過去二十年以來,統(tǒng)治整個(gè)臨床研究領(lǐng)域的方法學(xué)范式是循證醫(yī)學(xué),對(duì)于臨床醫(yī)生而言,循證醫(yī)學(xué)代表著三樣?xùn)|西:大樣本前瞻性臨床試驗(yàn),尤其是大樣本隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)(RCT);Meta-分析;循證指南。循證指南基于RCT和Meta-分析,尤其是后者,在權(quán)威的循證醫(yī)學(xué)國(guó)際組織Cochrane協(xié)作網(wǎng)的定義中,是所謂的“最高級(jí)別”的臨床證據(jù),被認(rèn)為是制定指南以及指導(dǎo)臨床醫(yī)生進(jìn)行診療決策最重要的科學(xué)依據(jù)。
Meta-分析的緣起
Meta-分析,簡(jiǎn)單來說,就是將來自于已經(jīng)發(fā)表的臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù),通過一定的規(guī)范化處理后,合并到一起,然后看看這合并后的結(jié)果,與原來的單個(gè)研究有什么不同或者相同之處。
既然可以做臨床試驗(yàn),為什么還需要Meta-分析?作為從循證醫(yī)學(xué)進(jìn)入中國(guó)之初就開始進(jìn)行Meta-分析研究的醫(yī)生和科學(xué)家,我們認(rèn)為以下幾個(gè)理由是主要的:
●大多數(shù)臨床試驗(yàn)的樣本量不夠大。樣本量小了,其對(duì)假說的驗(yàn)證能力就低了,但是大樣本臨床試驗(yàn)成本很高。把來自于很多個(gè)研究者的臨床試驗(yàn)通過Meta-分析合并在一起,可以在不增加成本的情況,很快地增加樣本量,從而減少達(dá)到有效樣本量所需結(jié)論的成本。
●即使近年來單個(gè)試驗(yàn)樣本量越來越大,但是越大樣本的大型研究,其受到研究者和資助者主客觀因素的影響也很多,設(shè)計(jì)可能未必很合理,得到的結(jié)論往往是良莠不齊。嚴(yán)格遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的Meta-分析,會(huì)全面地梳理這些因素,從而為一些爭(zhēng)論不休的問題理清思路,這一意義上,Meta-分析具有某種臨床試驗(yàn)裁判官的位置。
●既然很多臨床試驗(yàn)研究的對(duì)象具有某種相似性,為什么不把這些看起來相似的試驗(yàn)的數(shù)據(jù)合并在一起呢?
對(duì)于上世紀(jì)后半葉的臨床研究者來說,這些理由是強(qiáng)有力的。因此,Meta-分析發(fā)展并大大興旺起來。Meta-分析興起之初,對(duì)于若干重要臨床爭(zhēng)論的解決提供了很好的路徑,成為劃時(shí)代的臨床科學(xué)研究工具。
Meta-分析在方法學(xué)上的先天不足
但是,Meta-分析是具有先天缺陷的。這就是所謂的“異質(zhì)性”(heterogeneity)。那么,什么是異質(zhì)性呢?這個(gè)詞對(duì)于統(tǒng)計(jì)專業(yè)之外的讀者有點(diǎn)拗口,不過把它的反義詞拿出來,就有助于理解了,那就是“一致性”(homogeneity),可以直觀地理解為臨床試驗(yàn)之間所具有的相似性。客觀現(xiàn)實(shí)是:即使臨床試驗(yàn)是針對(duì)同一類疾病、同種治療手段而開展的,由于人和人之間具有的差異性,由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及試驗(yàn)環(huán)境的差異性,我們不可能找到絕對(duì)相同的兩個(gè)研究。但研究間可以存在大小不等的相似性。當(dāng)在不同時(shí)間、地點(diǎn)或由不同研究者所進(jìn)行的試驗(yàn)具有相當(dāng)?shù)南嗨菩詴r(shí),合并它們就是合理的。為達(dá)此目的,就必須確定一種分類界限:即從大量研究中找出一些具相似研究,并確認(rèn)它們本質(zhì)上的相似性,將它們和別的、本質(zhì)上完全不同(差異過大)的研究區(qū)分開來。異質(zhì)性指的就是這種存在于研究之間的、根本上的差異性。本質(zhì)上不同的研究不應(yīng)當(dāng)合并,不解決異質(zhì)性問題而進(jìn)行的任何Meta-分析,是不科學(xué)的。
經(jīng)典異質(zhì)性檢驗(yàn):理論與統(tǒng)計(jì)學(xué)上的缺陷
