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描述性临床研究的设计和实施要点

2024-02-27王瑞平李斌肇晖

上海医药 2024年1期

王瑞平 李斌 肇晖

摘 要 開展临床研究离不开流行病学的方法学支撑。流行病学以医学为主的多学科知识为依据,利用观察和询问的方式调查社会人群的疾病和健康状况,描述疾病频率和分布,通过归纳、综合和分析提出病因假说,进而应用分析性研究对建立的病因假说进行验证,最后再通过试验研究来进一步证实。描述性临床研究也称为描述性流行病学研究,是指利用专门的调查资料或已有的资料,按照不同地区、时间或人群特征分组,把疾病或健康状况的分布情况真实地描绘、叙述处理。描述性临床研究是揭示疾病因果关系的最基础步骤,通过分析比较导致疾病或健康状况分布差异的可能原因,提出进一步研究的方向或防控策略设想,为后续开展分析性研究或试验研究奠定基础。本文从描述性临床研究的分类入手,介绍病例报告、病例系列研究、现况研究、纵向研究、生态学研究和筛检的概念,重点阐述现况研究的设计和实施要点,以期为研究人员开展描述性临床研究提供参考。

关键词 描述性研究 研究设计 现况研究 纵向研究 样本量计算

中图分类号:R969.4 文献标志码:C 文章编号:1006-1533(2024)01-0029-04

引用本文 王瑞平, 李斌, 肇晖. 描述性临床研究的设计和实施要点[J]. 上海医药, 2024, 45(1): 29-32; 38.

基金项目:上海市卫生健康委员会卫生行业临床研究专项(202240371);上海申康医院发展中心第二轮促进市级医院临床技能与临床创新三年行动计划——研究型医师创新转化能力培训项目(SHDC2022CRS053);上海市皮肤病医院引进人才科研基金项目(2021KYQD01);上海人才发展基金资助项目(2021SHRCFZ01);上海市医院协会医院管理研究基金项目(X2022117);海得宝凯普斯泰贻贝神经酰胺倍润呵护身体乳改善轻度特应性皮炎功效和安全性多中心随机、双盲、平行对照临床研究(LCIIT-2023-14)

Key points in the design and conduct of descriptive clinical studies

WANG Ruiping1, LI Bin1, ZHAO Hui2

(1. Clinical Research & Innovation Center, Shanghai Skin Disease Hospital, Shanghai 200443, China; 2. Shanghai Pharmaceutical Profession Association, Shanghai 200003, China)

ABSTRACT Clinical studies can only be conducted with the methodological support of epidemiology. Epidemiology is based on multidisciplinary medical knowledge, using observation and questioning to investigate the disease and health status of social populations, describing the frequency and distribution of diseases, proposing etiological hypotheses through generalization, synthesis and analysis, and then applying analytical studies to verify the established etiological hypotheses, and finally confirming them further through experimental studies. Descriptive study, also known as descriptive epidemiological research, refers to a realistic portrayal and narrative treatment of the distribution of a disease or health condition using specialized survey data or existing information grouped according to different regions and time or population characteristics. Descriptive study is the most basic step in revealing the causal relationship of diseases. By analyzing and comparing the possible causes leading to the differences in the distribution of diseases or health conditions, it can propose the direction of further research or the conception of preventive and control strategies, and lay the foundation for the subsequent development of analytical research or experimental research. This article begins with the categorization of descriptive clinical studies, introduces the concepts of case reports, case series studies, current studies, longitudinal studies, ecological studies, and screening tests, and focuses on the key points of the design and implementation of prevalence studies,so as to provide researchers with reference for conducting descriptive clinical studies.

