Come gli scienziati possono sapere se qualcuno ha preso il coronavirus in una discoteca

Come gli scienziati possono aiutare a capire se qualcuno ha preso il coronavirus in una discoteca

La folla per un totale di oltre 13,000 persone era di ottimo umore in occasione di due eventi pilota a Liverpool presso il nightclub Circus e il festival musicale Sefton Park Pilot all'inizio di maggio. Questi facevano parte del programma di ricerca sugli eventi del Regno Unito, che offriva al pubblico un assaggio della vecchia norma - la raccolta senza distanza sociale o copertura del viso - per vedere quale effetto potrebbero avere eventi di massa sulla diffusione del coronavirus.

I partecipanti hanno dovuto sottoporsi a un recente test di flusso laterale rapido negativo per dimostrare che era improbabile che avessero COVID-19. Ma nessun test è perfetto: tutti i test COVID-19, inclusi i test del flusso laterale, mancheranno alcuni casi. Era quindi possibile che alcuni partecipanti fossero stati infettati e avrebbero potuto contagiare altri. Se eventi simili devono riaprire presto, è importante sapere quanto sia grande questo rischio.

Test e statistiche ci hanno aiutato a scoprirlo. Ogni partecipante ha effettuato il test di flusso laterale nelle 36 ore precedenti l'evento. È stato quindi chiesto loro di eseguire un diverso tipo di test (un test PCR, utilizzando un kit a casa che viene inviato a un laboratorio per l'analisi) sia il giorno dell'evento che cinque giorni dopo.

I test di flusso laterale sono semplici. Danno rapidamente una risposta sì o no sul fatto che qualcuno abbia COVID-19, lavorando un po' come un test di gravidanza.

I test PCR utilizzati erano un po' più sofisticati. Hanno mostrato non solo se le persone erano positive, ma hanno anche fornito un numero chiamato "soglia del ciclo" (Ct) che riflette la quantità di coronavirus sul tampone di prova della persona. Più basso è il numero Ct, maggiore è la quantità di virus che qualcuno ha nel proprio corpo, e quindi più probabilmente sono infettivi. (I risultati negativi della PCR sono quelli in cui Ct è superiore a un certo livello.)

Calcolare il tempo dell'infezione

La valutazione della sicurezza di un evento richiede l'utilizzo di questi test per determinare quante persone hanno contratto il virus durante o intorno all'evento. Per fare ciò, in primo luogo utilizzi i test di follow-up per scoprire chi è portatore di un'infezione poco dopo. Quindi si stima quando eventuali individui positivi al test hanno preso il virus: prima, durante o dopo l'evento.

Per dedurre quando è stato rilevato il virus, è necessario comprendere le dinamiche di un'infezione da COVID-19. Questi sono piuttosto semplici. All'interno del corpo, il COVID-19 ha due fasi distinte: un aumento esponenziale della quantità di virus presente quando si insedia (con Ct quindi in diminuzione) e una diminuzione esponenziale quando la persona elimina il virus (con Ct in aumento).

Utilizzando i dati esistenti e l'analisi di molte infezioni precedenti, possiamo ottenere una traiettoria media di un'infezione da COVID-19. Tracciata su un grafico, la quantità di virus nel corpo attraverso l'infezione di una persona media, misurata dal numero Ct, appare come la linea rossa sottostante.

Se qualcuno restituisce un test PCR positivo dopo l'evento, il numero Ct del test potrebbe rappresentare uno dei due punti dell'infezione: uno quando l'infezione sta crescendo e uno quando diminuisce.

Ad esempio, nel grafico sopra, se il numero Ct della persona è C0, il test è stato eseguito nel punto A nel tempo (sull'asse X) o nel punto B. Come sappiamo quanto tempo è passato tra loro per partecipare all'evento e prendendo il loro test PCR (rappresentato da Δ sul grafico), possiamo guardare indietro per finire con due stime del loro livello di Ct quando partecipiamo all'evento: CA e CB. Questo ci fornisce anche due stime di quanto sono lontani dalla loro infezione, e quindi due stime di quando sono stati infettati.

Ma qual è corretto? Bene, sappiamo che la persona doveva avere un test negativo 36 ore prima dell'evento per partecipare. I test del flusso laterale possono essere falsamente negativi quando le persone hanno piccole quantità di virus nel loro corpo, ma hanno molte meno probabilità di dare un falso negativo quando qualcuno ha un'alta carica virale.

Quindi, se uno dei due possibili livelli di infezione al momento dell'evento, CA e CB, indica un'alta carica virale ma l'altro no, il caso di alta carica virale può essere probabilmente scartato. Infatti, possiamo usare i dati storici sull'accuratezza dei test di flusso laterale per calcolare la probabilità che un test restituisca un risultato negativo quando il numero Ct era ciascuno di CA e CB, e usarli per dirci quale delle due stime per quando sono stati infettati è più probabile.

Ciò significa che per ogni persona che risulta positiva a un test PCR dopo l'evento, abbiamo una stima migliore del momento in cui ha contratto il COVID-19. Per coloro il cui tempo di infezione stimato è prima dell'evento, supponiamo che abbiano raccolto il virus altrove poco prima e che il loro test del flusso laterale non sia riuscito a identificare la loro infezione, forse perché erano all'inizio della loro infezione e quindi avevano ancora solo un basso quantità di virus nel loro corpo. Possiamo anche stimare quando la loro carica virale ha raggiunto il picco e quindi quanto fossero infettivi all'evento.

E per coloro il cui tempo di infezione sembra essere al momento o poco dopo l'evento, possiamo presumere che siano stati infettati durante la partecipazione. Possiamo quindi confrontare questi due gruppi, gli infetti e gli infetti, per vedere quanta trasmissione ha avuto luogo e quanto è stato rischioso l'evento.

Piacevolmente, utilizzando queste tecniche abbiamo scoperto che gli eventi di Liverpool non hanno avuto alcun impatto sulla diffusione di COVID-19 nell'area di Liverpool. Ma cercando di vedere se questi eventi erano sicuri, stavamo solo informando i responsabili politici. Avevano il non invidiabile compito di valutare se il rischio individuato fosse sufficientemente basso da riportarci alla vita come una volta la conoscevamo.