定性检测体外诊断试剂临床试验方案的设计策略

徐加发 付文竹 宋伟

1 江苏硕世生物科技股份有限公司 （江苏 泰州 225300）

2 广东省食品药品监督管理局审评认证中心 （广东 广州 510080）

内容提要： 作为体外诊断试剂产品批准上市前重要的验证及评价工作之一，体外诊断试剂临床试验的质量直接关系到产品在临床使用中的安全有效性。文章以定性体外诊断试剂为例，就临床试验方案设计中需要遵循的基本原则以及重要的关注点进行了介绍。

体外诊断试剂的临床试验（包括与已上市产品进行的比较研究试验）是指在相应的临床环境中，对体外诊断试剂的临床性能进行的系统性研究[1]。《医疗器械监督管理条例》（国务院令第650号）[2]和国家食品药品监督管理总局（以下简称国家药监总局）《体外诊断试剂注册管理办法》（局令第5号）[3]中对体外诊断试剂的临床试验均有规定。2014年9月11日国家药监总局发布了《体外诊断试剂临床试验技术指导原则》[1]，该指导原则对于科学、规范、合理地开展体外诊断试剂临床试验具有重要的指导意义。体外诊断试剂根据测量结果的不同表现形式，可分为定量检测试剂和定性检测试剂[4]。本文以定性检测体外诊断试剂为例，就该类试剂的临床试验方案的设计策略作简要介绍。

1.临床试验方案设计前准备

1.1 伦理考虑

无论是药品还是医疗器械临床试验，都必须符合《赫尔辛基宣言》的伦理学准则，作为医疗器械重要分支的体外诊断试剂也不例外。临床试验开始前，无论是否需要知情同意，都必须获得临床试验机构伦理委员会的同意。换句话说，知情同意与否的唯一决定权在临床机构的伦理委员会。对于体外诊断试剂临床试验而言，由于其检测对象为临床样本（如：血液、尿液、腹水、胸积液、组织切片、骨髓、腔道拭子等），申办方和研究者均应考虑临床试验用样本对受试者的风险，并提交相应的材料至伦理委员会，经伦理委员会审查和批准是否需要或者免于受试者的知情同意[5]。同时，安全有效作为体外诊断试上市的前提，首要原则是安全，对受试者安全（包括隐私安全、健康安全、权益安全等）的考虑是第一位的。

1.2 资质要求

首先，依据《体外诊断试剂临床试验技术指导原则》，开展体外诊断试剂的医疗机构应该具备相应的资质。现阶段对于医疗机构的资质要求主要是应获得国家药监总局资质认可。2017年11月国家药监总局、国家卫生计生委联合发布了《医疗器械临床试验机构条件和备案管理办法》。根据要求，对医疗器械临床试验机构施行备案管理。2019年1月1日起，开展体外诊断试剂临床试验应在已经备案的医疗机构中选择。其次，开展体外诊断试剂的医疗机构应配备符合要求的场地、设备及人员。如核酸类检测检测试剂的临床试验，临床机构应按照聚合酶链反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）检测的要求，配备相应的核酸检测实验室，并具有试验用体外诊断试剂适用的仪器型号等；对于参加临床试验研究的人员，应接受医疗器械临床试验管理规范（Good Clinical Practice，GCP）的相关培训并形成文件；在具体项目实施前，开展临床试验前培训（熟悉试验方案、掌握标准操作规程等）；按要求进行相应的临床前预实验，以确保临床试验方案和试验用体外诊断试剂操作的一致性，便于在临床试验过程中研究人员之间的沟通。

2.临床试验方案设计关键点

2.1 临床试验的背景资料

临床试验背景资料对于研究者了解试验用体外诊断试剂的预期用途至关重要。该部分应对试验用体外诊断试剂目标分析物的情况，如基本描述、分子生物学特征及功能、对应的临床适应症背景等进行简要阐述，同时也应说明目前临床或实验室中，对该目标分析物的诊断或检测方法等。必要时，也可阐述现有检测或诊断方法的不足，以及试验用体外诊断试剂在某一/些方面的优势特点，可以解决哪些临床问题等，以便临床试验研究人员通过背景资料，更好地理解和掌握试验用体外诊断试剂的原理、性能、使用方法及注意事项等内容，保证临床试验顺利开展。

2.2 试验设计与评价方法

2.2.1 新研制体外诊断试剂

一般来讲，对于新研制的体外诊断试剂，无论管理类别二类还是三类，样本量至少为1000例，对照方法的选择只能为诊断该疾病的“金标准”。以某新研制病毒核酸检测试剂为例，可采用病原体分离培养鉴定、测序、质谱鉴定等方法作为对照方法。需要注意的是，金标准的选择建议考虑临床试验过程的可行性。比如上述某新研制病毒核酸检测试剂，若以病毒分离培养为对照方法，对实验室设施、病毒培养条件等要求较高，且在临床实施过程中，存在生物安全性风险，此时建议选择测序方法作为对照方法。但在选择测序法时，需要对测序法进行方法学评价（如评估最低检测限、灵敏度等性能），以确保能够满足临床试验质量控制及一致性的要求。对于某些新研制的肿瘤个体化伴随诊断试剂，可采用组织病理学检查、影像学检查等方法作为对照，同时还要考虑与受试者联合用药的情况进行联合评价[6]。

