Profesor farmakologije sa zagrebačkog Medicinskog fakulteta, dr. sc. Vladimir Trkulja, za Index je napisao članak o masovnom testiranju na koronavirus postojećim dijagnostičkim testovima, odnosno o (bes)korisnosti takve ideje.
UZ RAZMJERNO povoljan razvoj epidemiološke situacije u Hrvatskoj, u najavi su (a i u tijeku) određena popuštanja mjera socijalnog distanciranja. U tom kontekstu više je puta spomenuto planirano nešto opsežnije testiranje „u populaciji“ primjenom tzv. seroloških testova.
Što su serološki, a što postojeći dijagnostički testovi?
To su laboratorijski testovi koji u krvi ljudi nastoje detektirati prisustvo specifičnih protutijela na određeni uzročnik. Za neke bolesti (primjerice infektivnu mononukleozu) i njihovog (virusnog) uzročnika na temelju količine i tipova protutijela (uz kliničku sliku) postavlja se dijagnoza bolesti. No u kontekstu covid-19 infekcije, ti su testovi spomenuti kao metoda kojom bi se u populaciji probalo procijeniti koliki je njen dio bio u kontaktu s virusom (bez obzira na to jesu li bili bolesni ili ne) – drugim riječima, test bi, na temelju detekcije protutijela, identificirao ljude s nekim „prošlim kontaktom“ s virusom i tako pomogao zaključiti u kojoj je mjeri stanovništvo imalo iskustvo kontakta s virusom.
Istodobno, međutim, čuje se dosta komentara ili naznaka o masovnijoj primjeni postojećeg dijagnostičkog testa za covid-19 (treba li to raditi više, bi li to bilo bolje i slično). Taj se test temelji na prepoznavanju virusnog genskog materijala (virusne ribonukleinske kiseline, RNA) u uzorcima biološkog materijala uzetog od ljudi (primjerice brisa ždrijela), i to tako da prepoznaje najmanje 2 ili 3 njegova dijela koja su upravo specifična za taj virus (nema ih u sličnim virusima). Kada se u uzorku prepozna takav kombinirani signal određene jačine – test „javlja“ pozitivan rezultat te se zaključuje da je uzorak pozitivan na covid-19.
Kako se, tijekom razvoja, evaluiraju dijagnostički testovi?
Razvoj bilo kojeg dijagnostičkog testa, primjerice laboratorijskog, prilično je složen i dosta dugotrajan proces – ako se želi doista razviti pomagalo na koje se čovjek može pouzdati. U slučaju testa za covid-19 infekciju, sve se odigralo doista zapanjujućom brzinom. Prvi korak, tj. definiranje onoga što bi test trebao „detektirati“ (dakle, tehnički dio), iako složen, odrađen je unutar kojih mjesec dana ili nešto više – identificirane su „mete“ koje treba prepoznati, stvoreni „detektori“ koji te specifične mete prepoznaju i osmišljen je način kako da se „prepoznavanje“ pretvori u signal koji se može mjeriti. U standardnom, uobičajenom postupku evaluacije dijagnostičkih testova, idući korak jest procjena dijagnostičkih performansi testa – koliko dobro razlikuje ljude koji su inficirani od onih koji nisu (diskriminativnost). Jedini način da se to procijeni jest da se ispita koliko dobro prepoznaje ljude za koje znamo da jesu inficirani i koliko dobro prepoznaje ljude za koje znamo da nisu inficirani.
Taj se postupak zapravo svodi na procjenu dva tipa vjerojatnosti. Prvi se zove senzitivnost. Senzitivnost je vjerojatnost da test one ljude za koje izvjesno znamo da su zaraženi - npr. imaju sve tipične simptome bolesti, kliničke i radiološke (a moguće je i da im je u biološkom materijalu identificiran cijeli genski materijal virus; to je proces koji traje danima; upravo stoga je i potreban brži i jednostavniji dijagnostički test) - prepozna kao takve. Recimo da uzmemo takvih 100 ljudi i svima se napravi test. Senzitivnost je jednostavan udio (postotak) = broj ljudi s pozitivnim rezultatom testa/broj ukupno testiranih. Recimo da 95/100 izvjesno zaraženih ima pozitivan test: kažemo da je senzitivnost testa 95%.
