Nu există o dimensiune minimă unică a eșantionului pentru fiecare studiu preclinic cu primate non-umane (NHP).
Numărul potrivit depinde de întrebare, obiectivul principal, efectul așteptat al tratamentului, variabilitatea biologică, designul statistic și etica muncii.Farmacologia NHPde regulă, grupurile sunt mai mici decât grupurile de rozătoare, dar asta nu înseamnă că un număr fix este transmis prin modele de boală sau obiective de studiu.
Întrebarea mai bună nu este „care sunt cele mai puține maimuțe cu care pot scăpa?” Sale:Care este cel mai mic eșantion care poate răspunde la întrebarea principală fără a risipi animalele?Această încadrare contează în munca NHP, în care fiecare animal este un real angajament științific, etic și financiar.
De ce dimensiunile eșantioanelor NHP sunt de obicei mai mici decât studiile la rozătoare
Studiile NHP tind să folosească mai puține animale decât munca la rozătoare, din câteva motive.
NHP-urile sunt mai aproape de oameni în fiziologie și anatomie, astfel încât unele obiective de translație au mai multă greutate per animal. Studiile NHP se bazează, de asemenea, în mare măsură pe măsurarea longitudinală: extrageri repetate de PK, imagistică, scoruri comportamentale, urmărirea biomarkerilor. Un animal furnizează multe puncte de date de-a lungul studiului, astfel încât un grup mic poate produce încă mult.
În plus, cercetarea primatelor are o greutate etică mai mare. Maimuțele și maimuțele nu sunt ușor de găsit, iar ștacheta bunăstării este ridicată. Deci scopul nu este de a folosi cât mai multe posibil, ci de a folosi cele mai puține care dau totuși un rezultat interpretabil.
ARRIVE 2.0 reflectă acest lucru. Orientările solicită autorilor să raporteze numărul exact de unități experimentale și să explice cum l-au obținut, inclusiv orice calcul a priori al mărimii eșantionului. Ei nu vă înmânează un număr universal de animale.
Deci, de câte NHP sunt de obicei necesare?
Pentru majoritatea lucrărilor de explorare și farmacologie, grupurile NHP aterizează cu o singură cifră, nu cu zeci. Dar gama este largă.
Un studiu exploratoriu cu un scop restrâns, fezabilitate, configurarea modelului, expunere, semnale timpurii de PD, se poate desfășura uneori cu doar câteva animale per grup. Un studiu de eficacitate controlat are nevoie de mai multă susținere statistică. Mai multe per grup pot face dacă punctul final este strâns și efectul este clar; veți avea nevoie de mai mult atunci când punctul final se clătina sau efectul așteptat este mic.
Modelele longitudinale și încrucișate pot scăpa cu mai puține animale, deoarece fiecare acționează ca propriul control. Opusul este valabil atunci când aveți mai multe brațe, puncte finale zgomotoase, abandonuri așteptate sau mai multe comparații independente stivuite.
Deci, tratați „5 per grup” sau „10 per grup” ca ancore, nu legi. Sunt puncte de plecare care depind de design, nu de etajele de reglementare.
Ce determină dimensiunea minimă a eșantionului?
Mărimea eșantionului ar trebui să urmeze obiectivul principal al studiului, nu specia.
1. Obiectiv primar
De obicei, cea mai mare pârghie. O citire cantitativă stabilă necesită mai puține animale decât un scor comportamental, imagistic sau severitatea bolii zgomotos.
Un studiu PK, de exemplu, extrage măsurători repetate ale concentrației de la fiecare animal, astfel încât un grup mic poate în continuare să rezolve problema expunerii. Un studiu de eficacitate construit pe un scor clinic rătăcitor are nevoie de mai multe unități pentru a vedea un efect real de tratament. Evaluați studiul în funcție de obiectivul care conține dovezile principale.
2. Mărimea efectului așteptată
Dimensiunea efectului este diferența pe care încercați să o detectați. Un efect mare, semnificativ biologic apare cu mai puține animale; unul mic are nevoie de mai multe.
De aceea, „studiile NHP au nevoie de cel puțin șase per grup” este incomplet pe față. Șase ar putea fi suficiente pentru un punct final și nu sunt suficient de aproape pentru altul. Ancorați efectul așteptat în date anterioare NHP, un pilot, controale istorice, lucrări publicate sau o estimare defensabilă a decalajului relevant clinic.
3. Variabilitatea punctului final
Variabilitatea determină dimensiunea eșantionului în mod direct. Un grup împrăștiat are nevoie de mai multe animale pentru a separa semnalul de zgomot; un punct final strâns și reproductibil poate face treaba cu mai puține.
