肾小球滤过率斜率变化作为肾脏替代终点在临床试验中的价值

安 玉 梁 菊 综述 刘志红 审校

慢性肾脏病(CKD)已成为严重的全球公共卫生问题。CKD起病隐匿,早期诊断和治疗有利于延缓疾病进展,改善患者预后,但目前仍缺乏有效的早期干预措施,因此亟需推进肾脏病的新药研发,并通过随机对照试验(RCT)验证其疗效[1-2]。长期以来,肾脏终点的选择制约着肾脏疾病临床试验的开展,尤其是对于早期的CKD人群。近年来,学术界提出肾小球滤过率(GFR)斜率可作为早期CKD人群临床试验的替代终点[3]。本文对临床试验中的肾脏终点作一概述,并探讨了GFR斜率变化作为肾脏替代终点在临床实践中的应用价值。

传统临床试验的肾脏终点指标

尿白蛋白和GFR尿白蛋白和GFR是CKD诊断和分期的标准,二者既是肾脏损伤的标志物,同时也是CKD患者发生心血管并发症和死亡的最强风险预测因子之一,因而以其变化作为临床试验的终点具有合理性[4]。白蛋白尿主要反映肾小球滤过膜通透性,在许多CKD的发病过程中,尿白蛋白增加通常比GFR下降更早发生。但由于白蛋白尿的产生受多种因素影响,不同病因的CKD进展速度与蛋白尿之间的关系并不相同,且尿白蛋白增加并不一定会发展至肾衰竭,因而白蛋白尿作为临床试验肾脏终点的价值存在争议[3]。

GFR是反映整体肾功能的指标,GFR的严重降低[<15 mL/(min·1.73 m2)或开始肾脏替代治疗]即为终末期肾病(ESKD)。理论上,所有的GFR下降的CKD患者,若其病情平稳、生存时间较长,最终都会进展为ESKD,但其通常需要经历较长的病程。以我国最常见的慢性肾小球肾炎IgA肾病为例,中国IgA肾病患者5年肾脏存活率为95%,10年肾脏存活率为83%[5]。因此以往美国食品与药物管理局(FDA)也接受肌酐倍增(近似于GFR下降约57%)作为肾脏替代终点。

即便如此,为了获得足够有效的终点事件,仍然需要扩大样本量、延长随访时间或筛选有快速进展风险或晚期的受试者群体,对于研究规模和成本提出了较高的要求。以肾素-血管紧张素抑制剂为例,1985年研究者先是通过对10例晚期糖尿病肾病患者进行为期8周的观察,证实卡托普利可降低尿蛋白水平[6]。随后在1993年,一项纳入409例受试者、中位随访时间3年的RCT表明,卡托普利可降低糖尿病肾病患者血清肌酐倍增的风险[7]。直到2001年,著名的厄贝沙坦干预晚期糖尿病肾病的研究(IDNT研究)(n=1 715,平均随访2.6年)[8]和氯沙坦肾脏保护研究(RENAAL研究)(n=1 513,平均随访3.4年)[9]证明了厄贝沙坦和氯沙坦可将糖尿病肾病患者发生主要研究终点(包括血清肌酐倍增、ESKD或死亡)的风险降低16～20%,由此奠定了肾素-血管紧张素抑制剂在肾脏病患者中的治疗地位。但上述研究所纳入的均为有CKD进展风险的高危人群,即基线合并显性蛋白尿和(或)血清肌酐升高的糖尿病肾病患者,而针对非糖尿病、非蛋白尿性的CKD人群的RCT长期处于停滞不前的状态。

GFR下降30%或40%作为肾脏替代终点为了优化CKD临床试验的设计,2012年美国肾脏基金会(NKF)和FDA共同赞助一项“基于GFR变化的替代终点”研究,主要研究结果于2014年发表在美国医学会杂志《JAMA》上[10],后又在美国肾脏病杂志《AJKD》上进行了专题介绍[11-14]。该研究通过对多国大样本队列进行荟萃分析发现,短时间内较小幅度的GFR下降(如2年内GFR较基线下降约30%或40%)与后续发生ESKD和死亡的风险呈现显著而稳定的相关性,但与ESKD或肌酐倍增相比,其发生率明显增高、更易抵达,因而可作为替代终点事件应用于CKD临床试验。

