斩断传播链!精准危险分层 建立主动快筛监视系统(陈秀熙、许辰阳、陈立升、严明芳、任小萱)

● 陈秀熙/台湾大学公共卫生学院预防医学与流行病学研究所教授黄韵如/台湾大学公共卫生学院公共卫生硕士学位学程兼任助理教授● 叶庭育/台北医学大学口腔医学院口腔卫生学系教授● 蔡牧勋/台湾大学公共卫生学院预防医学与流行病学研究所博士后研究员

社区新冠肺炎快筛监视防

新冠肺炎自2019年在中国大陆武汉爆发流行后成为继百年流感后新兴传染病世界大流行,虽然经过约一年半认识及研究此病毒,仍然有许多未明之谜,因此全世界在不同国家及区域发展各自不同新冠肺炎防疫措施,主要包括非药物公卫介入(NPIs,Non-pharmaceutical Intervention),检测(Testing)配合检疫及隔离(Quarantine及Isolation) 以及最佳防疫利器疫苗。其中NPIs尚包括境外阻绝、社交距离口罩、洗手、停课等。

其中NPIs尚包括境外阻绝、社交距离、口罩、洗手、停课等。以台湾为例,过去一年(2020年)在武汉株及其演化株(D614G)传播致世界大流行情况下皆使用NPIs措施来进行防疫,而且有效控制疫情,使台湾成为少数世界没有社区流行区域。

以台湾为例,过去一年(2020年)在武汉株及其演化株(D614G)传播致世界大流行情况下,皆使用NPIs措施来进行防疫,而且有效控制疫情,使台湾在2020年成为少数世界没有新冠肺炎社区流行区域。

但2021年春天由于受到英国变种病毒株境外入侵爆发社区群聚感染,虽然绝大部份社区群聚感染调查结果皆没有NPIs防疫措施,导致后续社区流行大爆发及个案数急遽增加,但英国变种病毒株在隐性感染(症状前期+无症状)期间传播力非常强,所造成家户及其他密闭空间及密切接触无法保持社交距离情况下感染机率增加,也是促成台湾爆发社区流行重要因素。

如何早期侦测隐性感染,然后进行检疫及隔离以及轻症留观及重症治疗,就必须改变防疫策略,由原来只依靠NPIs,加入社区快筛监测站,以目前可用的检测方法,来快速找出这些隐性感染者进行隔离及检疫阻断下一波社区流行传播,并等待疫苗施打达到全民防疫。

本文针对新冠肺炎监视防疫时筛检时机与做法,提供科学面向的见解。

▲台湾新冠确诊数暴增,筛检人力与医疗资源吃紧。(图/路透社

新冠肺炎抗原检测 (快筛)

1. 何时需要?谁需要检测?

为能明确诊断出新冠肺炎个案,并兼顾检测结果之时效性,抗原检测广泛被运用在检疫。抗原检测具有快速、不需复杂仪器与实验室设备即可进行之优点。针对疑似个案或接触者,运用抗原检测能在无症状期或症状前期检测快速找出可能的感染者,并且立即采取如隔离之介入措施,达到阻绝传播之目的

抗原检测虽具快速以及一定准确程度标准,疑似个案之确切诊断仍须依赖传统核酸检测方法(RT-PCR) 是较具高信力与可靠的做法。但由于RT-PCR需要高标准之实验室环境,传统RT-PCR之执行亦具有一定之复杂程度而需数小时至数日方可得到最后之结果,在检疫数量不多时,可直接用于个案感染状态之检测方法。

但面对多量怀疑之病患且须要立即采取隔离或治疗等临床情境时,仅须十数分钟并且可于一般病患照护场域,甚或是依任务设置之社区筛检监测站施行的抗原检测,即可达到对于怀疑个案得到其初步罹病状态之重要目的。

因此,在社区传播之情境下,运用快速抗原检测配合社区采检点之设置为重要之疾病侦测前哨站

▲快筛示意图,与本文无关。(示意图/记者宋良义摄)

新冠肺炎核糖核酸能在症状产生前2-3天,甚至在症状发生后甚至可持续到25-50天都还能被检测到。抗原检测方式在大流行期间快速发展,除了利用生物科技技术提高抗原检测之准确程度外,对于检体相容性也多能配合。因此现今之抗原检测可利用多样之检体如唾液、喉头含漱之液体等进行检测。

这些方法目前已经是成熟可行的方法,可以大幅降低采检之风险与简化检测作业。因此在检疫需求提高、接触者或疑似感染人数相当多时,就可运用快速抗原检测达到对于民众进行风险分层并且据以进行有效之隔离与治疗措施之目的。

▲筛检方式越简单,也能提高民众检验的意愿。(图/路透社)

2. 抗原检测应用的时机及分类

(1) 出入检测出入检测是针对进入国境、机构、学校等之前,为了确保进入者无带原,必须采用快速检测,一般必须能在15分钟内完成,以免久候。不同于标准之RT-PCR检测,抗原检测虽具有快速、便利、不须标准实验室即可进行之优点,但其对于罹病状态诊断之准确程度却不如 RT-PCR。

