體外診斷試劑陽性判斷值或參考區(qū)間研究解析

【作 者】徐超，劉容枝

國家藥品監(jiān)督管理局醫(yī)療器械技術(shù)審評中心，北京市，100081

0 引言

體外診斷試劑的臨床應(yīng)用在于通過對患者樣本的檢測實(shí)現(xiàn)對疾病的預(yù)測、預(yù)防、診斷、治療監(jiān)測、預(yù)后觀察（判斷）和健康狀態(tài)評價(jià)。產(chǎn)品檢測結(jié)果的正常與否需通過其陽性判斷值或參考區(qū)間進(jìn)行判定，因此，陽性判斷值或參考區(qū)間是產(chǎn)品不可或缺的屬性。陽性判斷值或參考區(qū)間在臨床檢驗(yàn)活動中的作用相似，但又存在差異，陽性判斷值側(cè)重于對檢查對象的某種疾病狀態(tài)的判定，而參考區(qū)間在我國又被稱為“參考范圍”“正常范圍”“正常值”等，其側(cè)重于提示檢查對象是否“正常”。

1 概述

陽性判斷值為臨床上認(rèn)識疾病程度及決定處理措施時(shí)的某一檢驗(yàn)項(xiàng)目的分界值。它是臨床醫(yī)生處理患者的“閾值”，當(dāng)檢測結(jié)果高于或低于某個(gè)陽性判斷值時(shí)，醫(yī)生應(yīng)結(jié)合患者臨床癥狀做出相應(yīng)的臨床決策，可對疾病排除或確認(rèn)，或?qū)膊》旨?，或評估預(yù)后，或提示應(yīng)采取措施處理[1]。例如：風(fēng)疹病毒IgM抗體檢測試劑盒，檢測結(jié)果大于該產(chǎn)品陽性判斷值，可對患者進(jìn)行風(fēng)疹病毒感染的輔助診斷；過敏原特異性IgE檢測試劑，檢測結(jié)果大于該產(chǎn)品的陽性判斷值，可對患者過敏性疾病進(jìn)行輔助診斷。因檢測結(jié)果可能受多種因素的干擾，且每一個(gè)陽性判斷值的設(shè)定，均導(dǎo)致產(chǎn)品具有特定臨床靈敏度與臨床特異性，所以檢測結(jié)果顯示陽性，并不一定代表檢測對象患病或處于某種疾病狀態(tài)，應(yīng)結(jié)合患者具體信息進(jìn)行分析。

參考區(qū)間為某一標(biāo)志物在正常（健康）人群中的測量值范圍，是臨床醫(yī)生區(qū)別患者“正?！迸c“非正常”的標(biāo)準(zhǔn)，參考區(qū)間一般不同于疾病的輔助診斷[2]。例如鐵蛋白檢測試劑盒，檢測結(jié)果低于參考區(qū)間，可提示檢測對象可能存在缺鐵性貧血、妊娠等；檢測結(jié)果高于參考區(qū)間，可提示檢測對象可能存在原發(fā)性血色病、炎癥或感染、慢性肝病等。參考區(qū)間不同于陽性判斷值，其建立過程依賴于參考人群，并未納入某種特定疾病的患病人群，因此參考區(qū)間往往不針對某一種疾病。

基于陽性判斷值與參考區(qū)間的差異，生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行相關(guān)研究時(shí)，應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的預(yù)期用途、方法學(xué)及檢測標(biāo)志物在人體正常與疾病狀態(tài)下的存在情況等因素選擇研究方法。同時(shí)已上市的同類產(chǎn)品選擇的是陽性判斷值還是參考區(qū)間對于生產(chǎn)企業(yè)確定此項(xiàng)研究也可提供重要參考。

2 國內(nèi)外現(xiàn)狀

國際上醫(yī)療器械監(jiān)管機(jī)構(gòu)在體外診斷試劑上市前審評過程中對產(chǎn)品的陽性判斷值及參考區(qū)間的研究資料均有要求，國際醫(yī)療器械監(jiān)管者論壇（IMDRF）發(fā)布的《醫(yī)療器械和體外診斷試劑安全和性能的基本原則》[3]，針對體外診斷試劑明確提出了有關(guān)陽性判斷值及參考區(qū)間的要求。

