Abstract

BACKGROUND: facing the SARS-CoV-2 epidemic requires intensive testing on the population to early identify and isolate infected subjects. Although RT-PCR is the most reliable technique to detect ongoing infections, serological tests are frequently proposed as tools in heterogeneous screening strategies.
OBJECTIVES: to analyse the performance of a screening strategy proposed by the local government of Tuscany (Central Italy), which first uses qualitative rapid tests for antibody detection, and then RT-PCR tests on the positive subjects.
METHODS: a simulation study is conducted to investigate the number of RT-PCR tests required by the screening strategy and the undetected ongoing infections in a pseudo-population of 500,000 subjects, under different prevalence scenarios and assuming a sensitivity of the serological test ranging from 0.50 to 0.80 (specificity 0.98). A compartmental model is used to predict the number of new infections generated by the false negatives two months after the screening, under different values of the infection reproduction number.
RESULTS: assuming a sensitivity equal to 0.80 and a prevalence of 0.3%, the screening procedure would require on average 11,167 RT-PCR tests and would produce 300 false negatives, responsible after two months of a number of contagions ranging from 526 to 1,132, under the optimistic scenario of a reproduction number between 0.5 to 1. Resources and false negatives increase with the prevalence.
CONCLUSIONS: the analysed screening procedure should be avoided unless the prevalence and the rate of contagion are very low. The cost and effectiveness of the screening strategies should be evaluated in the actual context of the epidemic, accounting for the fact that it may change over time.

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Riassunto

INTRODUZIONE: per affrontare l’epidemia di SARS-CoV-2 sono necessarie strategie di screening sulla popolazione per identificare e isolare precocemente i soggetti infetti. Sebbene il test basato su RT-PCR sia la tecnica al momento più affidabile per rilevare le infezioni in corso, i test sierologici sono spesso proposti in strategie di screening eterogenee.
OBIETTIVI: valutare le prestazioni e i costi in termini di numero di test effettuati per una strategia di screening implementata dalla Regione Toscana, che utilizza dapprima test rapidi qualitativi per il rilevamento di anticorpi, quindi test RT-PCR su soggetti positivi.
METODI: attraverso uno studio di simulazione, sono stati stimati il numero di test RT-PCR richiesti dalla strategia di screening e il numero delle infezioni in corso non rilevate in una pseudo-popolazione di 500.000 soggetti, sotto diversi scenari di prevalenza e sensibilità del test sierologico. È stato, infine, usato un modello compartimentale per prevedere il numero di nuove infezioni generate dai falsi negativi due mesi dopo lo screening, ipotizzando valori differenti del numero di riproduzione dell’infezione (R0).
RISULTATI: assumendo una sensibilità pari a 0,80 e una prevalenza dello 0,3%, la procedura di screening richiederebbe in media 11.167 test RT-PCR e produrrebbe 300 falsi negativi, responsabili dopo due mesi di un numero di contagi compreso tra 526 e 1.132, sotto lo scenario ottimistico di un valore R0 tra 0,5 e 1. La quantità di risorse richieste e il numero di falsi negativi aumentano all’aumentare della prevalenza.
CONCLUSIONI: la procedura di screening analizzata dovrebbe essere evitata, a meno che la prevalenza e il tasso di contagio non siano molto bassi. Il suggerimento generale è che il costo e l’efficacia delle strategie di screening siano sempre valutati tenendo conto del contesto reale dell’epidemia e dei suoi possibili cambiamenti nel corso del tempo.

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