Drugi tip vjerojatnosti koji se želi procijeniti zove se specifičnost. Specifičnost je vjerojatnost da test one ljude za koje izvjesno znamo da nisu zaraženi (npr. nemaju nikakvih simptoma, po svim su mjerilima zdravi, u bližoj i široj obitelji/okolici nema oboljelih) ispravno prepozna kao takve. Recimo da je i takvih ljudi 100 i svima se napravi test. Specifičnost je (ponovno) jednostavan udio (postotak) = broj ljudi s negativnim testom/broj ukupno testiranih. Recimo da 95/100 izvjesno nezaraženih ima negativan test: kažemo da je specifičnost testa 95%.
Stvari nisu onakve kakvima se čine
Prema dokumentaciji o testu koja je javno dostupna, test izvjesno specifično prepoznaje Covid-19 dijelove RNA, tako da o tome nema nikakvih dvojbi, no nigdje se ne može naći jasan podatak o specifičnosti i senzitivnosti koje bi bile utvrđene na opisani način. Stoga se ovdje o tome ne može pouzdano govoriti, ali pretpostavimo da su mu senzitivnost i specifičnost svaka po 95% (iako, po svemu su sudeći te vrijednosti vjerojatno nešto niže). No, rekoh, pretpostavimo da su i senzitivnost i specifičnost po 95%. Doista - intuitivno je pomisliti kako je to upravo odlično jer nam omogućuje da s visokom vjerojatnošću (dakle, pouzdano) vrlo jednostavno prepoznajemo zaražene i nezaražene.
No – to zapravo nije baš posve tako.
U iduća dva odlomka pokušava se objasniti: 1. zašto „masovno“ testiranje populacije (bez obzira na epidemiološke i kliničke podatke o svakom pojedincu) testom koji ima senzitivnost i specifičnost od 95% ne bi imalo smisla, tj. ne bi pomoglo pouzdanosti zaključka da netko jest ili nije zaražen, pa stoga ne bi bilo ni od kakve koristi ni za zajednicu ni za testiranog pojedinca; 2. koje su to okolnosti u kojima test ipak „ima smisla“ – koja mu je zapravo svrha?
Zašto bi masovno testiranje svih po redu, bez obzira na epidemiološke i kliničke podatke, bilo beskorisno?
Potrebno je čas zastati i promisliti: u procesu evaluacije testa uzimaju se ispitanici za koje znamo da jesu ili nisu zaraženi i gleda se kako ih test „prepoznaje“. Međutim, u primjeni testa u medicinskoj praksi situacija je ponešto drugačija: na testiranje dolaze ljudi za koje NE ZNAMO jesu li zaraženi ili nisu. Želimo primijeniti test ne bi li nam pomogao u zaključivanju koje je stanje tih ljudi (zaraženi ili nisu?). Izvjesno je da će nam test koji ima visoku senzitivnost i specifičnost bolje pomoći od nekog testa kojem su te vrijednosti niske – tj. bolje će „podići vjerojatnost“ da naš zaključak bude točan. Međutim, to svojstvo korisnosti testa u donošenju vjerojatno točnog zaključka ne ovisi samo o senzitivnosti i specifičnosti testa.
Naime, mi zapravo želimo znati ovo: a) ako je rezultat testa pozitivan, kolika je vjerojatnost da je čovjek zaista zaražen? Ta se vjerojatnost zove pozitivna prediktivna vrijednost testa (PPV). Za test koji, primjerice, ima PPV 95% vrijedi ovo – ako je test pozitivan, 95% je vjerojatno (sigurno) da je čovjek zaražen. Pri tome, ako test i jest pozitivan, 5% je vjerojatno da nije zaražen (100-PPV= 5%); b) također, želimo znati – ako je rezultat testa negativan, kolika je vjerojatnost da čovjek zaista nije zaražen? Ta se vjerojatnost zove negativna prediktivna vrijednost testa (NPV). Za test koji, primjerice, ima NPV 95% vrijedi: ako je test negativan, 95% je vjerojatno (sigurno) da čovjek nije zaražen. Pri tome, ako test i jest negativan, 5% je vjerojatno da čovjek ipak jest zaražen (100-NPV= 5%).