在我國體外診斷試劑注冊過程中，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)提交其產(chǎn)品的陽性判斷值或參考區(qū)間的研究資料。根據(jù)《體外診斷試劑說明書編寫指導(dǎo)原則》要求，將產(chǎn)品陽性判斷值或參考區(qū)間載明于產(chǎn)品說明書中，并簡要說明陽性判斷值或參考區(qū)間的確定方法。在產(chǎn)品注冊證有效期內(nèi)，產(chǎn)品陽性判斷值或參考區(qū)間可隨著后續(xù)研究或參考文獻(xiàn)的更新而發(fā)生相應(yīng)變化。如產(chǎn)品陽性判斷值或參考區(qū)間變化，同時(shí)產(chǎn)品具有新的臨床診斷意義，則此類變化不在體外診斷試劑變更注冊范疇之內(nèi)。

3 陽性判斷值及參考區(qū)間的建立

3.1 陽性判斷值的建立

陽性判斷值作為體外診斷試劑的一個(gè)重要屬性，其建立過程應(yīng)在完成產(chǎn)品前期研發(fā)且產(chǎn)品定型以后。任何體外診斷試劑在臨床應(yīng)用過程中均存在一定臨床靈敏度與臨床特異性，理論上不存在靈敏度與特異性均為100%的產(chǎn)品，因此生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)綜合產(chǎn)品預(yù)期用途，在充分考慮產(chǎn)品臨床靈敏度與臨床特異性的基礎(chǔ)上，采用合理的方法建立陽性判斷值。受試者工作曲線（ROC曲線）是建立產(chǎn)品陽性判斷值的常用方法之一[4]。ROC曲線即以靈敏度為Y坐標(biāo)，1-特異性即假陽性率為X坐標(biāo)作圖得到的曲線，通過ROC曲線，可觀察靈敏度與特異性之間的關(guān)系。一般來說，靈敏度增高，則特異性降低，反之亦然。如研究者預(yù)期獲得綜合靈敏度與特異性最優(yōu)的結(jié)果，則將ROC曲線上最靠近左上的一點(diǎn)作為產(chǎn)品陽性判斷值，這一點(diǎn)對應(yīng)的靈敏度與特異性即為產(chǎn)品的性能。

研究者通過ROC曲線進(jìn)行陽性判斷值的研究過程中，應(yīng)重點(diǎn)考慮產(chǎn)品陽性判斷值與產(chǎn)品預(yù)期用途的適應(yīng)性，如某些篩查用產(chǎn)品，其臨床應(yīng)用過程中不期望有過多的檢測對象被漏診，此類產(chǎn)品陽性判斷值設(shè)定過程中應(yīng)適當(dāng)考慮在其特異性滿足要求的前提下，盡量提高其靈敏度，如某些臨床用于確認(rèn)的產(chǎn)品，其臨床應(yīng)用過程中不期望有過多的檢測對象被錯(cuò)誤的報(bào)告為陽性，此類產(chǎn)品陽性判斷值設(shè)定過程中應(yīng)考慮其靈敏度滿足要求的前提下，盡量提高其特異性。

