Научная работа, опубликованная 20 ноября на портале журнала Science Advances, показывает, что
для сдерживания пандемии частота проведения анализов и скорость получения ответа важнее высокой точности тестов.
Основным результатом общедоступного и быстрого тестирования станет то, что выявляемые новые инфицированные будут получать «персонализированные предписания по соблюдению самоизоляции», и таким образом можно будет обойтись без тотального закрытия общественных мест на карантин, считают авторы исследования — команда научных сотрудников Гарвардского и Колорадского университетов, в которую вошли эксперты в области прикладной математики, молекулярной биологии, иммунологии, эпидемиологии и биохимии.
Менее точный результат, но — сегодня
«Наш главный вывод:
Лучше иметь менее чувствительный тест с результатами сегодня, чем более чувствительный с результатами завтра.
Не нужно отправлять всех по домам, чтобы их не заразил больной человек, вместо этого можно отправлять в карантин только вирусоносителей, а остальные могут жить обычной жизнью», — поясняет руководитель исследования Дэниэл Ларремор, доцент Колорадского университета.
Исследователи изучили доступные данные о том, как вирусная нагрузка в организме нарастает и падает во время инфекции, в какой момент болезни проявляются симптомы, и когда вирусоносители становятся заразными.
Затем ученые применили метод математического моделирования, чтобы спрогнозировать возможные результаты скрининга населения с помощью тестов различного типа в трех гипотетических сценариях: в массиве из 10 тысяч человек, в условиях университета с 20 тысячами студентов и сотрудников и в мегаполисе с населением 8,4 млн. человек.
Снижение заразности на 80%
Было установлено, что частота и оперативность получения ответа намного важнее, чем чувствительность (т.е. точность выявления наличия вируса в образцах) теста.
Например, в сценарии мегаполиса массовое тестирование два раза в неделю с помощью быстрого, но менее чувствительного теста снизило индекс репродукции R0 на 80%. (параметр R0 характеризует заразность инфекционного заболевания — число людей, которые будут заражены типичным заболевшим в полностью неиммунизированном окружении при отсутствии специальных эпидемиологических мер.)
В тоже время тестирование такого же объема два раза в неделю с помощью ПЦР-тестов — гораздо более точных и потому считающихся «золотым стандартом» диагностики — но с ожиданием ответа до 48 часов (на практике бывает и дольше), снизило заразность только на 58%. В других сценариях, когда число тестов было одинаковым, экспресс-тест также всегда тормозил распространение инфекции эффективнее, чем более медленный и более чувствительный ПЦР. Это объясняется тем, что около двух третей инфицированных (по другим данным — более 85%) не имеют симптомов и, ожидая результат ПЦР-теста, продолжают распространять вирус.
Когда чувствительность — не плюс
Уровни чувствительности тестов сильно различаются в зависимости от применяемой технологии. Для обнаружения инфекции тесты на антигены требуют относительно высокой «вирусной нагрузки», т.е. концентрации вируса в образцах — примерно в тысячу раз, чем необходимо ПЦР-тестам. Для другого быстрого теста, известного как RT-lamp, вирусная нагрузка должна быть примерно в 100 больше, чем для ПЦР. Эталонный ПЦР-тест способен выявить вирус на очень ранней (или на очень поздней) стадии заражения.
«На ранней стадии заражения есть очень небольшое “окно”, когда ПЦР может обнаружить вирус, а тест на антигены или LAMP — не может», — поясняет соавтор работы Рой Паркер, директор Института BioFrontiers. Но в этот период человек часто не заразен, поскольку вирусная нагрузка еще мала.
«Экспресс-тесты являются тестами на заразность. Они чрезвычайно эффективны при обнаружении Covid-19 именно тогда, когда люди заразны», — добавляет другой соавтор, Майкл Мина, доцент кафедры эпидемиологии Гарвардского университета.
