加强体外诊断试剂真实世界研究及应用

刘东来 王佑春 许四宏

真实世界研究是围绕相关科学问题，综合运用流行病学、生物统计学、循证医学等多学科方法技术，利用真实世界数据开展的研究。相比传统临床试验，真实世界研究对纳入患者病情限定更少、覆盖人群更广、样本量可能较大、研究结果外推性可能较好。

近年来，真实世界研究产生的真实世界证据作为直接或辅助的临床证据，用于支持医疗器械监管决策，成为医疗卫生领域的热点话题。真实世界证据在体外诊断试剂（IVD）临床评价和监管中的应用，在行业广泛积极的探索下，展现出巨大潜力。

将真实世界证据用于器械临床评价

真实世界证据来源于真实世界数据。真实世界数据指传统临床试验以外的、从多种来源收集的各种与患者健康状况和（或）常规诊疗及保健有关的数据。相较传统临床试验，真实世界数据具有来源广泛、患者多样和还原真实应用场景等特点。真实世界研究由于其特性，常常回答的是与临床试验不同的临床问题。如何更好挖掘真实世界数据价值，在遵循伦理原则、符合法规要求的基础上，探索真实世界研究的方法、应用和边界，是监管机构、研究者和医药企业等各方共同关注的焦点。

近年来，我国监管部门不断探索将真实世界证据应用于医疗器械审批实践。2020年3月，国家药监局批准一款青光眼引流管上市，该产品在注册中使用了在海南博鳌乐城国际医疗旅游先行区收集的临床真实世界证据进行人种差异评价，成为我国首个通过该途径获批的医疗器械产品。此外，药监部门还陆续出台法规和指导原则，引导和规范医疗器械真实世界数据研究。2020年11月，国家药监局发布的《真实世界数据用于医疗器械临床评价技术指导原则（试行）》，详细介绍了真实世界数据的来源和质量评价、真实世界研究常见的设计类型和统计分析方法，列出了将真实世界证据用于医疗器械临床评价的11种常见情形，包括用于支持产品注册，作为已有证据的补充；支持适用范围、适应症、禁忌症的修改；支持附条件获批上市产品的上市后研究；作为单组试验的外部对照等。

在法规引领下，医疗器械真实世界研究方法和应用探索方兴未艾，但真实世界数据在体外诊断试剂监管领域的应用和探索仍需加强。虽然《真实世界数据用于医疗器械临床评价技术指导原则（试行）》明确，医疗器械包括体外诊断试剂，但由于体外诊断试剂临床试验要求的特殊性，如何开展与之相适应的真实世界研究仍有待进一步探索。

FDA依据真实世界证据决策案例

近年来，美国食品药品管理局（FDA）依据真实世界证据批准部分体外诊断试剂上市，相关案例值得关注。

利用生物样本库和医疗记录进行新生儿罕见病筛查产品的有效性评价

FDA于2014年批准EnLite Neonatal TREC Kit上市。该产品使用干血斑标本，半定量检测T细胞受体重排删除环DNA（TREC），用于新生儿严重联合免疫缺陷病（SCID）的筛查。由于该病发病率低，EnLite Neonatal TREC Kit通过真实世界研究开展有效性评价，并作为关键证据支持FDA上市批准。

该研究为观察性研究，与真实世界医疗记录随访的临床结局比较，评价考核试剂的灵敏度、特异度。研究在丹麦史坦顿血清研究所开展，新生儿筛查样本来源于丹麦生物样本库，同时回顾性纳入来自美国的17例阳性样本；通过丹麦医疗记录进行12个月~17个月的随访。

在真实世界中开展干预性研究进行新生儿疾病筛查产品的有效性评价

FDA于2017年批准SEEKER系统（仪器+试剂）上市。该产品使用干血斑标本，定量检测4种酶活性，用于4种溶酶体贮积症的新生儿筛查。SEEKER系统的有效性验证完全依托真实世界筛查过程开展，属于真实世界研究设计类型之一的实用性临床试验。

该研究为干预性研究，嵌入真实世界的新生儿筛查流程，与真实世界筛查所得到的临床结局进行比较，评价考核产品的灵敏度、特异度，同时获得考核产品真实世界场景应用的鲁棒性，以及相关疾病的发病率。研究在美国密苏里州公共卫生实验室开展，实验室收到的所有新生儿筛查样本均为此研究样本来源。

公共数据库用于遗传病辅助诊断及携带者筛查产品的有效性评价

FDA于2013年批准Illumina MiSeqDx Cystic Fibrosis Clinical Sequencing Assay（K132750）和Illumina MiSeqDx Cystic Fibrosis 139-Variant Assay（K124006）上市。产品采用外周血样本，检测囊性纤维化跨膜转导调节因子（CFTR）基因变异，K132750用于囊性纤维化（CF）的辅助诊断，K124006用于育龄成人的携带者筛查、新生儿和儿童的确诊性检测、疑似患者的初步检测辅助诊断。

囊性纤维化发病率低、突变位点多，开展临床试验异常困难。FDA批准上市的两款囊性纤维化检测产品并未开展临床有效性验证试验，CFTR2公共数据库为变异致病性确定的有效科学证据来源，根据数据库计算的临床灵敏度和特异度，是FDA批准上述产品上市的唯一临床有效性证据。

