QUEST-KRITERIEN EINFÜHRUNGSVERANSTALTUNG CSP 2018 - Berliner Institut für Gesundheitsforschung 13. September 2018 - Berliner Institut für ...

 
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EINFÜHRUNGSVERANSTALTUNG CSP 2018
QUEST-KRITERIEN

Berliner Institut für Gesundheitsforschung
13. September 2018
QUEST-KRITERIEN EINFÜHRUNGSVERANSTALTUNG CSP 2018 - Berliner Institut für Gesundheitsforschung 13. September 2018 - Berliner Institut für ...
Die folgenden Folien sind als Anregung zu verstehen,
sie ersetzen nicht die AKTIVE Auseinandersetzung mit den
QUEST-Kriterien im Hinblick auf Ihre spezifische
Forschungsfrage.
Bei Fragen wenden Sie sich gerne an Dr. Miriam Kip (miriam.kip@bihealth.de oder
quest@bihealth.de).
QUEST Tool box: (https://www.bihealth.org/en/quest-center/mission-approaches/englische-
uebersetzung/the-quest-toolbox/)
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MERIT-Project
              Development of attributes of a robust and innovative
              research/ Merkmale einer robusten und innovativen
 Miriam Kip
              Forschung (MERIT)

              QUEST-criteria:
Axel Pries    open questions:
              •   priority setting
              •   strategies of scientific rigor
              •   transparency and dissemination or results
              •   participation

  • intramural funding schemes, e.g. CSP, Validation fund
  • introduction to the doctoral/dissertation program at Charité
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PRIORITY SETTINGS
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Warum?
• Vorhandene Evidenz darlegen
• Wissenslücken identifizieren
• Bisherige Studienqualität kritisch bewerten
• Identifikation von Faktoren, die die Effektivität einer Maßnahme
  beeinflussen
• Ableiten wichtiger Informationen hinsichtlich Design neuer
  Studien
  • “evidence-based trial design”
      - Reduce waste in future research
      - Reduce risk for humans and animals
      - Reduce risk of unnecessary enrollment of humans
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Wie? (a very short introduction)
• Clinical Interventions - PICOS
  • Population                           Meshterms
                                         Volltextsuche
  • Intervention                         general expressions
  • Control/Comparators
                                         Boolsche Operanden
  • Outcome
  • Study design                         Filter

• preclinical
  • (a) treatment/intervention
  • (b) disease or condition of interest
  • (c) animal species/cell population studied
  • (d) outcome measures
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Wo?
• PubMed, Embase
• Clinicaltrials.gov, Metaregister der WHO etc..
• Eigene Vorstudien (dabei Daten nachvollziehbar darstellen)
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Ressourcen (Auswahl)
• BMJ 2011;343:d5928 doi: 10.1136/bmj.d5928
• Hooijmans et al. BMC Medical Research Methodology 2014, 14:43
  http://www.biomedcentral.com/1471-2288/14/43
• http://syrf.org.uk/library/
• https://www.york.ac.uk/media/crd/Systematic_Reviews.pdf
• https://www.cochrane.de/de/ressourcen
• https://www.radboudumc.nl/en/research/radboud-technology-
  centers/animal-research-facility/systematic-review-center-for-laboratory-
  animal-experimentation
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3265183/pdf/LA-11-087.pdf
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3104815/pdf/LA-09-117.pdf
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STRATEGIES OF SCIENTIFIC RIGOR (I)
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Highly effective treatments
 in animal stroke models

PLoS Biol. 2010;8(3):e1000344.
Phase III studies
show no effect

 Minnerup et al.
 Exp.Transl.
 Stroke Med.
 2014;6:2
Possible
Solutions

Reduce Bias!
Use blinding, randomization,in/exclusion criteria.
Report results according to guidelines (e.g. ARRIVE, CONSORT, PRISMA, etc.)
Pre-register

                                                                 Use statistics sensibly!
                 Go beyond the bar plot! Show individual data points and distributions.
                                         Think biological significance, think effect size.
                                                                   Consult a statistician.
Bias influences effect size

