Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Прищепа М.И.

ЗАО «Аналитика»

О диагностических показателях тестов на антитела к SARS-CoV-2

Авторы:

Прищепа М.И.

Подробнее об авторах

Журнал: Лабораторная служба. 2020;9(4): 46‑53

Просмотров: 2190

Загрузок: 108


Как цитировать:

Прищепа М.И. О диагностических показателях тестов на антитела к SARS-CoV-2. Лабораторная служба. 2020;9(4):46‑53.
Prishchepa MI. Diagnostic performance of antibody tests for SARS-CoV-2. Laboratory Service. 2020;9(4):46‑53. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/labs2020904146

Рекомендуем статьи по данной теме:
Слу­чай ма­ни­фес­та­ции анев­риз­мы стен­ки ле­во­го же­лу­доч­ка у па­ци­ен­та с син­дро­мом Мар­фа­на пос­ле пов­тор­но­го ин­фи­ци­ро­ва­ния SARS-CoV-2. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(6):88-90
Нев­ро­ло­ги­чес­кие ос­лож­не­ния у боль­ных, пе­ре­нес­ших COVID-19. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(6):98-104
Ме­тод ком­плексной фи­зи­оте­ра­пии у сто­ма­то­ло­ги­чес­ких па­ци­ен­тов пос­ле COVID-19. Воп­ро­сы ку­рор­то­ло­гии, фи­зи­оте­ра­пии и ле­чеб­ной фи­зи­чес­кой куль­ту­ры. 2024;(3):18-23
Ком­плексный под­ход в ре­аби­ли­та­ции па­ци­ен­тов с COVID-19. (Об­зор ли­те­ра­ту­ры). Воп­ро­сы ку­рор­то­ло­гии, фи­зи­оте­ра­пии и ле­чеб­ной фи­зи­чес­кой куль­ту­ры. 2024;(3):48-55
Фак­то­ры рис­ка тя­же­ло­го те­че­ния но­вой ко­ро­на­ви­рус­ной ин­фек­ции SARS-CoV-2 у жен­щин во вре­мя бе­ре­мен­нос­ти. Проб­ле­мы реп­ро­дук­ции. 2024;(3):57-64
Уг­луб­лен­ная дис­пан­се­ри­за­ция па­ци­ен­тов, пе­ре­нес­ших но­вую ко­ро­на­ви­рус­ную ин­фек­цию COVID-19. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(7):16-22
Слу­чай раз­ви­тия ос­тро­го ин­фар­кта ми­окар­да пра­во­го же­лу­доч­ка с ми­ома­ля­ци­ей и там­по­на­дой сер­дца пос­ле пов­тор­но­го ин­фи­ци­ро­ва­ния SARS-CoV-2 у па­ци­ен­та с син­дро­мом Лоеса—Дит­ца. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(7):73-76
Пос­тко­вид­ный син­дром у де­тей: осо­бен­нос­ти па­то­фи­зи­оло­гии, ди­аг­нос­ти­ки и те­ра­пии. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(7):94-100
Па­то­ге­нез фиб­ро­за лег­ких. Ар­хив па­то­ло­гии. 2024;(4):58-63
Кох­ле­овес­ти­бу­ляр­ные про­яв­ле­ния при ко­ро­на­ви­рус­ной ин­фек­ции. Вес­тник ото­ри­но­ла­рин­го­ло­гии. 2024;(3):18-23

