事前確率によるPCR検査の信頼性

by 機能形態学 · Published 2020年8月17日 · Updated 2023年1月12日

事前確率（罹患率；ある集団の罹患者の割合；ここでは発症前の感染者や無症状の感染者も含むこととする）によるPCR検査の信頼性の変化をグラフにした。

PCR検査の性能の尺度である、感度（真の感染者を正しく陽性とする割合）と特異度（真の非感染者を正しく陰性とする割合）については推測値しかない。これらは相反していて、カットオフ値の設定（どの値—RT-PCR法のCt値—を境に判定するか）によって、一方を増やせば他方が減る関係にある。検体採取のタイミングや手技、検査機関の練度、献体数の多寡などの条件にも影響される。ここでは仮にそれぞれ70％、99.9％とした。「信頼性」として算出したのは、陽性判定を誤る（実際は感染してない）割合と、陰性判定を誤る（実際は感染している）割合。いずれも、値が小さいほどよい。感度と特異度が既知で一定のときに検査結果から逆に事前確率を推定できるよう、陽性判定の割合も算出して、グラフに加えた。

架空のシナリオを設定して、グラフを読み解いてみよう。

【シナリオ 1】群馬大学で新型コロナウイルスの感染者の報告が8月に1名あった。学生と教職員の全員をPCR検査すれば「安心」か？

事前確率が0.1%（群馬県の感染者が2,000人いるのに相当；第7波で新規陽性者が一日3,000人を超えたので、そのときより一桁低いくらい）とすると、群馬大学全体の8,700人（学生6,300人と教職員2,400人）のうち感染者は9人、非感染者は8,691人になる。感染者のうちPCR検査で正しく陽性とされるのは6人（感度70%より）。また、非感染者のうち正しく陰性判定になるのは8,682人（特異度99.9%より）。

集計すると陽性判定になるのは15人になるが、そのうち偽陽性が9人。陰性判定になるのは8,685人になるが偽陰性が3人いる。PCR検査の陰性者を選抜すれば、検査後の確率は1/3に減るがゼロにはならない。一方、陽性者を隔離するとしても、偽陽性者のほうが多いので相互の接触は厳に避けなければいけない。

事前確率が低い集団の全員にPCR検査を施してもリスク低減は相対的で、依然全員に感染防御策が必要なことは変わらない。科学的に企画されない調査のデータは研究にも使えない。検査自体や隔離のコストに見合うかどうかは要検討。自費のPCR検査が18,000円とすると、全員分で1億6千万円になる。

事前確率=0.1%	感染者	非感染者	計
PCR検査陽性	6人	9人	15人
PCR検査陰性	3人	8,682人	8,685人
計	9人	8,691人	8,700人

【シナリオ 2】解剖学の履修生120人から有症状の感染者が若干名発生したので、履修生全員をスクリーニングしたら陽性者が25人になった。

陽性者の数から事前確率は30%程度と推定され、36人が感染していると考えられる。このうち陽性判定になったのが70%の25人ということだ。非感染者84人のうち、偽陽性になるのはほぼゼロ。陰性判定95人のうち11人は感染しているので、たとえ陰性で無症状でも無罪放免にはならず、一定期間の自宅待機を要する。