有關食物或食物成分與健康之間關系的科學共識的達成依賴于科學證據的強度和一致性[1]??茖W證據的來源主要有觀察性研究、干預性研究、動物實驗和體外試驗。觀察性研究往往可以揭示特定營養(yǎng)素、食物與生理功能或疾病相關終點之間的聯系,但要驗證它們之間的因果關系,通常需要進行干預性研究,特別是隨機對照試驗(randomized controlled trial, RCT),被視為驗證因果關系的“金標準”之一[2]。
由中國營養(yǎng)學會基礎營養(yǎng)學分會、中國營養(yǎng)學會營養(yǎng)與保健食品分會、中國營養(yǎng)保健食品協會保健食品研發(fā)專業(yè)委員會等權威學術團體,邀請來自于科研臨床、公共衛(wèi)生、標準研究等領域的專家以及行業(yè)相關單位共同成立了《食品營養(yǎng)臨床試驗質量管理規(guī)范(暫定名)》團體標準編寫工作組(后簡稱“標準工作組”)。在調研工作中,標準工作組向專家征集了影響人群營養(yǎng)干預研究質量的若干關鍵問題以及針對這些關鍵問題的相關意見,并在整理匯總后將相關內容形成了“專家意見”,為進一步提高人群營養(yǎng)干預研究的質量提供參考,為制定相關標準奠定基礎。本專家意見主要涉及使用補充劑(如含有維生素、礦物質、動植物提取物、益生菌的產品)及其他以食物為基礎的干預(如利用食物組分、改變膳食模式等)作為主要營養(yǎng)干預措施在受試者中開展的干預研究,即人群營養(yǎng)干預研究。
1 研究設計
1.1 設計方案的選擇
人群營養(yǎng)干預研究的試驗設計取決于研究的特點和目的,原則上以隨機對照試驗的方式來進行。其試驗設計通常以平行設計(parallel design)、交叉設計(crossover design)、析因設計(factorial design)等為主。平行設計是最簡單的設計,允許同時比較 2 種或更多的干預措施。交叉設計適用于干預效果短期內顯著且不會發(fā)生永久性改變的情況,不適用于營養(yǎng)教育等干預措施[3]。而析因設計往往需要較大的樣本量,用于解釋干預措施之間的潛在交互作用[4] 。
隨機化是隨機對照試驗的基本原則之一,其目的是通過隨機分配研究對象,最大程度減少研究結果產生偏倚的可能性,保證各組別之間基線特征的相似性。研究者應考慮招募方式、樣本量的規(guī)模以及對干預有影響的協變量來選擇合適的隨機化方法,常用的隨機化方法包括:簡單隨機化、區(qū)組隨機化、分層隨機化、整群隨機化以及動態(tài)隨機化等[3]。此外,研究者還應重視分配隱藏的技術實現(如信封法、中央隨機系統(tǒng)等)。
為了減少偏倚和提高研究質量,研究者應根據研究目的合理實施盲法。由于人群營養(yǎng)干預研究的特點,除了使用安慰劑作為對照的研究外,在部分營養(yǎng)干預研究中往往無法對受試者、干預實施人員實施盲法,研究者應根據實際情況優(yōu)化設盲策略,盡可能減少不同組別的受試者之間的接觸,并對數據采集人員與統(tǒng)計分析人員設盲。
此外,隨機對照試驗是前瞻性的研究,應在設計階段制定統(tǒng)計分析計劃,明確研究相關的數據集、缺失數據的填補方法,并確保研究結果可靠及其解讀與預定義的統(tǒng)計方法保持一致[4] 。
1.2 研究對象的選擇
人群營養(yǎng)干預研究的目標人群廣泛,不同受試者對干預措施的生理應答具有高度的可變性。根據研究目的,研究者需考慮決定:是關注特定人群的干預效果,還是在更廣泛的人群中獲得可推廣的結果[5]。研究者應制定統(tǒng)一的受試者納入/排除標準,并嚴格執(zhí)行以確保干預組別之間的可比性。設置太多的限制條件會影響研究結果的外推性,也會增加招募受試者的難度。因此,研究者應根據實際情況進行權衡。
