临床研究预测指标的选取、cutoff值计算及诊断效能评价的应用举例

临床研究中，我们往往会使用一种检查指标去预测一类疾病的复发或预后，如何利用统计学方法筛选可用来...



临床研究中，我们往往会使用一种检查指标去预测一类疾病的复发或预后，如何利用统计学方法筛选可用来预测疾病特点的指标（index，parameter and biomarker），以及如何评价这些指标在预测指标中的效能，本专题进行步骤解析。

研究鼻科学鼻息肉的专家，非常关注鼻息肉的复发影响因素的研究，其中北京同仁医院的张罗教授团队新近发表的一篇文章对组织嗜酸性粒细胞预测鼻息肉复发的影响进行报道，“Predictive significance of tissue eosinophilia for nasal polyp recurrence in the Chinese population 2015”，将从研究者的思路进行步步讲解。

1.研究对象的选取：行鼻内镜手术的鼻息肉患者，并定期随访，将研究对象分为复发组、未复发组。

2.研究指标的选取：临床特点及组织学特点参数提取，其实是筛选各种指标，手术前一次性获取这些指标。

其中临床特点参数包括：Lund-Kennedy score,Lund-Mackay score、Olfactory score、Rhinorrhea score、nasal obstruction score、facial pain and or headache score、number with asthma、Oral FENO，其实这些参数相对比较好获取，前期实验设计好了，这些数据都能够得到。

组织学特点参数包括：组织Eos百分比、组织Neu百分比、组织浆细胞百分比、组织淋巴细胞百分比、外周血Eos百分比、外周血Neu百分比、外周血淋巴细胞百分比。

3.统计学处理及选取

大约15个参数选取好之后，如何从这些指标中选取可用来预测鼻息肉复发的指标呢？首先进行统计学差异性分析（对于定量资料，用t检验和非参数检验分别评价正态分布数据和非正态分布数据两组间的差异；对于定性资料用卡方检验），选取在息肉复发组中显著增高或下降的指标（见表1）.

选取组间比较有统计学差异的指标：Lund-Mackay评分、嗅觉评分、流涕评分、头通过评分、哮喘以及组织和外周血炎性细胞百分比（这些指标需要再次筛查，使用Backward法），使用多因素二元回归模型分析OR值计算（暴露因素与疾病之间关联强度的指标，其含义是暴露组的疾病危险度是非暴露组的疾病危险度的多少倍），选取OR值最大的一个指标，即选取与鼻息肉复发最相关的一个因素（表2）.



4.界值（cutoff值，又称为分界点）及诊断有效性指标计算

使用统计软件SPSS进行ROC曲线分析，计算出曲线下面积AUC、cutoff值、相应的灵敏度和特异度；约登指数=灵敏度+特异度-1.其值范围为0~1，表示筛检方法发现真正患者于非患者的总能力，指数越大说明筛查实验的效果越好，真实性越大，见下图1。

关于cutoff值计算：利用ROC曲线确定正常参考值，原则上认为在ROC曲线上最左上角的点或离reference line最远的点可以作为cut point，有的软件（如MedCalc）会标出这样的点。spss没有给出这样的结果，但有些文献是通过计算约登指数（Youden指数，YI，也称为正确诊断指数），找出Youden指数值最大的观察值作为cut point的。方法：首先在绘制roc曲线时列出所有点的坐标x和y（即把每个观察值作为cut point时得到的（1-特异性）和敏感度）；然后求出每一点的Youden指数：YI=1-误诊率-漏诊率=1-（1-特异性）-（1-敏感度）=敏感度-（1-特异性）。找到最大YI对应的点，即可作为诊断点，即cutoff值（也有用 （1-灵敏度）2+（1-特异度）2最大值对应的点来计算cutoff值）。



为进一步说明这些数据之间的关系，举例之前我们研究团队的一项结果（图2），该研究比较不同合并症时嗜酸性鼻息肉cutoff值对应的参数比较。



5.结论的表述

张罗教授等认为鼻息肉组织嗜酸性粒细胞增多对于鼻息肉术后复发具有预测价值。组织嗜酸性粒细胞百分比＞27%，可作为预测鼻息肉术后复发的标准。

6.方法总结

大致步骤为：参数列举、统计学差异分析、选取有统计学差异的参数、进行多因素二元logistic回归分析、选取OR值较大的指标，使用ROC曲线对指标进行预测值得计算，包括约登指数、cutoff值、灵敏度、特异度，最后结合临床进行结论的陈述。

参考文献：

1.王成硕, 娄鸿飞, 孟一帆,等. 组织嗜酸粒细胞增多对慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉复发的预测价值研究[J]. 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志, 2016, 51(4)：268-272.

2.Lou H, Meng Y, Piao Y, et al. Predictive significance of tissue eosinophilia for nasal polyp recurrence in the Chinese population.[J]. American Journal of Rhinology & Allergy, 2015, 29(5).

3.武大伟, 王建亭, 张敏,等. 变应性气道疾病对嗜酸性鼻息肉炎性亚型界定的影响[J]. 中国耳鼻咽喉头颈外科, 2016(1):36-40.

4.如何用spss在ROC曲线上寻找最佳正常参考值, 丁香园，预防医学.

5.我对于回归分析中方法的选择：enter、forward、backward.丁香园，医学和生物统计.

6.spss之ROC曲线(介绍主要SPSS如何进行操作). http://doc.guandang.net/s86d6221bdc529a0b48dda497.html.

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