KEY WORDS descriptive study; research design; current research; longitudinal research; sample size calculation

描述性临床研究(descriptive clinical study)也称为描述流行病学(descriptive epidemiology)研究,是指利用专门的调查资料或已有的资料,按照不同地区、时间或人群特征分组,把疾病或健康状况的分布情况真实地描绘、叙述处理[1]。描述性临床研究是揭示疾病因果关系的最基础步骤,通过分析比较导致疾病或健康状况分布差异的可能原因,提出进一步研究的方向或防控策略设想,为后续开展分析性研究或试验研究奠定基础。本文从描述性临床研究分类和样本量计算切入,重点阐述现况研究的设计和实施要点,以期为研究人员开展描述性临床研究提供参考。

1 描述性临床研究分类和概念

描述性临床研究包括病例报告、病例系列研究、现况研究、纵向研究、生态学研究和筛检等[2]。

病例报告(case report):是指对单个病例或10例以下病例的详尽临床报告,包括病例的发病、诊断、治疗、实验室检查、治疗结局等内容。如2022年5月发表在《British Medical Journal》上的“1例红斑脓疱女性病例”[3](第一作者单位为上海市皮肤病医院)即为病例报告,该研究报道了1例老年女性,因长期服用免疫抑制剂药出现广泛红斑、脓疱伴瘙痒为主要临床表现的皮肤真菌感染,经抗真菌治疗后患者症状得以显著改善。

病例系列研究(case series study):与病例报告相似,但报告的病例较多,往往在10个病例以上,有时候是对多年积累的病例的总结,对疾病的诊断和治疗有重要的参考意义。如2020年发表在《JAAD Case Reports》上的“有色皮肤自身免疫性大疱病:病例系列”[4],报道了有色人种发生自身免疫性大疱病的皮肤表现及色素沉着的情况。须注意的是,尽管病例系列研究的样本量相对较多,但由于未设置对照组,所得到的结论仍有局限性,只能提供病因线索,对临床治疗提供一定的参考意义。

现况研究(cross-sectional study)又称为横断面研究,是描述性研究最常用的类型,一般通过描述某个特定时间点或时期和特定范围人群中的疾病或健康分布情况,以及暴露因素在人群中的分布特点,来初步探讨暴露与疾病或健康的关系。由于现况研究仅能计算疾病的患病率,因此也称为患病率研究。2022年发表在《Frontiers in Medicine》上的“中国银屑病患者吸烟率及其与银屑病严重程度关系:横断面调查”[5](第一作者单位为上海市皮肤病医院)就是一项横断面研究。

纵向研究(longitudinal study):是指在不同的时间点对同一人群的疾病、健康状况和某些因素进行调查,以了解这些因素随时间的变化情况。例如,对事先建立的银屑病患者队列人群每间隔1年开展1次随访,观察银屑病患者的疾病复发特征,代谢综合征发病情况等,就属于纵向研究。纵向研究在时间上是前瞻性的,在性质上属于描述性研究,可以是若干次横断面结果的串联分析。通常可以用于病因分析,研究疾病的发生、发展和转归研究。

生态学研究(ecological study):是指以人群为观察单位,测量人群的暴露和疾病信息。如果同一时间不同观察单位间的暴露和疾病之间存在相关(生态学比较研究),或同一观察单位不同时间的暴露与疾病存在相关(生态学趋势研究),就可以认为暴露和疾病之间可能存在因果关系。

筛检(screening):是指通过快速的检验、检查或其他措施,将可能有病但表面健康的人,与那些可能无病的人区别开来的过程。筛检试验本身不是诊断试验,仅是一种初步检查,通过简便、快速、经济、安全和有效的检测方法,将潜在患病者从健康人群区分开来。对于筛检阳性者,需要进一步确诊,以便对确诊患者采取必要的措施。

2 描述性临床研究的样本量计算

临床医生在应用描述流行病学开展调查研究时,往往会面临研究需要纳入多少研究对象这类问题的困扰。对于描述流行病学研究,病例报告和病例系列研究一般不需要样本量估算,研究者根据自身积累的病例资料开展研究即可;生态学研究关注的是群体信息,一般要求的样本量较大,通常为万人级。对于研究者最熟悉的现况研究,研究者需要根据研究目标变量的类别来选择公式来计算样本量,此处以现况研究为例,介绍样本量的计算。