除此之外,研究者還應充分考慮以下因素:①研究者應評估受試者的受教育水平和理解能力,判斷其是否能配合完成干預研究;②受試者對干預措施的接受程度;③受試者是否存在可能增加干預風險的特定疾病或條件,如嚴重高血壓、無獨立生活能力、患有精神類疾病、暈血等;④受試者是否存在特殊的飲食文化、生活方式、信仰等;⑤研究者應持續(xù)跟蹤招募進度,關注已招募人群中的性別、年齡等因素,確保在后續(xù)的隨機分組中能夠保持各組的均衡性;⑥應重視受試者的動機、積極性、配合程度,避免潛在的依從性問題;⑦孕婦、哺乳期婦女等特殊人群是否適合參與干預研究。
1.3 樣本量的估算
在人群營養(yǎng)干預研究中,研究者必須預先估算達到研究目標所需的最小樣本量?;诮浀錁颖疽?guī)模、經驗法則或默認效應尺度的方法在估算樣本量時都有其局限性,從而影響研究結果的可靠性[6] 。樣本量的估算除了應基于主要結局(即結局變量)的假設,還受到效應尺度(effect size)、把握度(power)、顯著性水平(α)以及試驗設計等因素的影響。
首先,研究者需要確定預期的效應尺度,作為干預效能的關鍵指標。效應尺度一般通過參考前期研究獲取相關的數據,或由研究者根據他們期望在干預組別之間檢測到的主要結局的最小差異來確定[7]。對于探索性研究,如果缺少前期研究的數據來估計效應尺度及其變異,在條件允許的情況下,可進行試點研究(pilot study)來獲取相關的參數,并通過事后的把握度檢驗進一步驗證樣本量是否充足;也可以進行目標試驗模擬(target trial emulation)來估算。其次,需要考慮把握度(通常為80%或90%)、顯著性水平(通常設置為5%)以及進行單側還是雙側檢驗。此外,研究者還應充分考慮試驗設計方面(如多中心、研究對象分組數、交叉設計等)的影響,選擇適合的統(tǒng)計學方法進行估算。最后,針對干預過程中可能發(fā)生的數據缺失和受試者脫落等情況,研究者在估算時應適當增加一定比例(如20%)的樣本量。研究者應根據干預研究的實際情況進行綜合估算,具體方法可參考針對營養(yǎng)研究統(tǒng)計問題的相關文獻[8-9]。
1.4 對照措施的選擇
對照措施可以幫助研究者準確地評估干預的效果,但在人群營養(yǎng)干預研究中,尤其在膳食干預中,由于干預措施與日常飲食的營養(yǎng)成分存在重疊,往往無法設置“零暴露”的組別,且并非所有營養(yǎng)干預研究中都具備使用安慰劑的條件,同時還需要考慮對照措施的可接受程度。因此,對照措施的選擇是研究設計中的一大挑戰(zhàn)。對照措施通常為不含有被研究成分的食品(安慰劑),在其制備過程中應在總能量、物理特征(如總形態(tài)、外觀、體積和質地)以及感官特征(如口感、味道、適口性等)上盡可能與干預措施相匹配,并以干預措施相同的方式進行食用[10]。除了安慰劑以外,常見的對照措施還包括習慣飲食、替代飲食、行為干預或常規(guī)治療等,研究者應根據研究目的進行選擇[3,11]。
補充劑的干預研究通常更適合實施盲法,一般設置膠囊、片劑等類型的安慰劑作為對照措施。對于以食物為基礎的干預措施的研究,研究者選擇的對照措施通常不含有被研究成分且能量及其他營養(yǎng)成分與干預措施相似[12]。同時,研究者應提供適當的指導或營養(yǎng)咨詢,以確保受試者能夠按照研究設計將干預措施融入日常飲食,提高研究的準確性和可靠性[13]。研究者也可考慮使用能量相近的習慣性飲食作為對照[11]。除此之外,研究者還應關注對照措施中可能含有未知的活性物質,其可能對研究結果產生影響。
