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摘要:
在临床试验中，因各种原因导致数据缺失属常见现象。缺失值的存在可造成原数据集信息损失，降低研究结果的稳健性和有效性。因此，如何正确处理缺失值是临床试验中必须重视且谨慎对待的问题。本文介绍了临床试验中缺失值的发生原因、类型及常见处理方法，旨在提高研究人员对缺失值的认识，减少缺失值处理方法的误用。需注意的是，临床试验中应对缺失值的最佳方法是严格预防和/或减少数据缺失的发生，而非事后处理。
Abstract:Missing data, occurring in clinical trials due to various reasons, will cause information loss of the original data and reduce the robustness and validity of the research results. Therefore, missing data should be dealt with caution in clinical trials. This article introduces the causes and types of missing data, as well as several common methodological approaches to addressing the problem, in order to promote researchers' understanding and improve the quality of handling missing data in trials. Nevertheless, the best way to deal with missing data is to prevent or reduce data loss in clinical trials, rather than relying on post hoc statistical analyses.
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Keywords:
- clinical trials /
- missing data /
- deletion method /
- interpolation method
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患者女性，39岁，因“溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)2年，拟备孕”于2021年3月就诊于北京协和医院临床营养科孕期营养门诊。
患者身高165 cm，体质量53.3 kg，体质量指数(body mass index，BMI) 19.6 kg/m2，体脂率12.6%。长期练习瑜伽，饮食以素食为主，已自行补充叶酸片(400 μg/d)2个月。既往史：2019年于外院诊断为UC，服用5-氨基水杨酸(5-aminosalicylic acid，5-ASA)颗粒1 g、每日4次，临床症状缓解，排成形软便1~2次/d，无黏液、脓血，以5-ASA颗粒1 g、每日1次+5-ASA栓剂1 g、每晚1次维持治疗。2021年2月初患者就诊于北京协和医院消化内科，结肠镜检查示：距肛门40~50 cm横结肠黏膜明显充血水肿伴弥漫性糜烂，未见明确溃疡，距肛门10 cm以下直肠黏膜可见弥漫性糜烂伴浅溃疡，诊断为UC全结肠型(Mayo 1分)。将5-ASA颗粒加量至1 g、每日4次，继续5-ASA栓剂局部治疗。孕产史：孕2产0，2012年孕26+4周先兆流产并于外院行硫酸镁治疗5 d后规律宫缩流产，胎儿外观无畸形，孕期未服用任何药物，外院考虑宫颈机能不全；2013年孕4周起出现恶心、呕吐，程度剧烈，饮水亦可诱发恶心、呕吐，自诉未行补液支持治疗，体质量下降，至孕16周胚胎停育，胎膜早破自然流产，外观无畸形，未查病理，自诉孕期未服用任何药物；2018年于外院确诊单角子宫。2021年2月中旬因不良孕史就诊于北京协和医院风湿免疫科，抗核抗体谱检查示ANA H 1∶80(+)，系统性血管炎相关自身抗体谱检查示IF-ANCAP 1∶10(+)，抗磷脂抗体谱、狼疮抗凝物(-)，考虑无明确结缔组织病或抗磷脂综合征表现。