Prediktivna vrijednost testa ne ovisi samo o senzitivnosti i specifičnosti samog testa
Poanta cijele priče jest u tome da pozitivna i negativna prediktivna vrijednost nekog testa (PPV i NPV), pa i ovoga za covid-19 – a to nam je od ključne važnosti za praksu – ne ovise samo o senzitivnosti i specifičnosti samog testa, dakle, ne ovise samo o njegovim inherentnim svojstvima. PPV i NPV uvelike i kritično ovise o prevalenciji zaraženih među ljudima koje testu podvrgavamo. Prevalencija je isto udio ili postotak = udio (postotak) zaraženih među svim onima koje namjeravamo testirati.
Formule na temelju kojih se iz senzitivnosti i specifičnosti testa i (očekivane) prevalencije zaraženih u populaciji koju želimo testirati računaju karakteristike od kritične važnosti – PPV i NPV – malo su kompleksnije i ovdje ih možemo preskočiti. Međutim, u tablici 1 prikazane su vrijednosti PPV-a (pozitivna prediktivna vrijednost) i NPV-a (negativna prediktivna vrijednost) za test koji ima senzitivnost i specifičnost od po 95% (recimo da je to karakteristika postojećeg dijagnostičkog testa za covid-19) – kad bismo se upustili u testiranje opće populacije ljudi, neovisno o tome imaju li ili ne simptome, jesu li ili nisu imali kontakte s oboljelima, i tome slično, dakle, kad bismo krenuli u „testiranje svih po redu“ – uz pretpostavku da je udio zaraženih ljudi u populaciji Hrvatske 0,1% (to bi odgovaralo broju od 4000 zaraženih među svim stanovnicima Hrvatske) ili 1% (to bi odgovaralo broju od oko 40000 zaraženih među svim stanovnicima Hrvatske). Podaci u tablici 1 su odgovor na pitanje zašto takvo testiranje ne bi imalo nikakvog smisla, tj. ne bi bilo od koristi ni za zajednicu ni za pojedinca (tj. zašto je korist testa u takvim uvjetima – nikakva).
Tablica 1. Pozitivna (PPV) i negativna (NPV) prediktivna vrijednost hipotetskog testa za covid-19 infekciju sa specifičnošću i senzitivnošću od 95% - u slučaju „masovnog“ testiranja ljudi u općoj populaciji neovisno o epidemiološkoj anamnezi i kliničkom statusu (testiraju se svi „redom“, bez obzira na simptome, kontakte i slično), uz pretpostavku da je u „općoj populaciji“ prevalencija zaraženosti (udio zaraženih u sveukupnom broju stanovnika Hrvatske) 0,1% ili pak 1%.
Uz pretpostavljenu prevalenciju od 0,1% (što odgovara broju od 4000 zaraženih u Hrvatskoj), PPV iznosi samo 1,9% - to znači: ako gledam samo rezultat testa, ako je test pozitivan, vjerojatnost da je čovjek doista zaražen je samo 1,9%! A 98,1% je vjerojatno da nije zaražen! Kakva je korist od toga? Nikakva – samo moguća, nazovimo je, šteta (primjerice, čovjek mora u samoizolaciju, najvjerojatnije bespotrebno).
Ako je stvarni udio zaraženih u populaciji 1%, PPV je veća, ali iznosi (opet) samo 16,1%. Dakle, ako je test pozitivan, a pouzdajem se isključivo u test, vjerojatnost da je čovjek doista zaražen je samo 16,1% (a 83,9% je vjerojatno da nije)!. Korist? Nikakva! Međutim, u oba ta scenarija NPV testa je gotovo 100%. Drugim riječima, ako je test negativan – 100% je sigurno da čovjek nije zaražen! Međutim – i tu postoji „kvaka“. Ako se pouzdajem samo u test, bez ikakvih drugih podataka, onda je sasvim lako moguće da promakne netko tko bi „sutra ujutro“ bio pozitivan (jer je, npr., prije koji dan bio u kontaktu s nekim oboljelim).