本案例凸显了高质量的公共数据库在罕见病、多位点检测产品临床有效性评价中的价值。但需要指出的是，FDA要求公共数据库对于位点致病性的定义标准要公开、透明、可溯源，检测产品的结果解读需要经认证的临床分子遗传学家或同等人员解释，并应与其他可用信息（包括临床症状、其他诊断检测和家族史）一起使用。上述两款产品均不适用于独立诊断、胎儿或胚胎植入前检测以及新生儿筛查。

真实世界研究在IVD领域的应用场景

真实世界研究在体外诊断试剂评价的多个场景下都可能带来显著价值，包括但不限于临床结局研究等执行困难的情形、加快罕见病诊断试剂上市、临床上需要随访以确定疾病状态、临床有效性证据更新较快的情形等。真实世界研究用于支持监管决策必须以合法合规为前提，需重点关注数据相关性和可靠性，严格进行质量控制，确定研究方案和数据采集计划，保障数据真实性和完整性，并主要探索其作为临床试验补充证据的价值。

罕见病诊断试剂的临床评价

罕见病由于发病率低，相关产品临床试验过程中难以获得足够的病例数量，临床试验存在困难，生产企业对该类产品的研发、生产和注册申报缺乏积极性。2018年10月，国家药监局发布《用于罕见病防治医疗器械注册审查指导原则》，该指导原则旨在规范注册申请人及审查人员对用于罕见病防治医疗器械产品的注册申报和审评审批，以患者受益为中心，科学解决用于罕见病防治医疗器械的临床评价难点，以附条件批准方式促进该类产品尽快用于临床，使罕见病患者受益。真实世界数据对于罕见病诊断试剂的上市前评价，以及附条件获批上市产品的上市后研究都可以发挥作用。从生物样本库或大型专科医院、相关研究机构获得罕见病阳性病例样本，可以更充分地评价产品的检测性能。

疾病辅助诊断试剂的预期用途增项研究

某已获批上市体外诊断试剂产品，其获批预期用途为针对某疾病疑似人群的辅助诊断。在临床常规实践中，该产品检测为阳性的人群需转诊临床参考标准进行确认，确认患该病的人群将接受治疗，排除的人群则后续进行随访；该产品检测为阴性的人群不经转诊，直接进入随访流程。

如上述疾病辅助诊断试剂变更增项预期用途为风险评估和（或）预后的适用人群，可利用上述真实随访数据，对风险评估和预后的适用人群进行临床评价。他们都是在基线时没有患该疾病的人群（检测阴性组可通过该产品辅助诊断用途临床试验中的特异度指标，计算得到其中真正没有该疾病的人数），经过一段时间的随访，通过比较基线时检测结果阳性但是没有患该疾病的人群和基线时检测结果为阴性的人群在最终发病率上的差异，评价该产品用于风险评估/疾病预后的有效性。

深度学习诊断模型的性能补充研究

随着深度学习在诊断领域的发展和应用，基于多个指标联合检测的算法显现出更优的临床性能，成为产品开发的热点。临床上经常同时进行多个标志物的检测，以确认一种疾病的状态。例如，为评估胃癌的风险，可能同时检测胃蛋白酶原、胃泌素17和幽门螺杆菌抗体等指标；为诊断卵巢癌，可能同时检测糖类抗原CA125和人附睾蛋白4。在这类产品的开发上，如果产品包含的各单项指标都是临床常用的指标，在满足算法训练方案设计要求的前提下，探索部分研究可以采用真实世界数据进行算法的训练和临床验证。申办者可以选择若干家已开展相关指标检测的临床单位，收集一定符合要求的病例数的各指标检测结果，用于不同数据集，对诊断模型进行补充验证。

病原宏基因组高通量测序等复杂新技术产品的评价

近年来，随着生物检测技术的不断创新以及个体化医疗和精准医疗临床需求的逐渐增加，生物医药行业新技术、新成果从研发向临床应用的快速转化落地需求迫切。如病原宏基因组高通量测序检测试剂，可检测并分析不同临床来源样本中细菌、真菌、病毒、寄生虫等已知及未知的病原体，特别是未知新发病原体，对不明原因发热、重症监护病房（ICU）的急危重症患者等具有显著临床意义。但宏基因组高通量测序检测试剂由于其可检测病原体数量较多，难以找到全部真实临床样本进行分析性能及临床评价。可借鉴美国FDA应用真实世界证据审评的经验，对复杂的新技术新产品，探索采用真实临床样本和数据库信息联合进行临床前研究，采用注册临床试验结合真实世界数据验证方式进行临床研究综合评价。

真实世界研究的根本是真实世界数据。就体外诊断试剂而言，可提供有价值数据的来源广泛，如医院信息系统数据、登记研究数据、组学数据等。解决数据互联互通、数据库共建共享问题，保证数据正确使用和全面评价，是体外诊断试剂真实世界研究长远发展的基础。体外诊断试剂临床评价有其特点和需求，把握这些特点和需求有助于更好地应用真实世界数据，产生真实世界证据。同时，真实世界研究也有其自身规律，利用好这些规律可以更好开展研究，推动研究成果更快转化为监管决策依据，让体外诊断行业、监管机构、临床机构和患者受益。