Infezione da SARS-CoV-2: utilizzo ed efficacia del tampone antigenico nella sorveglianza sanitaria del personale ospedaliero

Background: The SARS-CoV-2 pandemic required a rapid development of diagnostic tools capable of identifying infected subjects and thus limiting the spread of the virus. The diagnostic gold standard method is the Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) on rhino-pharyngeal swab, but faster and cheaper methods such as antigenic swabs have been developed. To optimize health surveillance protocols, the most valuable features of a test are its specificity and above all its Negative Predictive Value (NPV). Methods: This retrospective observational study was carried out by analyzing the antigenic swabs carried out for the extraordinary health surveillance protocol of a large Piedmontese Hospital. The test used is based on the detection of SARS-Cov-2 nucleocapsid antigen. From 30 October 2020 to 4 May 2021, 4000 antigenic swabs were carried out in different categories of healthcare workers (HCWs). We retrieved data regarding the motivation of the swabs for 2181; for the resulting 1819 tests we could only retrieve the outcome and the tested HCWs general data and working status. Based on the prevalence of infection, three groups (asymptomatic, cohabiting and not exposed) were identified and compared using the Chi-square test. Results: The overall values of sensitivity, specificity, positive predictive value (PPV) and NPV were 26.9%, 97.2%, 11.29% and 99.02% respectively [95% IC (99.00 - 99.04)] with a prevalence of 1.30%. On motivated swabs were 43.8%, 98.2%, 14.89% and 99.58% [95% IC (99.56 - 99.60)] with a prevalence of 0.73%. On those pertaining to the asymptomatic group were 25.0%, 98.9%, 6.25% and 99.78% [95% IC (99.76 - 99.81)] with a prevalence of 0.29%. On those of the cohabitant group 47.4%, 81.7%, 40.91% and 85.29% [95% IC (85,18 - 85,41)] with a prevalence of 21,11%. On those not exposed 29.2%, 97.4%, 8.05% and 99.44% [95% IC (99.42 - 99.46)] with a prevalence of 0.77%. Using the Chi-square test, differences were found between asymptomatic and cohabitant groups and between cohabitant and not exposed groups. In both cases the results were significant with a p-value < 0,001. Asymptomatic and not exposed groups consisted mainly of the same swabs, and it was confirmed by statistical analysis, demonstrating a non-difference between groups with a p-value =0,056. Conclusion: The utility of antigen swab in health surveillance relies on NPV. Identifying the categories and groups with low prevalence of SARS-Cov-2 infection is mandatory because they represent the optimal target of this type of test. The use of antigen swab in these groups allows reducing costs and the time of elaboration of results, despite a still very reliable diagnostic power: HCWs with negative antigen swab may be regarded as true negative. This is not true in higher-prevalence groups because a negative result would still require confirmation with a molecular test. The higher prevalence group of cohabitants has shown a lowering of the test performances, in particular regarding specificity and NPV, likely because of the high prevalence of pre-symptomatic illness in this group. NPV would be too low and not acceptable for a surveillance program that can effectively reduce the intra-hospital spread of the virus.

Introduzione: La pandemia da SARS-CoV-2 ha reso necessario il rapido sviluppo di mezzi diagnostici in grado di identificare i soggetti infetti e di limitare quindi la diffusione del virus. La metodica diagnostica considerata gold-standard è la Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) su tampone rinofaringeo, ma sono state sviluppate metodiche più rapide ed economiche come i tamponi antigenici. In funzione di ottimizzare i protocolli di sorveglianza sanitaria, le caratteristiche più preziose di un test sono la specificità e soprattutto il suo Valore Predittivo Negativo (VPN). Metodi: Questo studio osservazionale retrospettivo è stato condotto analizzando i tamponi antigenici effettuatati per il protocollo di sorveglianza sanitaria straordinaria di una grande Azienda Ospedaliera piemontese. Il test utilizzato si basa sulla ricerca dell’antigene del nucleocapside di SARS-CoV-2. Dal 30 ottobre 2020 al 4 maggio 2021 sono stati effettuati 4000 tamponi antigenici in diverse categorie di lavoratori. È stato possibile risalire al motivo del tampone in 2181 casi, nei restati 1819 sono state analizzate solo le caratteristiche dei lavoratori testati. In base alle prevalenze di infezione sono stati identificati tre gruppi (asintomatici, conviventi e non esposti) confrontati usando il test del Chi-quadrato. Risultati: Sul totale dei tamponi i valori di sensibilità, specificità, Valore Predittivo Positivo (VPP) e VPN sono risultati rispettivamente 26,9%, 97.2%, 11.29% e 99.02% [IC 95% (99,00 – 99,04)] con una prevalenza dell’1,30%. Sui tamponi con motivazione nota 43.8%, 98.2%, 14.89% e 99.58% [IC 95% (99,56 – 99,60)] con una prevalenza dello 0,73%. Su quelli del gruppo asintomatici 25.0%, 98.9%, 6.25% e 99,78% [IC 95% (99,76 – 99,81)] con una prevalenza dello 0,29%. Su quelli del gruppo conviventi 47.4%, 81.7%, 40.91% e 85.29% [IC 95% (85,18 – 85,41)] con una prevalenza del 21,11%. Su quelli dei non esposti 29.2%, 97.4%, 8.05% e 99.44% [IC 95% (99,42 – 99,46)] con una prevalenza dello 0,77%. Usando il test del Chi-quadrato si è evidenziata una differenza tra i gruppi asintomatici VS conviventi e non esposti VS conviventi, risultata per entrambi statisticamente significativa con p-value < 0,001. I gruppi asintomatici e non esposti invece non hanno presentato una prevalenza di malattia statisticamente differente (p-value = 0,056). Conclusioni: L’utilità del tampone antigenico nella sorveglianza sanitaria dipende dal VPN. È necessario quindi identificare le categorie e i gruppi a bassa prevalenza di infezione da SARS-CoV-2 perché essi rappresentano il target ottimale di questo tipo di test. L’uso del tampone antigenico in questi gruppi permette di abbattere i costi e le tempistiche di elaborazione di risultati senza però causare una riduzione significativa del potere diagnostico; i soggetti risultati negativi al tampone antigenico possono infatti considerarsi veri negativi. Questo non accade in gruppi a prevalenza più alta perché un risultato negativo necessiterebbe di una conferma con tampone molecolare. Il gruppo dei conviventi, ad elevata prevalenza, ha mostrato un calo delle performance del test in particolare per quanto riguarda VPN e specificità, verosimilmente a causa della frequente presenza di infezione presintomatica. Il VPN sarebbe troppo basso e quindi non accettabile per un programma di sorveglianza in grado di contrastare efficacemente la diffusione intraospedaliera del virus.