研究者通過ROC曲線進(jìn)行陽性判斷值研究過程中，應(yīng)注意研究過程的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。第一，研究過程中，應(yīng)同時(shí)入組患病人群（疾病組）與正常人群（正常組），兩組人群的病例數(shù)應(yīng)滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)要求[5]；第二，在疾病組入組過程中，相應(yīng)入組人群及樣本類型應(yīng)與產(chǎn)品預(yù)期用途一致，同時(shí)入組人群應(yīng)考慮性別、年齡等因素；第三，患病人群的納入應(yīng)連續(xù)，連續(xù)納入應(yīng)考慮疾病不同的進(jìn)程，如：極早期、早期、中期、晚期等，保證每階段均有一定的病例數(shù)量；第四，研究過程中應(yīng)采用疾病診斷金標(biāo)準(zhǔn)或其他公認(rèn)的診斷標(biāo)準(zhǔn)對入組的病例是否患病進(jìn)行確認(rèn)，必要時(shí)應(yīng)對入組患者進(jìn)行跟蹤隨訪，當(dāng)有些診斷標(biāo)準(zhǔn)是有創(chuàng)性的，如穿刺活檢等，此類標(biāo)準(zhǔn)從倫理上講不能用于正常人群未患病的確認(rèn)，那么針對正常人群需進(jìn)行跟蹤隨訪以確認(rèn)是否患??；第五，某一標(biāo)志物可能對應(yīng)多個(gè)臨床適應(yīng)癥，針對不同臨床適應(yīng)癥應(yīng)分別進(jìn)行陽性判斷值的研究；第六，研究過程中應(yīng)有相應(yīng)質(zhì)量控制，以保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確可靠[6]。以上僅是對ROC曲線研究過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容進(jìn)行概述，因?yàn)榇隧?xiàng)研究影響因素較多，研究者應(yīng)從產(chǎn)品自身實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)合理的研究方案。

案例分析：miR-92a檢測試劑盒（熒光 RTPCR 法）陽性判斷值的建立。產(chǎn)品預(yù)期用途為體外定性檢測人糞便樣本中的 miR-92a核酸，臨床上用于對大腸癌的輔助診斷。該產(chǎn)品采用受試者工作曲線（ROC曲線）進(jìn)行陽性判斷值的建立?；谠摦a(chǎn)品預(yù)期用途，陽性判斷值建立過程需同時(shí)納入經(jīng)臨床診斷確診為大腸癌的病例及經(jīng)臨床診斷明確為非大腸癌的病例。研究過程共納入大腸癌病例226例，病例涵蓋了大腸癌不同的分型、分期；同時(shí)，為了更充分研究產(chǎn)品的陽性判斷值，納入了健康人及其他非大腸癌病例，其中健康人199例、息肉患者36例、肝癌患者30例、腸炎患者30例、食道癌患者30例、胃癌患者30例、腺瘤患者30例、胃炎患者30例、闌尾炎患者30例、結(jié)腸炎患者30例、消化性潰瘍患者30例、胰腺癌患者30例、膽管癌患者30例、口腔癌患者30例，非大腸癌病例總計(jì)595例。采用 miR-92a檢測試劑盒（熒光 RT-PCR 法）對其進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果采用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行 ROC 曲線分析，根據(jù)約登指數(shù)的分析結(jié)果，取約登指數(shù)最大所對應(yīng)的CT值30.75為陽性判斷值（cut off value）。本研究從病例的確認(rèn)方法、病例數(shù)量、病例的多樣化等方面均滿足產(chǎn)品陽性判斷值的建立過程。

3.2 參考區(qū)間的建立

參考區(qū)間的建立同樣應(yīng)在產(chǎn)品完成前期研發(fā)且產(chǎn)品定型以后。參考區(qū)間與陽性判斷值不同，其為某一標(biāo)志物在正常（健康）人群中的測量值范圍。參考區(qū)間的建立一般需經(jīng)過如下過程[7]：參考個(gè)體的選擇、參考人群的確定、參考樣本組的確定、檢測樣本量值、統(tǒng)計(jì)量值分布、計(jì)算參考限值、得出參考區(qū)間。參考區(qū)間建立過程中，每一步驟的研究質(zhì)量均會影響參考區(qū)間的科學(xué)性。