后就诊于北京协和医院临床营养科，实验室检查示：铁缺乏，铁蛋白(ferritin，Fer) 8 μg/L；维生素D缺乏，总25羟维生素D[T-25(OH)D]10.0 μg/L。予多糖铁复合物口服补铁治疗，维生素D 1000~2000 IU/d，嘱患者适当增加主食和油脂摄入量，以孕期复合营养素制剂代替叶酸片，可补充孕妇奶粉25 g、每日2次。
患者2021年4月怀孕。孕8+3周于北京协和医院临床营养科随诊，体质量53.2 kg，较孕前减轻0.1 kg。继续5-ASA颗粒1 g、每日4次+5-ASA栓剂1 g、每晚1次治疗UC。诉自孕5周起出现食欲差、恶心、干呕、呕吐，下午及晚上较为严重，诱因包括坐车(否认晕动病史)、饥饿、上下楼梯、特殊气味(如油烟味、花香味)，口服孕期复合营养素、复合维生素B片、维生素B6片、铁剂、钙剂、维生素D胶囊等营养补充剂后亦可诱发呕吐，无明显腹痛、腹胀，排便无异常。实验室检查：血红蛋白(hemoglobin，HGB)121 g/L，Fer 22 μg/L，T-25(OH)D 17.1 μg/L，尿酮体微量，血钾4.2 mmol/L，血钠136 mmol/L。产科超声示宫内早孕，未见异常。改良妊娠期恶心呕吐专用量表(pregnancy-unique quantification of emesis and nausea，PUQE)：9分(每项均为3分，平均每天2~3 h感到恶心呕吐，平均每天呕吐3~4次，平均每天干呕3~4次)，符合中度妊娠期恶心呕吐(nausea and vomiting of pregnancy，NVP)；医院焦虑抑郁量表(hospital anxiety and depression scale，HADS) 焦虑评分0分、抑郁评分2分，提示无明显焦虑抑郁情绪。嘱居家饮食，记录饮食日记，不食加工食品，少油少盐，少食多餐，避免长时间空腹或进餐过饱，保证优质蛋白质摄入，补充孕妇奶粉75~100 g/d。
NVP是影响孕妇及胎儿健康的常见疾病[1]，其可能与雌激素、孕激素引起的上消化道动力异常有关[2]。约70%的孕妇会经历NVP，症状通常始于孕6~8周，在孕10~16周达峰，孕16~20周缓解，但20%~25%的患者在孕20周后仍存在NVP[2-3]。若孕妇产次更高、年龄更大、应激因素更多、每晚睡眠时间更少，则NVP持续至孕20周之后的风险更高[3]。Gadsby等[4]研究显示，在伴有严重NVP的孕妇中，63.2%既往妊娠时有过类似症状，说明NVP有复发倾向。本例孕妇高龄妊娠，既往妊娠时曾有NVP，可能有妊娠剧吐并最终出现胚胎停育，本次妊娠发生NVP风险较高。NVP可能导致孕期体质量增加不足[5]，孕早期、孕中期发生NVP可能增加低出生体重儿的风险，但仅在孕晚期出现恶心、呕吐并不增加此风险[6]。补充维生素B6是NVP的一线治疗方案，但NVP的管理首先应尽量避免症状诱因；饮食应少食多餐，避免饱腹感，避免辛辣或油腻食物[1]；与以碳水化合物或脂肪为主的饮食相比，以蛋白质为主的饮食更有助于减轻恶心、呕吐症状[7]；暂停口服铁剂可能有助于改善NVP[1]。本例孕妇对口服维生素B6片无法耐受，服用后诱发恶心、呕吐，限制了维生素B6的服用，应注意避免症状诱因，调整饮食。
炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)是一种慢性自身免疫性肠道疾病，主要包括UC和克罗恩病(Crohn's disease，CD)。值得注意的是，吡哆醛是维生素B6的生物活性形式，研究显示活动期IBD患者的血浆维生素吡哆醛水平较缓解期患者和健康对照组显著减低，缓解期IBD患者的血浆维生素吡哆醛水平较健康对照组有减低趋势但差异不显著[8]。因此，IBD是否会增加NVP风险值得进一步探究。
患者孕20+3周随诊时体质量56.9 kg，较孕前增加3.6 kg，增重不足。产科超声示宫内中孕，胎儿孕周偏小，建议孕22~24周复查。主诉恶心、呕吐症状至孕16~19周达峰，每日7~8次。虽食欲差，患者基本可做到每日5~6餐，总主食量约150 g/d，肉类150~200 g/d。孕20周后虽仍有间断恶心、干呕、呕吐，但程度较前减轻。实验室检查示白蛋白(albumin，ALB)38 g/L，尿酮体(-)。嘱患者多食用软面条、发面主食等，避免粗硬、生冷食物，关注消化道症状变化。
