在臨床研究結果中,常常會看到RR值、OR值、HR值這三個統計學指標,它們究竟代表什麼意義?又有什麼區別?本期微課堂邀請首都醫科大學附屬北京安貞醫院杜昕教授,為大家解讀這三個常用的統計學指標。
一
Risk ratio(RR)和Odds ratio(OR)
首先來了解相關的概念。
某種情況發生的可能性(概率),英文用Probability表示。
Risk ratio(RR)是風險比,也稱為相對危險度(relative risk,RR),是指兩個可能性的比值。
Odds Ratio(OR)是比值比,也稱為優勢比。
以下列四格表為例,RR和OR的計算公式如下(其中a,b,c,d為人數)。
RR=[a/(a+b)] ÷ [c/(c+d)];a/(a+b)為高血壓患者發生房顫的可能性,c/(c+d)為血壓正常者發生房顫的可能性。
OR=(a/b) ÷ (c/d);a/b為高血壓患者發生房顫的Odd,c/d為血壓正常者發生房顫的Odd。
假定高血壓患者發生房顫的可能性為10%,血壓正常者發生房顫的可能性為5%,則高血壓患者發生房顫的可能性(probability)和非高血壓患者發生房顫的可能性(probability)的比值為10%/5%,即RR=2。
高血壓患者中,患房顫的比例(Odd)為10%/90%,即Odd=1:9;血壓正常患者中,患房顫的比例(Odd)為5%/95%,即Odd=1:19;那麼高血壓患者發生房顫的Odds Ratio為1:9/1:19,即OR=2.11。
需要注意的是,Odds Ratio僅代表方向,從Odds Ratio推算不出RR和probability的具體差值。在上述例子中,高血壓患者發生房顫的Odds Ratio為2.11,只能說明相對於非高血壓患者,高血壓患者發生房顫的可能性更高,而不能說明高血壓患者發生房顫的可能性是非高血壓患者的2.11倍(實際上是2倍)。
當RR>1時,OR總是大於RR;當RR
例如,男性心衰患者中,接受ACEI治療的比例為51%,女性心衰患者中,接受ACEI治療的比例為43%;那麼RR=1.2(男性 vs. 女性,51%/43%),OR=1.4[男性 vs. 女性,(51%/49%)÷(43%/57%)]。
需要注意的是,同一研究中,不同模型計算出來的OR是不能直接比較的。不同研究之間,OR值的大小也是不能比較的。
二
Hazard ratio(HR)
Hazard ratio(HR)是風險比,即不同治療組在每一個時間點的RR,主要通過Cox回歸分析得出。結合下面的例子進行講解。
上圖為早期開展的一項研究,在急性心肌梗死患者中,對比接受鏈激酶溶栓治療和安慰劑治療對生存率的影響。假設生存分析的兩條曲線是平行的,即在隨訪過程中,在任意時間點上,兩組患者死亡的可能性之比是相同的,這一比值就是HR。
如上圖所示,在第10個月和第18個月時,兩組死亡率的比值(即HR)均為0.6,可以解讀為溶栓治療組較安慰劑組死亡的相對風險降低40%。
需治療例數(number needed to treat,NNT)指需要治療多少患者才能減少1例死亡或減少1次事件。
假如患者初始死亡率為30%,經過某種治療可減少40%的死亡,那麼治療後患者的死亡率為30%×(1-40%)=18%。也就是說,患者死亡風險降低30%-18%=12%。那麼用這種治療方法治療幾位患者才能減少一例死亡呢?即NNT=1/12%=9,答案是治療9位患者能減少1例死亡。
如前所述,計算HR的前提是生存分析的兩條曲線需要相互平行,這也是HR的局限性。因為在實際情況下,常常出現兩個生存曲線不平行的情況,此時可使用RMST(restricted mean survival time)差異指標,即限定某一時間段,觀察這一時間段內的差異。
如上圖所示,強化降壓與標準降壓兩種幹預措施的對比試驗中,隨訪1年時,RMST=0.08,說明隨訪1年時兩組患者存活時間的差別為0.08天,即相比標準降壓組的患者,強化降壓治療組的患者多活0.08天;隨訪4年時,RMST=13.2,也就是治療4年後,相比標準降壓者,強化降壓患者多活13.2天。通過這樣一組數據,可以評估這兩種治療措施所產生的益處、治療費用、不良反應等,綜合評估其中的風險與獲益。
上述案例中的事件,都是二元結局,但實際上,很多研究觀察的結局變量是連續變量,那麼如何評估連續變量這一結局的差異?
以罹患高鉀血症的患者為例,給予幹預措施後理想的狀態是,血鉀較高時能儘快把血鉀水平降到安全的範圍,但又不希望造成低鉀血症。
2015年發表於《新英格蘭醫學雜誌》的一項研究,評估環矽酸鋯鈉治療高鉀血症的療效,較好地契合了上述理想的降鉀狀態。此項研究納入基線血鉀水平為5.0~6.5mmol/L的患者,評估不同劑量環矽酸鋯鈉在48小時內和28天的降鉀效果。研究結果顯示,使用環矽酸鋯鈉後患者血鉀濃度呈指數形式衰減,實現"早期快速降鉀"的效果(見下圖)。
用藥48小時內,接受環矽酸鋯鈉10 g劑量組治療的高鉀血症患者,每小時血鉀水平較基線平均指數變化率為0.3%,可以理解為,在基線後每一小時的血鉀均為上一小時血鉀濃度的99.7%;在48小時後,血鉀相對基線即下降了14%,有效降低了患者血鉀。而根據基線的不同,每小時血鉀下降值也不同。本藥物作用效果基線越高,血鉀下降速度越快;而基線血鉀低,則降鉀速度相應減緩,從而達到快速降鉀的同時避免低鉀血症的發生。該研究在評價連續變量的變化過程時,使用了指數變化率,後續類似的研究可借鑑這一方法,對連續變量進行評估。