1.5 干預措施的要求
研究者應優(yōu)先考慮受試者的健康安全,故保障干預措施的安全性非常重要。對于已上市補充劑,研究人員應關注生產企業(yè)提供的基本信息(名稱、性狀、規(guī)格、批號、生產日期、保質期及其保存條件等)、主要成分和可能的有害成分分析報告。干預品應按照食品相關生產規(guī)范進行生產、貯存和運輸,并確保產品標簽符合相關法規(guī)、標準的規(guī)定[14]。對于尚未在市場上銷售的產品,則應按照相應類別食品的生產規(guī)范進行生產、貯存和運輸,產品標簽參照食品相關法規(guī)、標準列明主要信息。此外,還應要求相關企業(yè)提供毒理學試驗報告、衛(wèi)生學檢驗報告等安全性資料備查。對于以食物為基礎的干預研究,開展研究的機構需要具備相應的食材儲藏條件,保證干預措施的安全性。涉及餐食加工和供應的,供應商應具備合適的資質并遵循相關食品安全標準。同時,研究者還需要關注配送形式與就餐環(huán)境是否滿足研究的要求。
除此以外,還需要考慮可行性方面的問題。使用補充劑的干預研究需關注劑量、制劑的生物利用度、不同儲存條件下的穩(wěn)定性、與食物攝入時間的關系,以及與其他食物、營養(yǎng)素或生物活性物質的交互作用,這些都可能影響其生物利用度和有效性[13]。對于研究中所使用的干預措施和對照措施,研究者應對其編碼、分發(fā)、儲存、回收等制定標準作業(yè)程序(standard operation procedure,SOP),實施標準化管理。研究者應盡可能使用同一批次的干預品。在無法實現的情況下,也應做好批次記錄和管理,避免造成研究結果偏倚。以食物為基礎的干預還要考慮食譜設計的營養(yǎng)均衡、食材獲取的成本以及烹飪方法的可行性等問題。為了改善干預期間受試者的依從性,應避免設計過于復雜的食譜,同時保證食譜的多樣性以及循環(huán)周期。另外,還應定期對干預措施中營養(yǎng)成分進行檢測,以確保其營養(yǎng)組成符合研究要求。
1.6 結局指標的設置
在人群營養(yǎng)干預研究中,結局指標(包括安全性以及與干預相關的指標)通常由研究目的決定,其設置情況將直接影響到干預研究的科學性和有效性。研究者應預先設置好主要、次要以及其他結局,包括結局測量的方法、受試者層面的分析指標、數據表達的方法、特定的測量時間等,同時還應考慮測量結局的方法與設備的可靠性以及倫理方面的可行性[15]。所有的結局指標都應該在研究方案中明確定義并說明。
對于營養(yǎng)失衡及一些慢性疾病的終點結局(如疾病、死亡等),往往無法在短時間內觀察到顯著改變?;谶@種生物學變化和終點結局之間的時間延遲,營養(yǎng)干預研究中常選擇與疾病風險相關的生物標志物作為替代結局(surrogate outcome)來反映干預的效果[13]。研究者應謹慎選擇替代結局,保證其必須具有生物學有效性、生物學相關性和方法學有效性,如作為2型糖尿病替代結局的糖化血紅蛋白、作為骨質疏松癥替代結局的骨密度等,這些指標也體現了該領域專家的共識[2,6]。此外,在單一指標無法全面反映研究目的時,可考慮使用復合結局(composite outcome),但需確保子結局在臨床重要性和受干預影響程度上具有一致性,以避免誤導性的解釋。
研究者通常會設定多個結局指標來評估干預措施在多個方面的效果。需要注意的是,雖然設置較多的指標有助于擴大研究的范圍,但也意味著需要更頻繁的隨訪次數和更長的隨訪時間,會增加受試者的負擔與研究成本。此外,也因進行了多重比較進而需要更多的統(tǒng)計學調整,這可能會降低統(tǒng)計學效力,在以組學特征作為結局的研究中較為常見[13] 。