患者孕23+2周随诊时体质量57.0 kg，较孕前增加3.7 kg，仍增重不足。每日呕吐和干呕总次数3~4次，食欲较前好转，烹饪方法以蒸、炖、煮为主，主食逐渐增至200~250 g/d，鸡蛋60 g/d，肉类(主要为鱼肉、虾肉、鸡肉、瘦牛肉)250~300 g/d，常吃豆腐(50~150 g/d)，水果(200~300 g/d)，有时进食牛奶、酸奶或奶酪。为减轻干呕，自行停服铁剂。实验室检查示轻度贫血、铁缺乏、维生素D缺乏、维生素B12缺乏(表 1)。孕23+2周所行产科超声提示胎儿大小与孕周相符。嘱静脉输注蔗糖铁100 mg、隔日1次，甲钴胺0.5 mg肌注、每日1次，口服维生素D 2000 IU、每日1次，监测血常规、铁蛋白、维生素B12水平，孕妇奶粉增加为每日150 g。
表 1 患者孕前、妊娠期、产后营养相关实验室指标Table 1. Laboratory indicators related to the patient pre-pregnancy, pregnancy, and postpartum nutrition指标 孕前 孕8+3周 孕20+3周 孕23+2周 孕29+1周 孕33+2周 孕36+2周 孕38+1周 产后8周 体质量(kg) 53.3 53.2 56.9 57.0 60.0 63.0 65.5 65.0 56.8 BMI(kg/m2) 19.6 19.5 20.9 20.9 22.0 23.3 24.4 24.6 20.9 HGB(g/L) 123 121 114 105 107 103 93 109 137 MCV(fl) 93.6 91.0 91.6 91.4 93.3 93.5 96.7 96.9 90.0 尿酮体(mmol/L) / 微量 (-) (-) (-) (-) (-) / / ALB(g/L) 46 41 38 / / 34 32 38 45 PAB(mg/L) 244 203 / / / 202 / / 261 Fer(μg/L) 8 22 / 8 12 28 10 / 122 SFA(μg/L) ＞24.1 ＞23.7 / 19.0 23.2 ＞23.7 12.0 / 20.1 RBCFA (μg/L) 625 829 / 675 850 789 760 / 578 VB12(ng/L) 309 422 / 186 218 ＞1526 285 / 449 T-25(OH)D(μg/L) 10.0 17.1 / 13.5 12.4 / / / 23.1 VA(mg/L) 0.41 / / 0.26 / 0.20 0.11 / 0.43 VE(mg/L) 16.6 / / 16.6 / 21.5 24.8 / 18.2 BMI(body mass index)：体质量指数；HGB(hemoglobin)：血红蛋白；MCV(mean corpuscular volume)：平均红细胞体积；ALB(albumin)：白蛋白；PAB(prealbumin)：前白蛋白(妊娠期以＞220 mg/L为宜)；Fer(ferritin)：铁蛋白(在非炎症性升高前提下，妊娠期以＞30 μg/L为宜)；SFA(serum folic acid)：血清叶酸(参考范围：＞4.0 μg/L)；RBCFA(folate red blood cell)：红细胞内叶酸(参考范围：253~1012 μg/L)；VB12(vitamin B 12)：维生素B12(妊娠期以＞300 ng/L为宜)；T-25(OH)D(25-hydroxy vitamin D)：总25羟维生素D(参考范围：＞30 μg/L)；VA(vitamin A)：维生素A(参考范围：0.33~0.78 mg/L)；VE(vitamin E)：维生素E(参考范围：5.5~17.0 mg/L) 饮食习惯干预对改善UC症状有重要价值。