罕見病相關體外診斷試劑的臨床試驗要求

徐 超，何靜云，方 麗，李 冉

(國家藥品監督管理局醫療器械技術審評中心，北京 100081)

罕見病的診斷與治療是現代醫療需解決的問題，相關體外診斷試劑在該類疾病的診療過程中扮演重要角色。根據《體外診斷試劑注冊管理辦法》(國家食品藥品監督管理總局令第5號)[1]要求，罕見病相關體外診斷試劑申請注冊需進行臨床評價，臨床評價的證據來源主要為臨床文獻資料、臨床經驗數據、臨床試驗等。因罕見病相關體外診斷試劑一般存在風險較高，無已上市同類產品或已上市同類產品較少等特點，臨床評價的主要方式為臨床試驗。

1 概 述

罕見病發病率低是該類疾病的重要特征，因此，相關產品臨床試驗過程中難以獲得足夠的病例數量，臨床試驗存在困難，生產企業對該類產品的研發、生產及注冊申報缺乏積極性。為了解決相關問題，美國食品藥品監督管理局(FDA)設立了人道主義豁免(HDE)上市前審批程序[2]，該程序的適用標準為年度使用該器械的患者少于8 000例，符合此標準的醫療器械為人道主義豁免器械(HUD)，此類產品在上市前評價過程中可適當減少臨床試驗病例數或免于進行臨床試驗。但是進入HDE程序的醫療器械并非均是罕見病防治產品，同時，有些用于罕見病防治的醫療器械上市也可能不適用于此程序。

我國藥品監管部門一直重視罕見病相關產品的開發，中共中央辦公廳、國務院辦公廳發布的《關于深化審評審批制度改革鼓勵藥品醫療器械創新的意見》[廳字(2017)42號][3]明確提出針對罕見病相關產品，在評價過程中可適當考慮減免臨床試驗。根據上述文件要求，為了鼓勵生產企業對罕見病防治醫療器械的研發、生產，國家藥品監督管理局發布了《國家藥品監督管理局關于發布用于罕見病防治醫療器械注冊審查指導原則的通告》(2018年第101號)[4](以下簡稱《指導原則》)，《指導原則》以患者受益為出發點，科學解決用于罕見病防治醫療器械的臨床評價難點，合理減免臨床試驗，以附帶條件批準方式促進該類產品盡快用于臨床，使罕見病患者受益。體外診斷試劑作為醫療器械的一部分，同樣適用于《指導原則》，基于體外診斷試劑的特殊性，其臨床研究與其他醫療器械臨床研究存在差異，如何科學合理地設計相關產品臨床試驗一直是困擾行業的難題，也是急需解決的問題。國家藥品監督管理局依據《指導原則》批準了水通道蛋白抗體(AQP4 Ab)檢測試劑盒(酶聯免疫法)[5]，該產品的批準也為相關體外診斷試劑的試驗確認提供參考。

2 適用范圍

體外診斷試劑是否屬于防治罕見病相關產品，應依據《指導原則》《關于公布第一批罕見病目錄的通知》[國衛醫發(2018)10號][6]及《國家衛生健康委辦公廳關于印發罕見病診療指南(2019年版)的通知》[國衛辦醫函(2019)198號][7](以下簡稱《罕見病診療指南》)等文件判定。如申報產品臨床適用證為第一批罕見病目錄中的疾病，且依據《罕見病診療指南》該疾病的診療流程中需進行申報產品對應的檢測項目的檢測，則該產品可認定為防治罕見病相關產品。對于申報產品檢測項目為新研發的生物標志物，應明確產品預期用途及其與相關罕見病診療的關系,從而判定其是否屬于防治罕見病相關產品[8]。

