臨床試験でよく使われる試験デザイン完全ガイド

記事の目次

はじめに

臨床試験の信頼性は、適切なデザイン選択に大きく依存します。目的・疾患特性・倫理性・実現可能性を踏まえ、最適な設計を選ぶことが重要です。そこで今回は臨床試験でよく使われる試験デザインを紹介していこうと思います。

代表的な試験デザイン

並行群間試験（Parallel Group Trial）

特徴：被験者を複数群に分け、同時並行で介入を行う。群間比較で効果を評価。
メリット：設計・解析がシンプル。順序効果の影響なし。
デメリット：個人差の影響を受けやすく、症例数が多く必要。
活用例：慢性疾患薬効評価、ワクチン試験。

並行群間試験は群間の差は被験者が異なるこのを除けば治療法のみであります。また、試験期間を任意に設定できるので、特定の事象の有無や死亡事故などの非可逆的な事象の発生を比較する試験、疾病の進行抑制を目的とする試験、あるいは脱落の発生が多い試験などに用いることができます。このように試験の実施のしやすさ、治療法に対する制約が少ない、統計的推測に関する制約が少ない点で非常に優れた試験デザインとなります。

無作為化割付試験（Randomized Controlled Trial, RCT）

特徴：被験者をランダムに群分けし、背景因子の偏りを最小化。
メリット：既知・未知の交絡因子を均等化。エビデンスレベルが高い。
デメリット：倫理的配慮・コスト・期間の課題。
活用例：新薬承認試験、第III相試験。

治療の有効性を調べる際に、どの治療を割り付けたかを被験者や担当医師などが知ることによってバイアスが発生してしまう可能性があります。例えば、被験者が自分が投与された薬が新薬であると知ったときに、たとえ効果がなくても効果があったと感じてしまう（プラセボ効果）ことや、担当医師が何らかの形で新薬の治療をよく判断してしまうことがあります。これらのバイアスを防ぐため、割付治療を開示しないようにする盲検化を行います。

クロスオーバー試験（Crossover Trial）

特徴：同一被験者が複数介入を順次受ける。順序は無作為化。
メリット：個人差排除、症例数削減。
デメリット：持ち越し効果、期間延長。
活用例：慢性疾患、短期効果介入。

一般的に生物学的同等性試験（Bioequivalence Trial）において頻繁に適用される試験デザインです。下記イメージ図のように群Aはまず治療Aを受け、その後ウォッシュアウト期間を経て治療Bへ、群Bは逆の順序で介入を受けます。これにより、同一被験者内での比較が可能になり、個人差の影響を最小化できます。

https://best-biostatistics.com/design/cross-over.html

アダプティブデザイン（Adaptive Design）

特徴：試験途中のデータで設計変更（事前計画に基づく）。
メリット：資源効率化、早期判断可。
デメリット：計画・解析が複雑、規制当局との調整必要。
活用例：用量探索、大規模試験。

アダプティブデザインは、臨床試験の途中で得られた中間解析結果に基づき、事前に定めた統計的ルールの範囲内で試験計画を柔軟に変更できる設計です。例えば、症例数の増減、群間の割付比率の変更、有望な用量への絞り込みなどが可能です。これにより、資源の効率的活用や有効性・安全性の早期判断が期待できますが、計画や解析は複雑で、規制当局との事前合意が不可欠です。

上記紹介した試験デザインを下記テーブルにまとめております。

デザイン	特徴	メリット	デメリット	主な活用場面
並行群間	群ごとに固定して同時進行	実施・解析容易	個人差影響	慢性疾患、ワクチン
無作為化	ランダム群分け	バイアス最小化	倫理・コスト	新薬承認試験
クロスオーバー	同一被験者が順次介入	個人差排除	持ち越し効果	慢性疾患
アダプティブ	途中設計変更	効率的	計画複雑	用量探索