Одной из актуальнейших проблем пандемии COVID-19 является проблема массового тестирования на инфекцию SARS-CoV-2. Чаще всего поднимается вопрос о доступности тестов, однако, вопрос точности существующих тестов вызывают гораздо большую тревогу. В то время как основное внимание публики сосредоточено на точности тестов на антитела к вирусу, диагностическим тестам на наличие вируса уделяется куда меньшее внимание. Тем не менее, именно неточность диагностики инфекции сводит на нет все усилия по сдерживанию пандемии.
Диагностические тесты (обычно это мазок из носоглотки) могут быть неточными по двум причинам: ложноположительный тест приводит к ненужному карантину, отслеживанию контактов и передвижений человека; ложноотрицательные результаты, что более опасно, приводят к тому, что бессимптомные носители могут заразить других.
FDA выдало экстренное разрешение (EUA) на производство коммерческих тестов и выпустило руководство по их проверке [1], требуя производить оценку клинических и аналитических испытаний. Аналитическая чувствительность отражает наименьшую концентрацию обнаруживаемого патогена в исследуемом материале. Аналитическая специфичность отражает способность теста обнаруживать только искомое вещество или его маркер.
Клинические оценки эффективности тестов отличаются у разных производителей. В рамках оценки эффективности FDA предпочитает использование «естественных» клинических образцов, но разрешается использование «искусственных» образцов, полученных путем добавления в биоматериал вирусной РНК или инактивированного вируса. Тест на эффективность, как правило, подразумевает, что пациенты проходят испытуемый тест, а затем его результат сопоставляется с «эталонным» стандартом. Клиническая чувствительность рассчитывается как процент положительных результатов у пациентов, у которых очевидно наличие инфекции. Чувствительность и ее оценка могут варьироваться в зависимости от клинических условий. В качестве «эталона» выступает клинический диагноз, в идеале устанавливаемый независимой судебной комиссией, члены которой не знают о результатах оцениваемого теста. В отношении SARS-CoV-2 совершенно неясно, так ли оценивалась чувствительность какого-либо из разрешенных FDA коммерческих тестов. FDA позволяет компаниям демонстрировать результаты клинических испытаний, заключая соглашение о сверке с «эталоном» полимеразной цепной реакцией с обратной транскрипцией (RT-PCR) на материалах людей с очевидными симптомами и «искусственных» образцах. Использование такого положительного контроля позволяет оценить чувствительность теста, поскольку на практике может встречаться биоматериал без инфекции [1].
Разработка «эталона» для измерения чувствительности тестов на SARS-CoV-2 у бессимптомных зараженных является нерешенной проблемой, которая требует максимума внимания для уверенности в результатах тестов и дальнейшего наблюдения за контактами пациента. Простое ожидание проявления симптомов неадекватно, поскольку пациенты могут так и остаться бессимптомными носителями. На момент 1 июня 2020 ни для одного из коммерческих тестов не производилась оценка клинической чувствительности для людей без симптомов COVID-19.
Беспокойство по поводу ложноотрицательных тестов с помощью RT-PCR у пациентов с явной болезнью COVID-19 вызвали два исследования из провинции Ухань, Китай. Так Yang и колл. привели в своем исследовании 213 пациентов, госпитализированных с COVID-19, из которых 37 были в критическом состоянии [2]. Были собраны 205 мазков из горла, 490 мазков из носа и 142 образца мокроты (в среднем по три на пациента) и проводилась RT-PCR. С 1 по 7 день после начала заболевания 11% образцов мокроты, 27% из носа и 40% из горла оказались ложноотрицательными. Zhao и колл. оценивали данные 173 госпитализированных пациентов с острыми респираторными симптомами и «типичной» для COVID-19 КТ грудной клетки или с выявленной, по крайней мере, в одном из респираторных образцов РНК вируса SARS-CoV-2. Сероконверсия к SARS-CoV-2 наблюдалась в 93% случаев [3]. Результаты RT-PCR образцов, взятых с 1 по 7 день госпитализации, оказались положительными лишь у 67% пациентов. Ни в одном из названных исследований не сообщается об использовании независимой слепой экспертизы для окончательного диагноза COVID-19, которая могла бы произвести оценку чувствительности.
В предпечатном систематическом обзоре пяти исследований (за исключением упомянутых выше Yang и Zhao), в котором рассматриваются данные 957 пациентов с подозрением или подтвержденной COVID-19, ложноотрицательные результаты варьировались от 2 до 29%. Однако достоверность этих данных была признана очень низкой из-за неоднородности оценок чувствительности среди исследований, отсутствия слепой «эталонной» постановки диагнозов и невнятно описанных условий проведения RT-PCR [4]. Однако, даже такие ограниченные данные вызывают сильное беспокойство относительно частых ложноотрицательных результатов RT-PCR.