案例：判定AQP4 Ab檢測試劑盒(酶聯免疫法)是否屬于防治罕見病相關產品。首先，該產品臨床適應證僅為視神經脊髓炎，該疾病屬于第一批罕見病目錄中的疾?。黄浯?，根據《罕見病診療指南》要求，血清AQP4 Ab水平是輔助診斷視神經脊髓炎的一個檢測項目，臨床中AQP4 Ab檢測與脊髓MRI檢測、視覺誘發電位檢查、光學相干光斷層掃描儀檢查(OCT檢查)共同形成視神經脊髓炎的診斷與鑒別診斷標準。綜上，該產品屬于防治罕見病相關產品[8]。

3 預期用途

體外診斷試劑預期用途與產品的臨床試驗不可分割，臨床試驗的目標在于證明體外診斷試劑能夠滿足預期用途要求，并確定產品的適用人群及適應證。罕見病相關體外診斷試劑預期用途主要分為疾病的輔助診斷與疾病的篩查兩類。

疾病診斷是通過癥狀、體征及各種檢查結果來識別那些患有某種疾病或者具有某種癥狀的患者，同時能夠排除那些未患該種疾病或不存在某種狀態受試者的過程[9]。疾病輔助診斷類產品通過體外檢測人體標本中的標志物，同時綜合其他信息共同實現疾病診斷，如：AQP4 Ab檢測試劑盒(酶聯免疫法)，通過檢測血清AQP4-IgG結合MRI、視覺誘發電位、OCT檢查等其他檢查共同診斷患者是否為視神經脊髓炎，則該產品臨床預期用途為視神經脊髓炎的輔助診斷。

疾病篩查是運用快速簡便的試驗、檢查或其他方法將健康人群中那些可能有疾病或有缺陷，但表觀健康的個體，同那些可能無疾病者鑒別開，它是從健康人群中早期發現可疑患者的一種措施，不是對疾病做出診斷[10]。用于罕見病篩查的產品如苯丙氨酸檢測試劑盒(熒光法)，該產品通過檢測采集在濾紙上的新生兒全血樣品中的苯丙氨酸水平，從而對新生兒苯丙酮尿癥進行篩查，檢測結果陽性需召回復查，復查仍陽性則需進行鑒別診斷。該產品臨床預期用途為疾病篩查。

產品預期用途的確定與產品臨床應用及臨床試驗息息相關，是產品研發早期需確定的內容。相關產品生產研發單位應依據相關產品診療方案、診療指南、診斷標準及專家共識確定產品預期用途，同時針對已確定的預期用途開展合理的臨床試驗。

4 臨床試驗要求

與罕見病相關治療類產品不同，體外診斷試劑適用人群除罕見病患者以外，還包括疑似罕見病患者、健康者等其他人員。產品預期使用情況應為真正的患者可以被準確地診斷，從而采取合理的干預措施；同時，非該疾病的患者不會因為檢測結果的假陽性而接受不必要的處置。為了驗證產品的安全有效，產品應進行合理的臨床試驗。

4.1臨床試驗設計 體外診斷試劑臨床試驗一般采用觀察性研究，研究設計一般采用同步盲法比較考核試劑檢測結果與已上市同類產品和/或臨床診斷標準[11]之間的一致性。該類研究主要涉及橫斷面研究和縱向數據研究兩類。

橫斷面研究即評價單一時間點采集標本的檢測結果與臨床參考標準(或其他方法)判定結果的一致性。如：AQP4 Ab檢測試劑盒(酶聯免疫法)臨床試驗設計。該研究采用考核試劑對來自臨床試驗入組病例者的血清中AQP4 Ab水平進行檢測，根據檢測結果將入組病例分為檢測結果陽性人群與檢測結果陰性人群。同時，入組病例根據臨床診斷標準同樣可分為“金標準”確定“有該病”人群及“金標準”確定“無該病”人群，將考核試劑檢測結果與臨床診斷結果進行比對，以考察考核試劑的臨床性能。該設計為典型的橫斷面研究。

