Jak naukowcy mogą stwierdzić, czy ktoś złapał koronawirusa w klubie nocnym

Jak naukowcy mogą pomóc stwierdzić, czy ktoś złapał koronawirusa w klubie nocnym

Tłumy liczące ponad 13,000 XNUMX osób były w świetnym humorze na dwóch pilotażowych imprezach w Liverpoolu w klubie nocnym Circus oraz na festiwalu muzycznym Sefton Park Pilot na początku maja. Były one częścią brytyjskiego programu badań nad wydarzeniami, dając widzom przedsmak starej normy – zgromadzenie bez dystansu społecznego i zakrywania twarzy – aby zobaczyć, jaki wpływ mogą mieć imprezy masowe na rozprzestrzenianie się koronawirusa.

Uczestnicy musieli mieć niedawny negatywny test szybkiego przepływu bocznego, aby wykazać, że jest mało prawdopodobne, aby mieli COVID-19. Ale żaden test nie jest doskonały – wszystkie testy COVID-19, w tym testy przepływu bocznego, pominą niektóre przypadki. Możliwe więc, że niektórzy uczestnicy zostali zainfekowani i mogli zarazić innych. Jeśli podobne wydarzenia mają się wkrótce ponownie otworzyć, ważne jest, aby wiedzieć, jak wielkie jest to ryzyko.

Testy i statystyki pomogły nam się tego dowiedzieć. Każdy uczestnik przeszedł test przepływu bocznego w ciągu 36 godzin poprzedzających wydarzenie. Następnie poproszono ich o wykonanie innego rodzaju testu (test PCR, przy użyciu domowego zestawu, który jest wysyłany do laboratorium w celu analizy) zarówno w dniu wydarzenia, jak i pięć dni później.

Testy przepływu bocznego są proste. Szybko udzielają odpowiedzi tak lub nie, czy ktoś ma COVID-19, działając trochę jak test ciążowy.

Zastosowane testy PCR były nieco bardziej wyrafinowane. Wykazali nie tylko, czy ludzie byli pozytywni, ale także podali liczbę zwaną „próg cyklu” (Ct), która odzwierciedla ilość koronawirusa w wymazówce testowej danej osoby. Im niższa liczba Ct, tym większa ilość wirusa w organizmie, a więc prawdopodobnie bardziej zakaźna. (Negatywne wyniki PCR to te, w których Ct jest wyższe niż określony poziom.)

Wypracowanie czasu infekcji

Ocena, czy wydarzenie jest bezpieczne, wymaga użycia tych testów, aby ustalić, ile osób złapało wirusa podczas imprezy lub w jej pobliżu. Aby to zrobić, najpierw użyj testów kontrolnych, aby wkrótce potem dowiedzieć się, kto jest nosicielem infekcji. Następnie szacujesz, kiedy jakiekolwiek osobniki z wynikiem pozytywnym w teście złapały wirusa: przed, w trakcie lub po zdarzeniu.

Aby wywnioskować, kiedy wirus został wykryty, musisz zrozumieć dynamikę infekcji COVID-19. To całkiem proste. Wewnątrz organizmu COVID-19 ma dwie odrębne fazy: wykładniczy wzrost ilości obecnego wirusa, gdy się utrzymuje (ze spadkiem Ct) i wykładniczy spadek, gdy osoba zrzuca wirusa (ze wzrostem Ct).

Korzystając z istniejących danych i analizy wielu poprzednich infekcji, możemy wyliczyć średnią trajektorię infekcji COVID-19. Na wykresie ilość wirusa w organizmie w przypadku infekcji przeciętnego człowieka — mierzona liczbą Ct — wygląda jak czerwona linia poniżej.

Jeśli ktoś zwróci pozytywny wynik testu PCR po zdarzeniu, liczba Ct z jego testu może reprezentować jeden z dwóch punktów infekcji — jeden, gdy infekcja rośnie, a drugi, gdy spada.

Na przykład na powyższym wykresie, jeśli liczba Ct danej osoby wynosi C0, to jej test został wykonany albo w punkcie A w czasie (na osi X) albo w punkcie B. Ponieważ wiemy, ile czasu minęło między uczestnictwem w wydarzeniu i biorąc ich test PCR (reprezentowany przez Δ na wykresie), możemy spojrzeć wstecz, aby skończyć z dwoma szacunkami ich poziomu Ct podczas udziału w wydarzeniu: CA i CB. Daje nam to również dwie szacunkowe dane dotyczące stopnia infekcji, a zatem dwie szacunkowe dane dotyczące tego, kiedy zostały zainfekowane.

Ale co jest poprawne? Cóż, wiemy, że dana osoba musiała mieć negatywny test 36 godzin przed wydarzeniem, aby wziąć udział. Testy przepływu bocznego mogą być fałszywie ujemne, gdy ludzie mają niewielkie ilości wirusa w swoim ciele, ale znacznie rzadziej dają fałszywie ujemne, gdy ktoś ma wysokie miano wirusa.

Jeśli więc jeden z dwóch możliwych poziomów zakażenia w czasie zdarzenia – CA i CB – wskazuje na wysokie miano wirusa, a drugi nie, przypadek wysokiego miana wirusa może być prawdopodobnie zdyskontowany. Rzeczywiście, możemy użyć danych historycznych dotyczących dokładności testów przepływu bocznego, aby obliczyć prawdopodobieństwo, że test zwróci wynik negatywny, gdy liczba Ct była równa CA i CB, i użyć tego do powiedzenia nam, które z dwóch oszacowań dla kiedy bardziej prawdopodobne jest, że się zarazili.

Oznacza to, że dla każdej osoby, która uzyskała pozytywny wynik testu PCR po zdarzeniu, mamy najlepiej oszacowany czas, w którym złapała COVID-19. W przypadku osób, których szacowany czas infekcji jest przed zdarzeniem, zakładamy, że zarazili się wirusem w innym miejscu, a ich test przepływu bocznego nie wykrył infekcji – prawdopodobnie dlatego, że byli na wczesnym etapie infekcji, a więc nadal mieli tylko niski poziom ilości wirusa w ich ciele. Możemy również oszacować, kiedy ich wiremia osiągnęła szczyt, a tym samym jak bardzo byli zaraźliwi podczas wydarzenia.

A w przypadku tych, których czas infekcji wydaje się przypadać na lub bardzo krótko po wydarzeniu, możemy założyć, że zostali zarażeni podczas uczestnictwa. Następnie możemy porównać te dwie grupy — zakaźną i zarażoną — aby zobaczyć, jak dużo transmisji miało miejsce i jak ryzykowne było to zdarzenie.

Korzystając z tych technik, okazało się, że wydarzenia w Liverpoolu nie miały wpływu na rozprzestrzenianie się COVID-19 w rejonie Liverpoolu. Ale sprawdzając, czy te wydarzenia są bezpieczne, informowaliśmy tylko decydentów. Mieli nie do pozazdroszczenia zadanie oceny, czy zidentyfikowane ryzyko było wystarczająco niskie, aby przywrócić nas do życia, jakie kiedyś znaliśmy.