因此在标准规划中,抗原检测往往需要后续之RT-PCR进行确诊。快筛搭配RT-PCR整体检测量能之考虑,使得速度、准确度,以及确诊时效性能够兼顾。另外由于快速抗原检测非为确诊工具,其仍有伪阴性以及伪阳性的可能。抗原检测阴性之民众仍需注意其已遭受感染之可能(伪阴性),因为抗原检测非诊断工具,也无法取代RT-PCR诊断。

因此,检测后若为阴性者,也是需要注意,不代表就是完全没有被感染。对于接受抗原检测阴性之民众或病患,必须搭配其他防护策略如口罩及保持社交距离,并遵守居家检疫及自主健康管理,以降低伪阴性对于持续社区传播之冲击。而伪阳性虽然无感染他人之疑虑,但可能对医疗资源占用及个案心理上会有影响。

▲变种病毒可能会让检测结果出现伪阴性。(图/达志影像/美联社)

(2) 社区快筛监视前哨站(Sentinel Surveillance)以社区部属之方法设置抗原检测前哨站对特定区域民众进行罹病状态监测,目标在于借由扩大对感染个案之侦测评估区域流行程度并且进行检疫,隔离,留观及治疗等介入措施来达到降低传播、早期治疗个案并且抑制社区流行之目的。

得利于抗原检测之快速与便利性,此检测作为可对大范围的群体实施,结合自我采检或是于具有流行风险且人流较为频繁的社区进行检测。这也是对抗无症状传播的一项利器。过去在斯洛伐克也曾以抗原快筛5百万人,搭配其他防疫策略,使疫情在两周内感染发生下降达82%之成功前例(Pavelka et al., 2021)。

但要有效精确地运用抗原检测须参酌社区疾病传播程度、采检资源配置、医疗照护与隔离措施资源、后续RT-PCR确诊能量,并提供民众对于抗原检测之正确认知等综合考量下,设置社区疾病监测前哨站才可能发挥作用,达到快速并精确部属不同强度非药物介入NPIs (non-pharmaceutical interventions)以及中度与重度医疗照护资源之目的。

▲新北市立联合医院板桥院区急诊室外设立快筛站。(图/记者李毓康摄)

抗体检测

1. 何时需要?谁需要检测?

抗体检测最主要是侦测人体在遭受感染后激发免疫系统而产生之抗体。主要检测标的为抗体球蛋白IgG跟IgM。从免疫学的观点我们知道IgM是比较早期出现的抗体。而IgG的持续时间通常可以超过一个月,甚至于有些时候有些这个病毒感染它的这个IgG可以持续终生。

抗体检测无法告诉你是否近期有被感染,再者如果感染后太早检测抗体,也可能侦测不到,大约在得病后的三周检测抗体较佳。而有无抗体的讯息,除了反映过去曾感染过新冠肺炎外,抗体监测也能了解已感染者是否具抗体已避免再次感染,或者可以了解抗体维持的周期,或做为危险分群的使用,意即若无抗体就需疫苗保护。

在无法提供抗原快速检测时,有时为了解社区的感染状况,可以利用抗体检测的代替方法来快速大量补捉已感染后产生抗体的个案,再进一步去匡列接触者做隔离,以解决抗原检测等待时间,以及避免医疗照护体系崩溃的另一种控制疫情的方法。

台大医院云林分院。(图/记者蔡佩旻翻摄)

检测敏感度精确度一体两面

选择不同快筛工具所顾及检测效度会因为时机不同而有不同,检测工具敏感度指的是一个人若已经被感染,透过检测如何正确找到此人是阳性,这是所谓的敏感度(Sensitivity)。但另一方面如果是没有被感染,而此检测工具确定是阴性,这是所谓的精确度(Specificity),而伪阴性为敏感度的互补,伪阳性是精确度的互补,通常在实际应用的时候,敏感度跟精确度是互相的权衡,也就是说敏感度高通常精确度低,敏感度低通常精确度高。

公共卫生在族群上面的应用,会有所谓的SnNOut (高敏感度排除法)以及SpPIn (高精确度纳入法),意思就是说如果在一个敏感度很高的工具之下,当检验的结果为阴性时,几乎可以排除得到新冠肺炎,相反地若在高的精确度工具下,如果检验的结果是阳性,几乎可以确认得新冠肺炎。

▲新冠病毒。(图/取自免费图库Pixabay)

这个观念在快筛的检测的应用上特别重要,举个例子,当我们需要医护人员回去上班,且希望确定是具有免疫力的人才回去上班,不具免疫力的人不要回去上班,否则反而会被感染,这时候我们的工具就需要高精确度,为什么?因为我们不希望他是伪阳性多,希望它的精确度要高,才能够利用高精确度抗体快筛试剂,正确找到这些免疫的人回去上班。

