suPAR Michigan M2C2 Когортное исследование гетерогенности

Когорта Michigan Medicine по COVID-19 (M2C2) является крупнейшей подкогортой Международного исследования воспаления при COVID-19 (ISIC). M2C2 включает последовательных, систематически включенных взрослых (≥18 лет) с подтвержденной инфекцией SARS-CoV-2, госпитализированных именно по поводу COVID-19 в Мичиганском университете с 1 февраля 2020 года по 1 июня 2021 года. Взрослые пациенты, госпитализированные в участвующих больницах США с подтвержденной инфекцией COVID-19 в течение периода исследования, у которых был измерен исходный уровень suPAR с использованием анализа suPARnostic TurbiLatex на Roche cobas c501 в образцах плазмы, полученных в течение 48 часов после поступления. Когорта отражает реальные данные США и включает расово и этнически разнообразные популяции с типичной для США распространенностью ожирения, диабета и хронической болезни почек.

ОБОСНОВАНИЕ РАЗМЕРА ВЫБОРКИ - ИССЛЕДОВАНИЕ 3 (ИССЛЕДОВАНИЕ ГОМОГЕННОСТИ США) Протокол: VG-DENO-US-001, Версия 1.2 Для включения в: De Novo eSTAR, Раздел клинических доказательств (Исследование 3)

1. ЦЕЛЬ ________________________________________ Целью данного исследования является валидация предварительно заданного, фиксированного клинического порога suPAR ≥6 нг/мл для прогнозирования тяжелой дыхательной недостаточности (ТДН) в течение 30 дней в популяции США с демографическими характеристиками, сопоставимыми с целевой популяцией, по запросу FDA. Размер выборки был определен для обеспечения достаточной точности основных метрик диагностической эффективности при этом фиксированном пороге.
2. СООБРАЖЕНИЯ ПО ДИЗАЙНУ ИССЛЕДОВАНИЯ ________________________________________ Поскольку порог 6 нг/мл фиксирован и предварительно задан на основе предыдущих исследований (Исследования 1 и 2), первичный анализ представляет собой таблицу классификации 2x2. Оптимизация порога или подгонка модели не выполняются. Следовательно, размер выборки определяется точностью (шириной 95% доверительных интервалов) чувствительности, NPV и AUC, а не мощностью проверки гипотез в традиционном смысле.

3. ДОПУЩЕНИЯ

   ________________________________________ Допущения получены из когорты ISIC Michigan Medicine (Hayek et al., J Med Virol 2024; PMID 38235904; N=1,962 пациента с COVID-19 в США) и из европейской валидации SPARCOL (Исследование 2; Chalkias et al., Eur J Clin Invest 2022; PMID 35435245; N=254): Параметр Источник Используемое значение

   ________________________________________ Частота событий ТДН ISIC Michigan 15% (~14.8%) 30-дневная смертность ISIC Michigan 10% Доля с suPAR <6 нг/мл ISIC Michigan ~45% Доля чернокожих ISIC Michigan ~21% Доля латиноамериканцев ISIC Michigan ~5% Ожидаемая чувствительность (≥6 нг/мл) SPARCOL (Исследование 2) 90% (консерв.) Ожидаемое NPV (≥6 нг/мл) SPARCOL (Исследование 2) 96% (консерв.) Ожидаемая AUC SPARCOL (Исследование 2) 0.70 (консерв.) Консервативные оценки (ниже наблюдаемых в SPARCOL) используются повсеместно, чтобы гарантировать, что исследование имеет достаточный размер даже если эффективность в США будет несколько ниже, чем в Европе.

4. КРИТЕРИИ ПРИНЯТИЯ

Следующие предварительно заданные критерии принятия определяют успешную валидацию suPAR ≥6 нг/мл в популяции США: 1. Нижняя граница 95% ДИ для чувствительности превышает 80% 2. Нижняя граница 95% ДИ для NPV превышает 90% 3. 95% ДИ для AUC исключает 0.50 4. РАСЧЕТЫ РАЗМЕРА ВЫБОРКИ

5.1 Первичная конечная точка: Чувствительность для ТДН в течение 30 дней

При N=500 с частотой ТДН 15% ожидается примерно 74 события ТДН. Используя нормальную аппроксимацию точного метода Клоппера-Пирсона:

Если истинная чувствительность = 90%:

Нижний 95% ДИ = 0.90 - 1.96 * sqrt(0.90 * 0.10 / 74) = 0.832

Если истинная чувствительность = 88% (предположение наихудшего случая):

Нижний 95% ДИ = 0.88 - 1.96 * sqrt(0.88 * 0.12 / 74) = 0.806 Оба превышают порог принятия 80%. N=500 обеспечивает половинную ширину 95% ДИ для чувствительности примерно +/-5.4%, что приемлемо для валидационного исследования фиксированного порога.

Для справки, минимальный N для соответствия этому критерию (при условии истинной чувствительности = 90%) составляет примерно 237 пациентов (35 событий ТДН). N=500 обеспечивает существенный запас сверх этого минимума.

5.2 Первичная конечная точка: NPV При N=500 с ~45% пациентов, имеющих suPAR <6 нг/мл, примерно 225 пациентов вносят вклад в оценку NPV.