縱向數據研究即需要多個時間點采集標本的檢測結果，并結合病例臨床狀態才能確定評價產品臨床性能。例如，某些用于治療監測的體外診斷試劑，在臨床試驗中應對受試者及其標本中的被測物進行治療前后多個時間點的觀測，以證明被測物檢測結果的變化與病情發展、治療效果的相關性。目前鮮見用于罕見病治療監測及預后評估的產品上市。

4.2對比方法選擇 體外診斷試劑臨床試驗對比方法的選擇至關重要，直接關系到產品臨床試驗的結果。罕見病相關體外診斷試劑臨床試驗對比方法可選擇疾病臨床參考標準或已上市同類產品等，以下針對兩種對比方法的選擇進行介紹。

罕見病相關體外診斷試劑已上市產品較少，針對用于某一種罕見病輔助診斷的產品，其臨床試驗過程中，往往很難獲得已上市同類產品作為對比產品，該類產品進行臨床試驗對比方法可選擇臨床診斷“金標準”?！敖饦藴省笔侵冈诂F有條件下，公認的、可靠的、權威的診斷方法。臨床上常用的“金標準”有組織病理學檢查、影像學檢查、病原體分離培養鑒定、長期隨訪所得的結論及臨床常用的其他確認方法等[11]，罕見病相關診斷的“金標準”應來自《罕見病診療指南》。一般而言，產品與臨床診斷“金標準”進行比對的同時，還應考慮采用其他方法驗證產品臨床檢測的準確性。

除疾病診斷“金標準”外，另一種臨床參考標準為針對某些標志物臨床公認的檢測方法。采用此臨床參考標準作為對比，可對產品臨床標本檢測的準確性進行評估。如基因檢測的產品，臨床對比方法可選擇基因測序作為對比方法；某些激素及小分子化合物檢測的產品，臨床可采用公認的色譜技術作為對比方法。需要注意的是，為了更充分地評價產品臨床性能，在產品與此類臨床參考標準對比的基礎上，還需考慮產品與臨床診斷“金標準”的一致性。

針對已有同類產品上市的罕見病相關體外診斷試劑，其臨床試驗可選擇已上市同類產品作為對比。臨床試驗為評估待考核試劑與已上市同類產品一致性。目前針對多個罕見病已有相關產品上市，如針對肝豆狀核變性輔助診斷的銅藍蛋白檢測試劑，在國家藥品監督管理局網站數據查詢系統檢索，已有11個同類產品上市。

4.3入組人群 臨床試驗入組人群應來自產品預期用途所聲稱的適用人群(目標人群)，如具有某種癥狀、體征、生理、病理狀態或某種流行病學背景等情況的人。非目標人群入組可能引入受試者選擇偏倚，導致臨床試驗結果不能反映產品的真實情況。同時在人群的入組過程中，應重點考慮入組部分可能對檢測結果產生干擾的病例及易與目標狀態相混淆的病例等。

案例:AQP4 Ab檢測試劑盒(酶聯免疫法)，其預期用途為視神經脊髓炎的輔助診斷，其臨床試驗入組人群應為臨床表現可能為視神經脊髓炎的人群，臨床表現包括：視神經炎、急性脊髓炎、極后區綜合征、急性腦干綜合征、癥狀性睡眠發作或急性間腦臨床綜合征伴視神經脊髓炎譜系疾病典型的間腦MRI病灶、癥狀性大腦綜合征伴視神經脊髓炎譜系疾病典型的腦部病變等[12]。為了充分評估產品臨床性能，還應入組部分干擾病例，如其他中樞神經系統脫髓鞘病(多發性硬化癥、急性播散性腦脊髓炎、假瘤型脫髓鞘病等)，血管性疾病(缺血性視神經病、脊髓血管畸形、亞急性壞死性脊髓病等)，感染性疾病(結核、艾滋病等)，代謝中毒性疾病(中毒性視神經病、亞急性聯合變性等)，遺傳性疾病(Leber視神經病等)，腫瘤及副腫瘤相關疾病(脊髓膠質瘤、室管膜瘤等)，以及臨床其他需要與視神經脊髓炎進行鑒別診斷的病例。

