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Falsi positivi, falsi negativi, sensibilità, specificità dei test COVID: cosa significa?

Testo aggiornato al 2020-12-04


Dopo aver eseguito il test per il rilevamento del coronavirus responsabile del COVID-19 (o un'altra malattia contagiosa), si può appartenere a uno dei seguenti quattro gruppi:

L'obiettivo dei test di screening è individuare il maggior numero possibile di persone che potrebbero essere infette, al fine di isolarle ed evitare che contagino altre persone. Ad esempio, possiamo pensare a dei test effettuati all'ingresso di uno stadio per una partita di calcio. Vogliamo essere sicuri che tutte le persone infette siano identificate. Ciò che vogliamo massimizzare in questo caso è quindi la sensibilità, cioè la proporzione di veri positivi tra tutti gli individui infetti (VP/(VP+FN)). Questa è la probabilità che un test sia positivo se una persona è infetta: più alta è la probabilità, più il test è sensibile. Nel caso del COVID-19 la sensibilità non è l'unico parametro importante da considerare nella gestione dell'epidemia, ma i test devono anche essere rapidi ed effettuati su un gran numero di persone, come spiegato di seguito.

L'obiettivo dei test diagnostici è quello di effettuare una diagnosi, ovvero di scoprire se una persona è infetta. È quindi importante che la malattia venga individuata con esattezza. Vogliamo assicurarci di identificare corettamente le persone che non sono infette. In questo caso si vuole quindi massimizzare la specificità, la proporzione di veri negativi tra tutti i non infetti (VN/(VN+FP)). Questa è la probabilità che un test sia negativo se effettuato su una persona non infetta: più alta è la probabilità, più specifico è il test.

Per valutare un test, è necessario considerare sia la sua specificità che la sua sensibilità. Presi separatamente, questi due parametri sono privi di significato. Ad esempio, se la sensibilità è del 100% e la specificità è del 50%, tutte le persone infette saranno rilevate come positive, ma anche molte persone non infette risulteranno positiven al test (falsi positivi). L'ideale è scegliere un test che ottimizzi sia la sensibilità che la specificità

I concetti di sensibilità e specificità sono utilizzati per i test dicotomici (sì/no, positivo/negativo), ma i risultati di molte misurazioni in laboratorio sono conitnui. La soglia di un test (il valore al quale un test è considerato positivo) influenza la sua sensibilità e specificità. Il valore di questa soglia dipende fortemente dall'uso che si intende fare del test. Modificare la soglia può rendere un test più sensibile, ma al tempo stesso meno specifico. L'aumento della sensibilità di un test avviene solitamente a scapito della sua specificità e viceversa.

Nel caso dei test per il COVID-19 ci sono diversi reagenti e protocolli. Non esiste uno standard comune tra laboratori e paesi diversi sul valore soglia tra un test negativo e uno positivo. 

A seconda dell'uso previsto per il test, si cercherà di ottenere una migliore sensibilità o specificità. In Francia, l'Haute Autorité de la Santé ritiene che i test diagnostici per il COVID-19 debbano avere una specificità di almeno 99% e una sensibilità di almeno 80%.

Nel caso del COVID-19 si possono distinguere tre tipi di screening e utilizzo dei test:

(1) utilizzo per la sorveglianza e la prevenzione delle epidemie. Vengono effettuati test di screening per adeguare lo stato di emergenza e le misure di sicurezza al numero di casi. Non si cerca necessariamente di risalire alle persone positive.
(2) screening di massa. Esempi sono i test regolari in comunità a rischio (personale sanitario, case di riposo, campus universitari o centri di produzione alimentare).
(3) screening puntuali prima di un assembramento. Per esempio prima di una riunione familiare o di un cocktail party alla Casa Bianca.

I primi due casi riguardano screening su larga scala in un breve periodo di tempo. Per raggiungere migliaia o addirittura milioni di persone, i dati attuali indicano come approccio migliore i test di gruppo e l'uso di test sulla saliva. Vedi le domande Quali approcci potrebbero accelerare lo screening su larga scala? e Perché fare test di gruppo ("pooling")? Nel terzo caso, lo scopo principale è garantire che non vi siano partecipanti infetti al raduno, anche se ciò significa escludere delle persone erroneamente positive. In questo caso, si preferiscono test ad alta sensibilità.


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Fonti

Articolo che spiega i concetti di specificità e sensibilità con degli schemi.



Loong, T. W. (2003). Understanding sensitivity and specificity with the right side of the brain. Bmj, 327(7417), 716-719.

Articolo di sintesi che spiega test e programmi di screening.