參考區(qū)間可能與健康或與其他生理或病理狀況有關(guān)，因此，確認(rèn)參考個(gè)體的健康狀態(tài)非常關(guān)鍵。健康狀態(tài)的確認(rèn)可采取排除法，每一項(xiàng)研究均有不同的健康排除標(biāo)準(zhǔn)，如：飲酒、疾?。ㄗ罱?、獻(xiàn)血、哺乳期、血壓（異常）、肥胖、藥物濫用、職業(yè)、處方藥、口服避孕藥、自服藥、懷孕、環(huán)境因素、手術(shù)（最近）、空腹或不空腹、吸煙、遺傳因素、輸血（最近）、住院（最近或正在）、維生素濫用等。一個(gè)準(zhǔn)參考個(gè)體的健康狀態(tài)需經(jīng)過一系列檢查才能確定，這些檢查包括病歷檢查或現(xiàn)狀態(tài)生理指標(biāo)的臨床實(shí)驗(yàn)檢查。用于參考值研究的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有詳細(xì)的描述和證明，實(shí)驗(yàn)操作者根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)來判定參考樣品組的健康狀態(tài)。

參考群體在選擇的過程中還應(yīng)關(guān)注年齡、性別、種族、生理病理狀態(tài)等因素，參考群體的這些特征應(yīng)與產(chǎn)品預(yù)期使用人群的特征類似。許多情況下，與年齡相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)改變可能不代表健康狀況的變化，如老年人的總膽固醇或生長激素水平改變，因此年齡相關(guān)的參考區(qū)間更適用于臨床診斷，針對不同年齡段參考區(qū)間存在差異的產(chǎn)品，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品臨床用途對不同年齡段的參考區(qū)間進(jìn)行建立；對于某些標(biāo)志物來說，男性與女性存在差異，如促卵泡生成素，男性與女性在參考區(qū)間上存在明顯差異，此類產(chǎn)品參考區(qū)間應(yīng)針對男性和女性分別研究；針對某些檢測項(xiàng)目，參考區(qū)間容易受到種族等因素的影響，針對此類檢測項(xiàng)目，在參考區(qū)間的建立過程中應(yīng)考慮產(chǎn)品適用的人群種族情況，特別是進(jìn)口產(chǎn)品，如其境外上市的參考區(qū)間不適用于我國人群，應(yīng)針對我國人群重新建立參考區(qū)間，而不能簡單地沿用境外上市的參考區(qū)間；有些參考區(qū)間容易受到目標(biāo)人群生理狀態(tài)的影響，如抗繆勒管激素，其參考區(qū)間在女性絕經(jīng)前與絕經(jīng)后存在差異，此類產(chǎn)品其參考區(qū)間應(yīng)針對不同生理狀態(tài)進(jìn)行研究[8]。以上僅為幾種分類分層統(tǒng)計(jì)的舉例，研究者應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品具體情況設(shè)定參考人群。

參考區(qū)間研究過程中應(yīng)充分合理地利用統(tǒng)計(jì)學(xué)，應(yīng)采用合理的方法明確研究過程中是否存在異常值，如存在應(yīng)將異常值剔除，如剔除異常值后樣本量不滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)要求，應(yīng)補(bǔ)充相應(yīng)樣本。在統(tǒng)計(jì)分析過程中，研究者可根據(jù)檢測結(jié)果的分布（正態(tài)分布或偏態(tài)分布）情況，選擇合理的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法建立參考區(qū)間。

針對臨床已經(jīng)廣泛開展的檢測項(xiàng)目，其相關(guān)產(chǎn)品的參考區(qū)間也可引用相關(guān)臨床診療指南、診療共識，在參考區(qū)間引用過程中生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品預(yù)期人群、檢測的原理（方法學(xué)）、檢測樣本類型等因素。以此方法建立參考區(qū)間的生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對參考區(qū)間進(jìn)行充分的驗(yàn)證。

