suPAR Michigan M2C2 Badanie Kohortowe Heterogeniczności

Kohorta COVID-19 Michigan Medicine (M2C2) jest największą podkohortą międzynarodowego badania nad stanem zapalnym w COVID-19 (ISIC). M2C2 obejmuje kolejnych, systematycznie rejestrowanych dorosłych (≥18 lat) z potwierdzonym zakażeniem SARS-CoV-2 hospitalizowanych konkretnie z powodu COVID-19 na Uniwersytecie Michigan od 1 lutego 2020 do 1 czerwca 2021. Dorośli pacjenci hospitalizowani w uczestniczących szpitalach w USA z potwierdzonym zakażeniem COVID-19 w okresie badania, u których zmierzono wyjściowe suPAR za pomocą testu suPARnostic TurbiLatex na aparacie Roche cobas c501 na próbkach osocza pobranych w ciągu 48 godzin od przyjęcia. Kohorta odzwierciedla rzeczywiste dane z USA i obejmuje zróżnicowane rasowo i etnicznie populacje z typowymi dla USA obciążeniami otyłością, cukrzycą i przewlekłą chorobą nerek.

UZASADNIENIE WIELKOŚCI PRÓBY - BADANIE 3 (BADANIE HETEROGENICZNOŚCI USA) Protokół: VG-DENO-US-001, Wersja 1.2 Do włączenia w: De Novo eSTAR, Sekcja Dowodów Klinicznych (Badanie 3)

1. CELE ________________________________________ Celem tego badania jest walidacja wcześniej określonego, zamrożonego progu klinicznego suPAR ≥6 ng/mL do przewidywania ciężkiej niewydolności oddechowej (SRF) w ciągu 30 dni w populacji USA o demografii porównywalnej z populacją docelowego zastosowania, zgodnie z żądaniem FDA. Wielkość próby została określona, aby zapewnić odpowiednią precyzję dla podstawowych metryk wydajności diagnostycznej przy tym ustalonym progu.
2. ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE BADANIA ________________________________________ Ponieważ próg 6 ng/mL jest zamrożony i wcześniej określony z poprzednich badań (Badania 1 i 2), podstawową analizą jest tabela klasyfikacji 2x2. Nie przeprowadza się optymalizacji progu ani dopasowania modelu. Wielkość próby jest zatem napędzana przez precyzję (szerokość 95% przedziałów ufności) czułości, NPV i AUC - a nie przez moc testowania hipotez w tradycyjnym znaczeniu.

3. ZAŁOŻENIA

   ________________________________________ Założenia pochodzą z kohorty ISIC Michigan Medicine (Hayek i in., J Med Virol 2024; PMID 38235904; N=1,962 pacjentów z COVID-19 w USA) oraz z walidacji europejskiej SPARCOL (Badanie 2; Chalkias i in., Eur J Clin Invest 2022; PMID 35435245; N=254): Parametr Źródło Wartość Użyta

   ________________________________________ Wskaźnik zdarzeń SRF ISIC Michigan 15% (~14.8%) 30-dniowy wskaźnik śmiertelności ISIC Michigan 10% Proporcja z suPAR <6 ng/mL ISIC Michigan ~45% Proporcja osób czarnoskórych ISIC Michigan ~21% Proporcja Latynosów ISIC Michigan ~5% Oczekiwana czułość (≥6 ng/mL) SPARCOL (Badanie 2) 90% (konserw.) Oczekiwane NPV (≥6 ng/mL) SPARCOL (Badanie 2) 96% (konserw.) Oczekiwane AUC SPARCOL (Badanie 2) 0.70 (konserw.) Konserwatywne szacunki (niższe niż obserwowane w SPARCOL) są stosowane w całym badaniu, aby zapewnić odpowiednią wielkość próby nawet jeśli wydajność w USA będzie nieco niższa niż wydajność w Europie.