Введение

Прежде всего, хотелось бы отметить, что из-за природы измерительных процессов, нет и не может быть лабораторных тестов, с помощью которых можно получать результаты со 100% точностью или надежностью. В том числе в принципе невозможна 100% надежность результатов, получаемых качественными тестами, к которым относятся и тесты на антитела к SARS-CoV-2. Среди результатов всегда будут и ложноположительные, и ложноотрицательные. При прочих равных условиях доли таких результатов будут меньше у тех тестов, у которых истинные значения для их чувствительности и специфичности ближе к 100%. Но на практике из-за отсутствия времени и средств определяют только оценочные значения для этих диагностических показателей, обычно сокращая тестируемые биопробы как по количеству проб с аналитом и без него, так и по количеству проб, содержащих возможные вещества-интерференты. В результате проведения таких сокращенных испытаний, когда, например, ограничиваются предварительной оценкой диагностических возможностей теста, можно получать любые оценочные значения, в том числе равные 100%. Но ввиду отсутствия стандартизации по составу и количеству биопроб в пуле, используемом для получения таких оценок, показатели для чувствительности и специфичности тестов, заявляемые изготовителями, можно вполне считать их частными оценками. Только истинные значения являются независимыми диагностическими показателями, которые целиком и полностью определяются свойствами тестов. Оценочные значения, в том числе заявляемые изготовителями и испытателями тестов, не являются независимыми. Они зависят от структуры и количества биопроб, которые используются для получения этих оценок. Поэтому сами по себе оценочные значения чувствительности и специфичности следует относить скорее к субъективным диагностическим показателям теста. В таких случаях, чтобы не вводить в заблуждение пользователей тестов, изготовители и испытатели, помимо заявляемых и полученных оценочных значений, должны в соответствии с общепринятыми рекомендациями также рассчитывать доверительные интервалы для истинных значений с учетом количества биопроб, использованных ими для оценки специфичности и чувствительности.

Видимо, поэтому в перечне [1] тестов на антитела к SARS-CoV-2, допущенных Food and Drug Administration (FDA) к использованию в коммерческих лабораториях, помимо оценочных значений для чувствительности и специфичности, приводятся также 95% доверительные интервалы для их истинных значений. Эти данные информируют пользователей тестов о реальной точности оценочных значений, заявляемых изготовителями для чувствительности и специфичности тестов, показывая в каком интервале с 95% надежностью могут находиться их истинные значения. Очевидно, что чем более узким будет такой интервал, тем более точной будет оценка истинного значения. В этом документе границы таких интервалов рассчитываются в соответствии с руководством ЕР12-А2 [2], разработанным в Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI).

Как видно из документа [1], истинные значения для чувствительности и специфичности не равны 100% даже в случаях оценочных значений, равных 100%. По мере увеличения количества биопроб, использованных для получения оценок, доверительные интервалы будут становиться уже, оценки будут приближаться к своим истинным значениям, которые в силу природы измерительных процессов всегда будут <100%. Этот факт очень важно иметь в виду всем пользователям тестов, поскольку на практике реализуется как раз ситуация, когда лаборатория тестирует пробы пациентов одним и тем же тестом во все возрастающем количестве. Поэтому следует ожидать, что среди результатов тестирования будут появляться все чаще и чаще как ложноположительные, так и ложноотрицательные результаты.

Для всех желающих самостоятельно определять доверительные интервалы для истинных значений диагностических показателей тестов на антитела к SARS-CoV-2 далее в обзоре будут приведены формулы и примеры расчетов в соответствии с руководством ЕР12-А2 [2].

Основные диагностические показатели качественных тестов. Диагностические возможности качественных тестов, к которым относятся и тесты на антитела к SARS-CoV-2, описываются, как упоминалось ранее, двумя основными показателями — чувствительностью и специфичностью. Истинные значения чувствительности (далее SEN) и специфичности (далее SPE) целиком определяются устройством самих тестов и характеризуют их диагностические возможности по выявлению в пробах искомого аналита. Помимо этих показателей, для описания диагностических возможностей качественных тестов также широко используются показатели прогностической ценности положительных и отрицательных результатов, соответственно показатель Positive Predictive Value (далее — PPV) и Negative Predictive Value (далее — NPV). Эти показатели характеризуют степень надежности получаемых положительных и отрицательных результатов. Однако, как будет показано далее, они зависят не только от диагностических свойств самого теста, но и от доли популяции, у которой искомый аналит уже есть.