以GFR下降30%或40%为肾脏替代终点提高了肾脏病临床试验的可行性,降低了试验的成本投入[15]。以激素对于IgA肾病的治疗效果研究(TESTING研究)为例,这是一项评估糖皮质激素对存在疾病进展高风险[尿蛋白≥1 g/d且GFR在20～120 mL/(min·1.73 m2)]的IgA肾病患者预后影响的RCT[16]。研究设计最初以50%GFR下降、ESKD和死亡为主要终点,需要1 300例受试者才能检测到试验组较对照组发生主要终点的风险降低30%,但若以40%GFR下降、ESKD和死亡为主要终点,在检验效能不变的情况下,只需500例受试者就可检测到试验组较对照组发生主要终点的风险降低40%。因此研究者对研究终点和样本量进行了修正,研究结果发表在《JAMA》上[17]。

GFR下降30%或40%这一肾脏替代终点的确立是基于不同来源的多项大样本研究数据的结果,其不足之处在于它不适合用于基线GFR较高或干预措施对GFR下降可产生急性效应的情况,因而在针对CKD早期阶段和具有潜在血流动力学效应的药物RCT中不适用。

GFR斜率作为肾脏替代终点

为了弥补上述缺陷,2018年3月NKF和FDA、欧洲药品管理局(EMA)共同赞助一项“尿白蛋白和GFR变化作为早期CKD临床试验终点”的研究,分析了尿白蛋白变化与GFR斜率(即GFR下降的速率)与CKD临床终点之间的关系,探讨其作为临床试验替代终点在CKD早期阶段的价值,研究主要结论于2019年在线发表于《AJKD》[3],数据分析过程作为独立论著分别发表[18-22]。

观察性研究的荟萃分析来自观察性队列的荟萃分析结果表明,GFR斜率和尿白蛋白/肌酐比(UACR)的变化均与后续发生ESKD(定义为开始肾脏替代治疗)的风险密切相关,但GFR斜率的变化与ESKD的相关性更明显[18,20]。一项纳入28项队列、包括近70万受试者的荟萃分析表明,2年内UACR较基线下降30%者,发生ESKD的风险下降17%,且这一相关性在基线UACR较高者更明显,在基线UACR≥300 mg/g的人群,2年内UACR下降30%可使10年内发生ESKD的绝对风险下降1%以上[18]。另一项纳入超过300万例受试者、平均随访4.2年的荟萃分析结果表明,2年内GFR每年下降0.75 mL/(min·1.73 m2)或更低者,发生ESKD的风险下降约30%,这一结论对无论对基线GFR≥60 ml/(min·1.73 m2)或是GFR<60 mL/(min·1.73 m2)者同样适用,且随着观察时间的延长,GFR斜率的下降与发生ESKD和死亡的相关性更为显著[20]。

临床试验的荟萃分析来自临床试验的荟萃分析得出与观察性研究一致的结论,即GFR斜率和UACR变化均与发生临床终点[定义为肌酐倍增、GFR<15 mL/(min·1.73 m2)或开始肾脏替代治疗]的风险显著相关[19,21]。一项纳入41项RCT、包括29 979例受试者的荟萃分析表明,与对照组相比,治疗组平均UACR每降低30%,发生临床终点的风险可降低27%,这一相关性在基线UACR>30 mg/g的患者更为显著[19]。然而,该相关性的可信区间很宽(2%～96%),表明这种相关性的强度存在很大的不确定性。相比之下,另一项纳入47项RCT、包括60 620例受试者的荟萃分析表明,eGFR斜率与临床终点呈现更稳定的相关性。治疗3年的总GFR斜率变化与慢性斜率变化(即从治疗3月到试验结束)均与临床终点密切相关(95%贝叶斯可信区间分别为78%～100%和63%～100%)[21]。

临床试验设计的模拟研究者基于47项RCT的数据模拟GFR变化轨迹,评估了选择不同终点事件情况下获得足够的统计学效能所需的样本量。结果显示在治疗措施对GFR没有急性效应的情况下,GFR斜率变化较现有的临床终点(GFR分别下降30%、40%、57%或ESKD)具有类似或更好的统计效能,通常可使研究随访时间缩短至少一半,同时减少样本量。当患者GFR水平越高时,GFR斜率变化作为肾脏终点的优势越明显。然而,随机化几个月内治疗措施对GFR的急性效应可能对结论产生错误影响[22]。

