Testar för koronavirus erkänns alltmer som viktigt för att få livet tillbaka till det normala. Gratis snabb testning erbjuds nu till familjerna till alla elever i England enligt regeringens plan att öppna skolor på nytt. På samma sätt varje person i Tyskland kommer snart att ha rätt till ett veckotest.

Men när fall faller - tack vare låsning och utrullning av vaccin - finns det växande oro om vad masstestresultaten faktiskt menar och huruvida effekten av "falska positiva" eller "falska negativa" gör dem opålitliga. Låt oss ta en titt på vilka test som finns tillgängliga och hur de framgångsrikt kan användas för att styra folkhälsopolitiken.

An perfekt COVID-test måste vara billigt, snabbt, enkelt att använda och pålitligt. Det måste vara tillräckligt känslig för att identifiera de smittade, även om de inte visar symtom. Men det måste också vara exakt och inte orsaka massor av falska larm, vilket undergräver dess effektivitet. Det finns inget enda test som helt uppfyller alla dessa villkor. Olika metoder behövs för att uppnå denna uppgift.

Virusnivåerna kan detekteras hos en person redan innan symtomen börjar eller om de är asymptomatiska. De två viktigaste tekniker brukade identifiera en aktuell infektion är PCR-testet, som detekterar viralt RNA, och antigentest, såsom laterala flödestester (LFT), som detekterar ett protein som ingår i virusets struktur. Det finns också antikroppstester som identifierar personer som har smittats men som för närvarande inte är smittade eller smittsamma.

Känslighet och specificitet

Ett tests känslighet är sättet att mäta hur bra det är att upptäcka viruset eller kroppens reaktion på det. PCR och antikroppstester är mycket känsliga och kan identifiera 98% eller fler av fallen. Båda behöver dock specialiserade laboratorier eller medicinsk hjälp. Däremot är antigentester snabba, billiga och vem som helst kan använda dem. Men deras känslighet är begränsad - allt från a hög av 90% -95% till en låg på 40% när den används av otränad personal eller för asymptomatiska individer.

Specificitet beskriver i sin tur testets förmåga att avgöra om en person gör det inte har en infektion. Test har vanligtvis hög specificitet, Som 98% eller mer personer utan nuvarande eller tidigare infektion identifieras korrekt. En analogi söker en nål i en höstack: det är inte lätt att hitta nålen (låg känslighet), men när den väl hittats kan den lätt identifieras (hög specificitet).

Känslighet och specificitet påverkar testresultatet och dess förmåga att återspegla den verkliga situationen. Två fall är särskilt oroande: falska negativ, där en smittad person får ett negativt resultat, och falska positiva, där en person felaktigt får veta att de är smittade.

Falska positiva

Figuren nedan visar vad som kan hända i en befolkning på 1,000 10 personer med XNUMX% förekomst av viruset (andelen för närvarande infekterade personer) med ett test som liknar Sofia antigentest, med 80% känslighet och 98% specificitet. Av 100 smittade personer förväntar vi oss att 20 felaktigt får de helt klara (falska negativen) och 80 korrekt identifierade (sanna positiva). Samtidigt kommer 900 av 18 friska människor fel att få veta att de är smittade (falska positiva).

Tabell som illustrerar möjliga resultat från att testa 1,000 personer med 10% prevalens, 80% känslighet och 98% specificitet. Adam Kleczkowski

Eftersom infektionsgraden sjunker till 2% finns det bara 20 smittade bland 1,000, varav 16 (80%) upptäcks framgångsrikt. Men av 980 friska människor identifieras 960 (98%) korrekt som sådana, medan 20 (2%) får positiva resultat felaktigt. Testet ger nu fler falska positiva än sanna positiva. Allteftersom epidemin alltmer kontrolleras och infektionshastigheten sjunker ytterligare, många mer friska än smittade människor kan få veta att de ska isolera sig själva.

Tabell som illustrerar möjliga resultat från att testa 1,000 personer med 2% prevalens, 80% känslighet och 98% specificitet. Adam Kleczkowski

Men att ha mer falska än sanna positiva är inte nödvändigtvis a stort problem. Om en frisk person får höra att de har COVID i ett falskt positivt fall, kommer de att behöva självisolera - och det gör deras familj, vänner och kontakter också. Även om detta kan leda till en tillfällig svårighet, finns det knappast några epidemiologiska konsekvenser. Förutom, ytterligare exakta tester som PCR rekommenderas i sådana fall för att minska antalet falska positiva effekter.

Falska negativ

De sidoflödestester som för närvarande används i Storbritannien rapporteras vara mycket exakt i virusdetekteringen med specificiteten minst 99.9%. Detta är lugnande eftersom det betyder färre falska positiva än i exemplet ovan. Men deras känslighet är potentiellt så låga som 50%, vilket kan skapa problem med falska negativ, såsom illustreras nedan.

Tabell som illustrerar möjliga resultat från att testa 1,000 personer med 2% prevalens, 50% känslighet och 99.9% specificitet. Adam Kleczkowski

Konsekvenserna av falska negativ är potentiellt allvarliga. En smittad person kan få ett negativt resultat och fortsätta med vardagen. Fel råd kan leda till ytterligare infektioner och, om en person är inblandad i en super-spridare händelse, kan leda till ett stort utbrott.

Detta betyder dock inte att LFT eller liknande tester är otillräcklig. De är billiga, snabba och enkelt applicerade, så används för att snabbt identifiera smittsamma men asymptomatiska människor. I kombination med mer känsliga och specifika tester kan de förhindra ytterligare utbrott.

Nej enda testprogram fullt ut kan nå målet att framgångsrikt identifiera potentiella infektionskällor. Det är därför viktigt att allmänheten förstår begränsningar av teststrategin, är inte avskräckt av möjliga problem, och självisolerar, om det är det som krävs.

Om författaren

Adam Kleczkowski, professor i matematik och statistik, University of Strathclyde

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade böcker:

Kroppen håller poängen: Hjärnans själ och kropp i läkningen av trauma

av Bessel van der Kolk

Den här boken utforskar sambanden mellan trauma och fysisk och mental hälsa, och erbjuder insikter och strategier för läkning och återhämtning.

Klicka för mer info eller för att beställa

Breath: The New Science of a Lost Art

av James Nestor

Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av andning, och erbjuder insikter och tekniker för att förbättra fysisk och mental hälsa.

Klicka för mer info eller för att beställa

Växtparadoxen: de dolda farorna i "hälsosam" mat som orsakar sjukdomar och viktökning

av Steven R. Gundry

Den här boken utforskar kopplingarna mellan kost, hälsa och sjukdomar, och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.

Klicka för mer info eller för att beställa

Immunitetskoden: Det nya paradigmet för verklig hälsa och radikal anti-aging

av Joel Greene

Den här boken erbjuder ett nytt perspektiv på hälsa och immunitet, som bygger på principer för epigenetik och erbjuder insikter och strategier för att optimera hälsa och åldrande.

Klicka för mer info eller för att beställa

Den kompletta guiden till fasta: läka din kropp genom intermittent, varannan dag och förlängd fasta

av Dr Jason Fung och Jimmy Moore

Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av fasta och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.

Klicka för mer info eller för att beställa