Sveukupno – masovno testiranje svih „po redu“ bez uvida u epidemiološke i kliničke podatke za svakog pojedinog čovjeka – ne bi polučilo nikakvu praktičnu korist: ne bi se bilo moguće pouzdati ni u pozitivan rezultat testa (te zaključiti da je čovjek zaražen) ni u negativan rezultat testa (jer okolnosti testiranja ne uzimaju u obzir bitne epidemiološke čimbenike). Dapače, kako je naznačeno, i za pojedinca i za zajednicu, pouzdavanje samo u te rezultate moglo bi biti vrlo štetno.
Koje su to okolnosti u kojima test ipak ima smisla i koja mu je svrha?
Ponavljanje sintagme „epidemiološki i klinički podaci za pojedinca“ u prethodnom dijelu teksta jasno naznačuje: test ima smisla i koristan je (i to vrlo) samo ako ga se provodi i tumači u svjetlu epidemioloških i kliničkih podataka za svakog čovjeka. Tada je dio dijagnostičke trijade epidemiologija-klinika-laboratorijski test. Naime, epidemiološki podatak o mogućem relevantnom kontaktu ili simptomi koji klinički odgovaraju virusnoj infekciji dišnog sustava – pobuđuju sumnju (odnosno generiraju određenu vjerojatnost da se radi o zaraženosti covidom-19) – a pogotovo njihova kombinacija. Zašto nam je test tada potreban (ako čovjek već ima „relevantan“ epidemiološki podatak i kliničke simptome)? Potreban je jer „relevantan“ epidemiološki podatak nikako ne isključuje mogućnost i neke druge bolesti; baš kao ni simptomi infekcije dišnog sustava. Nedavna analiza rezultata 30-ak studija s oko 60.000 oboljelih iz cijelog svijeta jasno je pokazala – infekcija covidom-19 klinički je posve slična bilo kojoj drugoj virusnoj infekciji tog sustava (ili infekciji nekim atipičnim bakterijama). Nije ih moguće razlikovati.
Stoga je upravo dijagnostički test „točka na i“ u cijelom procesu. To je važno znati i zbog pojedinca (nadzor, liječenje) i za zajednicu (spriječiti dalje širenje infekcije – virus je prilično zarazan, a nekim ljudima možda načiniti doista velike probleme). Test tada itekako ima smisla i važan je. I tako se trenutno (uglavnom) i koristi. Za ilustraciju evo nekoliko realnih, svakodnevnih situacija. Tko se trenutno testira? Generalno govoreći, testiraju se: 1. ljudi bez simptoma, ali je jasno utvrđen epidemiološki važan kontakt, tako da je proteklo dovoljno vremena da bi se mogla očekivati manifestacija (tj. ne radi se o „jutrošnjem kontaktu“, a test je poslijepodne). Čini se razumnim pretpostaviti da je među takvim ljudima stvarna stopa zaraženosti oko 10%; 2. ljudi koji imaju vrlo indikativnu kliničku sliku, bez očitih drugih mogućih uzroka, no epidemiološka pozadina nije posve jasna. Razumno je pretpostaviti da je među takvim ljudima stvarna stopa zaraženosti oko 50%; 3. ljudi koji imaju jasnu kliničku sliku i jasno utvrđen relevantan epidemiološki kontakt.
Pozitivan test sam po sebi nije uvjerljiv dokaz, ali...
Razumno je pretpostaviti da je stvarna stopa zaraženosti među njima i oko 90%. Kako pokazuju brojke u tablici 2, ni u ovim scenarijima situacija nije idealna – ni za jednu pretpostavljenu prevalenciju nema kombinacije u kojoj su i PPV i NPV istodobno 100% (ili blizu), tj. da pozitivan test apsolutno znači „zaraženost“, a negativan da apsolutno znači „nije zaražen“. Međutim, sada se rezultati sagledavaju u cjelokupnom kontekstu epidemioloških i kliničkih znakova pa je i korist samog testa drugačija i bitna. Evo zašto.