В идеале тест SARS-CoV-2 должен выявлять заражение, даже если болезнь проходит бессимптомно. При несовершенных тестах отрицательный результат означает только то, что человек менее подвержен заражению. Для оценки вероятности наличия инфекции можно использовать теорему Байеса с использованием информации о контактах человека и о точности теста [5]. Так, для отрицательного теста берутся два ключевых параметра: предварительная вероятность заражения (ПВЗ) - шанс наличия инфекции человека и чувствительность самого теста. ПВЗ может зависеть от локальной распространенности COVID-19, контактов с потенциальными носителями SARS-CoV-2 и симптомов тестируемого. В идеале клиническая чувствительность и специфичность каждого теста должны оцениваться в клинически значимых реальных ситуациях (например, различные источники образцов, сроки и тяжесть протекания заболевания).
Допустим, специфичность RT-PCR составляет 100% и что ПВЗ человека, который, скажем, чувствовал себя плохо после близкого контакта с зараженным, составила 20%. Если бы чувствительность теста составляла 95% (положительный результат у 95% инфицированных), то окончательная вероятность наличия заражения (ОВЗ) при отрицательном результате будет равна 1%, достаточно низкой для того, чтоб признать протестированного человека неинфицированным. ОВЗ останется ниже 5%, даже если предварительная вероятность достигает 50%, что является более адекватной оценкой для людей с возможными симптомами и побывавшими недавно в «горячей точке» заражения.
К сожалению, чувствительность многих доступных тестов, по-видимому, существенно ниже: приведенные выше исследования предполагают, что 70%-ная чувствительность более близка к действительности.
На приведенном графике 1 отображено (внизу страницы), как ОВЗ зависит от ПВЗ для тестов с низкой (70%) и высокой (90%) чувствительностью при отрицательном результате. Горизонтальная линия отражает порог, ниже которого человека можно признать неинфицированным (и, например, позволить ему навестить бабушку). Заданный пороговый уровень 5% является оценочным суждением и должен варьироваться в зависимости от ситуации (для побывавших в окружении людей с высоким риском заражения, например, врачей, пороговый уровень следует снизить). Этот порог подчеркивает необходимость высокой чувствительности диагностических тестов. При отрицательном результате теста с низкой чувствительностью этот порог превышается уже при ПВЗ, равном 15% (точка А), но если использовать тест с высокой чувствительностью, то порог сохраняется на уровне 5%, даже если ПВЗ достигает 33% (точка В).
На графике также наглядно представлено, почему так важны усилия по снижению ПВЗ (социальное дистанционирование, ношение масок). Если ПВЗ превышает 50%, то любое тестирование теряет смысл, поскольку отрицательный результат никак не снижает ОВЗ до порогового уровня (при высокой чувствительности теста ОВЗ составит не менее 10%, а при низкой – не менее 25%).
Подводя итоги, можно сделать несколько выводов. Во-первых, диагностическое тестирование поможет безопасно открыть страну, но только в том случае, если тесты доказали свою чувствительность и проверены в реальных условиях при сравнении с клинически значимой «эталонной» диагностикой. Во-вторых, необходимо требовать от производителей тестов подробной информации о клинической чувствительности и специфичности тестов перед реализацией на рынке; при отсутствии такой информации они могут оказаться бесполезными. В-третьих, оценка чувствительности теста у людей без симптомов является приоритетной задачей. Также необходимо разработать методы (например, стандарты прогнозирования) для оценки ПВЗ (для бессимптомных носителей и людей с возможными симптомами), чтобы сделать возможным расчет ПВЗ при положительном и отрицательном результатах. В-четвертых, отрицательный тест совершенно не исключает наличие инфекции даже при самом высокочувствительном тестировании при высокой ПВЗ, поэтому доверять неожиданным отрицательным результатам категорически не рекомендуется (т.е. при наличии симптомов и известных контактов с потенциально зараженными признать результат теста ложноотрицательным). Возможно, проведение нескольких параллельных и повторных тестов позволят преодолеть эту проблему, однако, эта стратегия нуждается в проверке.
Наконец, пороговый уровень для исключения наличия инфекции должен соответствовать различным клиническим ситуациям. Поскольку определение этих пороговых значений является оценочным суждением, общественное мнение будет иметь решающее значение [6].
График №1
Список литературы:
- U.S. Food and Drug Administration. Emergency Use Authorization (EUA) information, and list of all current EUAs (https://www.fda.gov/emergency-preparedness-and-response/mcm-legal-regulatory-and-policy-framework/emergency-use-authorization. opens in new tab).
- Yang Y, Yang M, Shen C, et al. Evaluating the accuracy of different respiratory specimens in the laboratory diagnosis and monitoring the viral shedding of 2019-nCoV infections. February 17, 2020 (https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.02.11.20021493v2. opens in new tab). preprint.
- Zhao J, Yuan Q, Wang H, et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019. Clin Infect Dis 2020 March 28 (Epub ahead of print).
- Arevalo-Rodriguez I, Buitrago-Garcia D, Simancas-Racines D, et al. False-negative results of initial RT-PCR assays for COVID-19: a systematic review. April 21, 2020 (https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.16.20066787v1. opens in new tab). preprint.
- Watson J, Whiting PF, Brush JE. Interpreting a covid-19 test result. BMJ 2020;369:pp.1808-1808.
- Woloshin S., M.D., Patel N., B.A., Kesselheim A.S. False negative tests for SARS-CoV-2 infection — challenges and implications. The New England J. of Medicine. June 5, 2020.
