解锁代谢病研究新密码:新型 MIRD 方法助力临床试验数据精准解析

【字体: 时间:2025年02月22日 来源:BMC Medical Research Methodology 3.9

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  为解决代谢疾病研究中纵向数据缺失问题,作者[第一作者单位] 研究人员开展新型 MIRD 方法研究。结果显示新方法与传统 MIRD 性能相似,部分场景下更优。推荐科研读者阅读,助您掌握前沿方法,提升研究效率。

  
在代谢疾病研究领域,数据处理和分析就像是一场充满挑战的冒险。以往,混合模型重复测量(MMRM)长期被视为分析纵向临床试验数据的 “黄金标准”,可随着研究的深入,人们发现它存在不少问题。比如,当数据出现 “非随机缺失(MNAR)” 的情况时,MMRM 就有些 “力不从心” 了,它无法妥善处理这类数据,这就可能导致研究结果与真实世界的情况存在偏差。而且,MMRM 的假设与实际情况也不完全相符,它在分析时往往会排除研究对象发生并发事件后的所有数据,并用 “随机缺失(MAR)” 假设来隐含地估算缺失数据,这样一来,它所反映的治疗效果可能就不是真实世界中的效果。

为了解决这些问题,研究人员们一直在努力探索更好的方法。在这种背景下,基于检索到的脱落数据(RDs)的分析方法逐渐进入人们的视野。这种方法假设缺失数据的参与者与 RDs 具有相同的分布,因其假设相对中立,得到了越来越多的认可,甚至成为了 2 型糖尿病(T2D)和肥胖 / 慢性体重管理(CWM)领域的主要分析方法。不过,已有的基于 RDs 的分析方法在实际应用中也面临一些挑战,比如需要大量复杂的编程推导,这给研究人员带来了不少麻烦。

为了进一步优化基于 RDs 的分析方法,作者[第一作者单位] 的研究人员在《BMC Medical Research Methodology》期刊上发表了题为《Comprehensive implementations of retrieved dropout multiple imputation for continuous endpoints in longitudinal clinical trials》的论文。他们提出了一类新的基于 RDs 的多重填补(MIRD)方法,并进行了一系列研究。

研究人员在研究过程中运用了多种技术方法。他们探索了四种基于 RDs 的 MI 方法,这些方法都依据治疗组来填补缺失数据,以确保填补的准确性。在填补数据的过程中,有的方法是两步法,先创建单调缺失模式,再通过线性回归模型进行填补;有的方法则是一步马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)法,直接通过 MCMC 吉布斯采样来填补数据,这种方法不需要单调缺失模式。此外,所有方法在分析填补后的数据时,都使用了协方差分析(ANCOVA),并运用鲁宾规则(Rubin’s rule)将所有治疗效果的估计值合并为一个单一估计值,以便进行后续的假设检验。