Kyaw等[9]针对处于疾病活动期的UC患者研究显示，分别给予对照组UC患者常规健康饮食建议和干预组UC患者如下饮食建议：少食多餐(每日4~6餐次)，足量饮水，低脂肪(尤其需避免饱和脂肪和反式脂肪)，低碳水化合物(尤其需避免精制简单碳水化合物、高FODMAP食物，如洋葱、韭菜、豆类、卷心菜、干果、蘑菇)，低纤维(尤其需避免不溶性纤维)，高蛋白(避免加工肉类，减少红肉摄入)，补充益生菌，限制咖啡因、酒精、快餐和即食食品，烹饪方式建议蒸、煮、煲、焯、炖，干预时间持续4~6周，结果显示干预组症状评分减低、生活质量评分升高，而对照组与此相反。我科对本例患者提供的营养建议与上述研究有相似之处，且患者依从性较好，可做到居家饮食，烹饪方法以蒸、炖、煮为主，口味清淡，保证优质蛋白质摄入量且不吃加工肉，很少摄入精致碳水化合物、饱和脂肪和反式脂肪，不摄入酒精、咖啡，虽间断恶心、呕吐，但可通过少食多餐达到目标进食量。
患者孕29+1周随诊时体质量60.0 kg，较孕前增加6.7 kg。产科超声示宫内晚孕，臀位，未见明显异常。孕28周连续服用动物肝脏3 d后出现黏液脓血便3~4次/d，自行服用5-ASA颗粒1 g、每日3次，3 d后便血好转，1周后恢复成形软便1次/d，无黏液、脓血，自行将5-ASA颗粒减至1 g、每日2次。追问患者UC用药史，主诉自孕12周起即自行停用5-ASA颗粒及5-ASA栓剂，至本次病情加重前，每日排成形软便1次，无黏液、脓血。嘱患者至我院消化内科评估病情。
患者孕33+2周随诊时体质量63.0 kg，较孕前增重9.7 kg，排便无异常。每日呕吐和干呕总次数3~4次，进食量基本同前。于外院静脉补蔗糖铁共200 mg，Fer由12 μg/L回升至28 μg/L，仍轻度贫血，维生素A缺乏(0.20 mg/L)。停用甲钴胺，嘱维生素A软胶囊25 000 U、每日2次，继续补充维生素D 2 000 IU/d。
患者孕36+2周随诊时体质量65.5 kg，较孕前增加12.2 kg。孕36周起恶心、呕吐进一步减轻，每日呕吐和干呕总次数1~2次。因服用维生素A软胶囊可诱发患者恶心，患者未服用。检查示维生素A缺乏加重(VA 0.11 mg/L)、铁缺乏(Fer 10 μg/L)、贫血较前加重(HGB 93 g/L)。于我院产科静脉输注蔗糖铁100 mg、每日1次，共输注2次，第2次输注后可疑过敏，表现为输注侧前臂皮疹，遂停止补充，蔗糖铁总量200 mg。孕36周起再次自行停用5-ASA，诉排便无异常。
维生素和矿物质缺乏是IBD患者常见的营养问题，最常见为铁、维生素D、维生素B12、叶酸缺乏[10]。UC患者维生素D缺乏风险是健康人群的2倍[11]，而维生素B12、叶酸缺乏主要见于CD患者[10]。即使在处于临床缓解期的IBD患者中，仍有29%维生素D缺乏，14%维生素B6缺乏，11%维生素B12缺乏，8%铁缺乏，8%叶酸缺乏[12]。本例患者孕前已评估脂溶性维生素、维生素B12、叶酸、铁蛋白基线水平，对不足者进行补充，并在妊娠期间进行监测以便及时予以干预。患者孕前虽无贫血，但已存在铁缺乏，且孕期铁缺乏未完全纠正，一方面与患者存在NVP，孕早、中期口服补铁不足有关；另一方面，患者孕前UC未达黏膜愈合，可能导致经结肠黏膜缓慢少量失血，且患者孕12周自行停用UC药物，可能加重孕期贫血和铁缺乏。对于此类口服铁剂受限患者，应及时予静脉补铁治疗。本例患者孕晚期静脉补铁后，贫血明显减轻。
妊娠结局：孕38+1周体质量65.0 kg，HGB 109 g/L，ALB 38 g/L，孕期增重11.7 kg。于孕38+2周剖宫产分娩一男婴，体质量3640 g，评分好。剖宫产后患者恶心、呕吐情况即缓解。
产后随诊：产后8周体质量56.8 kg。予婴儿混合喂养，6周龄时体质量5565 g。患者产后9周UC症状复发，黏液脓血便4~5次/d，就诊于北京协和医院消化内科，嘱5-ASA颗粒1 g、每日4次+5-ASA栓剂1 g、每晚1次，1周后症状好转，排成形软便1次/d，无黏液、脓血，继续规律随诊。产后1年，患者体质量53 kg，继续规律服用5-ASA颗粒1 g、每日2次，UC病情稳定；婴儿体质量10.5 kg，身长80 cm，世界卫生组织(World Health Organization，WHO)身高别体质量Z评分为0分。
