杜昕:临床研究中基本统计问题——RR、OR、HR
在临床研究结果中,常常会看到RR值、OR值、HR值这三个统计学指标,它们究竟代表什么意义?又有什么区别?本期微课堂邀请首都医科大学附属北京安贞医院杜昕教授,为大家解读这三个常用的统计学指标。
一
Risk ratio和Odds ratio
首先来了解相关的概念。
某种情况发生的可能性,英文用Probability表示。
Risk ratio是风险比,也称为相对危险度,是指两个可能性的比值。
Odds Ratio是比值比,也称为优势比。
以下列四格表为例,RR和OR的计算公式如下。
RR= ÷ ;a/为高血压患者发生房颤的可能性,c/为血压正常者发生房颤的可能性。
OR= ÷ ;a/b为高血压患者发生房颤的Odd,c/d为血压正常者发生房颤的Odd。
假定高血压患者发生房颤的可能性为10%,血压正常者发生房颤的可能性为5%,则高血压患者发生房颤的可能性和非高血压患者发生房颤的可能性的比值为10%/5%,即RR=2。
高血压患者中,患房颤的比例为10%/90%,即Odd=1:9;血压正常患者中,患房颤的比例为5%/95%,即Odd=1:19;那么高血压患者发生房颤的Odds Ratio为1:9/1:19,即OR=2.11。
需要注意的是,Odds Ratio仅代表大概方向,从Odds Ratio推算不出RR和probability的具体差值。在上述例子中,高血压患者发生房颤的Odds Ratio为2.11,只能说明相对于非高血压患者,高血压患者发生房颤的可能性更高,而不能说明高血压患者发生房颤的可能性是非高血压患者的2.11倍。
当RR>1时,OR总是大于RR;当RR
例如,男性心衰患者中,接受ACEI治疗的比例为51%,女性心衰患者中,接受ACEI治疗的比例为43%;那么RR=1.2,OR=1.4。
需要注意的是,同一研究中,不同模型计算出来的OR是不能直接比较的。不同研究之间,OR值的大小也是不能比较的。
二
Hazard ratio
Hazard ratio是风险比,即包含了时间效应的RR,主要通过Cox回归分析得出。结合下面的例子进行讲解。
上图为早期开展的一项研究,在急性心肌梗死患者中,对比接受链激酶溶栓治疗和安慰剂治疗对生存率的影响。开展该研究的前提是,假设生存分析的两条曲线是平行的,即在随访过程中,在任意时间点上,两组死亡的可能性之比是相同的,这一比值就是HR。
如上图所示,在第10个月和第18个月时,两组死亡率的比值均为0.6,可以解读为溶栓治疗组较安慰剂组死亡的相对风险降低40%。
HR的另一用途是评价药物治疗的经济学效益,通过需治疗例数这一指标来衡量,即需要治疗多少患者才能减少1例死亡或减少1次事件。
假如患者初始死亡率为30%,经过某种治疗可减少40%的死亡,那么治疗后患者的死亡率为30%×=18%。也就是说,患者死亡风险降低30%-18%=12%。那么用这种治疗方法治疗几位患者才能减少一例死亡呢?即NNT=1/12%=9,答案是治疗9位患者能减少1例死亡。
如前所述,计算HR的前提是生存分析的两条曲线需要相互平行,这也是HR的局限性。因为在实际情况下,基本不太可能出现这种平行的情况,此时可使用RMST差异指标,即限定某一时间段,观察这一时间段内的差异。
如上图所示,强化降压与标准降压两种干预措施的对比试验中,随访1年时,HR=0.08,说明随访1年时两组的不良事件的差别为0.08天,相比标准降压组的患者,强化降压治疗组的患者多活0.08天;随访4年时,HR=13.2,也就是治疗4年后,相比标准降压者,强化降压患者多活13.2天。通过这样一组数据,可以评估这两种治疗措施所产生的益处、治疗费用、不良反应等,综合评估其中的风险与获益。
上述案例中的事件,都是二元结局,只有两种可能性,事件发生或者事件没发生。但实际上,很多研究观察的结局变量是连续变量,那么如何评估连续变量这一结局的差异?
以罹患高钾血症的患者为例,给予干预措施后理想的状态是,血钾较高时能尽快把血钾水平降到安全的范围,但在某些时刻又不希望血钾降得太快,否则有可能造成低钾血症。
2015年发表于《新英格兰医学杂志》的一项研究,评估环硅酸锆钠治疗高钾血症的疗效,较好地契合了上述理想的降钾状态。此项研究纳入基线血钾水平为5.0~6.5mmol/L的患者,评估不同剂量环硅酸锆钠在48小时内和28天的降钾效果。研究结果显示,使用环硅酸锆钠后患者血钾浓度呈指数形式衰减,实现\"早期快速降钾\"的效果。
用药48小时内,接受环硅酸锆钠10 g剂量组治疗的高钾血症患者,每小时血钾水平较基线平均指数变化率为0.3%,可以理解为,在基线后每一小时的血钾均为上一小时血钾浓度的99.7%;在48小时后,血钾相对基线即下降了14%,有效降低了患者血钾。而根据基线的不同,每小时血钾下降值也不同。本药物作用效果基线越高,血钾下降速度越快;而基线血钾低,则降钾速度相应减缓,从而达到快速降钾的同时避免低钾血症的发生。该研究在评价连续变量的变化过程时,使用了指数变化率,后续类似的研究可借鉴这一方法,对连续变量进行评估。
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