Meta-分析的先驅(qū)者們深知異質(zhì)性問題的關(guān)鍵性,從很早的時(shí)候起,他們就努力尋找測(cè)度異質(zhì)性的方法。最終發(fā)展定量化評(píng)估方法,此即目前流行的以Q和I?為代表的所謂“異質(zhì)性檢驗(yàn)”.然而,我們剛剛發(fā)表的一個(gè)研究從數(shù)學(xué)上證明:這些經(jīng)典的,已經(jīng)襲用十余年的“異質(zhì)性檢驗(yàn)”方法學(xué)是有缺陷的。換句話說,過去十幾年來的循證醫(yī)學(xué),其貌似強(qiáng)大的地基,實(shí)是建立于沙灘之上的。
Meta-分析的不可靠性:數(shù)學(xué)證明
科克倫教授(Cochran)及其同事們?cè)趧?chuàng)立Meta-分析時(shí)就發(fā)現(xiàn),不同的臨床試驗(yàn)在數(shù)據(jù)采集、樣本的具體情況方面所具有的差異屬性實(shí)在是太多了,要證明能夠?qū)碜圆煌芯康臄?shù)據(jù)合并在一起分析在數(shù)學(xué)上是可接受的(legitimate),并不是那么容易。定義異質(zhì)性并加以定量評(píng)價(jià),一直是循證醫(yī)學(xué)發(fā)展過程中在其方法學(xué)領(lǐng)域最為重要的問題之一。
Q統(tǒng)計(jì)量是用來評(píng)價(jià)Meta-分析研究間的差異總和的一種統(tǒng)計(jì)量。Q值越大,說明所納入的研究之間存在越大的異質(zhì)性;反之,Q值越小,則說明所納入的研究之間的差異性越小。但Q的計(jì)算方法中隱含了對(duì)研究數(shù)目的依賴。當(dāng)納入研究的數(shù)量逐漸增大時(shí),Q值將發(fā)生“過度膨脹”,從而造成假陽(yáng)性檢驗(yàn)結(jié)果(即不論研究是否真的來自于相似的抽樣總體,只要研究數(shù)增加,Q值都會(huì)將最終結(jié)果判定為“來自于不同總體”)。為解決Q對(duì)研究數(shù)量不當(dāng)依賴問題,英國(guó)循證醫(yī)學(xué)專家希金斯(Higgins J)提出通過Q的計(jì)算公式中減去樣本數(shù)的修正思路,他們將這一修正方法稱之為“I?檢驗(yàn)”,并認(rèn)為I?因而比Q更為合理。希金斯將這一方法寫成研究論文,發(fā)表于2003年的《不列顛醫(yī)學(xué)雜志》(British Medical Journal,BMJ)。此后,I?迅速被業(yè)界接受為異質(zhì)性度量的標(biāo)準(zhǔn),被寫入了包括Cochrane系統(tǒng)評(píng)價(jià)手冊(cè)在內(nèi)的幾乎所有循證醫(yī)學(xué)教科書,是如今幾乎每一篇Meta-分析都會(huì)用到的方法。
但是,由四川省人民醫(yī)院聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家知名研究單位的多學(xué)科專家共同完成的這項(xiàng)研究,從數(shù)學(xué)上證明了上述經(jīng)典方法是不可靠的。我們通過數(shù)值**證明:當(dāng)樣本數(shù)逐漸增大的時(shí)候,I?值將隨著之而增加,其上升趨勢(shì)單調(diào)不降(見下圖)。這意味著只要研究樣本量足夠大,哪怕是根本不可能存在異質(zhì)性的、來自同一總體的抽樣,仍然會(huì)被I2檢驗(yàn)判定為存在有異質(zhì)性。這一研究也證明Q同樣依賴于樣本量的大小。
(I?值隨樣本量增加而線性增加)
異質(zhì)性檢驗(yàn)本質(zhì)上是為保障Meta-分析的可靠性,使其能夠?qū)碜远鄠€(gè)臨床試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并,擴(kuò)大樣本量從而實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)假設(shè)所必須的效應(yīng)量。然而,我們證明,隨著研究數(shù)量的增加,合并了臨床試驗(yàn)并使得樣本量增加的Meta-分析,其異質(zhì)性檢驗(yàn)的結(jié)果完全不可靠。具有諷刺意味的是,現(xiàn)代臨床試驗(yàn)在面對(duì)各種矛盾和似是而非的結(jié)論的時(shí)候往往乞靈于“更大樣本的試驗(yàn)”.這兩方面不可調(diào)和的矛盾說明了Meta-分析在邏輯上不能自洽,方法學(xué)基礎(chǔ)存在重大缺陷。
反思建立在Meta-分析基礎(chǔ)之上的循證醫(yī)學(xué)