臨床試驗入組人群的方式有兩種，第一種為入組人群分為兩組：一組是用“金標準”確定為有某病的病例組，另一組是經“金標準”確定或有臨床證據證實無該病的患者或健康人群作為對照組，將兩組病例混合、編盲開展臨床試驗，此種方式入組人群臨床試驗模式見圖1；第二種為入組人群為某一疾病的疑似病例，將所有入組病例進行編盲開展臨床試驗，進行考核產品與臨床診斷標準(或已上市同類產品)的比對，此種方式入組人群的臨床試驗模式見圖2。第一種人群入組方式，在病例收集過程中能夠更有針對性地收集陽性病例，但是各種病例的構成與臨床真實情況相差較大；第二種人群入組方式，不能有針對性地收集陽性病例，陽性病例數量取決于陽性病例在適用人群中的占比，但各種病例的構成與臨床真實情況相符。有研究表明，以第一種方式入組人群的臨床試驗會高估產品的臨床診斷性能[13]。

圖1 第一種入組人群模式

圖2 第二種入組人群模式

4.4病例數量 符合統計學要求的病例數量是保證體外診斷試劑臨床性能得到準確評價的必要條件。對罕見病而言，發病率低、病例數量少是相關體外診斷試劑臨床研究的困難，《指導原則》從幾個方面解決了難題：(1)臨床試驗要求能夠證明產品潛在的安全有效性即可；(2)允許產品上市后繼續進行產品臨床應用情況的研究。產品上市前與上市后數據綜合分析，評價產品臨床性能。以下針對罕見病診斷或輔助診斷產品及罕見病篩查產品臨床試驗病例數要求進行探討。

4.4.1罕見病診斷或輔助診斷產品 針對適用范圍為罕見病診斷或輔助診斷的產品，其適用人群除了相關罕見病患者外，還包括部分非罕見病患者。臨床試驗入組的病例數量與產品評價指標相關。針對產品臨床試驗中所需陽性病例的數量，應依據產品臨床靈敏度點估計值、疾病流行病學特征及臨床試驗機構條件等因素確定，陽性病例可不滿足統計學要求，其中產品臨床靈敏度點估計值為產品潛在臨床性能的重要評價標準。如某產品臨床試驗過程中根據流行病學特征和醫療機構的條件入組了n例陽性病例，針對已入組的陽性病例進行產品臨床靈敏度點估計，如滿足臨床需求，則可認為產品潛在的臨床性能被確認。

罕見病相關產品臨床試驗過程中所需陰性病例，大部分情況下該部分病例并不罕見，因此，應根據產品臨床特異度確定臨床試驗中需入組的陰性病例數量，陰性病例應重點考慮對該疾病診斷可能存在干擾的病例。陰性病例應滿足統計學要求，針對體外診斷試劑產品，常見的臨床試驗標本量估算方法有兩種。

案例：AQP4 Ab檢測試劑盒(酶聯免疫法)臨床試驗，申報產品與臨床診斷“金標準”進行對比研究過程中，綜合考慮既往相關技術在臨床應用的情況、臨床可接受的標準及產品性能等因素，確定產品臨床靈敏度不低于85%，特異度不低于95%，允許誤差臨床可接受的標準為0.05，Ⅰ類錯誤概率α設定為雙側0.05，采用公式1進行標本量估算，得出符合統計學要求的陽性病例為196例，陰性病例為73例。根據疾病流行情況及臨床試驗機構標本留存情況，入組陽性病例55例，陽性病例不滿足統計學要求，但是針對55例病例進行統計分析得出產品靈敏度為89%，能夠證明產品潛在的臨床性能；陰性病例入組119例，滿足統計學要求。因此該產品臨床試驗入組174例病例，能夠滿足評價產品潛在安全有效性要求，需在產品上市后繼續收集臨床使用數據。

