决策树模型在乙肝疫苗接种策略定量决策中的应用

决策树模型在乙肝疫苗接种策略定量决策中的应用

肝炎（以下简称大堤）疫苗的接种是一种特定的肝脏预防方法。许多研究机构证实了它的良好预防效果和显著的社会和经济效果。运用决策树模型系统分析乙肝疫苗接种策略,优化和评价乙肝疫苗接种方案,已经成为制定乙肝预防控制策略的重要依据,一直受到学术界的重视。因此,综述这方面的研究工作有助于当前乙肝疫苗最优接种策略的确定,为相关部门提供科学依据。1我国对乙肝疫苗接种策略的研究决策树法的核心是决策树模型的构建。Mulley于1982年建立了美国的乙肝免疫预防策略多级决策树模型,对不同特征人群的直接接种、筛检再接种和暴露后接种3种乙肝疫苗接种方案进行了优化。1984年美国学者Littenberg等在Mulley所构建模型的基础上进行改进,进一步明确了优化的乙肝疫苗接种策略。这是国际上最早将决策树模型应用到乙肝免疫预防策略的研究报道。在我国,将决策树模型最早应用于乙肝疫苗接种策略定量优化见于张顺祥和庄贵华等的研究,1989～1992年,他们相继报道了所建立的“中国人群乙肝疫苗接种策略多级决策树”、“中国新生儿乙肝疫苗接种策略决策树”和“中国人群乙肝疫苗接种前筛检试验多级决策树”等模型,系统探讨了我国的乙肝疫苗接种策略问题。随后,国内的一些学者继续开展有关研究,使决策树模型成为乙肝疫苗应用研究的热点[9,10,11,12,13,14]。1.1年龄和接种策略的优化张顺祥等建立了“中国乙肝疫苗接种策略多级决策树模型”,所优化的接种策略为“不接种、直接接种和筛检后再接种”,并且将接种对象分类为农村和城市的新生儿、0～4岁、5～9岁、10～14岁、15～19岁、20～29岁、30～39岁和≥40岁等年龄组人群,完成了各人群乙肝疫苗接种策略的费用效益分析。庄贵华等在此基础上,以费用-效果分析作为指标,将人群按年龄分为新生儿、0～3岁、4～6岁、7～15岁、16～25岁和>25岁等组别,进行了乙肝疫苗接种策略的优化。由于庄贵华等的研究以质量调整寿命年(quality-adjustedlife-year,QALY)作为效果的评价指标,在决策分析益损值的计算上不但考虑了死亡,同时也考虑了感染乙肝病毒(HepatitisBvirus,HBV)后的各种转归及其乙肝疫苗接种的副反应等可能的影响,克服了HBV感染结果量化为货币单位时的误差,使决策结果更为合理;另外在使用的参数中引入了易感人群HBV年新感染率指标,使得模型更加符合实际。胡蓉等应用决策树模型和成本-效果分析的方法对部队人群“不接种、直接接种和筛检后再接种”3种乙肝疫苗接种方案进行了比较,并将部队人群分为5个年龄组:15～19岁,20～29岁,30～39岁,40～49岁和>50岁。该研究在成本-效果分析时采用了伤残调整寿命年(disability-adjustedlife-year,DALY)为指标,将死亡和失能予以综合考虑,发挥了DALY指标的优越性。综上所述,乙肝疫苗接种策略多级决策树是最基础的模型,它的适用人群范围较广,是构建其他特殊人群乙肝疫苗决策树模型的基础。1.2免疫预防接种策略新生儿乙肝疫苗接种决策树可以看作是乙肝疫苗接种策略多级决策树中的一个人群分枝,它充分考虑了新生儿可能的接种方案。徐慧文等曾用决策树模型法对我国新生儿乙肝疫苗接种策略的4种方案进行了优化,即对孕妇进行HBsAg筛查,在对阳性者之新生儿全量接种的同时,阴性者之新生儿或不接种或小量接种,也可对孕妇不进行HBsAg筛查,对所有新生儿小量接种或加量接种。