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中美欧同期发文推动临床应用贝叶斯方法
出自识林
中美欧同期发文推动临床应用贝叶斯方法
2026-02-04
1月12日,FDA发布《药品与生物制品临床试验中贝叶斯方法学的应用》 指南草案,为贝叶斯方法 在药物临床试验 中的规范应用提供了系统框架,帮助研发人员更好地利用现有数据提高临床试验效率以更快地为患者提供安全有效的治疗方案。
贝叶斯统计是一种基于贝叶斯定理的统计推断方法,其核心在于将试验收集的数据与反映参数先验信息(prior information)的先验分布(prior distribution)相结合,形成更新认识后的后验分布(posterior distribution)。先验分布总结的是研究开始前目标参数的已有信息与不确定性,后验分布则用于对有效性或安全性做出统计推断。
无独有偶,我国CDE于1月21日定稿了《药物临床试验中应用贝叶斯外部信息借用方法的指导原则(试行)》 ,EMA也于1月30日发布了《关于制定在临床研发中使用贝叶斯方法的思考性文件的概念性文件》 ,启动指南制定工作。
此次中、美、欧三地药监部门的“不约而同”,标志着贝叶斯统计方法已从学术转向常规应用。对于药企,这既是机遇也是挑战:一方面,在罕见病、儿科用药 等临床试验困难的领域,通过合理借用外部信息有望缩减样本量 ;另一方面,监管机构对先验分布的构建、模拟技术的严谨性以及敏感性分析的深度提出了更高要求。统计学的进步本质上都是在证据的“质”与“量”之间寻求更优解。贝叶斯方法将促使临床试验从单一的数据处理转向系统的科学知识动态累积。
下面简要概述FDA指南内容,作为导读,仅供参考。建议临床开发者详细对比三份文件。
FDA已接受多个领域应用贝叶斯,并提供可接受标准
该指南定义了先验分布、似然函数(likelihood function or likelihood)、后验分布等关键概念,并列举了贝叶斯方法已在申报中使用的多种情景,包括:
使用外部对照或非同期对照(Nonconcurrent Control)数据增强随机化 同期对照
在成功标准(Success Criteria)方面,指南特别指出,对于采用贝叶斯推断作为主要估计目标 的试验,基于总I类错误率(Familywise Error Rate,FWER)控制的传统成功标准可能不再适用,有必要预先仔细设定替代的成功标准。贝叶斯方法的成功标准通常基于真实治疗有效性超过某一阈值的后验概率来设定,一般形式为Pr(d>a)>c,其中d代表治疗有效性的总体水平,a是认为治疗有益的最小效应阈值,c是支持有效性结论的最小概率水平。确定a和c的主要方法包括:
校准至I类错误率:适用于旨在促进复杂适应性设计 或使用无信息先验的贝叶斯方法,可通过选择a和c将总体FWER控制在特定水平。
直接解释后验概率:当先验分布能够准确总结试验前的既有信息时,决策可直接基于后验概率本身的解释。
基于获益-风险评估 或决策理论:将成功阈值的设定置于更广泛的决策背景中,综合纳入产品风险、疾病严重程度及现有疗法可及性等因素,并可进一步采用决策理论框架,以最小化期望损失作为确定批准标准的依据。
指导先验、估计目标等具体操作,不指定统计软件
在操作特性评估方面,贝叶斯与频率学派(frequentist)框架存在差异。贝叶斯推断的设计与分析特性同时依赖于先验分布与观测数据。
使用先验分布是贝叶斯方法与频率学派方法的主要区别。指南特别强调信息先验(Informative Priors)与非信息/最小信息先验(Noninformative and Minimally Informative Priors)的区别。信息先验将外部信息借用到当前试验的分析中,其构建过程更为复杂,需要更大量的论证;非信息或最小信息先验则表达一种普遍的不确定性立场,通常在没有相关外部信息时使用,且其对结果的影响往往较小。指南还对怀疑先验(Skeptical Priors)等类型、先验影响的量化及敏感性分析等方面提供了具体指导。
关于估计目标与缺失数据,ICH《E9(R1):临床试验中的估计目标与敏感性分析》 同样适用于贝叶斯试验。当借用外部信息时,申办者 必须仔细评估外部数据源与前瞻性试验在估计目标与估计量上是否一致。理想情况下,两者应采用相同的主要估计目标与估计量。若不一致,申办者或可考虑用前瞻性试验的方法重新分析外部数据,但需注意可能引入的偏倚 。此时应尽早与FDA沟通相关计划。
在软件与计算方面,FDA不指定特定统计软件(基于2015年一份声明 ),但要求所用软件可靠且有适当的测试文档。贝叶斯推断常需依赖各种近似抽样算法进行统计推断。指南强调申办者应确保所用算法对特定模型的可靠性,可能有必要通过模拟评估计算的准确性和可靠性。对于更复杂的模型,申办者应在最终选定模型前进行评估,并在遇到抽样或收敛问题(sampling or convergence issues)时提供更详细的文档。