                                            Stroke models (NXY-095)                                                                 Alzheimer's disease models
                                                                                                                                             models

                                                                                                            Improvement in behavioural outcome
                                                                                                                                                 1.2

                                                                                                                 (Standardised Effect Size)
                                                                                                                                                 1.0
Reduction in infarct size

                                                           Reduction in infarct size                                                             0.8

                                                                                                                                                 0.6

                                                                                                                                                 0.4

                                                                                                                                                 0.2

                                                                                                                                                 0.0
                                                                                                                                                        Yes             No

                                 Blinded conduct of                                    Blinded assessment                                              Blinded assessment of
                                     experiment                                            of outcome                                                        outcome

                              > 30 studies > 500 animals
Tools
and Resources

Statistical Consulting (CRU and Biostats)
QUEST toolbox (includes tools for Figure creation)
Experimental Design Assistant for animal experiments
Courses at the QUEST Center and Promotionskolleg
STRATEGIES OF SCIENTIFIC RIGOR (II)
Clinical Scientist

                                    Prof. Dr. Geraldine Rauch
                                            Dr. Jochen Kruppa
                                       Institute of Biometry and
                                          Clinical Epidemiology
                                    geraldine.rauch@charite.de

UNIVERSITÄTSMEDIZIN BERLIN
Auswahl von Endpunkten
Endpunkte: Diejenigen Merkmale in klinischen Studien, anhand derer der
Erfolg der Studie gemessen werden soll. Man unterscheidet dabei
zwischen primären und sekundären Endpunkten.

Primäre Endpunkt: Erfasst dabei das Hauptziel der Studie. Dieses wird am
Ende der Studie mit einem statistischen Test überprüft.

Sekundären Endpunkte: Erfassen dabei weitere Aspekte der Studie. Die
Auswertung erfolgt rein deskriptiv.

   Bei der Auswahl von Endpunkten sollte Folgendes beachtet werden:
           Angemessen für die medizinische Fragestellung
           Möglichst objektiv erfassbar
           Möglichst hohes Skalenniveau (vgl. spätere Folien)
Begriffe
Zielgröße / Endpunkt: das Merkmal, das als Ergebnis einer Untersuchung
interessiert, z.B. eine unter dem Einfluss der Therapie sich verändernder
Laborwert oder ein Krankheitssymptom

Einflussgrößen: alle Merkmale die im funktionellen Zusammenhang zur
Zielgröße stehen, z.B. bestimmte Behandlungsformen, Therapiemaßnahmen

Störgrößen/Confounder: Einflussgrößen, deren Untersuchung nicht Ziel
der Studie ist, z.B. die unerwünschte Abhängigkeit vom Alter oder
Geschlecht. Störgrößen sollten entweder eliminiert oder in der Analyse der
Zielgrößen berücksichtigt werden. Störgrößen sind jedoch nicht immer alle
erfassbar.
Harte und weiche Endpunkte

• Harte Endpunkte
   – lassen sich direkt erheben
   – Beispiele:
       • Überlebenszeit
       • Tumoransprechen

• Weiche Endpunkte
  – lassen sich nur indirekt erheben
  – Beispiele:
      • Lebensqualität
      • Schmerzempfinden
Studiendesign

 nicht kontrolliert/    kontrolliert/
     einarmig           mehrarmig
                                        Nicht für jede Fragestellung
                                        ist jedes Design möglich!
nicht randomisiert     randomisiert

                                         einfach
       offen             verblindet
                                         doppelt

                                        Goldstandard für Studien
  monozentrisch        multizentrisch   zum Wirksamkeitsnachweis
Studientypen
Es gibt viele verschiedene Studientypen
Klassifizierung nach unterschiedlichen Kriterien möglich:
   •    Fragestellung (z.B. Therapiestudie, Diagnosestudie,
        Prognosestudie),
   •    Blickrichtung (prospektiv, retrospektiv),
   • “Aktivität” des Forschers
         – Beobachtungsstudien (Querschnittsstudien, Kohortenstudien,
             Fall-Kontroll-Studien)
         – Interventionsstudien (nichtrandomisierte Studien,
             randomisierte Studie)
    • Bei Arzneimittelstudien: „Phase“ der Erprobung (Phase I, II, III, IV)
    • usw.
Hier kein umfassender Überblick möglich!
Quelle: Dtsch Arztebl 2009; 106(15)
Literaturempfehlung

