2022-01-06 15:35:14, 小迈 武汉迈特维尔生物科技有限公司
优秀的科研成果都源于优秀的“研究设计”,因此要开展代谢组学临床研究,首先需要明确临床研究常用的设计类型,并选择最适合自己研究内容的设计方案。
接下来小迈就给各位老师进行一一的梳理。临床研究的设计类型可分为两大类:对受试人群进行被动观察的称为观察性研究,而进行主动干预的则称为试验性研究。
观察性研究
观察性研究可以分为描述性研究和分析性研究,描述性研究即对疾病的特点、预后等进行描述,包括病例报告和横断面研究;分析性研究即研究病因和因果关系,也就是常见的影响因素分析,包含病例对照研究和队列研究。
试验性研究
试验性研究指研究者有意识的改变一个或多个因素,且认为此因素可能对研究有影响,从而验证此因素的有效性,可分为随机对照试验和非随机对照试验。
在以上这些临床研究设计类型中,横断面研究、病例对照研究、队列研究以及随机对照试验是我们在组学的技术手段下应用最多的几个临床研究设计场景,接下来会着重进行介绍。
01
横断面研究
概念:是通过对特定时间点和特定范围内人群中的疾病或健康状况和有关暴露因素的分布状况的资料收集、描述,从而为进一步的研究提供病因线索。只调查该时间点!没有随访,没有跟踪!
特点:因结局和暴露是在同一时间被确定,二者的时间关系并不清楚,因此无法证明二者的因果关系。例如假设横断面研究发现有痛风的男性比没有痛风的男性尿液中甘氨酸含量更高,是甘氨酸升高导致的痛风还是痛风导致代谢紊乱而使甘氨酸含量升高?这种问题横断面研究无法回答,因此横断面研究常常被用来建立临床现象之间的因果关系假设。
02
病例对照研究
概念:病例对照研究是从「果」至「因」的观察性研究,是一种典型的回顾性研究。研究先确定病例组和对照组,然后回顾性收集既往的暴露情况,通过比较两组人群间在研究结局前的有关可疑因素/危险因素的暴露情况,来分析研究疾病与因素间有无关联及关联程度大小。
特点:病例对照研究易于操作、节约时间,是分析流行病学方法中最基本、最重要的研究类型之一,是验证病因假说的重要工具。
03
队列研究
这是一种从「因」到「果」的观察性研究,研究将特定人群分为暴露组和非暴露组(或多个暴露水平组),随访至研究结局,然后比较组间结局发生率的差异,从而判定暴露因素与结局有无因果关联及关联程度的大小。从资料收集的时间维度看,队列研究可以是前瞻性的,回顾性的或者双向性的。
① 回顾性队列研究
回顾性队列研究是指以过去某个时间为起点,收集基线和暴露资料,以当时人群对研究因素的暴露情况将其分为暴露组和非暴露组,追踪观察到现在发病或死亡的结局情况,以研究暴露与疾病的关系。这种设计模式又称为历史性队列研究。回顾性队列研究的前提是过去有关暴露与发病的记录必须准确和完整。尽管收集暴露与结局资料的方法是回顾性的,但究其性质而言仍是从因到果的研究方法。
② 前瞻性队列研究
前瞻性队列研究是指观察时间从现在开始,追踪观察到将来某个时间,了解其发病或死亡情况,以确定某暴露因素与疾病的关系。通常提到的队列研究就是指这种研究,是队列研究的基本形式。
③ 双向性队列研究
双向性队列研究是指在回顾性队列研究之后,继续追踪观察到将来某个时间,又称为混合型队列研究,它是前瞻性队列研究和回顾性队列研究方法的结合,兼有上述两种队列研究的优点,并在一定程度上弥补了相互的不足。在进行回顾性队列研究的过程中,如果从暴露到现在不能达到观察结果所需的足够观察时间,还需继续前瞻性观察一段时间时,就可选用双向性队列研究。
无论哪种,队列研究的逻辑方向是一致的,即由暴露至结局。
以上三种类型中,前瞻性队列偏倚更少,循证证据等级更高,但是有时现实状况并不允许进行前瞻性研究:
1) 对于发生率较低(低风险事件),一般不适宜进行前瞻性研究。例如,抗生素的某种不良反应;
2) 长期随访(远期终点事件)才能明确结果的,也不宜选择前瞻性队列。例如:儿童应用生长激素后对成年的智力影响;或儿童期使用补钙,对成年期骨折发生率的影响;
3) 依从性差研究,不宜进行前瞻性队列。例如,疾病轻微、疾病十分严重、流动人口的观察。
因此要根据实际的研究条件进行选择。
04
随机对照试验
概念:试验组和对照组的分组是采用真正随机化分配方法。两组都被随访一个特定的时期,然后按预先确定的终点指标进行分析,是一种前瞻性研究。
特点:在试验性研究中,可靠性最高的当数随机对照试验(RCT)了,它是临床研究中避免选择偏倚和混杂因素的唯一方法,拥有较高的证据级别,也是大家非常熟悉的研究类型,比如各种新药的临床试验一般都是随机对照研究。
小 结
临床科研中,可根据不同的临床问题,选择不同的实验设计。例如,想了解一个地区的疾病患病率(疾病负担),可选择横断面研究;想了解疾病的病因或危险因素,可设计病例对照研究和队列研究;想了解预后及预后因素,可设计队列研究;想知道某项干预措施的效果,可采用随机对照研究。
代谢组临床研究案例
研究类型
横断面研究+随机对照试验
研究目的
世界卫生组织已经将发热伴血小板减少综合征(SFTS)病毒列为最需要关注的病毒之一。本篇文献作者采用代谢组学技术对这一疾病的致病机制进行研究。
研究内容
共抽取46名SFTS患者、46名健康对照组和46名非SFTS发热对照组进行代谢组学分析,并验证精氨酸代谢紊乱及其生物学效应。对44例SFTS患者和48例健康对照者进行血小板、免疫表型及氨基酸含量的检测。最后,选择53例和60例SFTS患者分为精氨酸治疗组和安慰剂组,进行随机、单盲、安慰剂对照试验,以验证精氨酸给药的效果。
研究结论
精氨酸代谢在对SFTSV感染的反应中被改变,并可能会促进病毒的致病过程并恶化患者的预后。精氨酸对血小板稳态的调节作用类似于慢性心血管疾病,可能通过精氨酸/氧化氮途径实现,低精氨酸血症可能与血小板减少有关。
研究类型
巢式病例对照研究(前瞻性队列+病例对照)
研究目的
本文拟开发一种准确的方法来预测妊娠后GDM向T2D的转变,并更好地研究T2D潜在患者代谢紊乱的独特病理生理机制及其对GDM人群的潜在原因是非常重要的。
研究内容
招募1035名患有GDM的孕妇,其中有1010名无T2D。随访2年后,有113名患有T2D,8年后,增加65名。对患有T2D的女性进行空腹血浆代谢物检测,并进行了三项生物信息学分析:(1)在baseline进行前瞻性分析,预测糖尿病与代谢物的关联;(2)随访时到横断面分析揭示T2D代谢途径;(3)纵向分析描述T2D发展轨迹。
研究结论
本文通过一项长达10年的巢式病例对照研究发现,可以利用氨基酸和脂质的代谢变化来预测妊娠期患糖尿病(GDM)的女性在产后患2型糖尿病(T2D)的风险,并通过10种差异代谢物的变化构建出具有88.3%准确性的预测模型。
相信各位老师在阅读完这篇文章后,都能选择到最适合自己研究方向的设计类型!
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