В общем случае результаты тестирования биопроб на антитела к SARS-CoV-2 могут оказаться (табл. 1) либо истинно положительными (далее — TP), либо ложноположительными (далее — FP), либо истинно отрицательными (далее — TN), либо ложноотрицательными (далее — FN). Других вариантов тут быть не может. В общем случае конкретная картина распределения результатов тестирования зависит от фактического наличия антител в тестируемых пробах, их уровня и значений диагностических показателей самого теста (табл. 2).

Таблица 1. Возможные результаты тестирования биопроб по выявлению в них антител к SARS-CoV-2 типовым серологическим тестом

Антитела в биопробах фактически ЕСТЬ (+)

Антител в биопробах фактически НЕТ (–)

TP (+)

FP (+)

FN (–)

TN (–)

Таблица 2. Характерный пример результатов тестирования 1000 биопроб по выявлению в них антител к SARS-CoV-2 типовым серологическим тестом

Истинное количество проб с антителами — 100

Истинное количество проб без антител — 900

TP 93

FP 10

FN 7

TN 890

Показатель чувствительности SEN характеризует способность качественных тестов выявлять пробы, которые фактически содержат искомый аналит, в данном случае антитела к SARS-CoV-2. Для каждого теста показатель SEN определяется как доля биопроб (обычно в процентах), выявленных данным тестом в общем количестве протестированных проб, которые реально содержали искомый аналит. Оценочное значение этого диагностического показателя для каждого теста рассчитывают по следующей формуле:

SEN, %=100·TP/(TP+FN), (1)

где величина TP (True Positive) — количество биопроб, которые реально содержали искомый аналит и были выявлены тестом в ходе его испытаний, а величина FN (False Negative) — количество биопроб, реально содержащих искомый аналит, но для которых присутствие искомого аналита в них не было выявлено этим тестом. Пример результатов тестирования 1000 биопроб на выявление в них антител приведен в табл. 2. Используя эти результаты и формулу (1), получим, что оценочное значение для чувствительности использованного теста будет равно: SEN, %=100·93/(93+7)=93%. Показатель специфичности SPE характеризует способность качественных тестов выявлять пробы без искомого аналита, в нашем случае антитела к SARS-CoV-2.

Для каждого теста показатель SPE определяется как доля биопроб (обычно в процентах), для которых данный тест в ходе испытаний показал отсутствие в них искомого аналита в общем количестве протестированных проб, реально не содержавших искомый аналит. Оценочное значение данного диагностического показателя для каждого теста рассчитывают по следующей формуле:

SPE, %=100·TN/(TN+FP), (2)

где величина TN (True Negative) — количество проб, реально не содержащих искомый аналит, для которых данный тест показал отсутствие в них этого аналита, а величина FP (False Positive) — количество проб, реально не содержащих искомый аналит, но для которых данный тест показал присутствие в них этого аналита. Используя формулу (2) и результаты из табл. 2, получим, что оценочное значение для специфичности — SPE, %=100·890/(890+10)=98,89%.

Качественные тесты, как уже упоминалось, всегда будут давать и ложноположительные, и ложноотрицательные результаты, количество которых будет зависеть как от диагностических свойств самих тестов, так и от доли тестируемых, содержащих искомый аналит. Поэтому именно данные о показателях PPV и NPV для этого теста будут давать возможность при интерпретации получаемых результатов определять вероятность того, что у пациентов с положительными результатами реально будут антитела к SARS-CoV-2 и что у пациентов с отрицательными результатами антитела будут реально отсутствовать. Значения показателей PPV и NPV, как будет далее показано, рассчитывают на основе данных о чувствительности и специфичности и о доле представителей популяции, которые уже имеют антитела к SARS-CoV-2 (англ. — доля Prevalence, далее — распространенность).