循證醫(yī)學(xué)的創(chuàng)始人之一薩基特教授(David Sacket)在其名著《循證醫(yī)學(xué)的教學(xué)與實(shí)踐》(Evidence-Based Medicine:How to Practice and Teach EBM)中曾經(jīng)指出,慎重、準(zhǔn)確和明智地應(yīng)用當(dāng)前所能獲得的最好的研究依據(jù),同時(shí)結(jié)合醫(yī)生的個(gè)人專業(yè)技能和多年臨床經(jīng)驗(yàn),考慮病人的價(jià)值和愿望,將三者完美地結(jié)合制定出病人的治療措施方可稱為循證醫(yī)學(xué)。然而,在循證醫(yī)學(xué)向的發(fā)展進(jìn)程中,由于制定證據(jù)分級(jí)體系時(shí),過分強(qiáng)調(diào)Meta-分析和大樣本RCT的作用,使得在實(shí)踐中,臨床研究者和廣大的醫(yī)務(wù)人員逐漸把最佳證據(jù)理解為:大樣本RCT以及基于這類研究的Meta分析。隨著時(shí)間的推移,越來越多的RCT和Meta-分析已經(jīng)顯示出各種自相矛盾性,使得臨床醫(yī)師無所適從。
如今我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,任何RCT都將面對(duì)如下的、無法回避的挑戰(zhàn):對(duì)最終考察目標(biāo)的可造成實(shí)質(zhì)性影響的因素遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于人們最初的預(yù)想。隨機(jī)化試圖控制的是存在于患者個(gè)體間的差異。本質(zhì)上,個(gè)體差異反應(yīng)的是從基因組到宏觀表型的差異。隨著對(duì)基因組認(rèn)識(shí)的深化,我們認(rèn)識(shí)到,影響特定臨床表型(如血壓、血糖水平、腫瘤類型)的基因數(shù)量十分眾多。例如,與創(chuàng)傷后創(chuàng)面愈合功能密切相關(guān)的基因就有651個(gè)。這還僅僅是從基因組的角度來考慮。進(jìn)一步考慮在轉(zhuǎn)錄、表達(dá)水平的影響因素,那么可影響臨床結(jié)局的分子因素將以數(shù)量級(jí)增加。
假設(shè)這些影響因素在人群中的分布都是隨機(jī)的,即正態(tài)分布,存在于個(gè)體間的、數(shù)以萬千計(jì)的影響因素在數(shù)學(xué)上其實(shí)已經(jīng)構(gòu)成了有著數(shù)以萬記維度的超高維空間?,F(xiàn)實(shí)中的RCT,能納入成千個(gè)樣本的,已經(jīng)是相當(dāng)難得的大型研究了。面對(duì)上述本質(zhì)上分布于超高維空間中的個(gè)體差異,即使有數(shù)以千計(jì)的研究對(duì)象,也幾乎完全不可能是做到真正隨機(jī)。此種情形下,對(duì)一個(gè)RCT中發(fā)現(xiàn)的存在于組間的臨床結(jié)局的“顯著性”差異,其真實(shí)原因有很大可能是由完全不可控的偏倚所造成的。
所以,應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,RCT這一誕生于半個(gè)世紀(jì)之前的**,其方法學(xué)基礎(chǔ)是虛幻的:隨機(jī)化可平衡個(gè)體變異,能夠保證的僅僅是每個(gè)參加實(shí)驗(yàn)的對(duì)象均有“同等機(jī)會(huì)”被分配到試驗(yàn)組和對(duì)照組當(dāng)中,但不能保證每個(gè)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)局的因素都有“均等機(jī)會(huì)”被分配到兩組當(dāng)中。
引入新方法,建立新一代循證醫(yī)學(xué)的**
歸根結(jié)底,RCT、隊(duì)列研究以及病例-對(duì)照研究,其哲學(xué)本體其實(shí)并沒有太大差別:此即觀察和收集數(shù)據(jù)。神秘化、毫無節(jié)制地崇拜大樣本、前瞻性臨床試驗(yàn)以及基于這些試驗(yàn)的Meta-分析,實(shí)在是一種迷信。面對(duì)復(fù)雜的疾病生物現(xiàn)象,應(yīng)該承認(rèn):第一代循證醫(yī)學(xué)及其背后的、基于18-19世紀(jì)古典統(tǒng)計(jì)學(xué)思想的**,到了應(yīng)該被揚(yáng)棄的時(shí)候。
實(shí)事求是的觀點(diǎn)應(yīng)該是:臨床數(shù)據(jù),不論是來前瞻性試驗(yàn)的,還是來自于臨床日常工作中的,在經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)一化和清理之后,是具有同等應(yīng)用地位的。理想的新一代循證醫(yī)學(xué)方法,應(yīng)當(dāng)建立在廣泛性的原始數(shù)據(jù)開源基礎(chǔ)上。