案例分析：癌胚抗原測定試劑盒參考區(qū)間的建立。產(chǎn)品預(yù)期用途為體外用定量測定人血清和血漿中癌胚抗原含量。主要用于對惡性腫瘤患者進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測以輔助判斷疾病進(jìn)程或治療效果，不能作為惡性腫瘤早期診斷或確診的依據(jù)，不用于普通人群的腫瘤篩查?；诋a(chǎn)品預(yù)期用途采用非參數(shù)估計(jì)的方法建立產(chǎn)品參考區(qū)間。研究過程中入組722例經(jīng)臨床診斷排除腫瘤的正常人。人群年齡范圍20～70歲，性別包含男性和女性，生活習(xí)慣涵蓋吸煙者和不吸煙者。將采集的樣本采用癌胚抗原檢測試劑進(jìn)行檢測。統(tǒng)計(jì)分析根據(jù)人群差異分為四個(gè)亞組，使用非參數(shù)方法對各亞組的百分位數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，各亞組的中位值和第95百分位數(shù)見表1。根據(jù)癌胚抗原生物學(xué)特性，各人群在臨床檢測過程中結(jié)果小于95%百分位數(shù)為陰性，反之為陽性，不同人群的參考區(qū)間建立完成。采用非參數(shù)法確定參考區(qū)間容易受不同人群的影響，因此，推薦各實(shí)驗(yàn)室建立自己的參考區(qū)間。

表1 不同亞組人群統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Tab.1 Statistical analysis results of different subgroups

4 陽性判斷值或參考區(qū)間的驗(yàn)證

為了保證產(chǎn)品陽性判斷值及參考區(qū)間建立的科學(xué)性，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在產(chǎn)品臨床前研究中對建立的陽性判斷值或參考區(qū)間進(jìn)行驗(yàn)證，陽性判斷值或參考區(qū)間的驗(yàn)證所用人群應(yīng)與建立過程的人群不同[9]。驗(yàn)證試驗(yàn)應(yīng)選定合理的樣本例數(shù)，采用采集自產(chǎn)品預(yù)期適用人群的樣本進(jìn)行研究。研究過程中注意判斷病例為陽性或陰性的方法應(yīng)與產(chǎn)品陽性判斷值建立過程中所采用的方法一致。

產(chǎn)品臨床試驗(yàn)是產(chǎn)品陽性判斷值及參考區(qū)間確認(rèn)的重要證據(jù)。一般來說，產(chǎn)品的陽性判斷值應(yīng)在臨床試驗(yàn)前完成建立和驗(yàn)證工作，在臨床試驗(yàn)中應(yīng)根據(jù)已經(jīng)經(jīng)過充分驗(yàn)證的陽性判斷值進(jìn)行檢測結(jié)果的判讀。如果臨床試驗(yàn)中依據(jù)臨床參考標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為陽性判斷值的設(shè)定存在偏差且需要調(diào)整，則調(diào)整后應(yīng)重新入組臨床病例進(jìn)行臨床試驗(yàn)。

5 小結(jié)

陽性判斷值或參考區(qū)間在臨床檢驗(yàn)診斷中具有重要的意義，臨床醫(yī)生必須依據(jù)科學(xué)合理的參考區(qū)間對體外診斷試劑產(chǎn)品的檢測結(jié)果進(jìn)行判定和解讀，從而輔助針對患者的醫(yī)療決策，因此陽性判斷值或參考區(qū)間是產(chǎn)品不可或缺的屬性。

陽性判斷值和參考區(qū)間各有側(cè)重，醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品預(yù)期用途，提供產(chǎn)品可靠的陽性判斷值或參考區(qū)間。陽性判斷值或參考區(qū)間的建立可通過參閱文獻(xiàn)或是企業(yè)自行制定。陽性判斷值的建立：生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品臨床靈敏度與臨床特異性、陽性判斷值與預(yù)期用途的適應(yīng)性，采用合理的方法（例如受試者工作曲線）建立陽性判斷值[10]。參考區(qū)間的建立：生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)謹(jǐn)慎進(jìn)行參考個(gè)體的選擇、參考值測量的分析過程。參考群體的特征應(yīng)與產(chǎn)品預(yù)期使用人群的特征類似。如有必要，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對制定的陽性判斷值或參考區(qū)間進(jìn)行驗(yàn)證。

綜上所述，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)設(shè)定合理的研究方案，以期能夠采用科學(xué)合理的方式確定陽性判斷值或參考區(qū)間。