В документах [1, 3] отмечается, что показатели PPV и NPV для тестов на антитела к SARS-CoV-2 существенно зависят от распространенности. В табл. 3 и на рисунке показана их зависимость от распространенности для двух типовых тестов при одиночном и двойном тестировании. Оценочные значения для чувствительности и специфичности тестов приведены в заголовке к табл. 3. Значения для PPV и NPV получены с использованием калькулятора FDA [4], специально разработанного для вычисления значений этих показателей. Воспользоваться этим калькулятором для вычисления значений PPV и NPV для любых тестов и распространенности может любой желающий, поскольку он находится в свободном доступе.

Динамика изменения значений PPV и NPV в зависимости от распространенности для двух типовых тестов на антитела к SARS-CoV-2 при одиночном и двойном тестировании.

У первого теста оценка чувствительности SEN1, %=97,0%, специфичности SPE1, %=93,2%. У второго теста оценка чувствительности SEN2, %=93,0%, а специфичности SPE2, %=95,0%.

Таблица 3. Оценочные значения показателей PPV и NPV двух типовых тестов на антитела к SARS-CoV-2 в зависимости от распространенности. У первого теста чувствительность SEN1, %=97,0%, специфичность SPE1, %=93,2%

Распространенность (%)

1

2

3

5

7

10

20

35

55

75

PPV1

12,6

22,5

30,6

42,9

51,8

61,3

78,1

88,5

94,6

97,7

NPV1

100,0

99,9

99,9

99,8

99,8

99,6

99,2

98,3

96,2

91,2

PPV2

15,8

27,5

36,5

49,5

58,3

67,4

82,3

90,9

95,8

98,2

NPV2

99,9

99,8

99,8

99,6

99,4

99,2

98,2

96,2

91,7

81,9

PPV(1+2)

72,8

84,4

89,1

93,3

95,2

96,7

98,5

99,3

99,7

99,9

NPV(1+2)

98,9

97,9

96,9

94,8

92,7

89,5

79,2

63,9

43,8

24,1

Примечание. У второго теста чувствительность SEN2, %=93,0%, специфичность SPE2, %=95,0%. Показатель PPV(1+2) характеризует случай положительных результатов для обоих тестов. Показатель NPV(1+2) характеризует случай, когда первый результат положительный, а второй — отрицательный.

Как видно из табл. 3, при распространенности ниже 10% вероятность фактического наличия антител у пациентов при положительном результате тестирования типовыми тестами будет составлять <70%, что вряд ли можно считать достаточно высокой, чтобы делать надежное заключение о том, что обследуемые пациенты имеют антитела к новому коронавирусу. Поэтому в документах [1, 3] для увеличения надежности результатов в условиях низких распространенностей рекомендуется повторное тестирование положительных проб, причем для повторного тестирования рекомендуется использовать тест, который реагирует на антитела к другому антигену коронавируса.

Оценочные значения показателей PPV и NPV в процентах для качественных тестов рассчитываются по следующим формулам:

PPV, %=100·TP/(TP+FP), (3)

где величина TP — количество проб, реально содержащих искомый аналит, в которых его присутствие было выявлено данным тестом в ходе проведения испытаний, а величина FP — количество проб, реально не содержащих искомый аналит, но для которых данный тест показал присутствие аналита в ходе тех же испытаний.

NPV, %=100·TN/(TN+FN), (4)

где величина TN — количество проб, реально не содержащих искомый аналит, для которых данный тест показал отсутствие аналита в ходе проведения испытаний, а величина FN — количество проб, реально содержащих искомый аналит, но для которых присутствие аналита не было выявлено этим тестом.

Примеры расчета значений показателей PPV и NPV в процентах для типового серологического теста приведены в табл. 4 и 5. В табл. 4 распространенность предполагается равной 5%, а в табл. 5 — равной 15%.

Таблица 4. Примеры расчета значений PPV и NPV для типового серологического теста на антитела к SARS-CoV-2

Число пациентов с антителами — 500 (5%)

Число пациентов без антител — 9500 (95%)

TP 485

FP 646

FN 15

TN 8854

PPV, %=42,9%

NPV, %=99,8%

Примечание. Оценочные значения для чувствительности теста SEN, %=97,0%, для специфичности — SPE, % 93,2%. Распространенность =5%. Обследуемая популяция — 10 000 пациентов.