4.4.2罕見病篩查產品 罕見病篩查是體外診斷試劑的重要臨床應用場景。針對適用范圍為罕見病篩查的產品，臨床試驗入組人群應為該產品目標適用人群，如健康人群或高風險人群，為了評價產品臨床篩查性能，臨床試驗應依據疾病發病率保證臨床試驗過程中至少有真陽性病例篩出，臨床試驗只有滿足真陽性病例篩出的標準，才能初步評估產品的臨床靈敏度及陽性預測值，才能證明產品潛在的臨床價值。此外，臨床試驗可包含部分已確診的病例，進行回顧性研究，以補充評價產品臨床標本檢測性能。

4.5統計分析 罕見病相關體外診斷試劑臨床試驗統計分析一般采用繪制四格表的方式[14]，評價其臨床診斷性能。依據疾病診斷“金標準”或已上市同類產品將入組人群分為“陽性”和“陰性”，同時，依據考核試劑檢測結果將入組人群分為“陽性”和“陰性”，繪制四格表見表1。用于罕見病診斷或輔助診斷的產品，其統計指標應包括臨床靈敏度(陽性符合率)、臨床特異度(陰性符合率)，其中臨床特異度(陰性符合率)應計算相應置信區間。用于罕見病篩查的產品，其統計指標應包括臨床靈敏度、臨床特異度、陽性預測值、陰性預測值、陽性似然比、陰性似然比等，其中臨床特異度、陰性預測值等指標應計算相應置信區間。結合表1內容具體統計指標的描述及計算公式詳見表2。

表1 診斷試驗四格表

表2 相關統計指標描述及計算公式

續表2 相關統計指標描述及計算公式

5 總 結

從國家藥品監督管理局官方網站查詢得知，我國目前已批準部分罕見病相關體外診斷試劑產品，如用于肝豆狀核變性輔助診斷的銅藍蛋白檢測試劑盒；用于21-羥化酶缺乏癥輔助診斷的血清17羥孕酮(17-OHP)檢測試劑盒；用于視神經脊髓炎輔助診斷的血清AQP4-IgG檢測試劑盒；用于新生兒苯丙酮尿癥篩查的苯丙氨酸檢測試劑等，產品預期用途涵蓋輔助診斷與篩查等多個方面。罕見病為多個疾病的統稱，與數量較多的疾病種類相比，我國批準的產品數量較少。

本文介紹的關于罕見病相關體外診斷試劑臨床試驗要求基于當前認知和相關產品臨床評價經驗。隨著產品評價技術的不斷進步，一些新的臨床評價思路及新的統計學方法可能在相關產品的評價中被更加科學合理地應用。如針對罕見病發病率低、臨床試驗病例收集困難的問題，真實世界數據的應用[15]、臨床試驗適應性設計[16]可能為產品臨床試驗困難提供新的解決思路。貝葉斯分析等新的統計學方法也可能在罕見病相關體外診斷試劑臨床試驗過程中發揮作用。關于該類產品科學合理的臨床評價是產品開發者與監管部門共同研究的課題。

包括我國在內的很多國家存在罕見病患者診斷困難的問題，超過30%的患者要經過5～10名醫師診斷，確診周期可長達5～30年[17]。罕見病相關體外診斷試劑的開發是解決我國罕見病患者診斷困難的一個重要途徑。針對該類疾病的特點，相關產品在臨床試驗過程中存在對比方法難以確定、病例數少等問題，申請人在產品研發驗證過程中應重點進行產品風險評估。在臨床試驗過程中，應依據該類疾病患者臨床診療現狀，科學、合理地設計臨床試驗，在臨床試驗陽性病例數不滿足統計學要求的情況下，論證產品臨床應用潛在的安全有效性，促進產品盡快上市，滿足臨床需求。