腦血管病臨床研究設(shè)計的方法簡介和實例分析

張潤華，潘岳松，姜勇，劉改芬

近年來，腦血管病臨床研究迅速發(fā)展，取得了較多高質(zhì)量的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。一項高質(zhì)量的臨床研究，首先必須基于臨床需求，提出一個有臨床意義的研究問題，然后根據(jù)問題選擇合適的研究方法和設(shè)計。本文就腦血管病領(lǐng)域常用臨床研究設(shè)計的基本方法進行介紹，并輔以實例分析，以便臨床醫(yī)師和科研工作者更好地理解研究設(shè)計方法，并恰當(dāng)?shù)貙⑵鋺?yīng)用于臨床研究。

1 臨床研究設(shè)計類型簡介

目前，在腦血管病臨床研究領(lǐng)域，臨床研究問題涉及多個方面，如某年度某國家或地區(qū)卒中患病情況分析，糖尿病對卒中患者的預(yù)后是否存在影響，膽固醇和炎性因子在卒中和TIA患者預(yù)后中的殘余風(fēng)險作用分析，聯(lián)合抗血小板治療在預(yù)防輕型卒中和TIA患者卒中復(fù)發(fā)中的有效性和安全性。不同的臨床研究問題，需要選用不同的研究設(shè)計方法。

臨床研究根據(jù)是否存在干預(yù)措施，分為觀察性研究和試驗性研究。在觀察性研究中，不對研究對象施加干預(yù)措施[1]。觀察性研究包括描述性研究如橫斷面研究、系列病例分析和病例報告等，以及分析性研究如病例對照研究和隊列研究等。試驗性研究則對研究對象施加某種干預(yù)措施，根據(jù)是否隨機分組分為隨機對照試驗和非隨機對照試驗。臨床研究類型的分類見圖1。

圖1 臨床研究類型

2 臨床研究設(shè)計的基本方法簡介和實例分析

2.1 觀察性研究

2.1.1 橫斷面研究 橫斷面研究又稱現(xiàn)況研究，是對特定期間和特定范圍內(nèi)人群中所研究疾病、健康狀況或暴露因素分布情況的描述。其研究目的和應(yīng)用范圍主要為：①掌握目標人群疾病或健康狀況的分布情況；②確定高危人群；③提供病因研究的線索。橫斷面研究特點為暴露和結(jié)局在同一時間斷面，在確定因果關(guān)系時受到限制[2]。

實例分析：為了解中國卒中患病率，Wang等[3]在我國31個省、自治區(qū)和直轄市，155個城市和農(nóng)村調(diào)查點組織開展了具有全國代表性的流行病學(xué)調(diào)查，在480 687例調(diào)查對象中，7672例被診斷為卒中，卒中粗患病率為1596/10萬例。為了解中國成年人TIA患病率、知曉率和治療情況，2010年在全國采用多階段、分層、隨機、整群抽樣的方法開展橫斷面調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)年齡標化的TIA患病率（臨床診斷）為2.27%，其中僅16%在此次調(diào)查之前被確診。在TIA患者中，僅5.02%接受過治療，4.07%接受過指南推薦的治療方式[4]。

2.1.2 病例對照研究 病例對照研究是將研究人群按是否患病或是否具有某種狀況分為兩組，同時追溯研究對象既往暴露于某個（些）因素的情況，比較兩組暴露因素的差異，借以判斷暴露因素與疾病有無關(guān)聯(lián)的一種觀察性研究方法（圖2）[2]。病例對照研究適用于慢性疾病、罕見病的病因研究，可用于篩查不明疾?。ㄊ录┑闹虏∫蛩?。病例對照研究的優(yōu)勢為適合少見病、罕見病的研究，能夠節(jié)省研究投入的時間，易于組織實施，但其局限性為不適合對暴露比例特別低的因素進行研究，難以避免選擇偏倚，暴露與疾病的時間先后性在某些情況下難以判定，存在信息回憶偏倚，也無法測量暴露組和非暴露組疾病的發(fā)病率。