我們也深知,大范圍的數(shù)據(jù)開源,還需等待一個(gè)較長(zhǎng)的過程。在逐步轉(zhuǎn)變的過程中,對(duì)于經(jīng)過研究者整理的數(shù)據(jù),依然有很大的進(jìn)行“二次研究”的需求和必要性。在這過渡時(shí)期,各學(xué)科應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)告規(guī)范性的要求,引入并開發(fā)一些適合于這些數(shù)據(jù)的模型。我們最近進(jìn)行的一項(xiàng)對(duì)危重病患者最佳能量攝入?yún)^(qū)間的研究中,就已經(jīng)發(fā)現(xiàn),與經(jīng)典的、基于“專家經(jīng)驗(yàn)”的Meta-分析比較,基于無偏倚聚類的機(jī)器學(xué)習(xí)是更為合理的對(duì)研究間相似性和異質(zhì)性進(jìn)行判斷的方法。新一代醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)思路,應(yīng)該基于謹(jǐn)慎細(xì)致的評(píng)估數(shù)據(jù)類型,選擇最適合于數(shù)據(jù)的模型。此即:“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),模型適應(yīng)之”,而非“模型驅(qū)動(dòng),數(shù)據(jù)適應(yīng)之”.
針對(duì)有關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)報(bào)告的規(guī)范性和研究重現(xiàn)性問題,我國(guó)知名統(tǒng)計(jì)學(xué)家謝益輝教授發(fā)布了基于R語(yǔ)言的一個(gè)工具包(package)。并倡導(dǎo)利用該工具包來撰寫動(dòng)態(tài)的統(tǒng)計(jì)報(bào)告。這一**,可以很好的增加研究結(jié)果的可信性,從而避免些統(tǒng)計(jì)方法的使用錯(cuò)誤,有利于后來的研究者對(duì)已發(fā)表研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入利用和挖掘。
因之,必須將臨床數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)研究的數(shù)據(jù)相互結(jié)合,使機(jī)制性解釋和臨床宏觀表型之間形成結(jié)合,使臨床研究擺脫久已受人詬病的“黑箱模式”:其起點(diǎn),是細(xì)致的描述從分子機(jī)制到臨床過程的各種尺度上的復(fù)雜性。不再寄希望于僅僅使用“病死率”、“并發(fā)癥率”、“住院時(shí)間”、“靈敏度”、“特異度”等很少一些指標(biāo)來衡量臨床干預(yù)或診斷措施的成敗。一旦機(jī)理性和機(jī)制性過程能夠與臨床表型相結(jié)合,我們就能發(fā)展出真正精準(zhǔn)、個(gè)體化的臨床評(píng)估體系。
需要強(qiáng)調(diào)指出,循證醫(yī)學(xué)先驅(qū)們所開創(chuàng)的臨床研究哲學(xué):以證據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合患者需求以及考慮衛(wèi)生巾濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,依然是強(qiáng)有力的。新一代的醫(yī)生和科學(xué)家,應(yīng)當(dāng)勇敢的接過前輩遞給我們的接力棒,直面挑戰(zhàn),努力學(xué)習(xí),毫不猶豫地跨過學(xué)科之間的界限與鴻溝,發(fā)展出全新一代的循證醫(yī)學(xué)**。我們深信,臨床醫(yī)學(xué)徹底的***,或?qū)⒁晕覀冸y以預(yù)計(jì)的速度到來。解決世界性醫(yī)療資源緊缺難題的鑰匙,也正蘊(yùn)含于其中。
(本文作者江華、楊浩、彭謹(jǐn),單位均為四川省人民醫(yī)院。另北京協(xié)和醫(yī)院陳偉,四川省人民醫(yī)院Charles Damien Lu對(duì)本文亦有貢獻(xiàn)。)
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