 •   Schumacher M, Schulgen G (2008, 3. Auflage): Methodik klinischer
     Studien, Springer.
 •   Sachs L (1993, 7. Auflage): Statistische Methoden: Planung und
     Auswertung, Springer.
 •   Weiß C (2010, 5. Auflage): Basiswissen Medizinische Statistik, Springer.
 •   Gonick L (1993): The Cartoon Guide to Statsitics, HarperCollins Publisher
STRATEGIES OF SCIENTIFIC RIGOR (III)
Reveal, Don’t Conceal: Transforming Data
 Visualization to Improve Transparency

         Tracey L. Weissgerber, PhD
          Twitter: @T_Weissgerber
Data presentation is the foundation of our
     collective scientific knowledge…

    Figures are especially important.
  They often show data for key findings.
Many different data distributions can lead to the
                    same bar graph…
                     Symmetric   Outlier        Bimodal            Unequal n
30

20

10

0

Test                                       p value
T-test: equal var.       0.035    0.074           0.033               0.051
T-test: Unequal var.     0.035    0.076           0.033               0.035
Wilcoxon                 0.056    0.10            0.173               0.067

                                            Weissgerber et al., PLOS Biology 2015
Why you shouldn’t use a bar graph even if
   your data are normally distributed
                                     Bar graph               Bar graph                Univariate
                                    (mean ± SE)              with points              scatterplot
                                        Zone of
  Range of                             Invisibility
  Observed
       Heart rate (beats/min)

   Values

                                         Zone of
                                      Irrelevance
                                0
                                    Sedentary   Exercise   Sedentary   Exercise
                                                Trained                Trained

  Bar graphs
  1. Don’t allow you to critically evaluate continuous data
  2. Arbitrarily assign importance to bar height, instead of showing
     how the difference between means compares to the variability
                                                                                  Weissgerber et al., JBC 2017
Graphics for:
                          - Cross sectional studies
               - Experimental studies with independent groups

                 Dotplot    Boxplot with     Boxplot        Violin plot   Bar graph
                              points                         (with or
                                                             without
                                                             points)
Outcome        Continuous   Continuous      Continuous      Continuous     Counts &
variable                                                                  proportions
Sample size       Small       Medium           Large        Medium to        Any
                                                             Large
Data              Any           Any        Do not use for      Any           N/A
distribution                               bimodal data

    Free violin plot tool: https://interactive-graphics.shinyapps.io/violin/
Free Tools for Interactive Graphics
                                       20                                   Group 1
                                                                            Group 2
                                       15                                   Group 3

                                       10

                                        5

                                        0
                                      Condition 1   Condition 2   Condition 3

Dot, box or violin plot: http://statistika.mfub.bg.ac.rs/interactive-
                               dotplot/

                       Interactive line graph:
        http://statistika.mfub.bg.ac.rs/interactive-graph/

         Additional resources: Twitter @T_Weissgerber
Why we need to report more than “Data were
     analyzed by t-tests and ANOVA”
• Meta-research studies show that statistical
  errors are common. These include:
  – Failing to specify what test was used
  – Using suboptimal or inappropriate tests
  – Incorrect p-values
• T-tests and ANOVA are the most common
  analysis techniques in many basic
  biomedical science fields
Why we need to report more than “Data were
     analyzed by t-tests and ANOVA”
   Systematic review: Many physiology papers are
 missing information needed to determine what type
              of ANOVA was performed
Essential Details                         Papers with Missing
                                             Information
Number of factors                                17%

Names of factors                                 54%
Post-hoc tests                                   27%
Between vs. within-subjects factors for          63%
repeated measures ANOVA
Papers rarely contain information needed to verify
                  the test result