Таблица 5. Примеры расчета значений PPV и NPV для типового ИФА-теста на антитела к SARS-CoV-2

Число пациентов с антителами — 1500 (15%)

Число пациентов без антител — 8500 (85%)

TP 1455

FP 578

FN 45

TN 7922

PPV, %=71,6%

NPV, %=99,4%

Примечание. Оценочные значения для чувствительности теста SEN, %=97,0%, для специфичности — SPE, %=93,2%. Распространенность =15%. Обследуемая популяция — 10 000 человек.

Значения показателей PPV(1+2) и NPV(1+2) для алгоритма двойного тестирования, когда положительно протестированные пациенты тестируются повторно независимым тестом, рассчитывают по следующим формулам:

PPV(1+2), %=100·{TP1·SEN2/[TP1·SEN2+FP1·(1-SPE2)]}, (5)

NPV(1+2), %=100·{ FP1·SPE2/[FP1·SPE2+TP1·(1-SEN2)]}, (6)

где показатель PPV(1+2), % характеризует в процентах вероятность того, что в пробе реально будет содержаться искомый аналит для случая, когда оба результата положительные, показатель NPV(1+2), % характеризует в процентах вероятность того, что в пробе реально не будет содержаться искомый аналит для случая, когда первый результат положительный, а второй — отрицательный, величина TP1 — количество проб, реально содержащих аналит, в которых его присутствие было выявлено первым тестом, величина FP1 — количество проб, реально не содержащих аналит, но для которых первый тест показал его присутствие, величины SEN2=SEN2, %/100 и SPE2=SPE2, %/100 — оценочные значения чувствительности и специфичности второго теста в долях единицы, т.е. их значения в процентах, деленные на 100.

Значения показателей PPV(1+2) и NPV(1+2) для типовых качественных тестов на антитела и динамика их изменения в зависимости от распространенности были приведены ранее в табл. 3 и на рисунке. Как видно из приведенных данных, значения PPV(1+2) имеют тенденцию к росту по мере увеличения распространенности. Значения же показателя NPV(1+2) уменьшаются по мере роста распространенности. При распространенности, равной 10%, показатель NPV(1+2) становится <90%, а при ее доле, равной 55%, снижается до 44%.

Теперь рассмотрим примеры практического использования типовых и «суперточных» тестов в разных условиях пандемии. По официальным данным, на начало августа 2020 г. распространенность была 1% по РФ в среднем, а в Москве — 3%. В таких условиях вероятность PPV фактического наличия антител в пробе с положительным результатом при использовании тестов с чувствительностью 93% и специфичностью 95% составит соответственно 16% по РФ и около 37% для Москвы (см. данные в табл. 3 для показателя PPV2, %). Значение показателя PPV, равное соответственно 16 и 37%, означает, что из 100 положительно протестированных пациентов только у 16 и 37 из них фактически будут антитела к SARS-CoV-2. Реальная распространенность скорее всего в несколько раз больше официальной. Поэтому в реальных условиях пандемии для того же теста, но распространенности, равной 5, 10 и 20%, вероятность PPV будет равна уже соответственно 50, 67 и 82%. Важно отметить, что при 5% распространенности положительные результаты повторного тестирования положительных проб будут свидетельствовать о фактическом наличии в них антител уже с вероятностью свыше 93%. Отсюда следует, что когда распространенность <20%, то разумно повторять тестирование проб с положительными результатами.

