< Test

Test di raggruppamento ("pooling", "pooling"): perché e a quale scopo?

Testo aggiornato al 2020-10-07


Il pooling è l'uso di un singolo test diagnostico per analizzare una miscela di campioni provenienti da diversi individui. Il pooling accelera lo screening di massa, riduce i costi e previene le epidemie nelle comunità.

Inventato nel 1943 da uno statistico americano, Robert Dorfman, il principio del test di gruppo è semplice: invece di testare 100 campioni, si possono raggruppare in dieci gruppi (pool) di dieci e testare ogni gruppo. Se uno dei gruppi è positivo, almeno uno dei campioni contiene l'agente infettivo. Al contrario, se il pool è negativo, allora si può concludere che anche ogni campione nel pool deve essere negativo (se non ci sono falsi negativi, cioè un risultato negativo quando un individuo è portatore del virus).

Raggruppare i test, perché e per cosa?

Il metodo consente di risparmiare reagenti diagnostici costosi e probabilmente sotto tensione di alimentazione. Vedere la domanda Quale test utilizzare per scoprire se sono infetto da CoV-2-SARS?

La strategia dei test in pool è stata impiegata nel contesto dell'epidemia di COVID-19 già nel febbraio 2020 negli Stati Uniti. Condotto in diversi siti nella Baia di San Francisco, l'obiettivo era quello di stimare la prevalenza virale, cioè la frazione della popolazione infettata dal coronavirus SARS-CoV-2.

Negli Stati Uniti, l'American Center of Disease Control (CDC) distingue ora 3 tipi di utilizzo della tecnica di pooling, a seconda che si tratti di :

1) per la diagnosi individuale,

2) per lo screening di massa,

(3) per la sorveglianza delle epidemie

Parliamo di questi 3 usi qui sotto.

1) Uso nella diagnosi individuale

Il risultato di un test collettivo è per tutti gli individui del gruppo. Per identificare l'individuo o gli individui infetti, un primo metodo consiste nel testare ciascuno dei campioni dei gruppi identificati come positivi singolarmente.

Questo metodo, noto come metodo Dorfman, non è però il più efficace, in quanto richiede un nuovo ciclo diagnostico. Questo passo aggiuntivo aumenta notevolmente il tempo di rendering individuale.

Altri metodi consentono di combinare abilmente i campioni in più gruppi per ottenere una diagnosi individuale. Questi sono stati applicati nel contesto dell'epidemia di COVID-19, per esempio i metodi matrix-pooling, ipercubo e P-Best. Tutte queste tecniche sono più efficaci quando la percentuale di persone infette è bassa. Per il metodo Dorfman, la dimensione ottimale del gruppo è superiore a 5 se meno del 5% degli individui è infetto.

Il pooling è una tecnica che può causare falsi negativi a causa della diluizione della concentrazione virale del campione di un individuo infetto nel pool di campioni di individui non infetti.

2) Utilizzo per lo screening di massa

I test in pool permettono, a costi economici costanti, di testare un numero maggiore di individui e aprono la possibilità di effettuare test regolari in comunità a rischio (tipicamente Ehpad o centri di produzione alimentare).

Sono stati effettuati test collettivi di 5-30 campioni in ospedali e case di cura in Germania a scopo di prevenzione delle epidemie, portando il numero di persone sottoposte a test in queste strutture a 22.000 in un periodo che va dal 13 marzo al 29 aprile. Vedi la domanda Quali sono i rischi di falsi negativi nei test collettivi?

3) Utilizzo a fini di sorveglianza e prevenzione delle epidemie

Può essere interessante ottenere il risultato di un pool senza cercare di rintracciare l'individuo contaminato nel gruppo di prova. Un risultato positivo del pool potrebbe essere utilizzato per innescare una procedura di allarme e un rafforzamento delle procedure di sicurezza.

I modelli matematici mostrano come test raggruppati e ripetuti nel tempo consentano di individuare precocemente i casi presintomatici o asintomatici prima della diffusione dell'epidemia. Questo tipo di utilizzo dei test in piscina a fini di sorveglianza è simile a quello delle acque reflue.

L'Organizzazione Mondiale della Sanità sconsiglia il pooling per la diagnosi clinica dei soggetti sintomatici o per il follow-up dei casi di contatto, ma il CDC statunitense ritiene interessante il pooling per lo screening di massa. La Food and Drug Administration (FDA) ha anche approvato l'uso di test virologici in pool per un massimo di 4 campioni.

Per essere accettati meglio, i campioni utilizzati potrebbero essere prelevati da campioni di saliva. Vedere la domanda Quale campione testare per la presenza di coronavirus: rinofaringeo o buccale?

Per non sovraccaricare i laboratori medici, il CDC statunitense consente ad altre strutture (come i laboratori di ricerca non normalmente autorizzati per la diagnosi clinica) di eseguire questi test in gruppo, a condizione che i risultati non siano condivisi con i singoli individui.


facebook twitter linkedin

Fonti

Articolo storico con la dimensione ottimale nel caso di un test perfetto (senza aumentare il rischio di falsi negativi con le dimensioni della piscina).

Dorfman, R. (1943). L'individuazione di membri difettosi di grandi popolazioni. Annali di statistica matematica, 14(4), 436-440.

Il metodo di C. Gollier e O. Gossner, pubblicato all'inizio del contenimento, consiste nell'utilizzare test collettivi per consentire un deconfinamento più sicuro e permettere ai lavoratori di tornare sul posto di lavoro.

Gollier, C., & Gossner, O. (2020). Test di gruppo contro Covid-19. Covid Economics, 2.

