對一款腫瘤早篩產品來說,最值得關注的指標是什麼?氨基君在《風口上的腫瘤早篩,搞定使用者全靠它》已經給出答案。
在全球腫瘤早篩巨頭GRAIL眼中,決定產品商業化前景的金標準是PPV(陽性預測值)。
所謂PPV,即檢測為陽性的人群中,真正患病人數的比例。簡單來說,就是“真陽性率”。
對一款診斷產品來說,誤診事件的發生,直接影響醫生以及受檢人群的信任度,從而影響商業化前景。因此,GRAIL一直在想辦法提高PPV。
不過,根據GRAIL招股書,PPV值可以說是變幻莫測:
同一款產品,不同癌種之間,數字差異巨大;不同“產品”,雖然特異性僅相差1個百分點,但PPV值竟然差了1倍。意味著如果100萬人篩查,假陽性患者會多出近1萬人,影響不可謂不大。
那麼,PPV值究竟受哪些因素影響,我們又該如何關注呢?
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癌種不同,PPV值相差十萬八千里
不同的癌種之間,PPV值差異能有多大?我們來看一組GRAIL基於臨床研究得出的資料。
GRAIL在2006年至2015年開展的臨床研究中發現,其泛癌種篩查人群的PPV值為43%,也就是說每10個陽性人群中,有4個是真正的腫瘤患者。
看到這個數字,你可能會感覺全球早篩巨頭的假陽性率也不低。但這已經是巔峰值了。可以看到,其乳腺癌篩查人群中,PPV值僅4.4%。也就是說,每100個陽性人群中,只有4.4個人是真正的乳腺癌患者。
這還不是最低的PPV值。在結直腸癌人群的早篩中,其產品PPV值只有1.2%。好不容易檢測出的100個陽性患者,有99個都是誤診,這樣一款產品,相信患者和醫生都會罵街。
99%的假陽性率和57%的假陽性率,資料差異之大。GRAIL分析完之後得出結論,這與疾病的發病率有關。發病率越低,PPV值也會越低,相應的誤診人數會上升。
的確,不同腫瘤發病率並不相同。以國內為例,根據國家癌症中心2015年統計資料,不同的腫瘤患病率差異較大。
例如,肺癌發病率為萬分之3.5左右,而肝癌的發病率僅萬分之1.7左右,像膽囊癌和胰腺癌等癌種的發病率都不足萬分之1。
那麼,為什麼發病率不同,會導致PPV值差異會如此巨大呢?
這要從PPV值的測算說起。這其實是一道簡單的數學題,PPV等於真陽性人群除以真陽性人群與假陽性人群之和。
而隨著患病率提高,患病群體數量會增加,意味著真陽性人群的數量會隨之上升;而健康人群數量會隨之下降,假陽性人群數量規模也會降低。當分子絕對值增加的幅度大於分母時,PPV值自然會提升。這與分子變大的同時,分母變小,最終分數提升是一個道理。
舉個例子。假如某款針對A腫瘤的早篩產品,特異性和靈敏度都是95%。當A腫瘤患病率為1%的情況下(均以1萬人樣本計算),PPV值為16.10%。
當A腫瘤的患病率上升到10%的時候,PPV值將會發生翻天覆地的變化,達到67.85%。
透過以上兩道“數學題”,不難看出,同一款產品在不同患病率下PPV值差異巨大。即不同癌種之間的PPV值相差了十萬八千里。
這也決定著,不同癌種的早篩產品前景也會大不相同。就當前來說,發病率更高的瘤種,相應的市場前景也會更好。
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除了癌種,人群也很重要
實際上,對PPV影響巨大的“發病率”,不僅由癌種決定。因為即使是同一癌種,不同人群的發病率差異也很大,這也會影響PPV的高低。
換句話說,先天很重要,後天也不容忽視。
比如,上文提及的肝癌萬分之1.7的發病率,特指正常人群。對正常人來說,患肝癌的機率並不大。
