在流行病学研究中,随机对照试验(RCT)是验证因果关系的“金标准”,但受高成本、长周期、伦理约束及可行性限制,难以广泛应用。因此,利用纵向观察性数据开展研究成为重要替代方案,而模拟目标试验正是这类研究的核心方法,可有效规避观察性研究中常见的由于设计缺陷导致的偏倚。最近BMJ的一篇文章使用实例再次梳理了模拟目标试验的核心步骤。
模拟目标试验的核心原则与方案设计
模拟目标试验的核心原则是“时间零点同步”——启动随访时,需同步明确研究对象的纳入标准与治疗分配方案,这也是规避永恒时间偏倚(纳入“不可能出现研究结局”的随访时段,导致结果失真)和选择偏倚的关键。
开展模拟目标试验前,需明确理想目标试验的完整方案,这是后续模拟分析的基础。完整方案需包含6个关键部分:纳入标准、治疗策略、治疗分配方式、结局指标、随访起止时间及因果对比方式。
模拟目标试验的核心操作步骤
模拟目标试验的核心操作第一步是拆分时间间隔:结合研究场景需求,将每个研究对象的纵向数据,拆分为小时、天、周或月级时间片段。间隔时长依研究类型而定,如重症监护室治疗研究可按小时拆分,2型糖尿病药物长期疗效研究按周或月拆分即可。
拆分后,需对每个间隔逐一完成三项操作:一是判断研究对象是否符合纳入标准;二是根据当前可获取数据分配治疗策略,需注意不可用后续数据倒推,否则会引入偏倚;三是将符合条件的时间点设为“时间零点”,启动随访。
不同场景下的模拟目标试验设计
(以2型糖尿病二甲双胍用药为例)
结合 2 型糖尿病患者二甲双胍用药场景,这篇 BMJ 文章的作者了3种不同复杂程度的模拟目标试验,对应不同数据特征与研究需求,可覆盖绝大多数临床观察性研究场景。
场景一:仅一次符合纳入标准,治疗策略可明确区分
该场景中,研究对象仅在一个时间间隔内符合纳入标准,且此时可明确分配至某一治疗策略。例如,纳入标准设为“近1个月确诊2型糖尿病、无糖尿病药物用药史”,治疗策略分两种:启动二甲双胍并持续使用(无用药禁忌)、从不启动二甲双胍(无绝对用药适应症)。
模拟时,只需找到唯一符合纳入标准的时间间隔,按当时用药处方分配治疗策略,以该时间点为时间零点启动随访。需特别注意,治疗分配仅以时间零点可获取信息为依据,不可用后续用药情况倒推。
场景二:多次符合纳入标准,治疗策略可明确区分
该场景中,研究对象会在多个时间间隔内符合纳入标准,且每个时间点均可明确分配治疗策略。例如,纳入标准调整为“近3个月确诊2型糖尿病、无糖尿病药物用药史”,研究对象可能在确诊后3个月份均符合条件,且用药情况可能不同。
该场景有两种模拟方法可选:
简单模拟法:随机选取一个符合条件的时间点作为时间零点,操作简便但统计效能低,适用于样本量大、对效能要求不高的研究。
序贯试验模拟法(推荐):为每个符合条件的时间点创建“重复样本”,让同一研究对象参与多个模拟试验(各对应不同时间零点),合并数据后通过稳健方差估计校正个体重复使用的影响,统计效能更高,适用于多数临床研究。
例外情况:若研究目的是直接对比两种治疗方案(如二甲双胍与SGLT-2抑制剂),虽研究对象可能多次符合纳入标准,但仅首次启动一种治疗,此时以“首次启动治疗”时间点为时间零点即可,无需序贯模拟。
场景三:仅一次符合纳入标准,治疗策略无法区分
该场景的难点的是,研究对象符合纳入标准时,数据同时满足多种治疗策略定义,无法明确分组。例如,治疗策略设为“3个月内启动二甲双胍并持续使用”和“从不启动二甲双胍”,某患者符合标准时未立即用药,后续可能启动也可能不启动,无法明确归属。
解决方法为克隆法:将该研究对象的数据分析为多个“克隆样本”,每个样本对应一种符合条件的治疗策略(如上述案例设两个克隆样本,分别归入两组),均以同一时间点为时间零点启动随访,后续通过统计方法校正克隆样本的影响。
除上述“宽限期”场景外,克隆法还可解决“不同治疗时长对比”“动态治疗策略(如血糖达标后调药)”等无法明确分配治疗策略的情况。
两种核心因果对比方法
与RCT一致,模拟目标试验主要有两种因果对比方式,对应不同研究目的。
意向性治疗效应(ITT效应):关注“治疗分配”效果,无论研究对象后续是否依从方案,均按初始分配策略分析。其逻辑与RCT意向性分析一致,操作简便,按时间零点分配结果分组并校正基线混杂因素即可。
符合方案效应(PP效应):关注“实际依从治疗”效果,对未依从方案者(如中途停药)停止随访(删失)。需注意,删失可能引入新的选择偏倚,需通过逆概率加权等方法校正与依从性相关的混杂因素。
特殊情况:采用克隆法时,同一研究对象的不同克隆样本分配至不同策略,两组基线特征一致,此时ITT效应无实际意义,重点关注PP效应即可。
模拟目标试验的优势与局限
优势
其核心优势是能有效规避观察性研究的核心偏倚:通过“时间零点同步明确纳入标准与治疗分配”,降低永恒时间偏倚和选择偏倚影响,使结果更接近RCT可靠性;同时统一多种观察性研究思路,使研究方案更规范、更具可比性。
局限
其局限性也较为明显,无法解决观察性研究的“先天缺陷”:未测量的混杂因素、数据误差、缺失数据等,需依靠高质量原始数据改善;模拟效果取决于方案设定,设计不当会导致结果失真;无法实现RCT盲法设计和严谨数据收集,证据等级低于RCT。
总结
模拟目标试验并非新型研究设计,而是规范观察性研究分析的思路与方法,核心逻辑是“用观察性数据复刻理想RCT”,关键在于“时间零点同步”和“规范治疗分配”两大核心。
目前,该方法已广泛应用于糖尿病、心血管疾病、癌症等临床领域,可用于开展新研究,也可作为评价既往观察性研究方法学质量的工具。随着真实世界证据价值日益凸显,掌握该思路能减少低质量研究,推动其为循证决策提供科学支持。
参考文献: BMJ. 2026 Jan 12;392:e084909. doi: 10.1136/bmj-2025-084909.
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