种方式，主要基于研究者前期掌握的资料和对疗效的直观理解。但是，不同定义方式，在样本含量估计时有一定的差异。在比较类型方面，5个研究认为试验组与对照组在疗效方面基本一致，只是安全性方面可能更具有优势，因此，采用非劣效比较类型。需要注意的是，MR CLEAN-NO Ⅳ认为试验组疗效优于对照组，因此先采用优效设计，然后在优效不成立时，进行非劣效分析。但是，MR CLEAN-NO Ⅳ设计思路是有缺陷的，因为优效设计不能转化为非劣效。见表 3。
| 项目 | 主要指标 | 评价标准 | 比较类型 |
| DIRECT-MT 2020 | cOR值* | 评价2组mRS(0-6)等级分布的整体成比例cOR迁移变化情况(shift analysis) | 非劣效 |
| SKIP 2021 | OR值 | 评价2组良好率[即mRS(0-2)占比]的比值比 | 非劣效 |
| DEVT 2021 | 率差 | 评价2组良好率[即mRS(0-2)占比]的差值 | 非劣效 |
| MR CLEAN-NO Ⅳ 2021 | cOR值 | 评价2组mRS(0-6)等级分布的整体成比例cOR迁移变化情况(shift analysis) | 先优效/非劣效 |
| SWIFT DIRECT 2021 | 率差 | 评价2组良好率[即mRS(0-2)占比]的差值 | 非劣效 |
| DIRECT SAFE 2021 | 率差 | 评价2组良好率[即mRS(0-2)占比]的差值 | 非劣效 |
| * common odds ratio(cOR) | |||
2.2.3 样本含量估计方法
在样本含量估计方面6个研究存在较大差异。DIRECT-MT和MR CLEAN-NO Ⅳ是基于主要指标等级分布的cOR，但预估值分别为cOR=1.16和cOR=1.54，差别很大，其原因是前者认为两组非劣效，后者认为两组优效。最后结果显示，MR CLEAN-NO Ⅳ的假设存在问题；SKIP虽然采用非劣效，但是初始参数试验组=48.6%，对照组=35.2%，试验组远远高于对照组，显然与实际情况相差甚远。同时，非劣效界值为OR=0.74，显然太低，不符合临床最低要求；其余3个试验采用率差方法，但是SWIFT DIRECT初始参数试验组=62.0%，对照组=62.0%，疗效偏高，且非劣效界值Δ=-12%，显然太低，也不符合临床最低要求。见表 4。
| 项目 | 需要输入的已知参数 | 临床界值 | 显著性检验判断标准 | 计算方法 |
| DIRECT-MT 2020 | ①对照组mRS分布(%) (3, 9, 21, 18, 22, 6, 21) ②cOR=1.16 |
非劣效界值cOR=0.80 | cOR的95%CI下限>0.80 | 两组等级资料检验(比例Odds) |
| SKIP 2021 | ①对照组=35.2% ②试验组=48.6% |
非劣效界值OR=0.74 | OR的95%CI下限>0.74 | 两组率OR值非劣效检验 |
| DEVT 2021 | ①对照组=43.0% ②试验组=43.0% ③序贯循环=5 |
非劣效界值Δ=-10% | (Z-值, P-值)界值 (2.35826, 0.00918) (2.45230, 0.00710) (2.35290, 0.00931) (2.41629, 0.00784) (2.36354, 0.00905) |
基于序贯设计两组率非劣效检验 |
| MR CLEAN-NO Ⅳ 2021 | ①对照组mRS分布(%) (3, 9, 21, 18, 22, 6, 21) ②cOR=1.54 |
①优效界值cOR=1 ②非劣效界值cOR=0.80 |
①优效界值cOR的95%CI下限>1 ②非劣效界值cOR的95%CI下限>0.80 |
两组等级资料检验(比例Odds) |
| SWIFT DIRECT 2021 | ①对照组=62.0% ②试验组=62.0% |
非劣效界值Δ=-12% | 率差的95%CI下限>-12% | 两组率差的非劣效检验 |