4. KRYTERIA AKCEPTACJI

Następujące wcześniej określone kryteria akceptacji definiują udaną walidację suPAR ≥6 ng/mL w populacji USA: 1. Dolna granica 95% CI dla czułości przekracza 80% 2. Dolna granica 95% CI dla NPV przekracza 90% 3. 95% CI dla AUC wyklucza 0.50 4. OBLICZENIA WIELKOŚCI PRÓBY

5.1 Pierwszorzędowy punkt końcowy: Czułość dla SRF w ciągu 30 dni

Przy N=500 i wskaźniku SRF 15%, oczekuje się około 74 zdarzeń SRF. Stosując przybliżenie normalne do dokładnej metody Cloppera-Pearsona:

Jeśli prawdziwa czułość = 90%:

Dolne 95% CI = 0.90 - 1.96 * sqrt(0.90 * 0.10 / 74) = 0.832

Jeśli prawdziwa czułość = 88% (założenie najgorszego przypadku):

Dolne 95% CI = 0.88 - 1.96 * sqrt(0.88 * 0.12 / 74) = 0.806 Oba przekraczają próg akceptacji 80%. N=500 zapewnia połowę szerokości 95% CI dla czułości około +/-5.4%, co jest akceptowalne dla badania walidacyjnego ustalonego progu.

Dla porównania, minimalne N, aby spełnić to kryterium (zakładając prawdziwą czułość = 90%) wynosi około 237 pacjentów (35 zdarzeń SRF). N=500 zapewnia znaczną rezerwę powyżej tego minimum.

5.2 Pierwszorzędowy punkt końcowy: NPV Przy N=500 z ~45% pacjentów mających suPAR <6 ng/mL, około 225 pacjentów wnosi wkład do oszacowania NPV.

Jeśli prawdziwe NPV = 96%:

Dolne 95% CI = 0.96 - 1.96 * sqrt(0.96 * 0.04 / 225) = 0.934

Jeśli prawdziwe NPV = 95%:

Dolne 95% CI = 0.95 - 1.96 * sqrt(0.95 * 0.05 / 225) = 0.922 Oba przekraczają próg akceptacji 90% z dużą rezerwą. Połowa szerokości 95% CI dla NPV wynosi około +/-2.5%.

5.3 Pierwszorzędowy punkt końcowy: AUC Stosując metodę Hanleya-McNeila z N=500 (74 zdarzenia SRF, 426 braków zdarzeń):

Jeśli prawdziwe AUC = 0.70:

SE(AUC) = 0.038 Dolne 95% CI = 0.70 - 1.96 * 0.038 = 0.625

Jeśli prawdziwe AUC = 0.72 (zgodne z SPARCOL):

SE(AUC) = 0.036 Dolne 95% CI = 0.72 - 1.96 * 0.036 = 0.649 Oba wykluczają 0.50 z dużą rezerwą. Połowa szerokości 95% CI dla AUC wynosi około 0.04.

5.4 Drugorzędowy punkt końcowy: 30-dniowa śmiertelność

Przy N=500 i wskaźniku śmiertelności 10%, oczekuje się około 50 zdarzeń zgonów. To wystarcza dla:

• Opisowej tabeli 2x2 przy suPAR ≥6 ng/mL - Analizy Kaplana-Meiera z testem log-rank
• Jednowymiarowego ilorazu szans z 95% CI Nie wystarcza to dla w pełni skorygowanej regresji wielozmiennowej, co jest uznawane za ograniczenie (patrz Sekcja 7).

5.5 Regresja logistyczna: Zdarzenia-na-zmienną Przy ~74 zdarzeniach SRF i oszczędnych modelach ograniczonych do ≤4 kowariancji, stosunek zdarzeń-do-zmiennej (EPV) wynosi około 74/4 = 18.5, co przekracza zalecane minimum 10 (Peduzzi i in., J Clin Epidemiol 1996) i zbliża się do bardziej konserwatywnego progu 20.