Essential Details                             Papers with Missing
                                                   Information
                                              T-tests        ANOVA
                                             (n = 163)      (n = 225)
Test statistic                                  96%           95%
Degrees of freedom *                            7%            97%
Exact p-value                                   69%           78%

* Exact sample size is also acceptable for t-tests
This information is essential to identify bias &
                 correct errors
1. Confirm that the correct test was used
2. Confirm test results
  – Errors in reported p-value are common; may alter
    conclusions in 1/8 papers1
3. Assess bias: Were observations excluded
   without explanation?
  – Among papers with animal models of cancer & stroke2
     • 7-8% excluded animals without explanation
     • 2/3 didn’t have enough information to assess
                              1Nuitjen   et al., Behav Res Methods 2015
                                          2Holman et al., PLOS Biol 2016
Solutions
 • Report exactly what test you used
          Test                         Reporting
T-tests              Unpaired vs. paired, equal vs. unequal variance

ANOVA                Number & names of factors, between vs.
                     within subjects factors, post-hoc tests, any
                     interaction terms included in the ANOVA

More complex tests   Detail needed to reproduce analysis
Why does this matter? An example…
  These two                         ANOVA                                               Repeated Measures
   tests…                 without repeated measures                                          ANOVA
…see the data            Compares            60                                     Compares               60

 differently      3 independent groups       40
                                                                                     10 pairs              40

                     (n = 30, 10/group)                                             of related
                                                                                                           20
                                             20
                                                                                   observations
                                              0                                      (n = 10)              0
                                                                                                                T1   T2    T3
                                                  0 T1   1   T2   2 T3   3

…test different                 Null hypothesis:                                         Null hypothesis:
 hypotheses                Mean T1 = Mean T2 = Mean T3                              Mean T1 = Mean T2 = Mean T3
                                                                                 when population means are related
    …use                   More unexplained variability                         Less unexplained variability – we can
 information                                                                     account for the effect of “subject”.
  differently
                  Sums of squares                                               Sums of squares
                  Conditions (between groups)                             240   Conditions (between groups)                     240

                  Residual (within groups)                               2604   Residual (within groups)                  2604
                                                                                  Subjects                                  2195
                                                    ?                             Error                                      409

                  Total                                                  2844   Total                                       2844
…give different overall p = 0.304                                               overall p = 0.016
   results
Solutions
• Report exactly what test you used
• Improve clarity by describing simple tests in
  figure & table legends
• Report test statistic, degrees of freedom,
  exact p-value
• Use Statcheck: http://statcheck.io
• Deposit code: Make your analyses
  reproducible
    Clear reporting allows you to identify &
       correct errors prior to publication!
STAKEHOLDER ENGAGEMENT
Patient Engagement
in biomedical research:
From research subjects to partners in research
                               Miravittles M et al. (2013), Respiratory Medicine 107, 1977-1985

Engaging patients as
partners and not just
subjects in research
can improve research!
They hold important
experience-based
expertise from living
with diseases.
Patient Engagement
in biomedical research:
Key areas for patient engagement
                        Geissler J et al. (2017), Therapeutic Innovation & Regulatory Science 51(5), 612-619.

   Key areas

Research phases

   Key areas
Patient Engagement
in biomedical research:
Important resources
                           Possible gatekeeper to
  Best Practice Examples
                             identify patients…
                                   …although so far no
                                  institution appointed.
Patient Engagement
in biomedical research:
Who else should be involved?
Other stakeholders whose involvement might benefit research:
• Political actors involved in decision-making about medical
  products, e.g. G-BA, IQWiG, BfArM, PEI?
• Industry actors from the pharmaceutical and biotech world?
• Clinicians using the research outcomes?
• Training institutions teaching the findings?
• …
Patient Engagement
in biomedical research:
Further open questions
• Who should represent (and why) particular stakeholder groups?
• Do representatives need particular training?
• How should engagement activities be structured to ensure a level
  playing field?
• What conflicts of interest exist and how can they be managed?
• Is there a need for a coordinating institution for patient
  engagement?
• …
You can also read