31 май 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Коронавирус: Изненадващо големи проблеми заради малки грешки на тестовете

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 06 май 2020 в 00:0081540
Снимка: Pixnio

Мнозина се надяват новите тестове за антитела да  променят ситуацията - да се защитят хората от заразяване, като същевременно се рестартира икономиката. Предоставянето на „имунитетни паспорти“ на тези, които са дали положителен тест, че са имали заболяването, ще позволят на хиляди хора да се върнат на работа.

Но има много аспекти, които хвърлят сянка върху това наглед лесно решение.

Например хората в затруднено икономическо състояние ще бъдат стимулирани да се заразят с вируса, за да могат да се върнат на работа. За други проблемите с поверителността, свързани с централизираното съхранение на медицински данни, са спънка. 

Световната здравна организация (СЗО) също хвърля съмнение върху степента, в която хората, прекарали и възстановени от COVID-19, ще бъдат защитени от бъдещ инфекция.

Може би най-неразбраният от проблемите е точността на тестовете. И той е обяснен на страницата на The Conversation от Кристиан Йейтс (Christian Yates), старши преподавател по математическа биология в Университета в Бат.

Американската агенция по храните и лекарствата (FDA) предостави разрешение за спешна употреба на седем производители да пуснат на пазара тестове за антитела за COVID-19. Един от първите тестове за получаване на разрешение е разработен от Cellex. Ако имате антитела срещу COVID-19, техният тест ще го покаже правилно в 93,8% от случаите (това е "чувствителността" на теста). Ако нямате антитела, той ще покаже това правилно в 95,6%  от случаите (това е „специфичност“ на теста). Правилен резултат при повече от 90% от случаите звучи доста обнадеждаващо.

Но нека помислим какво би се случило, ако тестът е направен на 10 000 души, както е показано на диаграмата по-долу. Въпреки че (оценките варират значително), СЗО приема, че едва 3% от глобалното население може да са прекарали COVID-19 и да са се възстановили. Това означава, че 9 700 от тестваните 10 000 няма да са имали заболяването и само 300 ще са го прекарали. От 300 възстановени пациенти, 93,8% - или 281 - ще бъдат правилно определени, че имат антитела срещу болестта. От огромното мнозинство (9 700) от хората, които не са имали заболяването, 4,4% - или 427 - ще бъдат неправилно определени от теста, че са прекарали заболяването и са се възстановили.

Фалшиво положителните резултати могат да надхвърлят истинските положителни резултати, когато разпространението на заболяването сред популацията е ниско, а тестът няма достатъчна специфичност. Автор: Christian Yates.

Накратко, повече хора ще получат фалшиво положителни, отколкото истински положителни резултати. 60% от освободените да започнат отново работа могат да бъдат изложени на риск от заразяване и несъзнателно разпространение на болестта сред други хора, предизвиквайки втора вълна на епидемията. Ако истинското разпространение на болестта сред популацията е едва 1% (както показва масовото тестване в България), то тази стойност може да нарасне до 80%.

Проблемът с фалшивите положителни резултати, превъзхождащи истинските положителни резултати, възниква във всяка ситуация, при която разпространението на заболяването в тестваната популация е ниско и тестът дава значителен дял на фалшиво положителни резултати.

Тази ситуация е често срещана в скрининговите програми, както разкрива Йейтс в книгата си Maths of Life and Death (Математика на живот и смърт). Например при скрининг на рак на гърдата фалшиво положителните резултати могат да надминат истинските положителни резултати в съотношение три към едно, което води до значителна тревожност и потенциал за ненужни процедури.

Повтарянето на същия тест за антитела обаче може да намали честотата на фалшиво положителни резултати. Повторното тестване на хората, които са показали положителни резултати на първия тест и издаването на имунитетни паспорти само на тези, които са получили два положителни резултата, би могло да намали дела на фалшиво положителните резултати до под 7% (вж. диаграмата по-долу), което е значително подобрение.

Дори ако няма по-точен тест, повторното тестване на всички пациенти с положително тестване може драстично да намали процента на фалшиво положителните резултати, но само ако грешката не е системна. Автор: Christian Yates.

Но двойното тестване работи само ако резултатите от двата теста са независими. Ако обаче причината за фалшиво положителните резултати е систематична - откриване на антитела от други коронавируси например, тогава няма причина да се смята, че вторият тест ще се справи по-добре от първия.

Фалшиво негативни

Въпреки че фалшиво положителните са проблем за обществото, болниците могат да се сблъскат с друг остър проблем - фалшиво отрицателните резултати. Поради различни причини (включително неточно тампониране и променливо вирусно натоварване) RT-PCR тестът, използван за диагностициране на хора, които в момента имат COVID-19, дава фалшиво отрицателен резултат до 30%. Като огледален образ на ситуацията в по-широката общност, когато разпространението на заболяването в дадена група е голямо (като приетите в болница със съмнения за COVID-19), фалшиво отрицателните резултати удавят истинските отрицателни с потенциално катастрофални последици.

Естествено е да се предположи, че хората, които отиват в болница с тежки симптоми на COVID-19, вероятно имат заболяването. Тези хора трябва да бъдат правилно диагностицирани, за да могат да бъдат изолирани от пациентите с други заболявания в болниците и да бъдат лекувани.

Ако приемем, че 90% от тези случаи ще имат заболяването, естествено е да се запитаме каква част от отрицателните резултати от теста са правилни. Използвайки същия математически аргумент като преди, като се има предвид представителна извадка от 10 000 пациенти, диаграмата по-долу показва, че в този случай отрицателният резултат може да бъде правилен един случай на всеки четири.

Това е огромен проблем за болниците. Пациентите, които трябва да бъдат изолирани, може да бъдат изпратени неправилно в отделения с отрицателна реакция за COVID, и могат да получат неподходящо лечение или дори да бъдат изпратени вкъщи, мислейки, че не са заразни при  широко разпространение на болестта.

Резултатите от отрицателните RT-PCR тестове могат да бъдат правилни в една четвърт от случаите. Тази диаграма предполага разпространеност от 90%, фалшиво положителен показател от 5% и фалшиво отрицателен показател от 30%. Автор: Christian Yates.

"Разбирането на стряскащите проценти на фалшиво положителните и фалшиво отрицателните тестове, които изглеждат на пръв поглед, че са доста точни, би могло да има дълбоки последици за здравната политика в условията на пандемия. Ако сме неспособни да направим нашата математическа проверка, това потенциално може да ни отведе през преломната точка, отвъд която епидемията започва да нараства отново и да довере до още повече смърт", заключава Кристиан Йейтс.

***

Тази статия е публикувана първо от The Conversation под лиценз Creative Commons. Прочетете оригиналната статия: Coronavirus: surprisingly big problems caused by small errors in testing


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Математика
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.