其中tα為显著性检验统计量,α=0.05时,tα=1.96;P为疾病或健康事件现患率(发生率),δ为允许误差,一般为P的分数,经常取值为5%~20%。

例如,拟开展一项上海地区儿童湿疹患病率的流行病学调查。根据既往研究报道,上海某社区体检儿童湿疹患病率约为15%。假设本次调查,上海地区儿童湿疹患病率P=15%,检验水准α=0.05,允许误差δ=10%×P,代入上述公式计算得n=2 177人,即本次调查至少需要纳入2 177名儿童进行湿疹患病率的调查。

如图1所示,当设定显著性检验水准α=0.05,允许误差=10%×P或15%×P时,随着疾病或健康事件现患率(发生率)变大,现况研究所需的样本量越小;同时,随着允许误差δ变大,其所需的样本量也相应减小。在开展现况研究时,研究者可以根据上述变化规律,通过调整指标来选择合适的样本量。

其中,δ为允许误差,s为标准差。

例如,拟开展一项银屑病患者应用甲氨蝶呤治疗痊愈出院后再次复发时间的现况调查。根据既往报道,银屑病患者治愈后再次复发的时间周期一般为6个月至10年,假设本研究中银屑病患者治愈后再次复发时间周期的标准差s=10个月,设允许误差δ=20%,代入上述公式计算得n=1 600人,即本次调查至少需要招募1 600名接受了甲氨蝶呤治疗痊愈出院后的银屑病患者。从样本量计算公式看,以定量变量为分析指标的现况研究中,样本含量大小与标准差s成正比,与允许误差成反比。因此,在实际应用时,标准差s宜取大一点,这样样本量估算值比较稳健。

3 描述性临床研究设计与实施要点——以现况研究为例

开展现况研究时,由于调查人群规模一般比较大,实施过程会涉及很多的人力、物力和财力。因此,一份良好的现况研究方案是保证项目顺利实施的关键,也是促进项目稳步推进,获得成功的重要保证。

1)明确研究目的和研究类型 开展现况研究前,须明确研究的目的和类型,这是研究方案设计的重要步骤。研究人员应根据提出的科学问题,明确开展本次调查所要达到的目标,例如,是为了了解社区人群湿疹患病率还是开展住院银屑病患者的医疗花费,然后针对性地选择抽样调查还是普查的研究类型。

2)确定研究对象 根据先前设定的研究目标和研究类型确定具体的研究对象。如开展普查,在设计研究方案时可以将研究对象规定为某个区域的全部居民或者其中的一部分。利于开展银屑病住院患者的医疗花费调查,可以选择辖区内所有医院的全部银屑病住院患者,也可以选择辖区内几家医院的银屑病住院患者。如果开展抽样调查,应先明确研究对象的目标总体是什么,然后再确定具体的抽样方案和样本量大小等。抽样调查的一个基本原则是尽可能保证目标总体中的每一个对象都有相同的概率被抽到,体现抽样调查的人群代表性。

3)选择合适的抽样方法 根据样本量计算公式估算出现况调查所需要的样本量后,研究者可以通过一定的抽样方法在目标总体中选出研究样本。常用的抽样方法包括非随机抽样和随机抽样。随机抽样法(random sampling)也称为概率抽样法,是保证总体中每一个对象都有同等机会被抽中作为研究对象,抽样过程要遵循随机化原则,保证样本的代表性。常用的随机抽样方法包括:简单随机抽样(simple random sampling)、系统抽样(systemic sampling)、分層抽样(stratified sampling)、整群抽样(cluster sampling)和多阶段抽样(multistage sampling)。若样本含量足够大,调查数据可靠,分析正确,一般可以将样本结论推断到目标总体人群。非随机抽样(nonrandom sampling)也称为非概率抽样法,是指研究对象从总体中被选出来进入研究样本的概率不等。常用的非随机抽样方法主要包括:立意抽样(purposive sampling)、偶遇抽样法(accidental sampling)、滚雪球抽样(snowball sampling)等。在开展流行病学调查研究时,应优先选择随机抽样方法,对于目标总体无法确定或目标人群为隐蔽人群时(如吸毒人群、性服务者等),往往采用非随机抽样的方法进行调查对象选择。