Această împrăștiere provine de la vârstă, sex, greutate, severitatea inițială a bolii, diferențele PK, modul în care boala a fost indusă, biologia individuală. În activitatea NHP, controlul acestei variații în etapa de proiectare poate conta la fel de mult ca și adăugarea de animale.
4. Puterea statistică și nivelul de semnificație
Pentru studiile bazate pe ipoteze, analiza puterii stabilește numărul. Intrările sunt mărimea efectului așteptat, variabilitatea sau abaterea standard, nivelul de semnificație (de obicei α = 0,05), puterea țintă (adesea 80% sau 90%) și modelul și designul statistic.
Direcția este simplă: efect mai mic de detectat, eroare de tip I mai strictă sau putere mai mare, toate împing în sus necesarul n.
Un avertisment. Rulați analiza puterii pe punctul final primar real. Împrumutarea variației de la un model neînrudit sau de la un punct final diferit produce estimări ale dimensiunii eșantionului care nu sunt valabile, iar această mușcătură este mai clară în munca NHP, unde seturile de date istorice comparabile sunt subțiri.
5. Proiectarea studiului
Designul în sine schimbă matematica. Grupurile paralele au nevoie de animale separate în fiecare braț. Modelele de încrucișare sau cu măsuri repetate stoarce mai multe informații din fiecare animal și pot micșora variația între animale.
Urmărirea longitudinală a acelorași animale este mai eficientă din același motiv. Dar măsurile repetate nu șterg nevoia de n. Corelația dintre momentele de timp, abandonul așteptat, datele lipsă și modelul potrivit, toate aparțin planificării.
Studii exploratorii vs. Studii de eficacitate confirmatoare
Linia care contează cel mai mult este exploratorie versus confirmatoare.
Lucrările exploratorii ar putea avea ca scop să arate că un model de boală induce în mod fiabil, să schițeze un profil PK, să găsească un interval de doze, să verifice implicarea țintei sau să producă semne timpurii de activitate. Acestea sunt adesea mici intenționat, pentru a învăța suficient înainte de a se angaja într-un program mai mare de eficacitate.
Un studiu de confirmare a eficacității este diferit. Dacă încercați să demonstrați un efect predefinit împotriva unui control, n ar trebui să se bazeze pe o rațiune statistică formală ori de câte ori există date pentru a susține unul.
Acesta este, de asemenea, motivul pentru care dimensiunile eșantionului NHP publicate variază atât de mult. Un mic studiu exploratoriu și un studiu de eficacitate puternic nu sunt comparabile doar pentru că ambele au folosit macaci.
De ce „mai multe animale” nu este întotdeauna răspunsul
Bigger n crește puterea, dar nu este un remediu.
Dacă designul este neglijent, mai multe animale nu îl vor repara. Variabilitatea de la inducerea inconsecventă a bolii, obiectivul greșit, zgomotul tehnic sau randomizarea slabă supraviețuiește unui eșantion mai mare.
În munca NHP, mișcarea mai inteligentă este de obicei reducerea variabilității evitabile. Standardizați modul în care induceți boala, stabiliți corect animalele, echilibrați alocarea, stabiliți criteriile de includere și excludere în avans, mențineți eșantionarea consecventă și utilizați obiective cantitative. Asta servește științei și eticii în același timp, folosind animale doar atunci când este justificat.
Când un eșantion mic NHP poate fi încă informativ
Un eșantion mic nu este egal cu un studiu slab.
Studiile NHP pot extrage mult de la fiecare animal atunci când includ măsuri repetate și obiective complementare. Un animal poate contribui cu biomarkeri longitudinali PK, PD, imagistică, observații clinice și scoruri de comportament în cadrul studiului. Imagistica avansată in vivo vă permite să urmăriți progresia bolii sau răspunsul în timp, fără a ucide animalul la fiecare moment; Platforma de translație a lui Prisys, de exemplu, acceptă RMN, CT, PET-CT și DSA pentru acest tip de lucru longitudinal NHP.
Comportamentul cantitativ funcționează în același mod. Urmărirea 3D fără marker, adesea bazată pe inteligență artificială, măsoară mișcarea și comportamentul în timp și adaugă un alt punct final longitudinal pentru farmacologie.
Nimic din toate acestea nu înlocuiește un calcul adecvat al dimensiunii eșantionului. Doar face ca fiecare unitate experimentală să-și câștige păstrarea.
O abordare practică a planificării dimensiunii eșantionului NHP
O secvență de planificare funcțională arată astfel:
1. Fixați întrebarea principală și punctul final care îi răspunde. Proiectați în jurul punctului final, nu un număr de angajați predeterminat. 2. Estimați efectul așteptat și variabilitatea din datele istorice NHP, un pilot, literatura de specialitate sau altă sursă defensabilă. 3. Alegeți modelul statistic și setați nivelul de semnificație și puterea dorite. 4. Rulați calculul a priori pentru dimensiunea eșantionului acolo unde se aplică. 5. Înainte de a bloca numărul, luați în considerare uzura, măsurile repetate, numărul de brațe, amestecul de sex, randomizarea și bunăstarea.
