В этом посте рассматриваются возможные подводные камни домашнего тестирования на ВИЧ. Это дает повод написать немного обидную колонку по математике скрининговых тестов.

Мой друг и соавтор А. Дэвид Палтиель прилетел из Йельского университета, чтобы поговорить с моими студентами из Чикагского университета. Дэвид является национальным экспертом по оценке эффективности затрат на здравоохранение, особенно в вопросах, связанных с ВИЧ. Например, эта прекрасная статья в Медицинском журнале Новой Англии показала, что скрининг на ВИЧ среди населения удивительно рентабелен даже в группах с относительно низким уровнем риска.

В значительной степени благодаря этому анализу Центры по контролю и профилактике заболеваний внесли изменения в национальные руководства, чтобы способствовать гораздо более агрессивному скринингу (широкому обследованию) на ВИЧ широких слоёв населения. Поэтому, если врач первичной медицинской помощи или медсестра отделения неотложной помощи спросят Вас, хотите ли Вы пройти тестирование на ВИЧ, то в этом “виноват” Палтиел.

Мы с Дэвидом опубликовали соответствующую работу по вопросам, связанным с домашними тестами на ВИЧ, которые в настоящее время находятся на рассмотрении FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами). (См. отличный комментарий Валенски и Палтиель здесь.)

Если проще, то идея в том, что Вы можете пойти в аптеку и купить набор тестов на ВИЧ примерно за 40 долларов (250 руб.). Проведите одним из них по деснам вокруг своего рта. Примерно через 20 минут с впечатляющей «точностью» (через минуту я объясню, почему обычное слово «точность» – это очень скользкий способ описания скрининговых тестов), тест покажет, инфицированы Вы ВИЧ или нет.

Примером естественной группы клиентов этой аптеки могут быть вечно влюбленные студенты Чикагского университета. Вот они идут на свидание. Всё идёт прекрасно…. Они покупают пару наборов тестов (возможно, даже один набор на двоих – это же так романтично!) для быстрого теста на ВИЧ. Если тесты покажут, что всё хорошо… то, можно быть готовым к любым сценариям: “Любовь прекрасна, когда безопасна!”

Является ли этот тест хорошей идеей? В некотором смысле, да. Это делает тестирование на ВИЧ обычным делом, не чем-то вон выходящим. Тот у кого не было возможности сдать анализы, получает эту возможность.

Но есть множество причин для беспокойства.

Одна проблема касается способности не специально обученного правильно провести тест, не испортить его. Второй вопрос касается того, приведут ли домашние тесты на ВИЧ к тому, что люди перестанут обращаться в медицинские учреждения, которые могли бы обеспечить более качественное консультирование и при необходимости необходимую медицинскую помощь, наблюдение, дополнительную диагностику после тестирования.

Но пока давайте просто сосредоточимся на базовой математике теста игнорируя вышеупомянутые проблемы.

Конечно, здесь мы ведём речь о тестах на ВИЧ, но похожая математика применима ко многим подобным ситуациям: не только к различным медицинским тестам, но также как и методика проверки, используемая органами социального обеспечения детей для выявления жестокого обращения с родителями, алгоритмы, используемые Visa для принятия решений, например: “Является ли данная транзакция мошеннической?” и во многих других.

По сравнению с вышеупомянутыми ситуациями тесты на ВИЧ удивительно хороши.

Предположим, что в реальных условиях определенный тест обладает чувствительность 99,3%. Это означает, что если Вы действительно инфицированы ВИЧ, то Ваш шанс увидеть нежелательную вторую красную полосу 99,3%. Конечно, в этой ситуации также есть вероятность ложного минуса в 0,7%.

Кроме того, предположим, что тест специфичен на 99,8%. Это означает, что если у Вас действительно нет ВИЧ, то Ваш шанс НЕ увидеть нежелательную вторую красную полоску  – 99,8%. В этой ситуации также имеется 0,2% вероятности ложного срабатывания. Чувствительность и специфичность являются техническими характеристиками самих скрининговых тестов: “Какие виды антител к ВИЧ можно надежно обнаружить? Присутствуют ли одни и те же химические продукты при отсутствии ВИЧ-инфекции?”

Когда мы говорим, что тест является «точным», мы часто ссылаемся на одно из этих двух чисел. Тем не менее, это тоже довольно неточно, поскольку тест с чувствительностью и специфичностью более 99% все еще может дать довольно странные результаты, если он применяется в “неправильной” популяции.

Предположим, что мы используем вышеуказанный тест в группе высокого риска инфицирования ВИЧ, в которой распространенность ВИЧ-инфекции составляет около 3%. Это действительно высокий процент. Я и мои коллеги опубликовали исследование шести городских отделений по неотложной помощи и обнаружили, что показатели составляют около 1%. Но такая высокая распространенность может вполне иметь место, скажем, в клинике ЗППП или в группе потребителей инъекционных наркотиков.