4)确定资料采集方法 在明确研究目的和调查对象后,接下来一步重要的工作就是确定现况调查中具体的资料采集方法。现况研究中,数据收集的方案一旦确定下来,就不应该轻易变更,在整个科研过程中必须保持先后一致,避免资料采集方式的变化导致信息偏倚。现况研究数据采集的主要方式包括三大类:第一类为通过测量或检查的方法获取,如测量血压、血糖;检查患者人乳头瘤病毒病毒IgG和IgM表达情况等;第二类为采用调查问卷形式,由调查员采集患者的相关信息,这种方法应用最为普遍,如患者的吸烟、饮酒等情况可以通过调查问卷获取;第三类为通过健康信息系统摘录相关信息,如传染病监测数据、慢性病管理数据、医院信息系统数据等,这类数据采集方案在信息化发达地区的应用越来越广泛。须强调的是,在资料采集过程中,暴露的定义和疾病的诊断标准一定要事先设定好,做到明确和统一。同时,在现况调查正式实施前,应认真挑选调查员,确保调查员有科研严谨的态度和高度的责任心,并对参与调查的研究人员进行统一培训,通过开展预调查(pilot study)检验调查问卷的质量和对调查员培训效果进行评估。

5)常见偏倚和质量控制 开展现况调查时,在研究对象选择、数据资料采集和数据整理分析过程中都可能带来偏倚,这些偏倚包括选择性偏倚、信息偏倚和混杂偏倚。为了减少和控制上述的各种偏倚,需要在研究过程中做好质量控制工作。重点做好以下几个方面:①严格落实随机抽样方案,确保随机化原则的完全实施;②做好宣传沟通工作,提高研究对象的依从性和应答率;③正确选择测量工具和检测方法,并进行统一校对;④做好组织工作,进行统一培训;⑤做好研究过程中资料的复查和复核,提高数据质量;⑥选择正确的统计分析方法,注意辨析混杂因素及其影响。

6)资料的统计分析 现况研究所获得的资料,首先在分析前应仔细检查原始数据的完整性、准确性、填补缺漏项、剔除重复数据记录、纠正错误数据等。然后,根据研究目的,从疾病在目标人群中的“三间分布”情况入手进行描述分析,也可以按照是否暴露于研究因素进行分组,进而开展有对照组的比较分析。主要分析内容包括统计学描述和统计学推断2个部分。

4 描述性研究的用途

描述性研究的主要用途包括:①描述疾病或健康状态在人群中的分布情况和特征,进行社区诊断,确定高危人群;②描述分析暴露因素与疾病或健康状况之间的联系,为进一步研究疾病病因、危险因素探索提供线索和依据;③为评估疾病控制或健康促进策略和措施的干预效果提供信息[6]。

参考文献

[1] 方积乾. 卫生统计学[M]. 6版. 北京: 人民卫生出版社, 2008.

[2] 詹思延. 临床流行病学[M]. 2版. 北京: 人民卫生出版社, 2011.

[3] Chen RF, Liu XK, Yu YY, et al. A woman with erythema and pustules[J]. BMJ, 2022, 377: e070355.

[4] Tamazian S, Simpson CL. Autoimmune bullous disease in skin of color: a case series[J]. JAAD Case Rep, 2020, 6(11): 1173-1178.

[5] Wei L, Chen ST, Zhang Z, et al. Prevalence of tobacco smoking and its association with disease severity among patients with psoriasis in China: a cross-sectional study[J]. Front Med (Lausanne), 2022, 9: 883458.

[6] 王瑞平, 李斌. 临床研究理论规范和实践[M]. 上海: 上海科技出版社, 2023.