Badanie trendów w stężeniach SARS-CoV-2 RNA w ściekach

W niedawnym badaniu opublikowanym w dniu medRxiv* Serwer Preprint Badacze opisują trendy w poziomach RNA koronawirusa 2 (SARS-CoV-2) w ściekach w ciężkim ostrym zespole oddechowym.

Epidemiologia oparta na ściekach (WBE) opiera się na poziomach markerów chorób zakaźnych w ściekach do oceny występowania chorób w społeczności. Pandemia koronawirusa 2019 (COVID-19) zwróciła większą uwagę na WBE. W szczególności stężenia RNA SARS-CoV-2 w osadach stałych dobrze korelują z przypadkami klinicznymi COVID-19 (przypadkami potwierdzonymi laboratoryjnie) w tym samym zlewni.

Ponadto trendy w stężeniach SARS-CoV-2 RNA w ściekach poprzedzają trendy w przypadkach COVID-19 występujących w społecznościach. Istnieje jednak niepewność co do interpretacji i wykorzystania danych WBE do wspomagania podejmowania decyzji. Ponadto podjęto ograniczone wysiłki w zakresie aktywnego monitorowania trendów. Zwykłe metryki trendów, takie jak tempo zmian, proste średnie kroczące, Itp. , poświęca mniej uwagi stabilności trendu i istotności statystycznej i często może być myląca/myląca.

o nauce

W tym badaniu naukowcy wykorzystali codzienne pomiary RNA SARS-CoV-2 w ściekach, aby porównać trzy metody analizy trendów i oceny ich wydajności. Codzienne pobieranie próbek z Regionalnego Ośrodka Ścieków San Jose-Santa Clara rozpoczęło się 15 listopada 2020 r. do 15 września 2022 r. Autorzy wykorzystali dane dotyczące stężenia genu SARS-CoV-2 nukleokapsydu (N) w transkryptach genów/g suchej masy, które został znormalizowany przez stężenia wirusa łagodnej plamistości pieprzu (PMMoV).

Trzy miary analityczne — zmiana procentowa (PC), test trendu Manna-Kendalla (MK) i wskaźnik siły względnej (RSI) — zostały użyte do zidentyfikowania trendów w N lub PMMoV w czasie. Wskaźnik siły względnej (RSI) jest przydatny do raportowania stabilności trendu, podczas gdy pozostałe dwa podają istotność statystyczną. RSI obliczono dla siedmiodniowej, wyrównanej prawoskrętnej średniej ruchomej dla N lub PMMoV, stosując 14-dniowy okres przeglądu.

W przypadku komputerów osobistych autorzy wykorzystali wzór stosowany przez amerykańskie Centrum Kontroli i Prewencji Chorób (CDC) do obliczenia trendów stężenia SARS-CoV-2 RNA w ściekach. Test trendu MK, test nieparametryczny, został użyty do oceny monotonicznych trendów w zestawie danych szeregów czasowych. Test trendu MK zastosowano do testowania surowych danych N lub PMMoV przy użyciu 14-dniowego okresu przeglądu.

Mapy cieplne zostały wygenerowane dla całego okresu analizy oraz osobno dla trzech fal COVID-19 wywołanych przez 1) SARS-CoV-2 Delta, 2) Omicron BA.1 i 3) Omicron BA.2 i BA.5 warianty. Ponadto autorzy zmniejszyli próbki zestawu danych, aby odtworzyć metody testowania orientacji PC i MK. Próbkowany zestaw danych został wygenerowany dla wszystkich grup obejmujących częstotliwości od dwóch próbek na tydzień do sześciu próbek na tydzień.

Trendy w ściekach SARS-CoV-2 RNA zostały sklasyfikowane jako rosnące, malejące lub stabilne przy użyciu trzech skal. Co więcej, test trendu MK i PC obliczył wrażliwość w górę, w dół i specyficzną dla każdego zestawu danych próbkowanych w dół. Czułość góra/dół została zdefiniowana jako prawidłowe zidentyfikowanie trendu wzrostowego/dolnego, natomiast swoistością była zdolność do zidentyfikowania braku trendu.

znaleziska

Wszystkie metody zidentyfikowały rosnące, malejące i stabilne trendy stężeń SARS-CoV-2 RNA w ściekach. Testerzy trendów MK i PC zidentyfikowali trendy wzrostowe wcześniej niż RSI na początku fal Delta i BA.2/BA.5. W szczególności test trendu MK zidentyfikował trend wzrostowy 17 i 12 dni przed RSI na początku fal Delta i BA.2/BA.5, odpowiednio.

Podobnie PC zidentyfikował trend wzrostowy 16 i 26 dni przed RSI na początku fal delta i odpowiednio BA.2/BA.5. Co więcej, testy trendów MK i PC zidentyfikowały trendy spadkowe pod koniec fal COVID-19 przed RSI. W niższych analizach próbkowania zarówno test orientacji MK, jak i PC miał słabą czułość (góra/dół) na niższe częstotliwości próbkowania, ale poprawiał się wraz ze wzrostem częstotliwości.

Test trendu MK osiągnął akceptowalną czułość zwyżkową/w dół przy minimum pięciu próbkach na tydzień. Z drugiej strony komputer osiągnął akceptowalną czułość w górę/w dół przy co najmniej czterech próbkach tygodniowo. Warto zauważyć, że swoistość pozostała podobna i bardzo wysoka dla obu metod przy wszystkich częstotliwościach próbkowania.

Wnioski

Tester trendów MK i PC dostarczył więcej wczesnych ostrzeżeń o trendach byczych i niedźwiedzich przy użyciu danych dziennych niż RSI. Niższe analizy próbkowania sugerowały, że częstotliwość próbkowania wynosząca co najmniej cztery i pięć próbek na tydzień była konieczna do określenia trendów za pomocą, odpowiednio, testu trendu PC i MK. Ponieważ PC wymaga mniej próbek na tydzień niż testowanie trendów MK, programy WBE z ograniczeniami budżetowymi mogą preferować PC.

Ogólnie rzecz biorąc, testowanie trendów MK i PC to metody oparte na wnioskach i mogą być używane do klasyfikacji trendów w standardowy sposób. Te podejścia do analizy trendów mogą zostać przyjęte przez programy WBE w celu informowania departamentów zdrowia publicznego o tym, jak zmieniają się trendy w sytuacji COVID-19, szczególnie gdy spadła liczba testów klinicznych SARS-CoV-2.

*Ważna uwaga

medRxiv publikuje wstępne raporty naukowe, które nie podlegają wzajemnej ocenie, a zatem nie powinny być uznawane za rozstrzygające, ukierunkowywać praktykę kliniczną/zachowania związane ze zdrowiem lub być traktowane jako ustalone informacje.