基于以上结果,研究者总结UACR和GFR斜率变化都可在某些条件下作为CKD进展临床试验的替代终点,但GFR斜率较蛋白尿与临床终点之间的关联更强。早期UACR变化可作为受试者合并中大量蛋白尿的Ⅲ期RCT的替代终点,适用于以蛋白尿升高为特征的疾病,也适用于评估以减少蛋白尿为主要作用机制的干预措施,但需要对蛋白尿有较明显的治疗效果才能可靠地预测对临床终点的治疗效果,并需通过更大样本量或更长的随访来评估GFR的变化或安全性。相比之下,GFR斜率可作为Ⅲ期RCT的有效替代终点,较长时间(通常需要2～3年)随访观察到的斜率差异更能预测临床终点获益。对于基线GFR较高、随访时间较短、干预措施的治疗效果较均衡的RCT而言,GFR斜率较事件时间分析(如GFR下降一定比例在某段时间内的发生次数)优势更明显。干预措施对GFR的急性效应有可能对研究结果造成影响,因此应评估急性GFR斜率(如入组基线至治疗3月)、慢性GFR斜率(如治疗3月至研究终点)和总GFR斜率(基线到研究终点),以及治疗前后GFR急性效应的可逆性[3]。

GFR斜率作为肾脏替代终点的后续研究上述研究发表后GFR斜率变化评估在CKD患者中的作用日益受到重视,但由于该荟萃分析纳入的临床试验较为有限,多为观察性队列研究,不能排除不同的研究人群、检测方法及结果定义的差异。此外,该研究仅评估了GFR斜率变化与CKD进展和全因死亡率的关系,其中全因死亡率仅在观察性队列中作为次要终点分析,未评估其与心血管事件等其他重要结局的关系。因此后续研究关注的重点包括不同CKD病种及CKD分期患者的GFR斜率变化、GFR斜率变化的影响因素以及GFR斜率变化对其他临床终点的影响等[23-28]。

最近发表在《AJKD》上的一项研究评估了GFR斜率变化与主要心血管不良事件之间的关系[28]。通过对来自慢性肾功能不全队列的2 438例受试者[基线平均GFR 47±17 mL/(min·1.73 m2)]每年评估数据的分析发现,调整基线协变量后,GFR斜率每降低一个标准差[8 mL/(min·1.73 m2)/年)],发生心力衰竭的风险增加到1.28倍,发生主要心血管不良事件(包括心力衰竭、动脉粥样硬化性心血管事件及死亡)的风险增加到1.11倍,提示GFR斜率变化与发生主要心血管不良事件的风险独立相关。

如何避免药物急性效应对研究结果造成的干扰也是目前关注的一个热点[29-30]。近期发表在《JASN》上的一项荟萃分析评估了RCT中不同干预措施对GFR的急性效应[29]。研究共纳入53项RCT、包括56 413例受试者,主要评估了随机6月内的GFR变化。研究结果显示，所有受试者在随机3月时对GFR斜率的平均急性效应为-0.21 mL/(min·1.73 m2) [95%置信区间-2.50～+2.08 mL/(min·1.73 m2)],但不同干预措施之间差异较大,其中肾素-血管紧张素系统抑制剂、钠-葡萄糖转运蛋白2抑制剂和血压降低的急性效应表现为GFR降低,而免疫抑制剂的急性效应表现为GFR升高,其中基线GFR较高者的负向急性效应表现得更明显。由于这种急性效应可能发生在不同的时间段,并且可能不是线性的,因此在CKD研究设计时应考虑急性效应的性质、程度及其与对长期治疗效果的影响。

小结:选择恰当的肾脏替代终点对于优化肾脏病临床试验设计意义重大。一定时间内GFR下降30%或40%与ESKD及死亡的发生率密切相关,可作为肾脏替代终点,但这一指标在基线GFR较高的人群应用价值有限。GFR斜率变化与ESKD及心血管事件等发生率密切相关,且这种相关性较UACR更显著且稳定,可作为早期CKD人群临床研究的有效替代终点,但需注意干预措施对GFR的急性效应的影响。