圖2 病例對照研究設(shè)計示意圖

實例分析：煙霧病的發(fā)生原因仍然未明確。一項前瞻性病例對照研究探討了可改變危險因素與煙霧病之間的關(guān)聯(lián)。連續(xù)納入煙霧病成年患者以及年齡匹配的健康對照組，比較兩組臨床特征，通過logistic回歸分析探索煙霧病的潛在危險因素。結(jié)果顯示，體重指數(shù)（OR1.121，95%CI1.018～1.234）和高同型半胱氨酸（OR1.201，95%CI1.081～1.334）升高與煙霧病風(fēng)險增加有關(guān)；白蛋白升高（OR0.584，95%CI0.506～0.674）和HDL-C升高（OR0.089，95%CI0.027～0.290）與煙霧病風(fēng)險降低有關(guān)[5]。2.1.3 隊列研究 隊列研究是將一個范圍明確的人群按照是否暴露于某可疑因素或其暴露程度分為不同亞組，追蹤其各自的結(jié)局，比較不同亞組結(jié)局間的差異，從而判斷暴露因子與結(jié)局之間有無因果關(guān)聯(lián)及關(guān)聯(lián)強弱的一種觀察性研究方法（圖3）。隊列研究由因及果，可以直接獲得暴露和對照的發(fā)病率，計算RR等反映基本危險程度的指標，檢驗病因假說的能力較強。但隊列研究不適用于研究發(fā)病率很低的疾病，且易產(chǎn)生失訪偏倚，需要投入的人力、財力和時間較多[2]。在隊列研究中，失訪是一個很重要的問題，所以在進行研究設(shè)計時應(yīng)選擇較為穩(wěn)定的研究人群，在隨訪過程中通過多種方法增加隊列成員的粘著性或通過大數(shù)據(jù)等手段追蹤隊列成員的結(jié)局，以盡可能地降低失訪率。

圖3 隊列研究設(shè)計示意圖

實例分析：為探討在中國高水果攝入量與心腦血管疾病發(fā)生之間的關(guān)聯(lián)，在包括50萬例患者的中國慢性疾病前瞻性、大型隊列研究中，在基線（2004-2008年）收集隊列成員的社會人口統(tǒng)計基本特征、吸煙、飲酒、運動、疾病史、血壓、膳食等指標，并進行了320萬人年的隨訪，隨訪冠心病、缺血性卒中和出血性卒中的發(fā)病情況[6]。隊列成員中18%的人員報告每天攝入水果，與未攝入或偶爾攝入水果的人群比較，每天攝入水果者發(fā)生心腦血管死亡的風(fēng)險降低40%（HR0.60，95%CI0.54～0.67），發(fā)生心血管事件的風(fēng)險降低34%（HR0.66，95%CI0.58～0.75），發(fā)生缺血性卒中的風(fēng)險降低25%（HR0.75，95%CI0.72～0.79），發(fā)生出血性卒中的風(fēng)險降低36%（HR0.64，95%CI0.56～0.74）?；谝陨涎芯拷Y(jié)果，該研究得出結(jié)論，在中國成年人群中，高水果攝入量可以降低重大心腦血管疾病的發(fā)生和死亡風(fēng)險。

2.1.4 臨床登記研究 臨床登記研究是有組織、有計劃地使用觀察性研究的方法，不間斷地收集統(tǒng)一的臨床及其相關(guān)數(shù)據(jù)，對某一特定疾病狀態(tài)下的人群、患有某種特殊疾病的人群或暴露于某一特定因素下的人群進行特定結(jié)局的評價，從而達到預(yù)定的科學(xué)、臨床和政策決策目的的一種研究方法。臨床登記研究可以是前瞻性隊列研究或結(jié)局研究等。通過臨床登記研究，可以描述疾病的自然史和轉(zhuǎn)歸、追蹤患者的長期治療和結(jié)局、監(jiān)測醫(yī)療質(zhì)量等，有效地收集高質(zhì)量的臨床數(shù)據(jù)，作為科學(xué)發(fā)現(xiàn)的源泉，產(chǎn)生假說，啟發(fā)新的研究。與隨機對照試驗比較，臨床登記研究的納入標準一般較為寬泛，更能代表實際治療的人群。臨床登記研究多為多中心研究，在實施過程中需要多中心研究的統(tǒng)一化、標準化，同時在隨訪過程中要盡可能避免失訪。

實例分析：中國國家卒中登記（Chinese national stroke registry，CNSR）Ⅰ和CNSR-Ⅲ研究均為臨床登記研究[7-8]。CNSR-Ⅲ旨在基于精準的病因分型、影像和生物標志物深入探討缺血性卒中的發(fā)病機制和預(yù)后的影響因素。2015年8月-2018年3月，在全國22個省和4個直轄市的201所醫(yī)院，連續(xù)納入了15 166例卒中或TIA患者，收集臨床信息、頭顱影像學(xué)信息（包括MRI和CT）和生物樣本，并在發(fā)病3、6、12個月進行隨訪，隨訪患者卒中復(fù)發(fā)、血管源性死亡和卒中后殘疾情況。同時，CNSR-Ⅲ預(yù)設(shè)了亞組研究，包括卒中后睡眠障礙與認知損傷亞組研究、顱內(nèi)大動脈高分辨MRI亞組研究、基因亞組研究、血液標志物亞組研究及動脈粥樣硬化性斑塊穩(wěn)定性、腎臟功能、糖尿病和糖代謝等亞組研究[8]。目前，CNSR-Ⅲ已經(jīng)有多項高質(zhì)量研究產(chǎn)出，為缺血性卒中的病因?qū)W和預(yù)后研究提供了高質(zhì)量的循證依據(jù)[9-12]。