Uz pretpostavljenu prevalenciju zaraženih (među testiranima) od 10% (primjerice, ljudi za koje je jasno utvrđen epidemiološki relevantan kontakt, ali nema simptoma, iako vremenski okvir odgovara) pozitivan test sam po sebi nije uvjerljiv dokaz zaraženosti (PPV je svega 68%), no ako se sagleda u svjetlu epidemioloških podataka, onda cijeli „paket“ ipak jako naznačuje mogućnost toga, pa će čovjek biti preventivno izoliran i motren još neko vrijeme, a test se može i ponoviti. Međutim, negativan test (NPV je gotovo 100%) „dodan“ na protok vremena od kontakta i izostanak simptoma, zapravo apsolutno isključuje zarazu covidom-19 . To je važno za daljnji postupak s tom osobom i njezinu osobnu „korist“ (primjerice, psihičko olakšanje, nema samoizolacije i slično), kao i za zajednicu (isključen mogući daljnji izvor infekcije).
Tablica 2. Pozitivna (PPV) i negativna (NPV) prediktivna vrijednost hipotetskog testa za covid-19 infekciju sa specifičnošću i senzitivnošću od 95% - u slučaju kada se testiraju ljudi u kojih na temelju epidemiološkog izvida i/ili kliničkih simptoma postoji (a priori) visoka vjerojatnost da doista jesu zaraženi covidom-19, uz pretpostavke prevalencije zaraženosti od 10%, 50% i 90%.
Uz pretpostavljenu prevalenciju zaraženih (među testiranima) od 50% (primjerice, ljudi koji imaju vrlo indikativnu kliničku sliku, bez očitih drugih mogućih uzroka, no epidemiološka pozadina je nejasna), pozitivan test sam po sebi s visokom vjerojatnošću potvrđuje infekciju (PPV je 95%), a pogotovo kad se sagleda u „paru“ s postojećim simptomima. To je važno na individualnoj razini (ovisno o težini simptoma, bit će mu pružena odgovarajuća skrb) i na razini sustava i zajednice. Negativan test sam po sebi visoko vjerojatno isključuje covid-19 infekciju (NPV je 95%). Ipak, jasno je da je oprez potreban, uključujući i mogući ponovni test, budući da je vjerojatnost da se ipak radi o covid-19 infekciji još uvijek oko 5% (100-NPV=5%) – ako se pouzdajemo u sam test, a pogotovo imajući na umu i prisustvo simptoma.
Konačno, uz pretpostavljenu prevalenciju zaraženih (među testiranima) od 90% (primjerice, ljudi sa simptomima i potvrđenim ili visoko suspektnim relevantnim epidemiološkim kontaktom), pozitivan test je apsolutna potvrda covid-19 infekcije (važnost toga je jasna). Negativan test, međutim, malo znači. Takvu je osobu racionalnije smatrati ipak zaraženom (unatoč negativnom testu), a test je moguće i ponavljati.
Tri ključne točke
Sve navedeno može se sažeti u nekoliko temeljnih natuknica:
1. Kao i praktično svaki dijagnostički postupak u medicini, i dijagnosticiranje infekcije covidom-19 jest postupan proces koji se sastoji od nekoliko jednako važnih elemenata. Laboratorijski dijagnostički test samo je jedan korak u procesu. Ovdje je pretpostavljeno da su senzitivnost i specifičnost 95%, no vjerojatno su te vrijednosti i nešto niže.
2. Uz raspoložive druge mjere, svojstva bolesti i stupanj raširenosti, masovno testiranje opće populacije, bez obzira na epidemiološka i klinička svojstva pojedinaca, bilo bi vrlo neučinkovit pothvat, nikakve „isplativosti“ (zaključak „pozitivnosti“ bio bi vrlo nepouzdan; a uz zaključak „negativnosti“ mogli bi u velikom broju promaknuti i ljudi koji potom postaju izvor širenja zaraze).
3. Način na koji se testiranja trenutno provode omogućuje najveću korist koju test može ponuditi – a ona izrazito ovisi o epidemiološkim i kliničkim podacima.