Надежность результатов и при использовании «суперточных» тестов также существенно зависит от распространенности. В условиях 1% распространенности при использовании теста с истинными значениями для чувствительности и специфичности, равными 99,5%, вероятность фактического наличия антител при положительном результате составит <67%. Это означает, что из 100 положительно протестированных пациентов только у 67 пациентов фактически будут антитела к SARS-CoV-2. При доле в 2% — 80%, 3% — 87%, 5% — 91%. И только при доле в 10% — >95%. Таким образом, в текущих условиях пандемии в любом случае, видимо, надо повторять тестирование положительных проб. Даже если первый тест является «суперточным» и по чувствительности, и по специфичности.

Доверительные интервалы для диагностических показателей качественных тестов. На практике ввиду ограниченности средств и времени определяют только оценочные значения для чувствительности и специфичности тестов на антитела SARS-CoV-2, используя ограниченный по возможностям пул биопроб, куда включают пробы изначально здоровых, заболевших и/или тех пациентов, которые уже выздоровели. Точность такой оценки зависит от количества и структуры биопроб в пуле. Поэтому у разных испытателей для одного и того же теста получаются разные оценочные значения для его чувствительности и специфичности. Очевидно, что чем больше тех или иных биопроб использовано для оценочных значений, тем с более высокой точностью можно получить оценку истинного значения, которая определяется шириной доверительного интервала. Для вычисления доверительных интервалов для истинных значений используют данные о полученных оценочных значениях, количестве проанализированных для этого биопроб и выбранном уровне доверительной вероятности. В лабораторной медицине обычно используют 95% доверительные интервалы, а их границы вычисляют в соответствии с общепринятыми рекомендациями.

Границы 95% доверительных интервалов для истинных значений чувствительности и специфичности в документе [1] вычисляют согласно положениям руководства ЕР12-А2 [2], используя для этого алгоритм Уилсона (Wilson Score), который наилучшим образом определяет такие границы при небольших количествах исследуемых биопроб и граничных (близких к 100%) оценочных значениях для чувствительности и специфичности [5, 6].

Границы доверительных интервалов для истинных значений чувствительности SENнг, % и SENвг, % и специфичности SPEнг, % и SPEвг, %, когда используют алгоритм Уилсона, вычисляют по формулам:

SENнг, %=100·{(2n·SEN+z2)–z·[(z2+4n·SEN·(1–SEN)]1/2}/2(n+z2), (7)

SENвг, %=100·{(2n·SEN+z2)+z·[(z2+4n·SEN·(1–SEN)]1/2}/2(n+z2), (8)

SPEнг, %=100·{(2n·SPE+z2)–z·[(z2+4n·SPE·(1–SPE)]1/2}/2(n+z2), (9)

SPEвг, %=100·{(2n·SPE+z2)+z·[(z2+4n·SPE·(1–SPE)]1/2}/2(n+z2), (10)

где n — количество проб с антителами или без них, протестированных для оценки значений чувствительности или специфичности, SEN=SEN, %/100 и SPE=SPE, %/100 — оценочные значения для чувствительности и специфичности в долях единицы, т.е. их значения в процентах, деленные на 100, z — коэффициент, равный 1,96, 1,65 и 2,58 соответственно для 95, 90 и 99% двустороннего доверительного интервала.

Воспользуемся табл. 2 — данными об истинных количествах проб с антителами n=100 и без антител n=900, которые использовались для получения оценочных значений для чувствительности и специфичности, а также полученными значениями SEN, %=93% и SPE, %=98,9%, и вычислим по формулам (7)—(10) значения SENнг, %, SENвг, %, SPEнг, % и SPEвг, % для нижних и верхних границ 95% доверительных интервалов для их истинных значений. Ниже представлены пошаговые вычисления:

а) SENнг, %=100·{[(2·100·0,93+1,96·1,96)–1,96·[(1,96·1,96+4·100·0,93·(1–0,93)]1/2}/2·(100+1,96·1,96)=86,3%;

б) SENвг, %=100·{(2·100·0,93+1,96·1,96)+1,96·[(1,96·1,96+4·100·0,93·(1–0,93)]1/2}/2·(100+1,96·1,96)=96,6%;

в) SPEнг, %=100·{(2·900·0,989+1,96·1,96)–1,96·[(1,96·1,96+4·900·0,989·(1–0,989)]1/2}/2·(900+1,96·1,96)=98,0%;

г) SPEвг, %=100·{(2·900·0,989+1,96·1,96)+1,96·[(1,96·1,96+4·900·0,989·(1–0,989)]1/2}/2·(900+1,96·1,96)=99,4%.