Для простоты предположим, что мы тестируем 10 000 человек. Учитывая эти предположения, довольно легко сделать следующую таблицу. Если Вы не сделали этого раньше, то начните читать её с цифры 300 в нижней левой ячейке, обратите внимание, что 298 составляет 99,3% от этого. Итак, есть два пропущенных случая. Аналогичным образом, есть 9 700 действительно ВИЧ-отрицательных  людей. 99,8 процентов этих людей будут правильно выявлены как ВИЧ-инфицированные.

Найдите минутку, чтобы погрузиться в эту таблицу. Как только мы погрузимся достаточно глубоко, мы можем ответить на несколько довольно простых, но важных вопросов:

1. Предположим, что кто-то получил положительный тест. Какова вероятность того, что он на самом деле инфицирован ВИЧ? Это называется положительная прогностическая ценность (PPV), доля всех положительных результатов теста, которые являются истинно положительными. Какова эта вероятность? Правильно. 298/317 или около 94%. С клинической точки зрения это невероятно важно. Вот насколько процентов должны волноваться пациенты, если они получают положительный результат анализа на ВИЧ.
2. Теперь предположим, что кто-то получил отрицательный тест. Какова вероятность того, что у него действительно нет ВИЧ? С клинической точки зрения это также невероятно важно. Это называется отрицательной прогностической ценностью (NPV). Какова эта вероятность? Правильно. 9681/9683 или около 99,98%.

В этой группе экспресс-тест действительно работает хорошо. Он имеет высокую положительную прогностическую ценность и невероятно высокий NPV. Кстати, теперь Вы можете понять, почему общепринятый термин «точный» является довольно небрежным способом обсуждения скрининговых тестов. В зависимости от контекста и распространенности этого слова  – это слово может обозначать любой из этих четырех параметров: чувствительность, специфичность, PPV или NPV.

И всё таки, что же произойдет, если мы применим тот же тест в группе с низким уровнем риска, такой как в группе молодых гетеро пар, которые могут стать ключевым рынком для этого теста. В этой группе распространенность ВИЧ больше похожа на 0,2%, чем на 3%.

Что это меняет?  – Приведенная выше таблица становится более похожей на эту:

И что теперь Вы думаете о тесте? Конечно, 9 980 человек получают правильные положительные или отрицательные результаты теста. Но тест больше не кажется таким «точным». Положительная прогностическая ценность снижается до 20/40, что, по словам Остина, составляет 50%. Это серьезная проблема. Половина положительных результатов теста будет ложноположительной.

Другие группы потребителей еще более проблематичны. Предположим, Вы идете на свидание и на следующее утро просыпаетесь с внезапной мыслью: “С кем я спал? Ой, я уже бегу в аптеку за тестом на ВИЧ!”

Эта проблема имеет много причин. Быстрые тесты на ВИЧ позволяют обнаруживать антитела, которые иммунная система человека вырабатывает, только с некоторой задержкой после заражения ВИЧ, не сразу. Эти тесты не обнаруживают присутствие самого вируса ВИЧ. Они вряд ли обнаружат совсем недавнюю инфекцию (период “окна”).

Таким образом, эта поездка в аптеку после бурной ночи может привести к тревожным ложным отрицательным результатам. Позитивная прогностическая ценность также ухудшается, так как мы пропустим некоторые из истинных положительных результатов, в то время как число ложных срабатываний останется неизменным.

Я смотрю на эти результаты и очень волнуюсь. Валенский и Палтиель уже сделали об этом заключение раньше:

Домашнее тестирование на ВИЧ привлечет преимущественно состоятельную клиентуру, состоящую из непропорционально большого количества неинфицированных ВИЧ новых пар и «очень переживающих» людей (в т.ч. спидофобов), а также совсем недавно инфицированных людей с неопределяемым инфицированием (в периоде “окна”). Авторы иллюстрируют, как тестирование в этих группах населения может иметь извращенный эффект увеличения как ложноположительных, так и ложноотрицательных результатов. Плохо функционирующий домашний тест на ВИЧ может, таким образом, подорвать уверенность в надежности тестирования на ВИЧ в целом и ослабить критические усилия по расширению выявления ВИЧ-инфекции и оказании необходимой жизнесохраняющей медицинской помощи для приблизительно 300 000 граждан США с невыявленной ВИЧ-инфекцией.

Это немного грубо, но я должен согласиться. Широкое тестирование на ВИЧ в медицинских учреждениях: отличная идея! Домашнее тестирование в группах низкого риска…. ну, не очень, честно.

Автор:

Источник: The Incidental Economist.