suPAR Michigan M2C2 Heterogeniteits Cohort Studie

De Michigan Medicine COVID-19 Cohort (M2C2) is de grootste subcohort van de International Study on Inflammation in COVID-19 (ISIC). De M2C2 omvat opeenvolgende, systematisch ingeschreven volwassenen (≥18 jaar) met bevestigde SARS-CoV-2-infectie die specifiek voor COVID-19 zijn opgenomen in het University of Michigan van 1 februari 2020 tot 1 juni 2021. Volwassen patiënten opgenomen in deelnemende Amerikaanse ziekenhuizen met bevestigde COVID-19-infectie tijdens de studieperiode, bij wie de baseline suPAR gemeten werd met de suPARnostic TurbiLatex assay op de Roche cobas c501 op plasma-monsters verkregen binnen 48 uur na opname. De cohort weerspiegelt real-world Amerikaanse gegevens en omvat raciaal en etnisch diverse populaties met typische Amerikaanse lasten van obesitas, diabetes en chronische nierziekte.

STEEKPROEFGROOTTE MOTIVERING - STUDIE 3 (AMERIKAANSE HETEROGENITEIT STUDIE) Protocol: VG-DENO-US-001, Versie 1.2 Voor opname in: De Novo eSTAR, Klinisch Bewijs Sectie (Studie 3)

1. DOELSTELLING ________________________________________ Het doel van deze studie is het valideren van de vooraf gespecificeerde, vastgelegde klinische drempel van suPAR ≥6 ng/mL voor het voorspellen van ernstig respiratoir falen (SRF) binnen 30 dagen in een Amerikaanse populatie met demografie vergelijkbaar met de beoogde gebruikerspopulatie, zoals gevraagd door de FDA. De steekproefgrootte werd bepaald om voldoende precisie te bieden voor de primaire diagnostische prestatiematen bij deze vaste drempel.
2. STUDIEONTWERP OVERWEGINGEN ________________________________________ Omdat de 6 ng/mL-drempel vastgelegd en vooraf gespecificeerd is uit eerdere studies (Studie 1 en 2), is de primaire analyse een 2x2 classificatietabel. Er wordt geen drempeloptimalisatie of modelaanpassing uitgevoerd. De steekproefgrootte wordt daarom bepaald door de precisie (breedte van 95% betrouwbaarheidsintervallen) van sensitiviteit, NPV en AUC - niet door de power van hypothesetoetsing in de traditionele zin.

3. AANNEMEN

   ________________________________________ Aannames zijn afgeleid van de ISIC Michigan Medicine cohort (Hayek et al., J Med Virol 2024; PMID 38235904; N=1,962 Amerikaanse COVID-19-patiënten) en van de Europese SPARCOL validatie (Studie 2; Chalkias et al., Eur J Clin Invest 2022; PMID 35435245; N=254): Parameter Bron Waarde Gebruikt

   ________________________________________ SRF incidentie ISIC Michigan 15% (~14,8%) 30-dagen mortaliteit ISIC Michigan 10% Proportie met suPAR <6 ng/mL ISIC Michigan ~45% Proportie Zwart ISIC Michigan ~21% Proportie Hispanic ISIC Michigan ~5% Verwachtte sensitiviteit (≥6 ng/mL) SPARCOL (Studie 2) 90% (conserv.) Verwachtte NPV (≥6 ng/mL) SPARCOL (Studie 2) 96% (conserv.) Verwachtte AUC SPARCOL (Studie 2) 0,70 (conserv.) Conservatieve schattingen (lager dan waargenomen in SPARCOL) worden doorlopend gebruikt om ervoor te zorgen dat de studie voldoende groot is, zelfs als de Amerikaanse prestatie bescheiden lager is dan de Europese prestatie.

4. ACCEPTATIECRITERIA

De volgende vooraf gespecificeerde acceptatiecriteria definiëren succesvolle validatie van suPAR ≥6 ng/mL in de Amerikaanse populatie: 1. Onderste grens van 95% BI voor sensitiviteit overschrijdt 80% 2. Onderste grens van 95% BI voor NPV overschrijdt 90% 3. 95% BI voor AUC sluit 0,50 uit 4. STEEKPROEFGROOTTE BEREKENINGEN

5.1 Primaire Eindpunt: Sensitiviteit voor SRF binnen 30 dagen

Bij N=500 met een SRF-incidentie van 15%, worden ongeveer 74 SRF-gebeurtenissen verwacht. Gebruikmakend van de normale benadering van de Clopper-Pearson exacte methode:

Als ware sensitiviteit = 90%:

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

Als ware sensitiviteit = 88% (worst-case aanname):

Onderste 95% BI = 0,88 - 1,96 * sqrt(0,88 * 0,12 / 74) = 0,806 Beiden overschrijden de 80% acceptatiedrempel. N=500 biedt een sensitiviteit 95% BI halve breedte van ongeveer +/-5,4%, wat acceptabel is voor een validatiestudie van een vaste drempel.

Ter referentie, de minimale N om aan dit criterium te voldoen (aangenomen ware sensitiviteit = 90%) is ongeveer 237 patiënten (35 SRF-gebeurtenissen). N=500 biedt een aanzienlijke marge boven dit minimum.

5.2 Primaire Eindpunt: NPV Bij N=500 met ~45% van de patiënten met suPAR <6 ng/mL, dragen ongeveer 225 patiënten bij aan de NPV-schatting.

