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新冠病毒检测中的流行病学

归去来兮 2022-12-19 340人围观 杂谈

    今天是我感染新冠的第五天,先后经历了3天38度左右的低烧、嗓子疼,最近2天开始嗓子有痰咳嗽,咳得八块腹肌呼之欲出,不知道这算不算新冠后遗症。

    随着国家新冠防疫政策的调整,“全民核酸检测”退出历史舞台,虽然现在大家还在抢抗原,当经历群体免疫后,“全民抗原检测”也将结束。从新冠在人群中首次发现以来,检测方法的选择与应用一直是防疫政策的重要的风向标,从核酸检测到抗原检测看起来好像仅仅是方法学的改变,其实政策上已经出现了重大的调整。

    从30万个阳性里到只有9个真阳性,到10混1,20混1的核酸检测,这些的背后都蕴含了流行病学的知识,如果不了解这些就很难根据疫情的变化作出相应的调整。本公众号始于新冠期间对于检测的思考,这篇文章也算一个阶段性的总结了。


一、基本概念

    有100个个体检测后,10个结果为阳性[粉色阴影];90个结果为阴性[绿色阴影].其中有4个患病个体(黑色实心圆),96个健康个体(空心圆).

1.诊断敏感性Diagnostic sensitivity(DSe)

2.诊断特异性Diagnostic specificity(DSp)

3.阳性预测值Positive Predictive Value(PPV)

4.阴性预测值Negtive Predictive Value(NPV)

5.表观流行率Apparent Prevalence(AP):检测阳性结果数占群体总数的比例

6.真实流行率p (D+ ):

二、流行率越高抗原检测越适用

     2022年3月15日,国家卫生健康委临床检验中心副主任李金明在发布会上表示,“一般人群不要随意做抗原检测,因为30万个阳性里只有9个是真的”,但是现在北京做抗原检测却可以达到90%以上的准确性。

    目前荧光定量PCR的核酸检测仍然是新冠病毒检测的金标准,由于其敏感性和特异性均可达到99%以上,因此无论是初筛还是确诊都适用。抗原检测由于检测原理与核酸检测不同,荧光定量PCR的LOD在10^2- 10^3 copies/ mL,而抗原检测LOD在10^5- 10^6 copies/ mL。其检测分析敏感性约低于核酸检测1000倍。

WHO于2021年10月6日发布了《抗原检测用于诊断SARS-CoV-2感染》临时指南(Antigen-detection in the diagnosis of SARS-CoV-2 infection)。

核心要点如下:

  • 抗原检测对于病毒载量高、处于感染初期的患者效果最好,在SARS-CoV-2流行率≥5% 的环境下最为可靠。

  • 在零传播或低传播的环境下,抗原检测阳性预测值较低,在这种情况下,一线检测或确认抗原检测阳性结果最好使用核酸检测

  • 世卫组织建议抗原检测应符合最低性能要求,即敏感性≥80%、特异性≥97%。抗原检测的敏感性不如核酸检测,特别是对于无症状群体而言,但谨慎选择检测分组可以减轻这方面的局限性。

    在“新型冠状病毒抗原快速检测专家共识( 2022)”中提到“系统综述和Meta 分析显示,抗原检测对SARS-CoV-2 核酸扩增循环数( Ct) <20<25≥25≥30 样本的总体灵敏度分别为96. 5% ( 95% CI: 92. 6% ~ 98. 4%) 95. 8% ( 95% CI: 92. 3% ~ 97. 8%)50. 7% ( 95%CI: 35. 6%~ 65. 8%)20. 9% ( 95% CI: 12. 5% ~32. 8%) 。因此,SARS-CoV-2 抗原检测主要推荐用于发病早期、病毒载量高的感染者。此外,可通过提高检测频次的方式提高阳性检出率,有研究显示检测频率为每3 天一次或更高时,抗原检测与核酸检测对感染早期患者的总体灵敏度相当( 均>98%) ;对处于病毒培养阳性阶段的感染者,若每天进行抗原检测,其灵敏度约为90%。”

    在10万人口中,新冠流行率为0.1、0.5、1、5、10、20、30%,敏感性和特异性分别为80%、97%时的阳性预测值(PPV)和阴性预测值(NPV)以及检测结果为真阳性(TP)、假阳性(FP)、真阴性(TN)和假阴性(FN)的数量。

    上述举例表明当敏感性特异性不变的情况下,阳性预测值随着流行率的升高而升高,当流行率达到5%,阳性预测值达到了58.4%,当流行率达到30%,阳性预测值达到了92%,检测的阳性中92%为真正患病者。因此抗原检测的前提是5%以上的流行率,流行率越高,使用抗原检测的准确性也越高。

新冠抗原检测不适合普通人群的数学解读

全球新冠抗原检测试剂的性能评价概要

三、混样检测

1.混样检测的历程

2020年7月21日国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制医疗救治组发布了《新冠病毒核酸筛查稀释混样检测技术指引》提到“样本混合。将采集的数个样本(原则上不超过5个)各取200ul进行充分混合,形成混合待检样本。

2020年8月17日国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制医疗救治组发布了《新冠病毒核酸10合1混采检测技术规范》

2022年1月15日国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制医疗救治组发布了《新冠病毒核酸20合1混采检测技术规范》

20合1来了!混样检测的极限在哪里?

2.混样检测的效能公式

阳性率为,混样数量为,则有:

混样检测的效能公式里需引入检测试剂的敏感性Se和特异性Sp后的效能公式为:

混样检测的数学原理

混样检测的科学依据


3.混样检测只在流行率较低时适用

新冠病毒核酸筛查稀释混样检测技术指引》中提到“新型冠状病毒核酸筛查稀释混样技术(以下简称稀释混样)仅适用于大人群样本的筛查,稀释混样检测结果不作为最终确诊依据。在人群总体阳性率较低(低于0.1%)时更为适宜。”

部分国家的新冠混样检测技术建议中也强调:混样检测仅适用于流行率低于2%的群体筛查,当流行率大于5%时,不建议混样检测。并且强调混样数量不超过5。

根据效能公式,当Se:0.94,Sp:0.99的最佳混样数量为:

    当流行率为0.5%, 15混1最经济;流行率为1%, 11混1最经济流行率为5%, 5混1最经济;当流行率大于5%时就不适用混样检测了。这也是为什么目前混样检测显得很鸡肋,做了大概率是混,方法还是一样的方法,因为流行率的升高而需改变成单人单检了


    三年了,世界的变化很大、病毒的变化也很大,我们每个人的变化更大,我们最终还是以“物竞天择、适者生存”的方式与病毒共存。科学成为了人类手中剩下的唯一能够与病毒搏斗的武器!


来自: 原博士带你做检测
我有话说......