常被用于疫苗的有效性的研究中。
The test-negative case–control method is one of the study designs recommended by WHO to estimate the effectiveness of vaccines against COVID-19. The main advantage of this design is that it controls for the healthcare seeking bias, commonly present in traditional cohort and case–control designs.
检测阴性病例对照(test-negative case-control)研究。这种研究方法是研究流感疫苗有效性时的一种常用方法,它的好处在于可以降低疫苗接种组和未接种组之间在求医行为上的差异(例如,接种过新冠疫苗的人如果出现感冒症状可能不会马上去做核酸检测,而未接种过新冠疫苗的人可能会更积极地去做核酸检测)。
基本原理:检测阴性设计是基于医疗服务机构的就诊人群,将符合某种或某些临床症状或特征的疑似病例均纳入研究,通过特异性的实验室检测进行确诊,将符合目标疾病的病原体检测阳性的患者归为病例组,而检测阴性的患者归为对照组,同时收集其早期的免疫接种史。然后比较两组间的疫苗接种比例,从而评价疫苗的保护效果。检测阴性设计的实施需要基于3个基本假设:①疫苗对所包含的病原体是有保护作用的;②其他病原体同样可以导致类似症状;③疫苗对其他病原体没有保护作用或者没有影响。
(1)确定研究目的:研究目的是进行研究的基础,是确定以后各步骤的出发点。检测阴性设计的目的是评价疫苗的保护效果。实施检测阴性设计需要确定研究的疫苗种类、目标人群、研究时间以及其他的协变量。疫苗种类可以是一种,也可以是多种。目标人群的选择需要根据疫苗所针对的地区、人群和疾病而定。如果疫苗所针对的疾病通常为轻症,则可以选择门诊患者作为纳入人群;如果是重症,或者患病人数很多,可以选择住院患者。人群具体的年龄和性别则需要根据疫苗所针对的对象和地区的具体情况而定。
(2)确定受试者定义:受试者是纳入研究对象的标准,直接影响纳入人群的数量和质量。纳入的受试者必须是疫苗所针对的接种对象,并且要在疫苗覆盖率适当的地区招募受试者。目前推荐在疫苗覆盖率在20%~80%的地区实施。
以流感疫苗为例,Skowronski等采用的流感样症状定义为:自述咳嗽伴发热,并至少有下列一项症状:咽喉痛、肌痛、关节痛或虚脱,对于≥65岁人群可以没有发热症状;而Kittikraisak等则对儿童进行年龄划分后再进行定义。7~24月龄流感样症状定义为:体温>38 ℃,有以下一种或多种症状:流涕、鼻塞、咳嗽、结膜炎、呼吸窘迫(呼吸急促或撤退)、咽喉痛或近期癫痫发作;24~60月龄定义为:体温>38 ℃,伴有咳嗽或咽喉痛。因此,同样是针对流感疫苗评价的检测阴性设计,受试者流感样症状的最终定义可能需要研究者根据不同年龄段受试者可能观察到的典型临床症状而确定。
此外,针对同一种疫苗保护效果评价的检测阴性设计,还可能因为地区不同,如评价轮状病毒疫苗时的受试者定义,Tate等在卢旺达评价五价轮状病毒疫苗时,对于受试者的定义为:年龄在7~18周,在24 h内腹泻至少3次的症状;Araki等评价轮状病毒疫苗在日本儿童中的效果时,给出的定义为:年龄2月龄至3岁,24 h内有过至少2次腹泻,或有呕吐症状。因此,胃肠道症状的具体定义可能需要研究者根据地区具体发病人群的特征而确定。
(3)样本量估算:样本量计算可以参照非匹配病例对照研究的样本量计算方法。计算样本量需要考虑一些参数,包括疫苗的预期保护效果、受试者的疫苗覆盖率、检测结果阳性人数与阴性人数比例,以及Ⅰ类和Ⅱ类错误。
计算公式可以参考非匹配病例对照研究的样本量估计:
例如,假设疫苗的覆盖率为40%,检测结果阳性的人数占25%,检测阳性组的疫苗预期覆盖率为28%,计算可得检测阴性组的疫苗预期覆盖率为42%,OR≈0.495;在α=0.05水平下,保证把握度为80%,即β =0.2,则=1.64,Zβ=0.64,根据公式可得阳性组样本量n≈93,则阴性组人数约为279人。
在检测阴性设计中,由于分组依据是实验室检测结果,因此,在结果出来之前,并不知道哪些受试者是病例组,哪些受试者是对照组,处于一种盲态,这可以减少收集免疫信息时人为的干扰。
(1)优点:检测阴性设计可以看成是病例对照研究的一种特殊形式。其与传统的病例对照研究相比,不需要额外寻找对照,操作更加简便,易于实施。由于纳入的人群均为因某种类似临床症状而就诊人群,可以认为病例组和对照组之间具有较高的同质性。此外,病例收集在流行季节,使得病例组和对照组的暴露风险较为一致,且由于是前瞻性的入组并依靠实验室诊断,因此病例和对照的错分可能性较传统病例对照研究更低,且数据质量更为可靠。
(2)局限性:
其他病原的干扰:检测阴性设计的实施需要满足基本原理中的3个基本假设。前两个假设:①疫苗对所包含的病原体是有保护作用的;②其他病原体同样可以导致类似症状;通常情况下都是成立的,关键是第3个假设:疫苗对其他病原体没有保护作用或者没有影响;这一条有可能是未知的。以流感疫苗为例,如果流感疫苗对其他呼吸道病原有交叉保护作用,那么检测阴性设计中对照组中接种疫苗的人数就会减少(即四格表中的b减小),OR值增大,得出的疫苗效果就会偏低。又或者,有文献报道,接种疫苗的人感染其他病原的机会反而高于未接种疫苗的人(即四格表中的b增大),导致OR值减小,得出的疫苗效果偏高
结论的外推受限:检测阴性设计通常评价疫苗对就医病例的保护效果,所得结论可能无法外推至全人群,特别是某些轻症病例可能会因忽略就医而漏诊。但是,从公共卫生角度考虑,评价疫苗对出现症状的病例的保护效果同样非常重要,因为这些病例可能成为传染源,具有疾病负担、经济负担。而为了使结论可以外推至更多的人群,检测阴性设计的实施尽可能采取多中心收纳人群,单中心检测阴性设计所得结论代表性很可能要劣于多中心的结论。
参考文献:张力, 金鹏飞, 李靖欣, 朱凤才. 检测阴性设计在疫苗效果评价中的应用. 中华流行病学杂志, 2020, 41(2): 280-283