В результате получим следующие данные о диагностических показателях типового теста, рассматриваемого в табл. 2. Оценочные значения для чувствительности и специфичности теста равны SEN, %=93% и SPE, %=98,9%, и соответственно границы 95% доверительных интервалов для их истинных значений равны SENнг, %=86,3%, SEN вг, %=96,6%, SPEнг, %=98,0% и SPEвг, %=99,4%. Эти доверительные интервалы информируют о том, что с вероятностью 95% истинное значение для чувствительности этого теста будет >86,3%, но <96,6%, а истинное значение для его специфичности будет >98,0%, но <99,4%.

Важно отметить, что доверительный интервал для истинного значения специфичности оказался почти в 7 раз уже, чем для значения чувствительности, что связано с разными количествами биопроб: для оценки чувствительности тестировались 100 проб, что типично для ее проведения, а для оценки специфичности — 900 проб. Иными словами, чем больше протестировано проб для оценки диагностического показателя, тем ближе оценочное значение к истинному.

Границы 95% доверительных интервалов для истинных значений показателей PPV и NPV определяют по формулам (3) и (4), в которые подставляют соответствующие значения TP, FP, TN и FN, вычисляемые по алгоритму, изложенному в табл. 2, с учетом распространенности. Примеры расчета этих границ приведены в табл. 6 и 7. При расчете нижних (верхних) границ 95% доверительных интервалов для истинных значений показателей PPV и NPV надо использовать соответственно нижние (верхние) границы 95% доверительных интервалов для истинных значений чувствительности и специфичности теста.

Таблица 6. Примеры расчета нижних границ PPVнг, % и NPVнг, % 95% доверительных интервалов для истинных значений PPV и NPV теста на антитела к SARS-CoV-2. Оценочные значения: SEN, %=93,0%, SPE, %=98,9%, PPV, %=81,7% и NPV, %=99,6%

Число пациентов с антителами — 500 (5%)

Число пациентов без антител — 9500 (95%)

TP 432

FP 190

FN 68

TN 9310

PPVнг, %=69,5%

PPVнг, %=100·432/(432+190)=69,5%

NPVнг, %=99,3%

NPVнг, %=100·9310/(9310+68)=99,3%

Примечание. Обследуемая популяция 10 000 человек. Распространенность =5%. Нижние границы 95% доверительного интервала для истинных значений чувствительности и специфичности равны соответственно SEN нг, %=86,3%, SPEнг, %=98,0%.

Таблица 7. Примеры расчета верхних границ PPVвг,% и NPVвг,% 95% доверительных интервалов для истинных значений PPV и NPV теста на антитела к SARS-CoV-2

Число пациентов с антителами — 500 (5%)

Число пациентов без антител — 9500 (95%)

TP 483

FP 57

FN 17

TN 9443

PPVвг, %=89,44%

PPVвг, %=100·483/(483+57)=89,44%

NPVвг, %=99,8%

NPVвг, %=100·9443/(9443+17)=99,8%

Примечание. Оценочные значения: SEN, %=93,0%, SPE, %=98,9%, PPV, %=81,7% и NPV, %=99,6%. Обследуемая популяция 10 000 человек. Распространенность 5%. Верхние границы 95% доверительного интервала для истинных значений чувствительности и специфичности равны соответственно SENвг, %=96,6%, SPEвг, %=99,4%.