Если истинное NPV = 96%:

Нижний 95% ДИ = 0.96 - 1.96 * sqrt(0.96 * 0.04 / 225) = 0.934

Если истинное NPV = 95%:

Нижний 95% ДИ = 0.95 - 1.96 * sqrt(0.95 * 0.05 / 225) = 0.922 Оба превышают порог принятия 90% с существенным запасом. Половинная ширина 95% ДИ для NPV составляет примерно +/-2.5%.

5.3 Первичная конечная точка: AUC Используя метод Хэнли-МакНила с N=500 (74 события ТДН, 426 не-событий):

Если истинная AUC = 0.70:

SE(AUC) = 0.038 Нижний 95% ДИ = 0.70 - 1.96 * 0.038 = 0.625

Если истинная AUC = 0.72 (соответствует SPARCOL):

SE(AUC) = 0.036 Нижний 95% ДИ = 0.72 - 1.96 * 0.036 = 0.649 Оба исключают 0.50 с большим запасом. Половинная ширина 95% ДИ для AUC составляет примерно 0.04.

5.4 Вторичная конечная точка: 30-дневная смертность

При N=500 с частотой смертности 10% ожидается примерно 50 событий смерти. Этого достаточно для:

• Описательной таблицы 2x2 при suPAR ≥6 нг/мл - Анализа Каплана-Мейера с лог-ранговым тестом
• Однофакторного отношения шансов с 95% ДИ Этого недостаточно для полностью скорректированной многомерной регрессии, что признается ограничением (см. Раздел 7).

5.5 Логистическая регрессия: Событий на переменную При ~74 событиях ТДН и экономных моделях, ограниченных ≤4 ковариатами, соотношение событий на переменную (EPV) составляет примерно 74/4 = 18.5, что превышает рекомендуемый минимум 10 (Peduzzi et al., J Clin Epidemiol 1996) и приближается к более консервативному порогу 20.

6. АДЕКВАТНОСТЬ ПОДГРУПП ПО РАСЕ/ЭТНИЧЕСКОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

________________________________________

На основе демографии когорты ISIC Michigan:

Раса/Этническая принадлежность Ожидаемый N Ожидаемые события ТДН

________________________________________ Белые ~325 ~48 Чернокожие ~104 ~15 Латиноамериканцы ~25 ~4 Азиаты ~15 ~2 Другие ~31 ~5

При N=500:

• Подгруппа белых (~325 пациентов, ~48 событий ТДН) обладает достаточной мощностью для самостоятельного анализа 2x2 с ДИ для чувствительности, удовлетворяющим критерию нижней границы 80%.
• Подгруппа чернокожих (~104 пациента, ~15 событий ТДН) достаточна для описательного представления чувствительности, специфичности, PPV и NPV с 95% ДИ, а также для теста взаимодействия раса x suPAR (отмечая, что предыдущие данные ISIC не показали значимого взаимодействия, p=0.81).
• Подгруппы латиноамериканцев и азиатов слишком малы для самостоятельного анализа с достаточной мощностью, но будут представлены описательно и включены в общий анализ. Их включение демонстрирует, что исследуемая популяция отражает демографическое разнообразие США.

Эта адекватность подгрупп является ключевым преимуществом N=500 по сравнению с меньшей выборкой. При N=300 было бы доступно только ~62 чернокожих пациента (~9 событий ТДН), что обеспечивало бы существенно менее точные расово-специфичные оценки.

7. УКАЗАННЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ

• N=500 не поддерживает полностью скорректированную многомерную логистическую регрессию с >4 ковариатами (EPV <10). Это приемлемо, поскольку первичный анализ (таблица классификации 2x2 при предварительно заданном пороге) не требует многомерной корректировки.
• Подгруппы латиноамериканцев и азиатов слишком малы для самостоятельных анализов с достаточной мощностью. Эти подгруппы представлены описательно.

• Формальное тестирование не меньшей эффективности чувствительности (США vs. SPARCOL) потребовало бы большей выборки. Сравнение выполняется описательно, с применением критерия принятия к данным США независимо (нижний 95% ДИ > 80%).

  8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Размер выборки N=500 из когорты Michigan Medicine обеспечивает:

• Достаточную точность для всех трех первичных критериев принятия (нижний ДИ чувствительности > 80%, нижний ДИ NPV > 90%, AUC исключает 0.50), с существенным запасом даже при консервативных предположениях
• Достаточное количество событий (~74 ТДН, ~50 смертей) для анализа первичных и вторичных конечных точек
• Крупнейшую подгруппу чернокожих пациентов (~104), достижимую в рамках ограничений доступной когорты, позволяющую содержательное описательное представление расово-специфичной диагностической эффективности
• EPV ≥18 для экономной логистической регрессии (≤4 ковариаты)
• Ранее мы рассматривали измерение 1200 образцов, но в балансе между статистической строгостью и практической осуществимостью (стоимость анализа, усилия по извлечению данных) мы пересчитали необходимое количество до N=500, что, согласно расчету мощности, является подходящим размером выборки для данного валидационного исследования.

ЛИТЕРАТУРА

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