Studie heterogenity kohorty Michigan M2C2 suPAR

Kohorta Michigan Medicine COVID-19 (M2C2) je největší podkohortou mezinárodní studie o zánětu u COVID-19 (ISIC). M2C2 zahrnuje postupně, systematicky zařazené dospělé (≥18 let) s potvrzenou infekcí SARS-CoV-2 hospitalizované konkrétně pro COVID-19 na University of Michigan od 1. února 2020 do 1. června 2021. Dospělí pacienti hospitalizovaní v účastnících se amerických nemocnicích s potvrzenou infekcí COVID-19 během studijního období, u kterých byla stanovena bazální hladina suPAR pomocí testu suPARnostic TurbiLatex assay na analyzátoru Roche cobas c501 z plazmatických vzorků získaných do 48 hodin od přijetí. Kohorta odráží reálná data z USA a zahrnuje rasově a etnicky rozmanité populace s typickou americkou zátěží obezity, diabetu a chronického onemocnění ledvin.

ODŮVODNĚNÍ VELIKOSTI VZORKU - STUDIE 3 (STUDIE HETEROGENITY USA) Protokol: VG-DENO-US-001, Verze 1.2 Pro zařazení do: De Novo eSTAR, Sekce klinických důkazů (Studie 3)

1. CÍL ________________________________________ Cílem této studie je ověřit předem stanovený, uzamčený klinický práh suPAR ≥6 ng/mL pro predikci těžkého respiračního selhání (SRF) do 30 dnů v americké populaci s demografií srovnatelnou s populací pro zamýšlené použití, jak požadoval FDA. Velikost vzorku byla stanovena tak, aby poskytla dostatečnou přesnost pro primární diagnostické výkonnostní metriky na tomto pevném prahu.
2. ÚVAHY O NÁVRHU STUDIE ________________________________________ Protože je práh 6 ng/mL uzamčený a předem stanovený z předchozích studií (Studie 1 a 2), primární analýzou je klasifikační tabulka 2x2. Neprovádí se žádná optimalizace prahu ani modelování. Velikost vzorku je tedy určena přesností (šířkou 95% intervalů spolehlivosti) senzitivity, NPV a AUC – nikoli výkonem testování hypotéz v tradičním smyslu.

3. PŘEDPOKLADY

   ________________________________________ Předpoklady jsou odvozeny z kohorty ISIC Michigan Medicine (Hayek a kol., J Med Virol 2024; PMID 38235904; N=1 962 amerických pacientů s COVID-19) a z evropské validace SPARCOL (Studie 2; Chalkias a kol., Eur J Clin Invest 2022; PMID 35435245; N=254): Parametr Zdroj Použitá hodnota

   ________________________________________ Míra událostí SRF ISIC Michigan 15 % (~14,8 %) 30denní mortalita ISIC Michigan 10 % Podíl se suPAR <6 ng/mL ISIC Michigan ~45 % Podíl černochů ISIC Michigan ~21 % Podíl Hispánců ISIC Michigan ~5 % Očekávaná senzitivita (≥6 ng/mL) SPARCOL (Studie 2) 90 % (konzerv.) Očekávaná NPV (≥6 ng/mL) SPARCOL (Studie 2) 96 % (konzerv.) Očekávaná AUC SPARCOL (Studie 2) 0,70 (konzerv.) Konzervativní odhady (nižší než pozorované v SPARCOL) jsou používány v celém rozsahu, aby byla studie dostatečně velká, i když by výkonnost v USA byla mírně nižší než evropská výkonnost.

4. KRITÉRIA PŘIJETÍ

Následující předem stanovená kritéria přijetí definují úspěšnou validaci suPAR ≥6 ng/mL v americké populaci: 1. Dolní mez 95% CI pro senzitivitu přesahuje 80 % 2. Dolní mez 95% CI pro NPV přesahuje 90 % 3. 95% CI pro AUC vylučuje 0,50 4. VÝPOČTY VELIKOSTI VZORKU

5.1 Primární ukazatel: Senzitivita pro SRF do 30 dnů

Při N=500 a míře SRF 15 % se očekává přibližně 74 událostí SRF. Použitím normální aproximace k exaktní metodě Clopper-Pearson:

Pokud je skutečná senzitivita = 90 %:

Dolní 95% CI = 0,90 - 1,96 * sqrt(0,90 * 0,10 / 74) = 0,832

Pokud je skutečná senzitivita = 88 % (předpoklad nejhoršího případu):

Dolní 95% CI = 0,88 - 1,96 * sqrt(0,88 * 0,12 / 74) = 0,806 Oba překračují přijímací práh 80 %. N=500 poskytuje poloviční šířku 95% CI pro senzitivitu přibližně +/-5,4 %, což je přijatelné pro validační studii s pevným prahem.

Pro referenci, minimální N pro splnění tohoto kritéria (za předpokladu skutečné senzitivity = 90 %) je přibližně 237 pacientů (35 událostí SRF). N=500 poskytuje výraznou rezervu nad tímto minimem.

5.2 Primární ukazatel: NPV Při N=500 a ~45 % pacientů se suPAR <6 ng/mL přispívá přibližně 225 pacientů k odhadu NPV.

Pokud je skutečná NPV = 96 %:

Dolní 95% CI = 0,96 - 1,96 * sqrt(0,96 * 0,04 / 225) = 0,934

Pokud je skutečná NPV = 95 %:

Dolní 95% CI = 0,95 - 1,96 * sqrt(0,95 * 0,05 / 225) = 0,922 Oba překračují přijímací práh 90 % s výraznou rezervou. Poloviční šířka 95% CI pro NPV je přibližně +/-2,5 %.