刘振强等运用决策树模型对济南市新生儿乙肝疫苗免疫预防的接种策略进行了决策分析,3种接种策略为:①筛查母亲HBsAg,阳性新生儿按母婴阻断剂量免疫,母亲HBsAg阴性新生儿按常规剂量免疫;②筛查后仅对母亲HBsAg阳性新生儿按母婴阻断剂量免疫,母亲HBsAg阴性新生儿不进行免疫;③不筛查,直接对所有新生儿按常量接种进行免疫。Vimolket等应用决策树模型法对泰国新生儿不同乙肝疫苗接种策略进行分析,4种策略为:①筛查孕妇HBsAg,阳性之新生儿接种疫苗和乙肝免疫球蛋白(hepatitisBimmuneglobulin,HBIG),阴性新生儿只接种疫苗;②筛查孕妇HBsAg,阳性者再进行HBeAg筛查,HBeAg阳性新生儿接种疫苗和HBIG,HBsAg阴性或HBsAg阳性但HBeAg阴性新生儿只接种疫苗;③对所有新生儿普及接种;④不接种。在本研究中使用了增量成本作为分析指标,为政府不同财力情况下最优接种策略的选定提供了依据。Prakash根据孕妇不同HBV感染状态所生婴儿有不同感染HBV的概率和感染HBV后的各种转归及概率构建疾病传播模型图对印度新生儿乙肝疫苗普种进行了成本效益分析,该疾病传播模型可为建立新生儿乙肝疫苗接种决策树模型提供重要参考。1.3“中国乙肝疫苗接种前筛检策略”模型的构建从决策分析和卫生经济学角度看,如何安排筛检指标及其次序,是乙肝疫苗接种筛检策略要解决的问题。张顺祥等根据乙肝筛检指标的不同选用和安排,将筛检方案概括成15种,构建了“中国乙型肝炎疫苗接种前筛检策略多级决策树”。随后刘红梅、方沈应、张巧利等也使用同样的方法和模型对不同人群接种乙肝疫苗前筛检策略进行优化。由此可见,“中国乙肝疫苗接种前筛检试验多级决策树”是较稳定的模型。值得指出,乙肝疫苗接种前筛检策略的研究仅见于我国的研究,可能是由于欧美等发达国家处于乙肝的低流行区,人群乙肝病毒感染标志(HepatitisBvirusmarkers,HBVM)阳性率低,所以没有筛检再接种的策略问题。1.4不同种类接种策略的比较“人群感染HBV后的各种转归决策树”是按感染HBV后各种可能的结果,将转归用概率分枝表示出来,在每个分枝和节点处分别标注相应转归的概率和益损值。张顺祥等最早在MulleyG所构建模型的基础上进行改进,建立了适合我国实际的“人群感染HBV后的各种转归决策树”,庄贵华、胡蓉等均使用了该转归决策树图,其中乙肝转归分类比较详细,但是各转归概率和结点益损值不易获得。刘振强等使用了张顺祥等在新生儿接种策略研究时采用的HBV感染转归图,将HBV感染分为急性乙肝、慢性乙肝和肝癌,这种简单的分类虽然不能全面概括HBV感染后的实际情况,但转归概率和结果量化比较容易。另外,Levaux等根据接种疫苗剂量不同保护效果也不同构建决策树模型,与当前青少年实行的乙肝疫苗3剂量接种方法比较,分析乙肝疫苗2剂量接种方法的经济效果;Jakiche等在研究丙肝病毒感染者防制甲肝和乙肝的免疫接种策略时,利用决策树模型法对全部直接接种和筛检后再接种两种策略进行优化;Saab等和Kim等分别在研究血液透析病人和艾滋病人乙肝疫苗免疫策略时,也构建了相应的决策树模型对研究人群的免疫策略进行了优选。上述研究均根据决策树模型构建的基本原理构建了相应研究的决策树模型,并很好的对各研究人群乙肝疫苗接种策略进行了优化。因此,灵活运用决策树模型构建的基本原理,结合实际研究人群或接种策略构建相应实用性强的决策树模型,将会使得决策树模型在制定乙型肝炎免疫预防策略中的应用更加广泛。