| DIRECT SAFE 2021 | 不详 | 非劣效界值Δ=-10% | 率差的95%CI下限>-10% | 两组率差的非劣效检验 |
2.3 基于率差的分析结果
由表 5可知，基于cOR的样本含量最大，DIRECT-MT为636例，MR CLEAN-NO Ⅳ为540例；基于率差，且采用序贯设计的DEVT样本含量最少194例。若按照6个试验的国际合作团队IRIS_WSC_2021假设的率差界值Δ=-10%，仅有DIRECT-MT和DEVT非劣效检验成立。
| 项目 | 分析方法 | 样本含量 | 入组例数 | 功能良好率(n, %) | 率差的95%CI | 和临床界值Δ比较 | |||
| 试验组 | 对照组 | 试验组 | 对照组 | ||||||
| DIRECT-MT 2020 | 有序logistic回归 | 636 | 327 | 329 | 119(36.39%) | 121(36.78%) | 0.4[-7.8; 7.0] | -7.8>-10% 非劣效成立 | |
| SKIP 2021 | logistic回归 | 200 | 101 | 103 | 60(59.41%) | 59(57.28%) | 2.1[-11.4; 15.7] | -11.4 < -10% 非劣效不成立 | |
| DEVT 2021 | 序贯设计分析 | 194 | 116 | 118 | 63(54.31%) | 55(46.61%) | 7.7[-5.1; 20.5] | -5.1>-10% 非劣效成立 | |
| MR CLEAN-NO Ⅳ 2021 | 有序logistic回归 | 540 | 273 | 266 | 134(49.08%) | 136(51.13%) | -2.0[-10.5; 6.4] | -10.5 < -10% 非劣效不成立 | |
| SWIFT DIRECT 2021 | Mantel-Haenszel风险差 | 400 | 201 | 207 | 114(56.72%) | 135(65.22%) | -8.5[-17.9; 0.9] | -17.9 < -12% 非劣效不成立 | |
| DIRECT SAFE 2021 | logistic回归 | 296 | 148 | 147 | 80(54.05%) | 89(60.54%) | -5.7[-17.0; 5.5] | -17.0 < -10% 非劣效不成立 | |
2.4 基于OR的分析结果
由表 6可知，若按照6个试验的国际合作团队IRIS_WSC_2021假设的OR界值=0.80，只有DIRECT-MT的非劣效成立。其余试验的OR值下界为0.53~0.71均小于0.80，非劣效不成立。
| 项目 | 分析方法 | median(IQR | cOR的95%CI | 和临床界值OR比较 | |
| 试验组 | 对照组 | ||||
| DIRECT-MT 2020 | 有序logistic回归 | 3(2-5) | 3(2-5) | 1.07 [0.81; 1.41] | 0.81>0.80非劣效成立 |
| SKIP 2021 | logistic回归 | 2(1-4) | 2(1-4) | 0.97 [0.60; 1.57] | 0.60 < 0.74非劣效不成立 |
| DEVT 2021 | 序贯设计分析 | 2(1-4) | 3(1-4) | 1.13 [0.71; 1.79] | 0.71 < 0.80非劣效不成立 |
| MR CLEAN-NO Ⅳ 2021 | 有序logistic回归 | 3(2-5) | 2(2-5) | 0.84 [0.62; 1.14] | 0.62 < 0.80非劣效不成立 |
| SWIFT DIRECT 2021 | Mantel-Haenszel风险差 | 2(1-4) | 2(1-3) | 0.75 [0.53; 1.06] | 0.53 < 0.80非劣效不成立 |
| DIRECT SAFE 2021 | logistic回归 | 2(1-4) | 2(1-4) | 0.85 [0.56; 1.28] | 0.56 < 0.80非劣效不成立 |