Primo utilizzo ad oggi di test in pool su 2.888 campioni rinofaringei testati in gruppi di 10. I 3 positivi rilevati sono stati rilevati alla fine di febbraio 2020, il che permette di datare la comparsa dell'infezione virale nello stato della California.

Hogan, C. A., Sahoo, M. K., & Pinsky, B. A. (2020). Il pooling di campioni come strategia per rilevare la trasmissione della SARS-CoV-2 da parte della comunità. Jama, 323(19), 1967-1969.

Raccomandazioni del Center of Disease Control and Prevention of the United States of America, che formalizzano la distinzione tra diagnosi, screening e sorveglianza.

Guida provvisoria per l'uso delle procedure di pooling nella diagnosi, screening e test di sorveglianza della SARS-CoV-2, Centro per il controllo e la prevenzione delle malattie. 1° agosto 2020.

Implementazione del metodo Dorfman in gruppi di 8; 26.576 campioni da individui asintomatici, 31 (0,12%) campioni sono stati rilevati positivi al CoV2-SARS. Ciò corrisponde ad un aumento di 7,3 volte il numero di test.

Ben-Ami, R., Klochendler, A., Seidel, M., Sido, T., Gurel-Gurevich, O., Yassour, M., ... & Gertler, A. (2020). Implementazione su larga scala dell'estrazione di RNA in pool e RT-PCR per la rilevazione di SARS-CoV-2. Microbiologia clinica e infezioni, 26(9), 1248-1253.

Implementazione e discussione teorica di un metodo ipercubo.

Mutesa, L., Ndishimye, P., Butera, Y., Uwineza, A., Rutayisire, R., Musoni, E., ... & Musanabaganwa, C. (2020). Una strategia per trovare persone infettate dalla SARS-CoV-2: ottimizzazione dei test in pool a bassa prevalenza. arXiv preprint arXiv:2004.14934.

Implementazione pratica di un metodo di pooling combinato (P-Best) per esaminare 1115 membri del personale medico utilizzando solo 144 test.

Shental, N., Levy, S., Wuvshet, V., Skorniakov, S., Shalem, B., Ottolenghi, A., ... & Goldhirsh, M. (2020). Efficienti test SARS-CoV-2 ad alta produttività per il rilevamento di vettori asintomatici. Science Advances, 6(37), eabc5961.

Test in pool (dimensione da 5 a 20) in campioni di saliva del team dell'Università di Yale anche dietro il test SalivaDirect.

Watkins, A. E., Fenichel, E. P., Weinberger, D. M., Vogels, C. B., Brackney, D. E., Casanovas-Massana, A., ... & Cruz, C. S. D. (2020). Mettere in comune la saliva per aumentare la capacità di test della SARS-CoV-2. medRxiv.

Uno studio che ha condotto uno screening di massa per il CoV-2-SARS tra due coorti di individui asintomatici in Giappone, uno dei casi di contatto (161 individui) e l'altro di individui in quarantena negli aeroporti (1.763 individui). Lo studio indica una sensibilità complessiva del test RT-PCR con tamponi rinofaringei (NP) dell'86% rispetto al 92% con campioni di saliva. La specificità per entrambi i campioni è stata superiore al 99,9%.

Yokota, I., Shane, P. Y., Okada, K., Unoki, Y., Y., Yang, Y., Inao, T., ... & Nishida, M. (2020). Screening di massa di persone asintomatiche per la SARS-CoV-2 utilizzando la saliva.

Test collettivi (taglia da 5 a 30) in Germania, nel Saarland, per la prevenzione delle epidemie.

Lohse, S., Pfuhl, T., Berkó-Göttel, B., Rissland, J., Geißler, T., Gärtner, B., ... & Smola, S. (2020). Messa in comune di campioni per il test della SARS-CoV-2 in persone asintomatiche. Le malattie infettive della lancetta.

Articolo sulla modellazione del rischio di falsi negativi nei test in pool e applicazione alla sorveglianza epidemiologica di una comunità chiusa.

Brault, V., Mallein, B., & Rupprecht, J. F. (2020). Test di gruppo come strategia per il monitoraggio epidemiologico di COVID-19. arXiv preprint arXiv:2005.06776.

Raccomandazione dell'Organizzazione Mondiale della Sanità.

Organizzazione Mondiale della Sanità. (2020). Test diagnostici per la SARS-CoV-2: guida provvisoria, 11 settembre 2020 (n. WHO/2019-nCoV/laboratorio/2020.6). Organizzazione Mondiale della Sanità.

Modellare l'evoluzione della carica virale e il suo effetto sul tempo di rilevamento del virus attraverso una strategia di test dei cluster. Se il virus rimane rilevabile per una media di 14 giorni in un test RT-qPCR individuale, è rilevabile per 11,2 giorni in un test RT-qPCR collettivo di 25 campioni, cioè una riduzione di circa il 20% nel periodo di rilevabilità, di cui il 10% è nella parte finale dell'infezione.

Pilcher, C. D., Westreich, D., & Hudgens, M. G. (2020). Test di gruppo per la sindrome respiratoria acuta grave-coronavirus 2 per consentire un rapido scale-up dei test e la sorveglianza in tempo reale dell'incidenza. The Journal of Infectious Diseases, 222(6), 903-909.

Per saperne di più

Qual è il test per scoprire se sono infetto da CoV-2-SARS?

Cosa prelevare per testare la presenza del coronavirus: tampone nasofaringeo o prelievo orale?

Per quanto tempo il coronavirus rimane infettivo?

Quali sono i diversi tipi di test sierologici?