指导贝叶斯方法的记录和报告
在文档记录与报告方面,指南要求临床研究方案 应描述并论证设计及计划的统计分析方法 ,包括支持拟议先验分布、外部信息借用、似然函数、成功标准及试验操作特性的详细信息。临床研究报告 中,除常规内容外,采用贝叶斯分析的试验还应提供:
计划的统计学分析结果,包括疗效估计(treatment effect estimates)、估计的不确定性、是否达到预设成功标准,以及对估计目标 边际后验分布的描述。
敏感性分析结果,包括结果和结论对先验分布其他合理选择的敏感性。
模型检查结果,包括对先验数据冲突(prior-data conflict)的评估。
所用分析软件及版本详情。应提供所有主要和关键次要分析以及敏感性分析的记录代码。对于使用马尔可夫链蒙特卡洛算法(MCMC)的贝叶斯分析,应提供足够细节以确保结果可重现,包括报告链初始化时使用的种子数(seed number)。
识林-梓
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【文件概要】 本文提出制定关于在临床研发中使用贝叶斯方法的思考性文件的概念性框架,旨在解决贝叶斯统计在药物开发中的关键监管问题。文件指出,尽管传统频率学方法仍是药物开发数据分析的主流,但ICH E9等指南已认可贝叶斯方法在特定条件下的适用性,例如小人群研究、儿科外推、适应性设计和外部数据整合。贝叶斯方法通过先验分布与试验数据结合形成后验分布进行统计推断,近年已在EMA提交的申请中用于历史数据借用以增强证据或解决样本量不足问题。然而,目前缺乏关于贝叶斯方法在确证性研究中的监管接受标准和方法学要求的明确指导,包括先验分布构建与合理性、敏感性分析、错误控制评估、适应性试验中的决策规则等。本文建议通过反思文件澄清贝叶斯方法在监管决策中的适用条件、方法学要求及早期与监管机构沟通的必要性,并计划通过公开咨询和多学科审查于2028年发布最终文件。
【适用范围】 本文适用于计划在临床研发中采用贝叶斯方法的药企,涵盖化学药、生物制品和先进疗法(ATMPs)等药品类型,涉及创新药、生物类似药及儿科药物开发。发布机构为欧盟EMA,主要面向跨国药企、Biotech及CRO/CDMO等企业,尤其关注需利用外部数据或解决小人群研究问题的项目。
【影响评估】 本文将为药企提供贝叶斯方法在监管提交中的明确框架,降低因方法学不清晰导致的审评风险。需重点关注先验分布合理性证明、错误控制策略及与监管机构的早期沟通,可能增加临床开发方案的设计复杂性和预提交咨询需求。
【实施建议】
必读岗位: 临床开发 :需评估贝叶斯方法在试验设计中的适用性,预定义先验分布和敏感性分析策略。 统计 :负责构建先验/后验模型,模拟操作特性,确保错误控制符合监管要求。 注册 :提前与EMA沟通贝叶斯分析计划,完善申请材料中的方法学论证。 建议岗位: 研发 :关注贝叶斯方法在早期剂量探索和药效学模型中的应用。 以上仅为部分要点,请阅读原文,深入理解监管要求。
【文件概要】 该指南阐述了贝叶斯方法在药物和生物制品临床试验中的应用框架,重点支持有效性及安全性的主要推断。文件定义了贝叶斯分析的核心概念(先验分布、似然函数、后验分布),并列举了适用场景,包括从既往试验借力数据、利用外部或非同期对照增强随机对照、儿科外推、跨相似疾病或亚组的信息借力,以及肿瘤学剂量探索试验。指南详细说明了成功标准的设定方法(如校准至I类错误率、直接解释后验概率、基于获益-风险评估的决策理论方法),并强调先验分布的构建需系统化、透明化,区分信息性先验(借力外部信息)与非信息性/最小信息性先验。此外,文件要求量化先验影响(如有效样本量ESS)、计划敏感性分析,并规范了贝叶斯分析的文档记录与报告要求(如协议预定义、临床研究报告内容)。
【适用范围】 本文适用于美国FDA监管的化学药和生物制品(含疫苗)的临床试验,涵盖创新药、生物类似药及补充申请。适用企业包括大型药企、生物技术公司及CRO/CDMO,尤其针对需借力历史数据或复杂设计的研发项目(如儿科、罕见病、肿瘤剂量探索)。
【影响评估】 本文为药企提供了贝叶斯方法在临床试验中的标准化应用框架,可能降低传统试验样本量需求并提升效率,尤其在罕见病和儿科领域。但需额外资源用于先验论证、模拟验证及与FDA的早期沟通,可能增加研发成本和时间。动态借力方法(如弹性先验)的引入要求企业加强统计与临床团队的协作能力。
【实施建议】
必读岗位及建议 临床研发 :评估贝叶斯设计在特定适应症(如儿科、罕见病)的适用性,优先考虑借力历史数据的场景。 统计 :主导先验构建与模拟验证,确保I类错误控制或贝叶斯效能达标;预定义敏感性分析策略。 注册 :与FDA早期沟通复杂设计(如动态借力),确保协议中先验选择、成功标准的合理性。 医学写作 :在临床研究报告中单独章节描述贝叶斯分析细节,包括先验影响度量和收敛性诊断。 以上仅为部分要点,请阅读原文,深入理解监管要求。