香港政府計畫在稍後實施全民新冠病毒檢測,以遏止社區內Omicron變種病毒不斷升級的第五波感染。
一項由香港大學(港大)、清華-伯克利深圳研究院(Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute),以及加州大學伯克利分校(University of California Berkeley)研究人員合作的研究顯示,通過高頻率的混合核酸和抗原檢測,可以有效減少總感染並有可能終結病毒SARS-CoV-2的傳播,措施在疫情爆發初期實施尤其有效。
研究結果已在《科學報告》(Scientific Reports)開放取用學術期刊發表。
全民檢測在重啟經濟和避免新的疫情爆發方面發揮著重要作用。例如,中國已採用全民檢測作為常規工具來快速抗擊疫情反彈,實現動態清零。在發生風險來源不明的社區傳播時,政府第一時間啟動全員核酸檢測,力爭在最短時間內鎖定感染範圍,切斷傳播鏈。2021年5月至6月,在人口超過1,700萬的深圳,當地政府利用基於核酸檢測(Dorfman pooling)方法,組織了兩輪全市全民檢測、五輪鹽田區檢測和四輪寶安區檢測,成功堵截新冠病毒死灰復燃,結束了疫情。
單獨的核酸測試是最準確的,但也是最昂貴的。混合核酸檢測(Dorfman pooling)被廣泛用於提高核酸檢測的效率。混合核酸檢測分兩個階段,第一階段中,來自多個個體的樣本被彙集在一個試管中進行測試,在這階段呈陽性的試管,檢測人員會啟動第二階段測試,覆檢組別中每個人的樣本,找出感染者。與核酸測試相比,抗原測試的敏感性較低,但可自我操作檢測,15至30分鐘便有結果。
在這項研究中,研究團隊基於2021年初在Omicron變體爆發之前的COVID-19病毒株,通過在一個100,000人口的社區中類比病毒傳播過程,評估了混合核酸(pooled核酸)檢測和抗原檢測的可行性和成本效益。在推算中,在檢測中被發現的無症狀患者會,以及出現症狀的患者會被隔離及從傳播鏈中移除。研究人員根據病毒流行情況,調整混合樣本量大小動態以保持高檢測效率。
研究結果顯示,檢測頻率、周轉時間和初始患病率顯著影響全民檢測的有效性。
高頻全民檢測可以逆轉COVID爆發
研究結果顯示,測試頻率對於全民檢測的成功至關重要。
在模型中,假設初始流行率為0.1%(人群中活躍病例的比例),再生數(單個感染者新感染的人數)為2.5,10萬居民社區的參與率為90%,如果每3天進行一輪檢測,使用混合核酸測試或抗原測試,社區傳播會在2至3個月內停止。
以較低頻率進行的測試只能部分緩解疫情,不能結束疫情。如果把抗原測試延長至14天進行一次,估算最終會有50%的人被感染。
在核酸檢測中混合多個樣本一起檢測可以節省資源。如果流行率低於0.1%,即只有極少數人群被感染,可以採用較大的檢測池進行第一階段檢測,以實現較高頻率的檢測。然而,隨著感染率的增加,要有效篩選感染者,需要採用較小的混合群組。
「要遏止新冠病毒傳播,檢測頻率至少要能夠使有效再生數低於1。再生數越大,檢測頻率就應該越高。」論文共同作者、清華 - 伯克利深圳研究院研究人員俞佳莉說。
「高頻率的檢測可以快速識別出感染者並降低感染率。隨著感染率的降低,混合核酸檢測的最佳樣本數也相應地增加,檢測頻率可以進一步提高。」論文另一共同作者、加州大學伯克利分校土木與環境工程系研究人員黃一多說。
研究結果應用於遏止香港疫情
香港政府計畫結合核酸和抗原檢測,在短時間內作多輪測試,以遏止病毒在社區蔓延並達至動態清零。
「香港目前的流行率相對高,結合混合核酸和抗原檢測來實現高檢測頻率是可行的方案。」 論文通訊作者、港大副校長(研究)申作軍教授說。
申教授建議,香港的核酸測試可採用較小5人一組的檢測池。在採樣時,每位居民會同時收集配對的兩份樣本:一份樣本用於第一階段的混合測試,另一份用於必要時(若第一階段為陽性)第二階段的確認測試。
火眼實驗室重啟後,香港的檢測能力目前大約是每天30萬支單管。到3月中,團隊估計在中央政府調動的流動實驗室的支持下,檢測力可提升至每天70萬支單管,檢測池以5人一組,可把350萬人納入測試。
現時群眾和政府廣泛採用快速抗原檢測,對陽性患者作初步篩選並隔離,這有望降低感染率。至開展全民檢測,團隊以大約2%至5%的感染率估算,採用5合1混合檢測,4至5天可完成第一輪混合核酸檢測。若感染率下降至2%以下,可考慮混合10個樣本,一輪測試只需2至3天。
研究團隊建議在疫情發展初期,應盡早進行全民核酸檢測。在中國大陸,一旦發生風險來源不明的社區傳播,各地都第一時間啟動全員核酸檢測,至少進行三輪檢測。2021年9月後,中央要求內地500萬人口以下城市應在2天內完成全員核酸檢測,500萬及以上人口的城市應在3天內完成全員核酸檢測。在資源有限的情況下,混合核酸測試的最大群組可以提高至20個樣本。
《科學報告》刊登文章 “Optimizing and evaluating PCR-based pooled screening during COVID-19 pandemics”,請按此瀏覽。
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