營養(yǎng)干預的周期是由以實施干預措施后主要結局指標發(fā)生預期變化的時間決定的,同時還會受到預設的顯效度、研究設計以及隨訪時間等因素的影響[2]。較長的干預周期也往往會面臨較高的研究成本、脫落率以及較低的依從性。
2 倫理審查、人類遺傳資源的申報以及研究注冊
倫理審查、人類遺傳資源的申報以及研究注冊是臨床研究必須遵循的準則。2023年2月,國家衛(wèi)健委、教育部、科技部、中醫(yī)藥局聯合出臺《涉及人的生命科學和醫(yī)學研究倫理審查辦法》(后簡稱《辦法》)進一步規(guī)范了臨床研究的倫理審查[17]。人群營養(yǎng)干預研究在項目的準備階段應遵循上述規(guī)定進行倫理審查,并根據倫理審核機構要求進行備案。而對已批準實施的研究,研究者應當按倫理委員會的要求及時提交研究進展、嚴重不良事件、方案更新、偏離、暫停、終止或完成總結等各類報告。此外,研究者還應按《辦法》中的要求,規(guī)范知情同意流程,在簽署知情同意書之前不得開展研究相關活動。
為了有效保護和合理利用人類遺傳資源,我國相繼實施了《中華人民共和國人類遺傳資源管理條例》《人類遺傳資源管理條例實施細則》(后簡稱《細則》)等法規(guī)政策[18,19]。這些政策進一步明確了涉及人類遺傳資源研究的開展條件,對符合《細則》中相關要求的人群營養(yǎng)干預研究,應提前進行申報,獲批后才可開展研究。此外,研究者應在受試者入組前,選擇適合的臨床研究數據庫(如中國臨床試驗注冊中心www.chictr.org.cn 等)進行預注冊以提高研究的透明度,保證科研的公正性。
3 研究實施
3.1 受試者依從性的評估與維持
受試者的依從性對研究的有效性和可靠性至關重要,依從性差會導致系統(tǒng)性地低估干預措施的實際效果,可能增加出現假設檢驗第二類錯誤的風險,而不同組別之間依從性的差異也可能產生潛在的誤導性結果[10,13]。研究者應根據不同的研究設計、持續(xù)時間及干預類型來選擇適合的依從性評估方法,常見的評估方法有膳食記錄、日記卡以及回收干預品后計數或稱重等。在可能的情況下,應盡量選擇生物標志物等獨立客觀的依從性評估依據[2,10]。由于每種評估方法都有其局限性,研究者應根據干預的實際情況結合不同的方法進行評估,并與受試者保持良好的溝通。
研究者應在設計階段考慮可能影響依從性的因素,并在干預開展時采取維持依從性的措施。常見的維持措施有:①充分篩選受試者,例如提供研究中使用的主要或有特點的干預措施供潛在受試者品嘗,或是在干預基線之前設置導入期,使受試者熟悉干預措施,并最大限度地減少不依從的個體的加入[13];②提供一定的激勵機制,例如報銷或補償參與訪視的交通費;③對受試者提供充分的監(jiān)督和支持,例如定期通過電話或微信進行提醒;④研究者需要耐心解答受試者關于健康方面的問題,及時處理不良事件或其他問題;⑤定期對受試者進行依從性的評估和反饋。
3.2 膳食調查方法與實施
在人群營養(yǎng)干預研究中,受試者的背景飲食以及研究過程中的營養(yǎng)狀態(tài)是影響研究結果的重要因素[20]。因此,膳食調查的重要性不容忽視,必須由經過培訓并考核合格的調查員來嚴格執(zhí)行。同時,合理選擇調查方法和頻次并利用膳食分析來進行質量控制也非常重要。