2.2 試驗性研究 臨床試驗以患者為研究對象，評價某種新藥或新療法對某種疾病的有效性和安全性，其中隨機對照試驗被認為是評估醫(yī)學(xué)干預(yù)措施的金標準。隨機對照試驗設(shè)計的基本原則為對照、隨機分組、分組隱匿、盲法、適當(dāng)?shù)臉颖玖亢途S持原隨機分組分析[13]。對照組與試驗組除干預(yù)因素不同外，其他條件應(yīng)盡量保持一致。恰當(dāng)?shù)膶φ者x擇應(yīng)考慮目前所研究疾病的治療現(xiàn)狀，并符合倫理要求。隨機分組可以避免選擇性偏倚，使兩組間影響預(yù)后的基線信息（包括已測量的與未測量的）均衡可比，隨機過程本身不影響治療結(jié)局。

隨機分組方法包括簡單隨機、分層隨機和整群隨機等。隨機化的實施需要做到隨機分配隱藏，以避免隨機分配順序的泄露，一般采用不透光的密封信封或中心隨機化系統(tǒng)實現(xiàn)。為了避免人為心理因素和精神狀態(tài)的影響，避免結(jié)果產(chǎn)生偏倚，提高依從性和真實反映干預(yù)的效果，隨機對照試驗中可以采用單盲（僅對受試者設(shè)盲）、雙盲（對受試者和研究者設(shè)盲）或三盲（對受試者、研究者、數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計人員均設(shè)盲）設(shè)計。

在進行臨床試驗設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)其設(shè)計類型和相應(yīng)的參數(shù)進行樣本量計算，在保證試驗結(jié)果具有一定可信度的前提下，確定最小樣本量。另外，結(jié)局指標的選擇非常關(guān)鍵。一項臨床試驗一般只選一項研究者最感興趣的、關(guān)鍵的結(jié)局終點事件作為主要終點指標，用于建立假設(shè)、計算樣本量及進行結(jié)論統(tǒng)計推斷。還可以根據(jù)研究需求設(shè)立多項其他指標作為次要終點事件。臨床研究常用統(tǒng)計分析方法包括效力分析和意向性治療分析[13]。隨機對照試驗設(shè)計示意圖見圖4。

圖4 隨機對照試驗設(shè)計示意圖

實例分析：氯吡格雷用于急性非致殘性腦血管病事件高危人群（clopidogrel in highrisk patients with acute non-disabling cerebrovascular events，CHANCE）研究[14]，采用多中心、隨機、雙盲對照設(shè)計，共納入114所中心5170例發(fā)病24 h內(nèi)的TIA和輕型缺血性卒中患者，將其隨機分配到氯吡格雷與阿司匹林聯(lián)合治療組（氯吡格雷初始劑量300 mg，隨后調(diào)整為75 mg/d直至90 d，在前21 d合并使用阿司匹林75 mg/d）和單用阿司匹林治療組（阿司匹林75 mg/d直至90 d）。研究結(jié)果顯示，氯吡格雷與阿司匹林聯(lián)合治療組較單用阿司匹林治療組發(fā)病90 d卒中復(fù)發(fā)風(fēng)險更低，且未增加出血風(fēng)險。為驗證該結(jié)果是否適用于歐美人群，Johnston等[15]教授牽頭開展新發(fā)TIA和小卒中血小板定向抑制（platelet-oriented inhibition in new TIA and minor ischemic stroke，POINT）研究，在國際多中心開展隨機、雙盲、對照臨床試驗，共納入發(fā)病至隨機化時間在12 h內(nèi)的4881例輕型卒中或高危TIA患者。患者接受氯吡格雷與阿司匹林聯(lián)合治療（氯吡格雷初始劑量600 mg，隨后調(diào)整為75 mg/d直至90 d，并聯(lián)合使用阿司匹林50～325 mg/d）或單用阿司匹林治療（阿司匹林50～325 mg/d直至90 d）。2018年5月，POINT研究主要結(jié)果顯示，與單用阿司匹林比較，氯吡格雷與阿司匹林聯(lián)合治療可降低患者主要缺血性事件風(fēng)險，但同時可增加出血風(fēng)險。2019年，美國POINT研究中氯吡格雷與阿司匹林聯(lián)合治療獲益和風(fēng)險的時間進程分析結(jié)果再次表明，輕型卒中與TIA患者給予雙抗治療的最佳療程為中國CHANCE方案的21 d[16]。

本文對腦血管病臨床研究領(lǐng)域常用的臨床研究設(shè)計類型進行總結(jié)，簡要介紹了觀察性研究如橫斷面研究、病例對照研究、隊列研究、臨床登記研究的基本方法和適用臨床問題，以及干預(yù)性研究如臨床試驗的基本方法和適用臨床問題，并輔以實例解析。最后再次強調(diào)，必須選擇合適的臨床研究設(shè)計回答臨床研究問題，以產(chǎn)生高質(zhì)量的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。