3 讨论
临床试验设计的科学性和合理性，对试验是否成功起着至关重要的作用。通过对以上6个临床试验设计方案的比较分析，我们将特别需要注意的设计要点归纳如下：
3.1 关于纳入人群和标准关于纳入人群和标准，应该充分根据研究目的进行确定，一个临床试验最好仅针对一个适应证或一个部位。因此，在制定纳入标准时，应谨慎确定适用范围，不能太宽泛，否则会引入太多的混杂因素。在上述6项试验中，DIRECT-MT、MR CLEAN-NO Ⅳ和DIRECT SAFE在纳入M1段闭塞患者的同时，增加了管径相对较小的大脑中动脉M2段闭塞患者。由于该M2部位闭塞时血栓负荷较小，对阿替普酶静脉溶栓的反应较好，因此，在对项目DIRECT-MT、MR CLEAN-NO Ⅳ和DIRECT SAFE进行非劣效分析时，试验组相对于对照组，更难达到显著性标准，这是一个很重要的混杂因素。本研究认为由于部位M1和M2的疗效具有较大差异，因此，纳入标准应限定在一个部位，样本选取应该更严格一些，保证来自于一个总体。
3.2 关于对照、随机化与盲法目前，前瞻性随机对照临床试验仍是临床研究的“金标准”，6项试验均采用多中心随机对照试验设计。在大型临床研究中，如何保证随机化是一个重要问题，6项试验均采用了“动态随机”方法，并基于Web-based系统进行随机号动态分配和数据全程管理。双盲是临床试验最科学的设盲方式，在双盲临床试验中，受试者、研究者(对受试者进行筛选的人员、终点评价人员以及对方案依从性评价人员)、与临床有关的申办方人员对处理分组均应处于盲态，但是上述6项试验中，由于试验组和对照组治疗方式差异太大，无法对研究者和受试者进行设盲。因此，只能成立独立的评价中心，由2位处于盲态的神经生物学家，对mRS进行独立盲态评价。
3.3 关于主要疗效指标和比较类型的选择主要指标又称主要终点，是与试验主要研究目的有本质联系的，能确切反映药物有效性或安全性的观察指标。主要指标应根据试验目的选择易于量化、客观性强、重复性高，并在相关研究领域已有公认标准的指标。同一个研究的主要疗效指标可以有不同的评价标准和计算方法，上述6项试验中，共有3种方式，采用何种方式没有统一的标准，主要基于研究者对前期掌握资料的深入理解。但是，不同定义方式，在样本含量估计时有一定的差异。
临床试验中比较的类型，按统计学中的假设检验可分为优效性检验、等效性检验和非劣效性检验。在临床试验方案中，需要明确试验的目的和比较的类型。比较类型的选择基于对主要疗效指标的基本判定，上述5项试验的主要目的是：在验证疗效基本一致的基础上，探讨试验组比对照组具有更好的安全性，所以对主要疗效指标应该采用非劣效假设。但MR CLEAN-NO Ⅳ首先假设试验组相对于对照组具有“优效性”，然后推测非劣效性，这种研究思路存在一定的问题。
3.4 关于样本含量估计的合理性样本含量估计时，需要注意2个方面的问题：
在初始参数的设计方面，首先应该根据原有研究(或采用meta分析)和预试验结果，给出主要疗效指标的初始参数。如果是优效试验，那么试验组初始值应该高于对照组初始值，如果是非劣效则试验组初始值就不能高于对照组初始值。上述6项试验中，DIRECT-MT(试验组: 对照组的优势比cOR=1.16)，SKIP 2021(①对照组=35.2%，②试验组=48.6%)，MR CLEAN-NO Ⅳ(试验组: 对照组的优势比cOR=1.54)，试验组疗效均好于对照组，所以若采用非劣效假设就不太合理。
在界值的确定方面，所有6项试验统计设计中对非劣效界值的确定存在不足之处。从临床的角度看，对非劣效界值取值太宽泛(如Δ=-10%或OR < 0.80)。IRIS_WSC_2021研究团队根据6个试验最终的临床结果，进行了meta分析，从模拟结果来看，当Δ=-6.5%或OR=0.85时比较合理。所以，满足临床疗效的界值最低要求是必须遵循的规则。
综上所述，在科研设计时，必须慎重考虑以上几个方面的科学性和合理性。从而，保证临床试验达到预期的结果。
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