膳食調查方法眾多,包括稱重法、24h回顧法、食物頻率法、生物標志物和圖像輔助技術等,每種方法都有其優(yōu)點和不足[21]。稱重法和24h回顧法可以收集受試者關于特定食物消耗和能量營養(yǎng)素攝入等的詳細數據。但是,膳食稱重的過程對受試者選擇食物的種類以及食用量都有影響,這本身也是一種干預。24h回顧法需要調查員投入大量的時間,且調查員的專業(yè)水平、受試者的動機和記憶以及用于計算能量和營養(yǎng)素攝入的軟件和數據庫都會影響調查的準確性。干預期間受試者的飲食情況會發(fā)生變化,往往還需要多次采集來減少誤差[22]。食物頻率法可以通過簡單的問卷收集數據,用于計算食物的攝入量,但無法獲取在問卷中未列出的食物信息[11]。另外,在膳食調查中使用食物模型等工具可以更準確地評估受試者的食物攝入量。此外,生物標志物(如尿代謝物),可以作為評估食物短期攝入量的客觀替代指標,與其他自我報告的評估方法結合,可以更好地評估和驗證食物的攝入情況[11]。利用新技術(如圖像自動識別)可以提高數據的可靠性和準確性,但對不熟悉新技術的受試者使用上存在一定困難[11,21]。
3.3 研究數據的收集
人群營養(yǎng)干預研究的數據收集至關重要,直接影響研究的可靠性和準確性。但由于經費和資源限制,往往難以對數據收集全過程進行質量管理。研究者應重點關注對數據收集影響較大的關鍵環(huán)節(jié)。
首先,問卷調查是人群營養(yǎng)干預研究中數據收集的重要組成部分。研究者通常會通過問卷調查采集人口統(tǒng)計學特征、疾病史、藥物使用、煙草暴露、酒精攝入、膳食攝入、體力活動、不良事件等信息。研究者應及時檢查已完成的問卷,并將發(fā)現的問題及時向調查員進行反饋,以便盡快聯系受試者核對修正,還應通過營養(yǎng)專業(yè)人士對膳食調查的數據進行整理。
其次,人群營養(yǎng)干預研究中應使用經過驗證的設備和方法對結局指標進行測量,符合相關的國內或國際公認的標準。研究者應根據這些設備和方法制定相應的 SOP,參與數據采集的人員應進行統(tǒng)一培訓與考核,以保證數據收集、處理和存儲的標準化,對于多中心研究的方案執(zhí)行尤為重要[13]?,F場工作中,研究者應抽取一定比例(5%~10%)的數據重復測量來進行質量控制。
再次,研究者應重視生物樣本采集過程及樣本檢測環(huán)節(jié)的質量控制。在干預研究的現場工作中,生物樣本的完整性受多種因素的影響。研究者應提前規(guī)劃生物樣本的采集、處理、分裝、儲存、運輸等步驟,并對可能發(fā)生的樣本污染、凍融等突發(fā)事件制定應對措施。同時研究者還需考慮采集場地、設備、溫度、耗材、操作人員、受試者等因素的影響,并記錄樣本采集過程中發(fā)現的所有問題。樣本檢測的質量受到設備、試劑、方法、人員、時間、批次以及樣本完整性等多個因素的影響。研究者應該使用經過驗證、標準化的檢測方法,盡可能將干預中不同時間點或不同中心采集的生物樣本統(tǒng)一進行檢測,以減少系統(tǒng)誤差。此外,研究者應關注第三方實驗室的資質并通過設置質控樣本或進行復測來進行質控,還需核查檢測數據的單位、格式、異常值、分布情況等。
最后,研究者應建立完善的數據管理體系,包括編制數據錄入、儲存、核查以及備份的方案,數據更新和修訂的操作規(guī)程,并制定數據質控的措施,以確保數據的準確性、完整性和安全性。
本文以人群營養(yǎng)干預研究的特點為切入點,針對研究開展過程中研究設計、倫理審查、干預實施等方面的常見關鍵問題,提出了相應的專家建議,但對于隨機化、盲法的具體實施方式、統(tǒng)計分析相關要求以及參與研究的各方責任等內容尚未進行深入探討。上述內容將在隨后的標準編制工作中進一步明確。
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