下面我们来看看研究人员通过这些方法得出了哪些有趣的结果。

  • I 型错误模拟:研究人员在零假设(即治疗效果在主要访视时无差异)的情况下,模拟了多种不同的临床场景。他们发现,在小型试验中,如果 dropout 率较低,除了新提出的一步 MCMC 方法外,其他 MIRD 方法往往会略显保守,也就是 I 型错误率会被压低。不过,随着样本量的增大,这种压低的程度会逐渐减轻。在一些样本量最小的场景中,比如每组只随机分配 100 名参与者且 dropout 率为 10% 时,两种两步法在 RD 率为 5% 的情况下甚至无法进行估计。总体而言,除一步 MCMC 方法外的三种 MIRD 方法在不同场景下的表现模式非常相似,而一步 MCMC 方法在参数变化时,对 I 型错误的控制最为稳定。在大多数场景中,这四种方法对 I 型错误率的控制都很好,且都被认为是无偏的。
  • 功效模拟
    • 平衡缺失:在平衡缺失(即每个治疗组中缺失数据的比例相同)的情况下,研究人员对四种 MIRD 方法进行比较。结果发现,一步 MCMC 方法在所有场景中都表现得最为出色。在大多数场景下,它与已有的 MIRD 方法功效相当,但在 RDs 较少的场景中,它的功效更强。而两种两步法在 RD 率较低且试验规模较小时(比如每组 100 人,RD 率为 5%),功效往往较低,甚至无法估计功效。与返回基线(RTB)方法相比,MIRD 方法的功效始终更高,而且 dropout 率越高,这种差异就越明显。不过,所有 MIRD 方法的功效都比包含治疗后数据的 MMRM 分析略低。在估计两个治疗组之间的差异时,由于所有方法都使用了治疗后的数据,所以与理想的治疗效果差异相比,都存在一定程度的衰减。但在这六种方法中,RTB 对治疗效果大小的衰减最为严重,而所有 MIRD 方法的衰减都很小,与 MMRM 相当。
    • 不平衡缺失:由于潜在的 MNAR 机制,模拟中活性组的研究 dropout 比安慰剂组更多。在这种不平衡缺失的情况下,大多数从 “平衡缺失” 中得出的结论仍然成立。不过,对于样本量更大、缺失数据更多(每组 300 或 400 人,dropout 率为 20 - 25%)的试验,基于最后一次治疗访视的已建立 MIRD 方法在所有四种 MIRD 方法中功效最强。
    • RD 与 dropout 率的比率:通常情况下,在特定场景(样本量、dropout 率)下,RD 与 dropout 的比率越高,功效率就越高。在所有四种 MIRD 方法中,一步 MCMC 方法总体上比其他方法更强大。当该比率大于等于 1/2 时,一步 MCMC 方法的功效始终与 RTB 方法相当或更强。随着样本量的增加,四种 MIRD 方法之间的功效差异逐渐减小。一步 MCMC 方法和 MMRM 在所有场景中对治疗效果的衰减最小,而其他 MIRD 方法在样本量相对较小且 RD 率较低时,可能会出现异常值。一般来说,RTB 方法的衰减比其他方法更严重,且缺失数据越多,衰减越明显。在不平衡缺失的场景中,上述结论依然成立。

  • 数据分析:研究人员将 MIRD 方法与 MMRM 和 RTB 作为参考方法,应用于两项 3 期降脂研究。这两项研究的主要终点是第 52 周低密度脂蛋白胆固醇(LDL - C)相对于基线的百分比变化。在研究 1 中,MIRD 方法得出的安慰剂校正后第 52 周 LDL - C 相对于基线的百分比变化非常相似,效应量的点估计在 - 46% 至 - 45.6% 之间。RTB 方法的效应量最小,MMRM 的效应量最大。由于药物疗效显著,所有分析结果都极为显著。研究 2 的分析结果显示出类似的排名,MMRM 产生的效应量最大,其次是 MIRD 类方法,RTB 最小。不过,使用 RDs 所有可用数据的一步 MCMC 和两步法返回的效应量几乎与 MMRM 相同,但比已建立的 MIRD 方法更大。同样,由于药物的高效性,所有分析都返回了非常显著的结果。

综合以上研究结果,研究人员在讨论部分进行了深入思考。新提出的 MIRD 方法与已有的 MIRD 方法共同构成了临床试验中基于 RDs 的连续终点分析方法的完整体系。新方法基于 RDs 的所有访视数据,在实施上更加简便。虽然已有的 MIRD 方法在某些场景下比两步法更强大,但总体而言,如果 RD 与缺失数据的比率大于 1/2,一步 MCMC 方法是最值得推荐的。需要注意的是,任何基于 RDs 的分析方法都不应强行应用于没有足够 RDs 或未设计收集 RDs 的试验中,在这种情况下,应考虑基于其他假设的方法。

这项研究意义重大,它为代谢疾病领域的临床试验数据处理提供了更全面、更有效的方法选择。新的 MIRD 方法不仅在处理缺失数据方面表现出色,而且在不同场景下的功效和对 I 型错误的控制都有良好的表现。这有助于研究人员更准确地评估药物的治疗效果,为药物研发和临床实践提供更可靠的依据。同时,研究人员对不同场景下各种方法的比较分析,也为后续研究在选择合适的数据分析方法时提供了重要的参考,推动了代谢疾病研究领域的发展。

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