但如果是“肝硬化”人群,這一數字將會大幅提升到10%。也就是說,肝硬化人群患肝癌的機率,是正常人的1000倍。
這也不奇怪,因為肝硬化其實就是各種不良因素使肝細胞破裂死亡,進一步觸發機體的自發修復機制所導致的結果。
就像手臂受外傷,傷口會癒合結疤一樣。肝臟受損後,人體的修復機制只能做到瘢痕修復,表現為肝纖維化,纖維化持續發展,漸漸使肝臟失去彈性、變硬,就成了肝硬化。一個病態的肝臟,發生基因突變導致產生腫瘤的機率也會更大。
顯而易見的是,針對普通人群以及肝硬化人群,同一款腫瘤早篩產品的體驗,將會完全不同。也正因此,你可以看到,大部分腫瘤早篩產品,目前的核心目標客戶還是“高危人群”。
從這個角度來說,腫瘤早篩產品要想做到真正意義上的早篩,還有一定距離。畢竟,高危人群都是特定人群。
基本上所有腫瘤的發生,與性別、年齡、地域和生活作息方式息息相關。其中,最為關鍵的便是年齡。
雖然腫瘤雖然可怕,但人體免疫系統也會與之戰鬥。但隨著年齡增長,免疫系統也在老化,免疫功能逐漸降低,腫瘤的發生機率也會隨之提升。
包括肺癌、胃癌以及前列腺癌等,老年人的腫瘤發病率,顯著高於青壯年。
除年齡因素外,性別可能也是一個重要影響因素。根據國家癌症中心2015年統計資料,同樣是肺癌,男性發病率接近萬分之5,而女性不到萬分之3。
如果性別與年齡相結合,情況就更復雜了。還是根據國家癌症中心資料,0-19歲與50-85歲的男性高於女性;而在20-49歲的時候,女性高於男性。唯一相同的一點是,男女癌症新發病例數量,均在60-64歲達到峰值。
顯然,同一早篩產品,不同人群測試得出的PPV也將差異巨大。
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如何提高PPV?特異性數值是關鍵
看起來,要提高PPV、降低假陽性率的辦法也很簡單,選擇發病率相對較高的目標人群和癌種即可。但這不是正常的商業邏輯。
理論上,每個人都應該是癌症早篩的目標使用者。一款癌症早篩產品自然是希望,能夠透過醫學技術幫助更多人早發現、早治療,當然,也賺取相應的豐厚報酬。
那麼,如何才能提高PPV值,進而提升使用者體驗?實際上,GRAIL的招股書給出過答案。
在臨床研究中,GRAIL發現,特異性(排除健康人群能力的指標)的變化會帶來PPV值劇烈波動。
根據GRAIL開展的臨床資料現實,特異性從99.3%到98.3% ,僅降低1個百分點的情況下,PPV值竟然打對摺,從43%降至24%。
這個數值變化的影響不小。GRAIL表示,在100萬人的篩查中,這一PPV值的變化將會產生9900個誤診。當某種腫瘤需要幾次篩查才能確定的時候,如此大規模的誤報,會讓問題變得更加複雜。
顯然,這提醒所有玩家,開發早篩產品時需要保持高特異性。
為什麼特異性對早篩產品如此重要?迴歸到數學題解題思路來看,這又是一個分子分母變化的邏輯。
特異性提高的情況下,在分子真陽性患者人數不變的情況下,可以顯著降低分母,因為假陽性患者的數量減少了。分子不變的情況下,分母變小,得出來的結果自然會變大。
再舉個簡單例子。上文提及,假如某款針對A腫瘤的早篩產品,特異性和靈敏度都是95%。當A腫瘤患病率為1%的情況下,PPV值為16.10%。
而當特異性提高1個百分點到96%的情況下,假陽性人群數量從495個下降至396個,PPV值也相應提高到19.34%。
在實際應用中,變動的數字或許會更大。正如上文所說,1個百分點的變化,PPV值就能相差近一倍。
從這個角度來說,在保證靈敏度的同時,如何儘可能保證高特異性,以帶來更高的PPV值,無疑是每個基因檢測玩家需要思考的問題。