6. ADEKWATNOŚĆ PODGRUP RASOWYCH/ETNICZNYCH

________________________________________

Na podstawie demografii kohorty ISIC Michigan:

Rasa/Etniczność Oczekiwane N Oczekiwane Zdarzenia SRF

________________________________________ Biali ~325 ~48 Czarni ~104 ~15 Latynosi ~25 ~4 Azjaci ~15 ~2 Inni ~31 ~5

Przy N=500:

• Podgrupa Białych (~325 pacjentów, ~48 zdarzeń SRF) ma odpowiednią moc dla samodzielnej analizy 2x2 z CI czułości spełniającym kryterium dolnej granicy 80%.
• Podgrupa Czarnych (~104 pacjentów, ~15 zdarzeń SRF) jest wystarczająca do opisu czułości, specyficzności, PPV i NPV z 95% CI oraz do testu interakcji rasa x suPAR (zauważając, że wcześniejsze dane ISIC nie wykazały znaczącej interakcji, p=0.81).
• Podgrupy Latynosów i Azjatów są zbyt małe do samodzielnej analizy, ale będą opisane i włączone do ogólnej analizy. Ich włączenie pokazuje, że populacja badania odzwierciedla różnorodność demograficzną USA.

Ta adekwatność podgrup jest kluczową zaletą N=500 w porównaniu z mniejszą próbą. Przy N=300, tylko ~62 pacjentów czarnoskórych (~9 zdarzeń SRF) byłoby dostępnych, zapewniając znacznie mniej precyzyjne szacunki specyficzne dla rasy.

7. ZADEKLAROWANE OGRANICZENIA

• N=500 nie wspiera w pełni skorygowanej wielozmiennowej regresji logistycznej z >4 kowariancjami (EPV <10). Jest to akceptowalne, ponieważ podstawowa analiza (klasyfikacja 2x2 przy wcześniej określonym progu) nie wymaga korekty wielozmiennowej.
• Podgrupy Latynosów i Azjatów są zbyt małe do samodzielnych analiz z mocą. Te podgrupy są opisane.

• Formalne testowanie niegorszości czułości (USA vs. SPARCOL) wymagałoby większej próbki. Porównanie jest przeprowadzane opisowo, z zastosowaniem kryterium akceptacji do danych z USA niezależnie (dolne 95% CI > 80%).

  8. WNIOSEK

Wielkość próby N=500 z kohorty Michigan Medicine zapewnia:

• Odpowiednią precyzję dla wszystkich trzech podstawowych kryteriów akceptacji (dolne CI czułości > 80%, dolne CI NPV > 90%, AUC wyklucza 0.50), z dużą rezerwą nawet przy konserwatywnych założeniach
• Wystarczającą liczbę zdarzeń (~74 SRF, ~50 zgonów) dla analiz pierwszorzędowych i drugorzędowych punktów końcowych
• Największą możliwą podgrupę pacjentów czarnoskórych (~104) w ramach dostępnych ograniczeń kohorty, umożliwiającą znaczący opis wydajności diagnostycznej specyficznej dla rasy
• EPV ≥18 dla oszczędnej regresji logistycznej (≤4 kowariancji)
• Wcześniej rozważaliśmy pomiar 1200 próbek, ale w równowadze między rygorem statystycznym a praktyczną wykonalnością (koszt testu, wysiłek ekstrakcji danych) przeliczyliśmy wymaganą liczbę na N=500, co według obliczeń mocy jest odpowiednią wielkością próby dla tego badania walidacyjnego.

REFERENCJE

1. Hayek SS, Vasbinder A, Engoren M, i in. J Med Virol. 2024; 96(1):e29389. PMID: 38235904.
2. Chalkias A, Skoulakis A, Papagiannakis N, i in. Eur J Clin Invest. 022;52(7):e13794. PMID: 35435245.
3. Altintas I, Eugen-Olsen J, Seppala S, i in. Biomark Insights. 2021;16. PMID: 34421295.
4. Peduzzi P, Concato J, Kemper E, i in. J Clin Epidemiol. 1996; 49(12):1373-1379.
5. Protokół spotkania FDA Q-Sub Q240207/A001, 15 kwietnia 2024.
6. Hanley JA, McNeil BJ. Radiology. 1982;143(1):29-36.