2.2.2 “已有同品种批准上市”体外诊断试剂

对于“已有同品种批准上市”的体外诊断试剂，可选择已上市的产品进行比较研究试验，以证明试验用体外诊断试剂与已上市产品的等效性。关于对照试剂的选择，应结合市场调研，优先考虑目前临床普遍认为质量较好的产品，同时考虑对照试剂在方法学、样本类型、预期用途、性能指标、阳性判断值等方面与待考核试剂之间的相似性。对于有些产品，如病原体特异性IgM定性检测试剂，其注册技术审查指导原则中明确要求：除采用考核试剂与已批准上市品种进行对比试验研究，证明本品与已上市产品等效或优于已上市产品以外，还应选择感染急性期患者采集的样本进行考核试剂与病原体分离培养鉴定方法的比较研究，以确定申报试剂检测结果与金标准方法比较的符合率并以此判断其临床灵敏度和特异性[7]。在某些情况下，考核试剂只有一种对照试剂已获批准上市，且无法评估质量好坏。建议参照新研制体外诊断试剂的设计思路，以金标准为对照，同时进行一定数量的与已上市同品种试剂的临床同步验证，以保证待考核试剂的质量可靠，满足临床实际运用。

需要强调的是，无论是新研制体外诊断试剂，还是“已有同品种批准上市”产品的临床试验，若在比较研究中出现样本检测结果不一致，应进行复核，并对不一致的情况进行分析说明。特殊情况下，如考核试剂与参比试剂的检测结果不一致样本均是位于二者的临界值附近且例数较少，则对不一致原因做简要分析即可，可不必第三方复核[7]。另外，在临床试验设计和操作的全过程，以及判定试验结果时，采用盲法是保证临床试验结果真实可靠的关键。

2.3 统计分析方法

对于定性检测体外诊断试剂产品，常选择交叉2×2四方格表的形式总结两种试剂/方法的定性检测结果（表1），对定性结果进行χ2或Kappa检验以验证两种试剂定性结果的一致性。下面以Kappa检验为例来说明两种试剂/方法检测一致性评价的统计方法。

2.3.1 考核试剂与金标准一致性评价临床研究数据的统计分析方法

对于与金标准进行对照的定性体外诊断试剂，因为比较的结果更接近于诊断的真实状态，因此主要性能指标为灵敏度（阳性符合率）和特异性（阴性符合率）。考虑到临床样本与总体的代表性和可能存在的差异性，以及当两者的灵敏度（特异性）存在较大差异时，单纯的比较灵敏度（特异性）就显得不甚合理，因为单方面提高灵敏度（特异性）是以牺牲另一方为代价的，出于这些考虑，建议在数据分析时计算灵敏度和特异性的置信区间。相应的统计分析如下[8]：

表1. 2×2四方格表

（1）灵敏度(阳性符合率)=A/(A+C)

（2）特异性(阴性符合率)=D/(B+D)

（3）总符合率=(A+D)/(A+B+C+D)

（4）灵敏度(阳性符合率)95%的可信区间：[100%(Q1–Q2)/Q3，100%(Q1+Q2)/Q3]

其中：Q1=2A+1.962；

（5）特异性(阴性符合率)95%的可信区间：

其中：Q1=2D+1.962；

（6）总符合率95%的可信区间：[100%(Q1–Q2)/Q3，100%(Q1+Q2)/Q3]

其中：Q1=2(A+D)+1.962；

2.3.2 考核试剂与同品种批准上市产品一致性评价临床研究数据的统计分析方法

对于与同品种批准上市产品进行对比的定性体外诊断试剂，因为不确定那种诊断更接近真实的状态，单纯比较灵敏度（阳性符合率）和特异性（阴性符合率）无太大意义，可计算总符合率来评估考核试剂与对照试剂在多大程度上的一致性，并计算相应的置信区间。统计分析指标及计算方法同2.3.1中的（1）（2）（3）（6）。

对上述两种情况，可对计数资料进行Kappa分析，来判断检测结果之间的一致性。Kappa值若≥0.75说明一致性较好，两检测系统具有较好的等效性；若＜0.40说明一致性较差，检测系统不具备等效性。Kappa值及相应的假设检验方法如下：

（7）Kappa=（Pa-Pe）/(1-Pe)

其中：Pa=(A+D)/N，Pe=[(A+B)(A+C)+(B+D)(C+D)]/N2

（8）Kappa值的假设检验（U检验）

其中：U为标准正态分位数，Se(k)为K的标准误差。

H0：总体Kappa系数≤0；H1：总体Kappa系数＞0

U＞1.96时，P＜0.05，拒绝H0，认为总体Kappa系数大于0，即检测结果存在一致性。

还有一种情况，对于适用于多样本类型的体外诊断试剂，需要在两家临床机构进行样本间一致性研究，统计分析参照2.3.2的过程即可。

3.小结

作为体外诊断试剂批准上市前重要的验证及评价工作之一，体外诊断试剂临床试验的质量直接关系到产品在实际使用过程中的安全性和有效性，因此体外诊断试剂临床试验方案设计显得格外重要。本文针对定性体外诊断试剂临床试验，从方案设计策略方面简要分析了一些需要遵循的基本原则和关注点。值得强调的是，无论是新研制体外诊断试剂，还是“已有同品种批准上市”产品的临床试验，均需要申办方和研究者密切配合，积极沟通，按照相关法律法规、标准以及技术审查指导原则等相关要求共同完成。