Als ware NPV = 96%:

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

Als ware NPV = 95%:

Onderste 95% BI = 0,95 - 1,96 * sqrt(0,95 * 0,05 / 225) = 0,922 Beiden overschrijden de 90% acceptatiedrempel met aanzienlijke marge. De 95% BI halve breedte voor NPV is ongeveer +/-2,5%.

5.3 Primaire Eindpunt: AUC Gebruikmakend van de Hanley-McNeil methode met N=500 (74 SRF-gebeurtenissen, 426 niet-gebeurtenissen):

Als ware AUC = 0,70:

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

Als ware AUC = 0,72 (overeenkomend met SPARCOL):

SE(AUC) = 0,036 Onderste 95% BI = 0,72 - 1,96 * 0,036 = 0,649 Beiden sluiten 0,50 uit met ruime marge. De AUC 95% BI halve breedte is ongeveer 0,04.

5.4 Secundair Eindpunt: 30-dagen Mortaliteit

Bij N=500 met een mortaliteit van 10%, worden ongeveer 50 sterfgevallen verwacht. Dit is voldoende voor:

• Beschrijvende 2x2 tabel bij suPAR ≥6 ng/mL - Kaplan-Meier analyse met log-rank test
• Univariate odds ratio met 95% BI Het is niet voldoende voor volledig gecorrigeerde multivariabele regressie, wat erkend wordt als een beperking (zie Sectie 7).

5.5 Logistische Regressie: Gebeurtenissen-Per-Variabele Met ~74 SRF-gebeurtenissen en spaarzame modellen beperkt tot ≤4 covariaten, is de gebeurtenissen-per-variabele (EPV) ratio ongeveer 74/4 = 18,5, wat het aanbevolen minimum van 10 overschrijdt (Peduzzi et al., J Clin Epidemiol 1996) en de meer conservatieve drempel van 20 benadert.

6. RAS/ETNICITEIT SUBGROEP TOEREIKENDHEID

________________________________________

Gebaseerd op de ISIC Michigan cohort demografie:

Ras/Ethniciteit Verwachtte N Verwachtte SRF Gebeurtenissen

________________________________________ Wit ~325 ~48 Zwart ~104 ~15 Hispanic ~25 ~4 Aziatisch ~15 ~2 Overig ~31 ~5

Bij N=500:

• De Witte subgroep (~325 patiënten, ~48 SRF-gebeurtenissen) is voldoende powered voor een zelfstandige 2x2 analyse met sensitiviteit BI dat voldoet aan het 80% onderste grens criterium.
• De Zwarte subgroep (~104 patiënten, ~15 SRF-gebeurtenissen) is voldoende voor beschrijvende rapportage van sensitiviteit, specificiteit, PPV en NPV met 95% BI's, en voor een ras x suPAR interactietest (opmerkend dat eerdere ISIC-gegevens geen significante interactie toonden, p=0,81).
• Hispanic en Aziatische subgroepen zijn te klein voor zelfstandige powered analyses, maar zullen beschrijvend gerapporteerd worden en opgenomen in de totale analyse. Hun opname toont aan dat de studiepopulatie de Amerikaanse demografische diversiteit weerspiegelt.

Deze subgroep toereikendheid is een belangrijk voordeel van N=500 boven een kleinere steekproef. Bij N=300 zouden slechts ~62 Zwarte patiënten (~9 SRF-gebeurtenissen) beschikbaar zijn, wat aanzienlijk minder precieze ras-specifieke schattingen oplevert.

7. VERMELDE BEPERKINGEN

• N=500 ondersteunt geen volledig gecorrigeerde multivariabele logistische regressie met >4 covariaten (EPV <10). Dit is acceptabel omdat de primaire analyse (2x2 classificatie bij een vooraf gespecificeerde drempel) geen multivariabele correctie vereist.
• Hispanic en Aziatische subgroepen zijn te klein voor zelfstandige powered analyses. Deze subgroepen worden beschrijvend gerapporteerd.

• Formele non-inferioriteitstoetsing van sensitiviteit (Amerikaans vs. SPARCOL) zou een grotere steekproef vereisen. De vergelijking wordt beschrijvend uitgevoerd, met het acceptatiecriterium toegepast op de Amerikaanse gegevens onafhankelijk (onderste 95% BI > 80%).

  8. CONCLUSIE

Een steekproefgrootte van N=500 uit de Michigan Medicine cohort biedt:

• Voldoende precisie voor alle drie primaire acceptatiecriteria (sensitiviteit onderste BI > 80%, NPV onderste BI > 90%, AUC sluit 0,50 uit), met aanzienlijke marge zelfs onder conservatieve aannames
• Voldoende gebeurtenissen (~74 SRF, ~50 sterfgevallen) voor primaire en secundaire eindpuntanalyses
• De grootste Zwarte patiëntensubgroep (~104) haalbaar binnen de beschikbare cohortbeperkingen, waardoor zinvolle beschrijvende rapportage van ras-specifieke diagnostische prestaties mogelijk is
• EPV ≥18 voor spaarzame logistische regressie (≤4 covariaten)
• We hebben eerder overwogen 1200 monsters te meten, maar een balans tussen statistische strengheid en praktische haalbaarheid (assaykosten, data-extractie-inspanning) hebben we het benodigde aantal herberekend naar N=500 wat volgens de powerberekening een geschikte steekproefgrootte is voor deze validatiestudie.

REFERENTIES

1. Hayek SS, Vasb inder 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. 022;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 april 2024.
6. Hanley JA, McNeil BJ. Radiology. 1982;143(1):29-36.