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為了控制流行病，多次檢測(cè)、短時(shí)間出結(jié)果才是最重要的。

為了控制從新發(fā)地開(kāi)始的疫情，北京正在全市范圍內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模的流行病學(xué)監(jiān)測(cè)。

官方通報(bào)，截至6月28日12時(shí)，北京全市累計(jì)完成采樣829.9萬(wàn)人，已完成檢測(cè)768.7萬(wàn)人，基本完成“應(yīng)檢盡檢”人員的動(dòng)態(tài)清零。

6月28日，北京新增確診病例量再次回到個(gè)位數(shù)，但是“假陰性”問(wèn)題，為日漸明朗的防控局勢(shì)投下一絲陰影。北京6月25日11例新增確診病例中，有5例首次核酸檢測(cè)為陰性。其中，3人核酸檢測(cè)結(jié)果為陰性，但血清抗體檢測(cè)為陽(yáng)性，最終被確診。

檢測(cè)的“假陽(yáng)性”、“假陰性”、什么時(shí)候出檢測(cè)報(bào)告、是否需要多次檢測(cè)，成為過(guò)去兩周里北京市民最關(guān)心的事情。

來(lái)自科羅拉多大學(xué)和哈佛大學(xué)的研究人員，同樣在關(guān)注不同的流行病監(jiān)測(cè)模式的有效性問(wèn)題。但是他們發(fā)現(xiàn)，病毒篩檢手段靈敏度的重要性被高估了，檢測(cè)頻率和短時(shí)間出結(jié)果更加重要。

研究人員通過(guò)大量模擬測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在全人群的水平上，每14天進(jìn)行一次冠狀病毒檢測(cè)，最終的感染總數(shù)和沒(méi)有檢測(cè)一樣，都會(huì)快速攀升。但是，出于成本和效率考慮，如果使用不那么靈敏的檢測(cè)方法，但每周進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合隔離措施，仍然可以控制疫情的爆發(fā)。

這項(xiàng)研究6月22日發(fā)表在預(yù)印本平臺(tái)medRxiv，目前尚未經(jīng)過(guò)同行評(píng)議。

病毒篩檢手段

論文一開(kāi)始，研究者就開(kāi)宗明義地指出：由于在感染病毒的各個(gè)階段，甚至無(wú)癥狀感染者都能夠傳播病毒，強(qiáng)有力的流行病監(jiān)測(cè)對(duì)于現(xiàn)階段在全球范圍內(nèi)控制病毒傳播，促進(jìn)社會(huì)的重新開(kāi)放尤為重要。

其中，病毒篩檢手段往往是最為重要的工具。目前，即時(shí)定量聚合酶連鎖反應(yīng)（Real-time Quantitative Polymerase Chain Reaction，簡(jiǎn)稱RT-qPCR）是檢測(cè)新冠病毒最準(zhǔn)確有效的黃金標(biāo)準(zhǔn)。然而，qPCR仍然昂貴。而且作為一種基于實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)方法，樣品-報(bào)告時(shí)間通常很長(zhǎng)，在 24-48 小時(shí)之間。

新的篩檢技術(shù)的發(fā)展有可能顯著降低成本，從而擴(kuò)大檢測(cè)范圍，提高檢測(cè)頻率，并顯著減少出結(jié)果的時(shí)間。但是，這些方法在很大程度上并不符合分析靈敏度的黃金標(biāo)準(zhǔn)，阻礙了它們更廣泛的應(yīng)用。

在進(jìn)一步的介紹這一研究前，首先需要清楚一個(gè)概念——分析靈敏度，也被稱為檢測(cè)限（limit of detection ，簡(jiǎn)稱LOD)，指的是可檢測(cè)的最低分析物濃度。

RT-qPCR的檢測(cè)限為103cp/ml，更便宜也更快的檢測(cè)方法，如RT-LAMP和快速抗原檢測(cè)的檢測(cè)限則較高，大約是105cp/ml。

人體感染新型冠狀病毒后，會(huì)有一段時(shí)間的潛伏期，在此期間病毒滴度通常過(guò)低而無(wú)法被檢測(cè)到，隨后病毒呈指數(shù)增長(zhǎng)，病毒載量和傳染性達(dá)到峰值，之后病毒水平下降直到被完全清除。