表 2 患者孕前、妊娠期、产后体成分监测Table 2. The patient body composition monitoring during prepregnancy, pregnancy and postpartum period项目 孕前 孕8+3周 孕20+3周 产后8周 体质量(kg) 53.3 53.2 56.9 56.8 BMI(kg/m2) 19.6 19.5 20.9 20.9 体脂率(%) 12.6 12.9 18.7 20.5 脂肪量(kg) 6.7 6.9 10.6 11.6 骨骼肌量(kg) 25.7 25.3 24.9 24.5 细胞外水比率 0.378 0.383 0.390 0.384 相位角(°) 5.7 5.4 4.8 5.1 BMI：同表 1 有研究显示，IBD患者妊娠期血清炎症因子和粪便钙卫蛋白水平减低，提示妊娠可能降低IBD患者的炎症水平[13-14]。孕激素对肠道炎症有抑制作用[15]，且妊娠期下消化道蠕动减慢的生理改变可能减轻腹泻症状，这些因素可能对IBD患者有一定的保护作用。孕前处于病情活动期的UC患者中，55%在妊娠期病情仍持续活动；而孕前处于病情缓解期的UC患者中，仅29%在妊娠期病情复发[16]。妊娠期处于病情活动期的IBD患者更易出现妊娠并发症，包括自然流产、小于胎龄儿、早产以及分娩并发症[17]，而妊娠期处于病情缓解期的IBD患者发生上述事件的风险则与对照人群类似[18]。因此，在孕前控制疾病活动、在妊娠期防止疾病复发是拟妊娠或合并妊娠的IBD患者管理重点，IBD患者宜在病情缓解期妊娠。
部分IBD常规治疗药物在患者妊娠期具有良好的安全性，中华医学会消化病学分会炎症性肠病学组2019年发布的《炎症性肠病妊娠期管理的专家共识意见》指出，采用5-ASA、硫嘌呤类药物、抗TNFα单克隆抗体维持疾病缓解的患者，妊娠期可继续使用该类药物；妊娠期UC患者如在5-ASA维持治疗期间出现轻中度疾病活动，可考虑足量口服5-ASA，并联合直肠局部5-ASA治疗以诱导病情缓解；大部分IBD治疗药物在母乳中可被少量检出，然而其影响甚微，推荐哺乳期IBD患者继续使用常规剂量5-ASA[19]。妊娠期停药是IBD病情复发的独立危险因素，近期一项研究显示，在单用5-ASA的UC合并妊娠患者中，36.2%依从性较差，其中有52.9%在妊娠期间停药，依从性差将显著增加妊娠期间病情复发及不良妊娠结局的风险(包括自发流产、早产、低出生体重儿)[20]。本例患者孕前UC临床症状缓解，但肠镜下仍存在结肠黏膜糜烂和浅溃疡，治疗依从性欠佳，妊娠期反复自行停药，孕晚期和产后出现病情复发。本例患者对5-ASA应答良好，每次病情发作后应用5-ASA可控制症状，及时的症状控制有助于减轻IBD对妊娠的不利影响。对于IBD合并妊娠的患者，应宣教妊娠期维持IBD治疗的重要性，及时在消化内科随诊，避免妊娠期自行停药，降低病情复发及不良妊娠结局的风险。
本例孕妇高龄妊娠、有不良孕史，基础病为UC。NVP持续时间长，从孕5周持续至妊娠结束，孕晚期恶心、呕吐、干呕虽仍存在，但较前减轻，分娩后恶心、呕吐立即缓解，考虑妊娠期雌激素、孕激素水平的升高可能在该患者的持续性NVP中发挥重要作用。该患者孕期出现多重营养素(包括铁、维生素D、维生素B12及维生素A)缺乏，孕中晚期持续性轻度贫血。经饮食指导、营养指标监测、营养素补充支持，妊娠期体质量增加适宜，妊娠结局良好。
综上，对于合并复杂营养问题的孕妇，妊娠期监测患者体质量、血常规、白蛋白、营养素水平等指标并及时给予医学营养治疗，对维持妊娠期良好的营养情况、降低不良妊娠结局风险并最终促进母婴健康有重要作用。
作者贡献：黎剑锋负责论文构思、资料采集及论文初稿撰写；张静怡、李立康负责论文审阅与修订；刘颖欣、黎国威负责论文构思、撰写、审阅与修订。利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突 -
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图 2 基于模型插补方法流程图
Figure 2. Flow diagram showing the process of model-based imputation methods
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图 3 逆概率加权法处理缺失值流程图
Figure 3. Flow diagram showing the process of inverse probability weighting methods