Când nu există estimări fiabile ale variației, ceea ce este obișnuit în munca NHP, vă veți baza pe o combinație de statistici, experiență anterioară, date pilot și judecată. Literatura semnalează exact acest lucru: datele preliminare direct relevante sunt adesea subțiri, iar calculele de putere construite pe puncte finale nelegate nu rezistă.
Fiecare studiu NHP are nevoie de un calcul oficial al puterii?
Nu întotdeauna.
Un calcul formal al puterii își câștigă păstrarea în studii bazate pe ipoteze menite să detecteze un efect predefinit. Pentru unele studii exploratorii, este greu sau greșit să rulați unul atunci când nu aveți încă estimări fiabile ale mărimii efectului sau variabilității.
Ceea ce contează atunci este transparența. Spuneți de ce ați ales numărul și la ce întrebare a răspuns studiul. ARRIVE 2.0 cere același lucru: explicați cum a fost setată dimensiunea eșantionului și afișați calculul a priori dacă ați făcut unul.
Care este un punct de plecare rezonabil pentru un studiu NHP?
Nu există un număr universal, ci o regulă de bază rezonabilă: studiile exploratorii NHP se desfășoară adesea cu o singură cifră per grup, în timp ce un studiu de eficacitate alimentat corespunzător poate avea nevoie de mai mult în funcție de obiectivul și variabilitatea acestuia.
Setați acel număr din obiectiv și ipoteze statistice, nu dintr-un tabel generic de mărime a eșantionului NHP. O echipă cu experiență NHP va cântări modelul bolii, efectul farmacologic așteptat, controalele istorice, variabilitatea punctului final, designul și măsurile longitudinale disponibile înainte de a ateriza pe numărarea finală.
Dimensiunea eșantionului este o întrebare de proiectare, nu un număr de animale
Dimensiunea corectă a eșantionului NHP este cea mai mică care răspunde la întrebarea predefinită.
Aceasta înseamnă că nu există un „minim” universal care să acopere farmacologia, modelarea bolii, PK/PD, imagistica sau siguranța. Trei pe grup pot fi potrivite pentru un scop explorator și greșite pentru altul. Și adunarea pe mai multe animale nu va salva un punct final rău sau variabilitatea necontrolată.
Un studiu NHP justificat echilibrează sensibilitatea statistică, obiectivele translaționale, fezabilitatea și bunăstarea de la prima linie a protocolului. Pentru sponsorii care planifică un studiu de eficacitate sau de farmacologie translațională, planificarea dimensiunii eșantionului aparține selecției modelului, definirea obiectivului, randomizarea, dozarea, eșantionarea PK/PD și analiza, care nu este fixată la sfârșit.
Referinţă
Percie du Sert N, Hurst V, Ahluwalia A, et al. Ghidurile ARRIVE 2.0: orientări actualizate pentru raportarea cercetărilor pe animale.Biologie PLoS.2020;18(7):e3000410. doi:10.1371/journal.pbio.3000410.
FAQ
Î: Care este numărul minim de NHP necesar pentru un studiu preclinic?
R: Nu există un minim universal. Mărimea potrivită depinde de obiectiv, obiectiv primar, dimensiunea efectului așteptat, variabilitate, design statistic și etică.
Î: Sunt suficiente 3 animale per grup pentru un studiu NHP?
R: Poate funcționa pentru unele studii exploratorii sau de fezabilitate, dar nu este un etaj general. Dacă trei sunt suficiente, depinde de punctul final și de întrebare.
Î: Câte NHP sunt utilizate de obicei în studiile de eficacitate?
R: Adesea, o singură cifră per grup, dar numărul exact variază cu modelul și punctul final. Un studiu alimentat ar trebui să utilizeze un calcul specific pentru obiectivul final sau un alt raționament susținut.
Î: Măsurătorile repetate pot reduce numărul necesar de NHP?
A: Uneori. Modelele longitudinale și cu măsuri repetate obțin mai mult de la fiecare animal și pot reduce variația între animale. Dar tot trebuie să luați în considerare modelul și corelația dintre momentele de timp atunci când setați n.
Î: Ar trebui calculată dimensiunea eșantionului înainte de a începe un studiu NHP?
R: Pentru munca bazată pe ipoteze, faceți calculul a priori când aveți estimări fiabile ale mărimii efectului și ale variabilității. Pentru studiile exploratorii, un calcul formal al puterii poate fi la îndemână dacă datele preliminare nu există, dar documentați justificarea pentru orice ați ales.