2调查问卷的基本情况张顺祥等在运用费用效益分析和决策树法探讨我国乙肝疫苗接种策略时,大量查阅了我国当时不同地区乙肝感染状况的研究资料,确定了不同人群HBVM阳性率。考虑到当时HBVM检测试剂的质量控制问题,按假阴性率、假阳性率各为1%对人群HBVM累积阳性率进行校正。血源性乙肝疫苗保护率是根据当时国内外采用随机双盲对照试验的研究报道确定。乙肝感染后的转归概率根据国内外有关文献确定。乙肝病人接受治疗所需要的经济费用,包括直接费用(门诊费、总住院费、营养费和车旅费)和间接费用(因病误工费、因病死亡损失费和陪视人误工费),当时国内研究很少,故选择不同类型医院调查确定。乙肝疫苗费和HBVM筛检试验费是在当时国家有关检测和产品定价基础上,结合实际确定。贴现率是根据当时国家工商银行对医药系统贷款利息确定。本次研究基本囊括了乙肝免疫预防决策分析中常用的参数及确定的方法,之后的研究在此基础上进行了进一步的补充和改进。庄贵华等将易感人群HBV年新感染率引入模型,但该参数国内外研究报道很少,为此,他们根据可逆性催化模型推算了该指标。胡蓉等和刘振强等在计算免疫成本时综合考虑了疫苗费、疫苗运输、冷藏、管理费和注射费、筛检试剂费等,其结果虽然更加准确可靠,但是在确定某一具体项目费用时较困难。张巧利等和刘红梅通过对研究人群进行HBVM的实地调查而获得HBVM阳性率。2000年,方沈应等采用了meta分析方法确定了HBVM阳性率参数,即对部队采用敏感方法检测乙肝感染状况的研究文献进行了系统综合,使得决策树模型的参数确定更加合理和可靠。Vimolket等的研究仅仅考虑了HBV感染者的直接费用,没有考虑间接成本,可能是间接成本的测算有一定的困难。综上,乙肝免疫预防决策分析中的参数包括两类:一类是有关率的指标,包括各种人群乙肝感染率、易感人群HBV年新感染率、乙肝疫苗保护率、HBV感染后各转归概率等;另一类是乙肝疫苗接种及其相关费用,包括乙肝疫苗接种费、乙肝感染指标检测费和各型乙肝病人的经济负担等。这些参数的确定主要有两种方法:一是通过对决策适合范围内的情况进行实际调查而获得,另外一种方法是通过一定时期各个国家或不同地区的大量权威性研究报道和相关文献资料的查阅,进行系统综合后来确定。通过实地调查决定参数的方法容易被接受和理解,但调查花费多,仅是一时一地的结果,参数的代表性有限,决策结果的适应范围仅限于当地。而文献查阅确定参数的方法更符合决策分析的要求,参数的代表性好,决策结论适应范围大,但所决策的问题会受到一定时期和一定地区基础性研究文献的限制。3cea在乙肝疫苗接种策略中的应用乙肝免疫预防决策分析总是与卫生经济学分析方法,如成本-效益分析(cost-benefitanalysis,CBA)、成本-效果分析(cost-effectivenessanalysis,CEA)和成本-效用分析(cost-utilityanalysis,CUA)相配合。前者提供了分析的总框架,后者是策略优选的分析指标。另外为了分析各参数对决策树模型的影响大小,又使用了灵敏度分析和阈值分析等方法。3.1成本-效益分析CBA最早被用于乙肝疫苗的接种策略决策树模型中。分析指标为净效益(netbenefit,NB)和效益成本比(benefitcostratio,BCR)。NB=乙肝疫苗接种的总效益-总成本;BCR=接种乙肝疫苗产生的总效益/接种疫苗所需的总成本。