5.3 Primární ukazatel: AUC Použitím metody Hanley-McNeil s N=500 (74 událostí SRF, 426 neudálostí):

Pokud je skutečná AUC = 0,70:

SE(AUC) = 0,038 Dolní 95% CI = 0,70 - 1,96 * 0,038 = 0,625

Pokud je skutečná AUC = 0,72 (odpovídá SPARCOL):

SE(AUC) = 0,036 Dolní 95% CI = 0,72 - 1,96 * 0,036 = 0,649 Oba vylučují 0,50 s velkou rezervou. Poloviční šířka 95% CI pro AUC je přibližně 0,04.

5.4 Sekundární ukazatel: 30denní mortalita

Při N=500 a míře mortality 10 % se očekává přibližně 50 úmrtí. To je dostatečné pro:

• Popisnou tabulku 2x2 při suPAR ≥6 ng/mL - Kaplan-Meierovu analýzu s log-rank testem
• Univariátní poměr šancí s 95% CI Není dostatečné pro plně adjustovanou multivariační regresi, což je uznáváno jako omezení (viz Sekce 7).

5.5 Logistická regrese: Události na proměnnou S ~74 událostmi SRF a úspornými modely omezenými na ≤4 kovariáty je poměr událostí na proměnnou (EPV) přibližně 74/4 = 18,5, což překračuje doporučené minimum 10 (Peduzzi a kol., J Clin Epidemiol 1996) a blíží se konzervativnějšímu prahu 20.

6. DOSTATEČNOST PODSKUPIN RASA/ETNICITA

________________________________________

Na základě demografie kohorty ISIC Michigan:

Rasa/Etnikum Očekávané N Očekávané události SRF

________________________________________ Bílí ~325 ~48 Černoši ~104 ~15 Hispánci ~25 ~4 Asiati ~15 ~2 Ostatní ~31 ~5

Při N=500:

• Podskupina bílých (~325 pacientů, ~48 událostí SRF) je dostatečně výkonná pro samostatnou analýzu 2x2 s CI senzitivity splňujícím kritérium dolní meze 80 %.
• Podskupina černochů (~104 pacientů, ~15 událostí SRF) je dostatečná pro popisné hlášení senzitivity, specificity, PPV a NPV s 95% CI a pro test interakce rasa x suPAR (s poznámkou, že předchozí data ISIC neukázala významnou interakci, p=0,81).
• Podskupiny Hispánců a Asiatů jsou příliš malé pro samostatnou analýzu s dostatečnou silou, ale budou popsány popisně a zahrnuty do celkové analýzy. Jejich zařazení ukazuje, že studovaná populace odráží demografickou diverzitu USA.

Tato dostatečnost podskupin je klíčovou výhodou N=500 oproti menšímu vzorku. Při N=300 by bylo k dispozici pouze ~62 černochů (~9 událostí SRF), což by poskytovalo podstatně méně přesné rasově specifické odhady.

7. UVEDENÁ OMEZENÍ

• N=500 nepodporuje plně adjustovanou multivariační logistickou regresi s >4 kovariáty (EPV <10). To je přijatelné, protože primární analýza (klasifikace 2x2 na předem stanoveném prahu) nevyžaduje multivariační adjustaci.
• Podskupiny Hispánců a Asiatů jsou příliš malé pro samostatné analýzy s dostatečnou silou. Tyto podskupiny jsou popsány popisně.

• Formální testování nehorší kvality senzitivity (USA vs. SPARCOL) by vyžadovalo větší vzorek. Srovnání je provedeno popisně, s přijímacím kritériem aplikovaným na americká data nezávisle (dolní 95% CI > 80 %).

  8. ZÁVĚR

Velikost vzorku N=500 z kohorty Michigan Medicine poskytuje:

• Dostatečnou přesnost pro všechna tři primární kritéria přijetí (dolní CI senzitivity > 80 %, dolní CI NPV > 90 %, AUC vylučuje 0,50), s výraznou rezervou i za konzervativních předpokladů
• Dostatečné události (~74 SRF, ~50 úmrtí) pro analýzy primárních a sekundárních ukazatelů
• Největší podskupinu černošských pacientů (~104) dosažitelnou v rámci dostupných omezení kohorty, umožňující smysluplné popisné hlášení rasově specifické diagnostické výkonnosti
• EPV ≥18 pro úspornou logistickou regresi (≤4 kovariáty)
• Dříve jsme uvažovali o měření 1200 vzorků, ale v rovnováze mezi statistickou přísností a praktickou proveditelností (náklady na test, úsilí extrakce dat) jsme přepočítali potřebný počet na N=500, což podle výpočtu síly studie je vhodná velikost vzorku pro tuto validační studii.

REFERENCE

1. Hayek SS, Vasbinder A, Engoren M, et al. J Med Virol. 2024; 96(1):e29389. PMID: 38235904.
2. Chalkias A, Skoulakis A, Papagiannakis N, et al. Eur J Clin Invest. 2022;52(7):e13794. PMID: 35435245.
3. Altintas I, Eugen-Olsen J, Seppala S, et al. Biomark Insights. 2021;16. PMID: 34421295.
4. Peduzzi P, Concato J, Kemper E, et al. J Clin Epidemiol. 1996; 49(12):1373-1379.
5. FDA Q-Sub Q240207/A001 Meeting Minutes, 15. dubna 2024.
6. Hanley JA, McNeil BJ. Radiology. 1982;143(1):29-36.