До сих пор экспресс-тесты не слишком охотно использовались из-за опасений, что большое число случаев Covid-19 на ранней стадии заражения может быть пропущено из-за низкой чувствительности (так называемые «ложные негативные» результаты).
Однако в реальности в организме инфицированного человека 5000 копий вирусной РНК (выявляемые только ПЦР-тестом) могут превращаться в 1 миллион (выявляемые и быстрыми тестами) за 18-24 часа, поясняют авторы работы. Иными словами, при высокой частоте анализов пропущенный в одном «туре» инфицированный будет почти неизбежно выявлен в следующем.
Покончить с пандемией за три недели
Исследование также демонстрирует эффективность частого тестирования для полного затухания вспышки заболевания. В одном сценарии, по условиям которого 4% жителей города уже были инфицированы, быстрое тестирование трех четвертей населения раз в три дня сократило итоговое число зараженных на 88%. По мнению авторов работы, «этого достаточно, чтобы эпидемия сошла на нет в течение шести недель».
«Эта статья — одна из первых, показывающих, что
нам следует меньше беспокоиться о чувствительности тестов и уделять первоочередное внимание частоте и скорости тестирования»,
— считает Рой Паркер. Он также полагает, что экспресс-тесты вполне доступны по цене — они могут стоить всего 1 доллар и давать ответ через 15 минут.
«Ковид»-тесты — в каждый дом
С начала пандемии компании и научно-исследовательские центры разрабатывают недорогие быстрые тесты, которые можно было бы использовать для оперативного массового скрининга в общественных местах или для самостоятельной диагностики.
Ученые считают вполне возможным обеспечение простыми и дешевыми тестами каждой семьи. Даже если половина американцев будет проверять себя еженедельно и самоизолироваться в случае положительного результата, эффект будет значительным. «В течение нескольких недель мы могли бы увидеть, как огромное число новых случаев сокращается и снижается до вполне управляемых уровней», — считает Майкл Мина.
Быстрое тестирование могло бы вернуть жизнь в потенциальные места «сверхзаражений» — футбольные стадионы, концертные площадки и аэропорты, если посетители будут проверять себя заранее и по-прежнему носить маски в качестве меры предосторожности.
По оценкам ученых, затраты на регулярное массовое тестирование населения США с помощью быстрых тестов в течение года могут составить менее 0,1% от текущих затрат, связанных с пандемией.
Словакия и Англия: проверка теории на практике
Авторов воодушевляют кампании массового тестирования, которые уже проходят в нескольких странах, в частности, в Словакии (Rus.LSM.lv писал об этом опыте). В конце октября и начале ноября в стране было проведено два тура общенационального тестирования и еще два — в нескольких районах с наиболее серьезной эпидемической обстановкой. Предварительные итоги указывают на то, что за три недели доля положительных тестов сократилась примерно на 55%.
Вчера власти объявили, что до Рождества будут проведены еще три тура массового скрининга — первый общенациональный в первый уикенд декабря, а два других — в районах, где во время первой проверки будет выявлен наивысший уровень заражений. Для этой цели уже выделены 8 млн заранее закупленных наборов для экспресс-тестов.
Кампания массового скрининга населения с помощью экспресс-тестов в ноябре была запущена в Ливерпуле. Результаты таковы: протестировано чуть менее половины горожан, и за несколько недель число новых случаев в городе снизилось на две трети.
Безусловно, в Ливерпуле и Словакии сработали и обычные карантинные меры. Однако в Словении, где уже месяц продолжается почти тотальный «локдаун», взять эпидемию под контроль не удается. Правительство страны объявило о подготовке к массовому тестированию населения. Решение было принято после того, как небольшое снижение роста заболеваемости после очередного ужесточения карантинных мер сменилось новым ростом. Вчера в Словении был зафикисирован новый антирекорд — 59 смертей в сутки. Доля позитивных тестов составляет 27,61%. Число госпитализированных — 1297, из них в отделениях интенсивной терапии -- 202 пациента.