根據(jù)新冠病毒載量的動(dòng)力學(xué)模型，在病毒指數(shù)增長(zhǎng)期間，103cp/ml 和 105cp/ml 之間的時(shí)間窗很短。雖然對(duì)SARS-CoV-2 的時(shí)間窗尚沒(méi)有嚴(yán)格的定義，但對(duì)于其他呼吸道病毒，例如流感病毒，以及 SARS-CoV-2 在雪貂身上的傳播模型來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)間窗口大約是一天。

為了弄清使用不同的病毒檢測(cè)方法，不同的監(jiān)測(cè)策略對(duì)全人群感染水平的影響，研究者使用數(shù)學(xué)建模的方法，來(lái)分析檢測(cè)手段的靈敏度、檢測(cè)頻率和出報(bào)告的時(shí)間長(zhǎng)短，對(duì)流行病監(jiān)測(cè)效果的影響。

流行病學(xué)啟示

論文的主要作者科羅拉多大學(xué)博爾德分校計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授 Dan Larremore 在 Twitter 上解釋了這項(xiàng)研究的幾個(gè)主要的發(fā)現(xiàn)：首先，檢測(cè)方法的靈敏性沒(méi)有我們想象的那么重要。qPCR相比其他檢測(cè)的靈敏度優(yōu)勢(shì)，只體現(xiàn)在12小的時(shí)間窗口里。

研究發(fā)現(xiàn)：流行病檢測(cè)的有效性取決于檢測(cè)頻率/論文截圖

其次，只有高頻率的檢測(cè)，才能利用這個(gè)很短的時(shí)間窗口。因此，研究者指出，如果是出于監(jiān)測(cè)流行病的目的，那么不應(yīng)該排除靈敏度較低的檢測(cè)方法。

考慮到新冠病毒載量動(dòng)力學(xué)的模式，研究者將病毒的傳染性建模為病毒載量的函數(shù)，來(lái)對(duì)流行病的監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行分析。研究者改變檢測(cè)的頻率，從每天檢測(cè)一次到每14天檢測(cè)一次。采用類似于 RT-qPCR 和 RT-LAMP/快速抗原測(cè)試，檢測(cè)限為103cp/ml和105cp/ml兩種不同的檢測(cè)手段。同時(shí)，研究使用了兩種不同的流行病學(xué)模型，以確保重要的觀察結(jié)果獨(dú)立于特定的模型。

研究發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)頻率是影響流行病是否得到控制的主要驅(qū)動(dòng)因素，使用更靈敏的檢測(cè)方法只能提供很小的改善。

同時(shí)，模擬結(jié)果表明，在沒(méi)有監(jiān)測(cè)或兩周做一次檢測(cè)的情況下，病毒的傳播都得不到控制。而每周一次檢測(cè)，無(wú)論檢測(cè)限是103cp/ml還是105cp/ml，配合積極病例隔離，都能有效的控制病毒的傳播。

流行病監(jiān)測(cè)中還有一個(gè)重要影響因素，從收集檢測(cè)樣本到報(bào)告檢測(cè)結(jié)果的時(shí)間。研究者通過(guò)建模發(fā)現(xiàn)，報(bào)告的延誤將大大影響病毒傳播的控制效果。這一結(jié)論再一次強(qiáng)調(diào)，快速報(bào)告檢測(cè)結(jié)果在任何流行病監(jiān)測(cè)中都是至關(guān)重要的。

總而言之，有效的流行病監(jiān)測(cè)，主要取決于檢測(cè)的頻率和報(bào)告結(jié)果的速度，而提高檢測(cè)的敏感性僅能略微提高監(jiān)測(cè)的效率。

當(dāng)然，研究者提醒，用于臨床診斷的檢測(cè)手段不同于流行病篩查，靈敏性對(duì)于臨床診斷依然非常重要。研究者也指出了這項(xiàng)研究的局限性：所有的數(shù)據(jù)和模型都建立目前對(duì)新冠病毒動(dòng)力學(xué)和傳染性的理解上。而“這里有很多未解的謎團(tuán)，持續(xù)的研究將是很有價(jià)值的”。

最后，研究者建議，食品藥品管理局、政府和其他機(jī)構(gòu)應(yīng)該鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)和使用具有替代性的、更快、成本更低的檢測(cè)方法，即使它們的靈敏度較低。“如果現(xiàn)在的新冠檢測(cè)點(diǎn)，能夠更快的出結(jié)果，或者能夠提高檢測(cè)頻率，我們的研究結(jié)果表明，這將具有很高的流行病學(xué)價(jià)值。”

來(lái)源：醫(yī)學(xué)界

作者：朱雪琦

審稿：田棟梁

校對(duì)：臧恒佳

責(zé)編：鄭華菊