NB指标可衡量某种乙肝疫苗方案的净效益为正值或负值,容易作出比较。而BCR指标表示在乙肝疫苗实际接种时,每投入1元钱能得到多少收益,BCR<1为负效益,反之,为正效益;BCR的大小可作为乙肝疫苗接种对象和方案优选的依据。张顺祥等以BCR为指标,运用CBA法探讨了我国乙肝疫苗的接种策略。刘振强等对济南市新生儿乙肝疫苗免疫预防的接种策略及经济效益进行决策分析时,也使用了BCR指标,通过计算3种接种策略的BCR作为策略优化依据。3.2成本-效果分析CEA在乙肝疫苗接种策略的决策分析中的应用受到更多的重视,是由于HBV感染的结果或者说乙肝疫苗接种的收益是很难用货币单位量化的,即CEA有失准确和全面。乙肝疫苗接种策略CEA常用的指标包括成本效果比(cost-effectivenessratio,CER)和增量成本效果比(incrementalcost-effectivenessratio,ICER)。CER即每一效果单位所消耗的成本,CER=乙肝疫苗接种成本/乙肝疫苗效果;CER越小,乙肝疫苗接种方案就越有效。ICER即每获得一个增加的效果所消耗的增量成本,例如乙肝疫苗接种方案A与方案B相比的ICER计算公式为:ICER=乙肝疫苗接种方案A成本−方案B成本乙肝疫苗接种方案A效果−方案B效果ΙCER=乙肝疫苗接种方案A成本-方案B成本乙肝疫苗接种方案A效果-方案B效果。当多种方案与同一种方案比较计算ICER时,ICER越低,表明每增加1个效果单位所需追加的费用越低,这种方案就为优;多种方案依次比较计算的ICER并不能作为优选项目方案的指标,但可根据投入的总成本选择效果最好的方案。张巧利、方沈应、刘红梅等分别在他们的乙肝疫苗接种前最优筛检方案的研究中,运用了CEA,结果表明,不管采用哪一种筛检方案,其接种疫苗后受到保护的人数相等,也就是说,产生的效果相等,因此在效果相等的情况下费用最小的为最优筛选方案。VimolketT等在应用决策树模型法和CEA对泰国新生儿不同乙肝疫苗接种策略进行分析中,使用了ICER为指标,计算得策略3的ICER(6521泰铢)最小,但当政府财力允许时,策略2也应被考虑实施。3.3成本-效用分析CUA是CEA的进一步深化和发展,也可看作是CEA的一种特殊形式,该指标进一步对乙肝疫苗接种的社会效益进行了估算,即采用生命质量的量化指标,包括DALY、QALY等。DALY是指从乙肝感染而发病到死亡所损失的全部健康寿命年,包括因早死所致的寿命损失年(yearsoflifelost,YLL)和乙肝感染所致伤残引起的健康寿命损失年(yearslivedwithdisability,YLD)两部分。DALY是一个定量计算因HBV感染造成的早死与残疾对健康寿命年损失的综合指标,这是其他效果指标所不能体现出来的,这也正是DALY指标优越性所在。应用DALY和QALY进行乙肝疫苗接种的CEA,就是通过比较不同的乙肝疫苗接种方案每挽回一个DALY或每增加一个QALY所需的成本大小来优选方案。庄贵华等对我国乙肝疫苗接种策略进行决策树模型分析时,以QALY为效果评价的指标;胡蓉等则以DALY为效果评价的指标,应用决策树模型和成本-效果分析的方法对部队人群“不接种、直接接种和筛检后再接种”3种方案进行分析优选。3.4灵敏度分析和阈值分析在乙肝疫苗接种的决策树模型研究中使用这两种分析方法,是为了明确引入决策树模型中的各参数对乙肝疫苗接种方案优化的影响大小。常用逐项替代法,即令模型中某一参数在一定范围变动而令其余参数不变,观察优选方