Guessous, I., Cornuz, J., Gaspoz, J. M., & Paccaud, F. (2010). Dépistage: principes et méthodes: Dépistage. Revue médicale suisse, 6(256), 1390-1394.

Alla fine di settembre 2020 in Francia l'Haute Autorité de la Santé ha espresso un parere favorevole all'uso di test antigenici su tamponi nasofaringei per persone che presentano sintomi di COVID-19 (febbre, tosse secca, perdita dell'odorato o del gusto...) se i test hanno sensibilità minima superiore all'80% e specificità minima superiore al 99%.

Opinione dell'Haute Autorité de la Santé del 9 ottobre 2020.

Articolo del New York Times che spiega che negli Stati Uniti vengono presi in considerazione diversi valori soglia in stati diversi e che questo influenza la stima del numero di persone positive al COVID-19.

Mandavilli, A. (2020). Your Coronavirus Test Is Positive. Maybe It Shouldn’t Be. New York Times. Updated 17 Sept 2020.

Raccomandazione della Società Francese di Microbiologia (SFM) di fine settembre 2020 che propone un algoritmo e un valore di cut-off per i test COVID-19 nel tentativo di omogeneizzarne i risultati.

https://www.sfm-microbiologie.org/wp-content/uploads/2020/10/Avis-SFM-valeur-Ct-excre%CC%81tion-virale-_-Version-Finale-07102020-V3.pdf

La Food and Drug Administration (FDA) negli Stati Uniti distingue tre tipi di test per il COVID-19: di sorveglianza, di screening e test diagnostici.

Sito web della FDA. Usi dei test per COVID-19: FAQ sui test per SARS-CoV-2. Ultimo accesso 1 dicembre 2020.

Modellizzazione di diverse strategie di screening per il COVID-19 a seconda della frequenza dei test (da giornaliero a bimensile), della velocità di comunicazione dei risultati (e quindi del tempo che intercorre tra il test e l'isolamento di una persona positiva) e della sensibilità dei test (carica virale minima rilevata). I ricercatori concludono che per il controllo dell'epidemia è più importante avere test virologici regolari e risultati rapidi che test estremamente sensibili. Tuttavia, i test devono essere effettuati molto regolarmente (il modello prevede test ogni giorno, ogni 3 giorni o ogni settimana), che richiede grandi spese e sforzi logistici.

Larremore, D. B., Wilder, B., Lester, E., Shehata, S., Burke, J. M., Hay, J. A., ... & Parker, R. (2020). Test sensitivity is secondary to frequency and turnaround time for COVID-19 surveillance. MedRxiv.

In Cina, a metà ottobre 2020, più di 10 milioni di persone sono state sottoposte a test per il COVID-19 in 5 giorni grazie a 4090 siti di test a Qingdao e nelle zone limitrofe. Tutti i residenti sono stati contattati per eseguire il test. Le informazioni di registrazione comprendevano il numero di carta d'identità, l'indirizzo e il numero di telefono. Sono stati effettuati tamponi nasofaringei. Per ridurre i tempi di elaborazione e risparmiare risorse è stato scelto un approccio di raggruppamento dei test, con ogni "pool" contenente i campioni di 3-10 persone (3 per casi di contatto di persone infette, 5 per pazienti ricoverati e personale sanitario, e 10 per membri di una stessa comunità). In caso di positività di un pool di campioni, ogni persona del gruppo era testata individualmente.



Xing, Y., Wong, G. W., Ni, W., Hu, X., & Xing, Q. (2020). Rapid Response to an Outbreak in Qingdao, China. New England Journal of Medicine, e129.

Screening regolare e di massa degli studenti della Duke University negli Stati Uniti: 10.265 studenti si sono sottoposti al test 68.913 volte e 84 sono risultati positivi, la metà dei quali era asintomatica. I test sono stati eseguiti su un pool di tamponi nasofaringei.



Denny, T. N., Andrews, L., Bonsignori, M., Cavanaugh, K., Datto, M. B., Deckard, A., ... & Haase, S. B. (2020). Implementation of a pooled surveillance testing program for asymptomatic SARS-CoV-2 infections on a college campus—Duke University, Durham, North Carolina, August 2–October 11, 2020.


Per saperne di più

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

Quali sono i diversi tipi di test sierologici?

Quali sono i test per scoprire ho già avuto il COVID-19?

Perché fare test di gruppo ("pooling")?

Cosa testare per rilevare il COVID-19: tamponi nasofaringei o prelevamenti orali?

Quante persone infette non presentano sintomi?

Quali approcci potrebbero accelerare lo screening su larga scala?

Come prepararsi per un test COVID-19 rinofaringeo? E in particolare per le persone non autosufficienti (bambini, anziani o disabili)?