В результате получим следующие данные о показателях PPV и NPV типового теста, рассматриваемого в табл. 2. Оценочные значения для них равны PPV, %=81,7% и NPV, %=99,6%. Соответственно нижние и верхние границы 95% доверительных интервалов для их истинных значений равны PPVнг, %=69,5%, PPVвг, %=89,44%, NPVнг, %=99,3%, NPVвг, %=99,8%.

Стратегия использования тестов на антитела к SARS-CoV-2. Требования к тестам на антитела к SARS-CoV-2 и варианты стратегии их использования в США изложены во временных рекомендациях Centers for Disease Control and Prevention (CDC) [3]. В этом документе отмечается, что тесты, используемые в коммерческих лабораториях США, должны иметь разрешение FDA. Перечень таких тестов приводится в документе [1]. В документе CDC также отмечается, что при распространенности ниже 25% преимуществом должны обладать тесты с наибольшей специфичностью, что позволяет обеспечивать при прочих равных условиях наибольшие значения для показателя PPV. Например, в условиях тестирования популяции с 5% распространенностью тест на антитела с 90% чувствительностью и 95% специфичностью сможет обеспечивать для показателя PPV значение только вблизи 50%. Это будет означать, что 1/2 положительно протестированных таким тестом не будут на самом деле иметь антитела. При этом тот же самый тест при его использовании в условиях популяции с 50% и выше распространенности будет обеспечивать для показателя PPV значение, превышающее 95%, что означает, что из 20 положительных результатов только 1 ложноположительный.

Исходя из цели получить максимум для показателя PPV, в документе CDC для условий пандемии с низкой распространенностью предлагаются следующие три стратегии использования тестов на антитела к SARS-CoV-2:

1) выбирать тесты с высокой специфичностью, желательно 99,5% и выше;

2) концентрировать тестирование на пациентах, имеющих априори высокую вероятность того, что они уже имеют антитела к SARS-CoV-2;

3) применять так называемый алгоритм двойного тестирования, когда пациенты с положительными результатами тестируются повторно еще одним тестом, нацеленным на характеристику другого эпитопа нового коронавируса, что позволяет в условиях 7% распространенности обеспечивать 95% показатель PPV даже для тестов, имеющих чувствительность и специфичность ниже 95%.

В документе CDC также отмечается, что использование в клинической практике результатов тестирования на антитела к SARS-CoV-2 имеет некоторые ограничения. До сих пор не найдены ответы на вопросы касательно уровня антител, обеспечивающего защиту от повторного инфицирования, срока действия приобретенной иммунной защиты и факторов, ассоциируемых с наработкой человеческим организмом антител. Также отмечается, что некоторые тесты на антитела к SARS-CoV-2 могут реагировать и на другие коронавирусы, например те, которые вызывают обычные простудные заболевания, что может приводить к увеличению ложноположительных результатов, и что некоторые пациенты могут после инфицирования не развивать у себя в организме антитела до детектируемого уровня. Для других пациентов считается вероятным, что уровень антител может со временем снижаться до недетектируемого. И, наконец, что антитела IgA, IgM и IgG не появляются сразу же после инфицирования. Все это говорит о том, что пока результаты тестирования на антитела к SARS-CoV-2 не могут со 100% надежностью указывать на присутствие или отсутствие факта текущего или предыдущего инфицирования новым коронавирусом.

Заключение

Цель данного обзора состояла в том, чтобы, во-первых, проинформировать пользователей тестов на антитела к SARS-CoV-2 о специфике и возможной стратегии их применения в разных условиях пандемии и, во-вторых, показать как самостоятельно оценивать реальные диагностические возможности таких тестов и адекватно интерпретировать получаемые результаты. Для этого в обзоре приведены формулы и примеры расчетов как оценочных значений, так и границ доверительных интервалов для истинных значений диагностических показателей тестов на антитела к SARS-CoV-2. Кроме того, в обзоре дается ссылка на специализированный калькулятор FDA [3], позволяющий легко вычислять показатели PPV и NPV для тестов на антитела и разных значений для распространенности.

Источник финансирования отсутствует.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.