反过来讲,我们的抗原快筛试剂是如果希望它能够针对接触者是否被感染了,这时候我们必须要高敏感度,因为在高敏感度下,阴性就可以排除得新冠肺炎,不必进一步措施,而若是阳性,就需要再继续接触者调查或RT-PCR确诊。这些都是所谓的快筛检测里面SnNOut以及SpPIn的一体两面原则,就是从公共卫生观点看快筛检测在不同时机用时候的情境。

▲护理师们在华盛顿州西雅图一间医院外面,等待民众排队开车进车道进行快筛。(图/路透)

新冠肺炎监视系统

1. 主动监视与被动监视

快筛检测除了做为在社区群聚感染可疑接触者是否为确诊个案之功用外,从社区族群防疫观点看,也可以做新冠肺炎监视系统,主要分为主动及被动监视系统。传染病监视检测为社区流行的严重程度之一种监视,以提供公共卫生政策与资源配置的依据。

因为其焦点是在族群人口,而非在个人。为判断传染病是否流行,会基于不同传染病特性,执行主动监视或被动监视方法,或者混合使用。过去传统的新冠肺炎监视系统为被动监视方法,主要透过医疗院所医师通报资料来做疫情研判。而现行的发烧筛检站或目前社区快筛站设置均属于主动监视的系统。

▲台大医院快筛站。(图/记者林敬旻摄)

2. 社区快筛监测站

在这波社区新冠肺炎疫情中,许多县市纷纷设立快筛站,就是一种主动监视疫情的方式,应该名为「新冠肺炎社区主动监测站」。

因为社区接触者或疑似个案众多,采用高规格RT-PCR检测并不完全可行,因为RT-PCR也有医疗量能问题,再者若能经由快筛得到的阳性个案,可立即采取隔离措施,并继续做接触者调查,可减少个案再传播的机会,至于大家会关心的伪阴性个案,可透过居家检疫与自主健康管理,有症状再行确诊就医。

借由快速的检测及分流,加上其他非药物介入的公卫政策,可望能减少个案传播达到控制疫情的目的。但若缺乏了社区主动监视的方式,将无法有效监视社区隐性(无症状或症状前期)传播个案,以迅速阻断传播链,此外,也造成染疫民众可能的延迟诊断与治疗。

▲超级传播者可能是无症状患者。(示意图/记者李毓康摄)

另一方面,借由疫情的社区主动监视,可了解筛检后阳性率的变化,以能做为判断疫情是否已逐渐获得控制。例如过去在无大规模社区流行的情况下,高危险接触者的新冠肺炎社区盛行率约百分之0.7~0.8,因此,我们可以订定若阳性率在一段时间监视能在百分之一以下就代表社区的疫情已有所控制。

从全国每日抗原快筛采检阳性率自5月14日的11%至5月16日的10%这几天达到高峰,高阳性率显示因未遵循NPIs,在密集接触下而产生大量确诊个案,而在三级警戒后逐渐能自5月17日起阳性率逐渐降至7.5%,并有逐日下降趋势,在5月23日已降至3.8%,表示这些接触族群中的可能隐性感染已被有效的早期侦测,预计在三级警戒后阳性率可以降低至1%以下。

这样的主动监视前哨站的设立,可以在热区(hotspot)之生活圈周围设立监视站(高风险接触区),再往外围扩大第二圈(中风险接触区)设立监视站,及第三圈低风险接触区,并以阳性率与基础再生数(R0)之关系建立依接触风险分层之社区筛检前哨站(见图1)。理论上第二圈的阳性率会低于阳性率,但若有高于第一圈的情况,就代表传播有往外移动,就需在该区域强化公卫防疫措施。快筛监测站可依照上述原则,也可做增设或撤站的滚动式修正。

▲阳性率及病例再生数(R0)与社区快筛监视风险接触分级。(图/陈秀熙提供)

3. 快筛监测预警指标

利用快筛主动前哨监测站也可以做为未来确诊个案预警指标,特别是如果筛检阳性个案日期和RT-PCR确诊日期有时间差间隔,如同近期台湾因为社区流行爆发所设置快筛站所产生确诊延迟导致,必须将确诊日期回推至筛检日期(「校正回归」)才能反应特别是因为英国株病毒所产生隐性无症状感染的正确疫情。

从传染流行病学观点来看,其实就是强调如可以利用筛检阳性率做为确诊在高危险接触区预警指标,才能做出即时防疫决策。

结论

新冠肺炎社区筛检是监测社区疫情流行重要手段,特别是透过精准危险分层,所建立的主动快筛监视系统,不但能够快速侦测高危险接触者染病之风险,阻断社区感染传播链再次发生流行,也可以做为监控族群新冠肺炎流行疫情变化,提供公卫防疫措施政策即时及正确决定, 也可以提供疫苗施打优先顺序尽早达到族群免疫参考。

(参考文献:Pavelka, M., Van-Zandvoort, K., Abbott, S., et al. The impact of population-wide rapid antigen testing on SARS-CoV-2 prevalence in Slovakia. 《Science 2021》)

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