表 1 缺失值的常见处理方法
Table 1 Common methods to handle missing data
处理方法 优点 缺点 适用条件 删除法 列表删除 操作简单，无虚假数据存在 当样本量较少而缺失数据比例较高时，易造成信息大量浪费 在MCAR条件下，样本量较大且缺失值较少的场景 成对删除 更大限度地保留了试验数据集中的可用信息 当不同分析所涉及的变量不同时，其有效样本量也会不断变化 在MCAR条件下，关键分析变量缺失较少的情景 插补法 单一插补 均值插补 计算简单、方便 忽视了插补变量与其他观察变量的相关性，将引起处理后的数据方差与实际方差不同 在MCAR条件下，缺失值较少且无明显规律的连续性数据 末次观测值结转法 用于维持样本量并减少研究参与者流失引起的偏倚 在临床研究中，该方法的不现实性较高，可能影响研究结果的可靠性 在MCAR条件下，可应用于按时间点对每个受试者采取重复措施的试验 最差观测值结转法 操作简单、易懂 保守，且适用条件严格 适用于MCAR机制，参与者因缺乏疗效而脱落试验，从而缺失之后的数据 多重插补 考虑到缺失值的不确定性，多次对缺失值进行插补并综合所得结果，从而提供更为有效且无偏的估计标准误 分析数据比单一插补更繁琐，工作量更大 适用于MCAR或MAR条件下 基于模型插补 在临床试验处理缺失值问题时，更具有稳健性和有效性 复杂的算法通常需强大的统计背景，也将影响其广泛应用 适用于MNAR条件下 逆概率加权法 灵活性较高，有效考虑选择偏倚 对缺失数据敏感，也需一定程度的建模和计算 适用于MCAR和MAR机制 MCAR(missing completely at random)：完全随机缺失；MAR(missing at random)：随机缺失；MNAR(missing not at random)：非随机缺失 
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表 2 缺失值常见处理方法应用实例
Table 2 Examples of how to handle missing data
实例来源 研究问题 缺失值处理方法 Rautenberg[11] 探究耐药性检测与标准治疗在一线治疗失败患者中的疗效，并分析费用与健康相关生活质量之间的关系，为二者提供相关性信息 应用列表删除(完整案例分析)处理缺失值，除耐药性检测强制变量外，其他无统计显著系数的变量均从模型中剔除 Sayasone[12] 探究三苯双脒与吡喹酮的疗效和安全性 针对主要结果数据，对拥有完整数据的所有参与者进行成对删除(可用案例分析) Menendez[13] 比较全天佩戴夹板与根据需求佩戴夹板在de Quervain腱鞘炎患者中的效果差异，并评估其他相关因素(握力强度、上肢残疾度量、疼痛程度和心理压力等)对治疗结果的影响 握力强度、疼痛强度数值评定量表，最初和后续关于手臂、肩膀和手的残疾状况问卷，治疗满意度，流行病学研究中心的抑郁症量表、疼痛焦虑症状量表和疼痛灾难化量表8项变量，应用均值插补方法填充缺失数据 Witkiewitz[14] 在一项针对酒精依赖性治疗的临床试验中，比较纳曲酮与安慰剂在酒精依赖性患者中的治疗效果 使用末次观测值结转法处理缺失值，收集退出治疗前可获得的所有饮酒数据，使用最后1个月的饮酒数据替代治疗退出后缺失的测量值 Witkiewitz[14] 在一项针对酒精依赖性治疗的临床试验中，比较纳曲酮与安慰剂在酒精依赖性患者中的治疗效果 使用多重插补处理缺失值，创建了50个不同的填补后的数据集，应用汇总估计将这些填补后的数据集合并 Ratitch[15] 在一个针对重度抑郁症患者的双盲、随机、安慰剂对照临床试验中，以25项汉密顿抑郁量表中前17个问题的总分为评价指标，探究重度抑郁症患者的治疗效果 使用模式混合模型填补存在缺失值的25项汉密顿抑郁量表中前17个问题的总分 Mongin[16] 比较肿瘤坏死因子抑制剂与另一种作用机制的生物类抗风湿病药物治疗类风湿性关节炎患者的有效性 应用逆概率加权法处理缺失值，并与多重插补、完整案例分析等方法进行比较
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