Sai sót trong xét nghiệm Covid-19 và diễn giải kết quả xét nghiệm

Giả dụ như bạn đi làm xét nghiệm Covid-19 xem có bị nhiễm virus Vũ Hán hay không, và bạn có kết quả dương tính. Bạn đã bị nhiễm? Cái note này giải thích rằng rất có thể bạn đã bị nhiễm, nhưng … chưa chắc. Ngay cả bạn có kết quả âm tính, bạn vẫn có thể đã bị nhiễm.

Sài Gòn đang triển khai một chương trình xét nghiệm qui mô lớn chưa từng có trong lịch sử y khoa Việt Nam. Theo dự kiến, sẽ có 5 triệu người được làm xét nghiệm bằng PCR để biết có bị nhiễm virus Vũ Hán hay không [1]. Đứng trên phương diện nghiên cứu, đây là một cơ hội vàng son để không chỉ biết tình hình dịch bệnh ra sao, mà còn nghiên cứu khoa học để hiểu biết hơn về dịch Vũ Hán ở thành phố đông dân nhứt nước này.

Bao nhiêu người bị nhiễm?

Sau khi SG làm xét nghiệm trên 5 triệu người, chúng ta sẽ biết có bao nhiêu người nhiễm Covid-19? Câu trả lời đơn giản là không. Nhưng chúng ta sẽ biết được bao nhiêu người có kết quả dương tính. Nên nhớ rằng kết quả dương tính không có nghĩa là chắc chắn bị nhiễm.

Ở Úc, năm ngoái các giới chức y tế đã tiến hành một chương trình xét nghiệm trên 7.4 triệu mẫu (được xét nghiệm bằng PCR) [2]. Kết quả cho thấy tỉ lệ mẫu có kết quả dương tính là 0.4% (hay 4 trên 1000 người). Nhưng tỉ lệ này dao động giữa các tiểu bang, với nơi cao nhứt là 0.8% ở Victoria. Chúng ta có thể lấy con số 0.4% để làm điểm tham khảo, vì SG vẫn là nơi có tỉ lệ nhiễm thấp so với Úc hay các nước trong vùng (cho dù báo chí Việt Nam gây khá ồn ào và hoang mang).

Dựa vào tỉ lệ tham khảo là 0.4%, chúng ta kì vọng rằng xét nghiệm trên 5 triệu người ở SG sẽ có chừng 20,000 người có kết quả dương tính. (Thật ra, con số thực tế là cao hơn — giải thích dưới đây — nhưng tạm thời lấy đó làm điểm khởi đầu).

Nhưng xin nhắc lại rằng kết quả đó không có nghĩa là SG có 20,000 người nhiễm Covid-19. Con số bị nhiễm thật có thể cao hơn một chút (chừng 0.45%).

Sai sót trong xét nghiệm PCR

Nhưng những bàn luận trên là cho một quần thể, còn ở cấp độ cá nhân thì sao? Ở cấp độ cá nhân, câu hỏi mà nhiều bạn hỏi là: “Nếu tôi có kết quả xét nghiệm dương tính tức là tôi bị nhiễm?”

Câu trả lời là không. Nói đúng ra là ‘không hẳn’. Các bạn ngoài khoa học sẽ ngạc nhiên hỏi: tại sao kì vậy? Tại vì xét nghiệm, ngay cả xét nghiệm bằng PCR, không có độ chính xác 100%. Giản đồ dưới đây giải thích cho các bạn hiểu [3]. Nói ngắn gọn, mỗi xét nghiệm có 2 sai sót là dương tính giả và âm tính giả. Dương tính giả là xác suất có kết quả dương tính nhưng người đó không bị nhiễm. Âm tính giả là xác suất có kết quả âm tính nhưng thật ra người đó bị nhiễm.

Hai chỉ số để đo lường độ chính xác của một phương pháp xét nghiệm là độ nhạy (sensitivity) và độ đặc hiệu (specificity). Độ nhạy phản ảnh xác suất có kết quả dương tính nếu bị nhiễm. Độ đặc hiệu là xác suất có kết quả âm tính nếu không bị nhiễm. Suy ra, mỗi phương pháp xét nghiệm có 2 sai sót: dương tính giả và âm tính giả. Dương tính giả là xác suất có kết quả dương tính nhưng người đó không bị nhiễm. Âm tính giả là xác suất có kết quả âm tính nhưng thật ra người đó bị nhiễm.

Tại sao phương pháp xét nghiệm Rt-PCR rất chính xác mà vẫn có thể cho ra kết quả sai? Lí do chánh là sai sót liên quan đến cách xử lí mẫu ngoài cộng đồng và trong phòng xét nghiệm, và có thể phản ứng giao chéo với các sinh phẩm khác [những yếu tố không phải là virus Vũ Hán]. Người từng bị nhiễm và tự bình phục cũng có thể có kết quả dương tính. Nói cách khác, phương pháp Rt-PCR có thể cho ra kết quả dương tính, nhưng không phải là nhiễm virus Vũ Hán.

Vậy câu hỏi là tỉ lệ dương tính giả và âm tính giả trong xét nghiệm Rt-PCR là bao nhiêu? Theo kết quả của một phân tích [công bố dưới dạng preprint] thì tỉ lệ này có thể dao động trong khoảng 2.3 đến 6.9% [4]. Một phân tích khác công bố trên PLoS ONE cho thấy tỉ lệ âm tính giả có thể dao động trong khoảng 9% đến 19%, với trung bình là 13% [5]. Độ nhạy khi lấy mẫu ở mũi thường cao hơn lấy mẫu ở cổ họng.

Ở SG, với cách lấy mẫu đại trà và huấn luyện cấp tốc, chúng ta sẽ bảo thủ và tạm lấy tỉ lệ dương tính giả là 7%, và âm tính giả là 20% (bảo thủ). Nói cách khác, độ đặc hiệu là 93% và độ nhạy là 80%.

Diễn giải kết quả xét nghiệm ra sao?

Bây giờ thì các bạn đã hiểu tại sao có kết quả xét nghiệm dương tính không có nghĩa là bị nhiễm, hay một kết quả âm tính không có nghĩa là không bị nhiễm.

Quay lại câu hỏi: nếu tôi có kết quả xét nghiệm dương tính, thì xác suất tôi bị nhiễm virus Vũ Hán là bao nhiêu?

Trả lời câu hỏi này phải vận dụng đến Định lí Bayes. Nhưng tôi không làm phiền các bạn với những chi tiết lí thuyết và công thức, mà chỉ nói rằng câu trả lời tuỳ thuộc vào 3 tham số: (1) tỉ lệ bị nhiễm trong cộng đồng; (2) xác suất dương tính giả; và (3) xác suất âm tính giả. Chúng ta đã biết tỉ lệ dương tính giả là 7% và âm tính giả là 20%. Vậy còn tỉ lệ nhiễm là bao nhiêu? Không ai biết, nhưng chúng ta hãy lấy tỉ lệ của Úc khi họ làm xét nghiệm đại trà là 0.4%.

Với 3 tham số đó, chúng ta ‘lắp ráp’ vào công thức (xem giản đồ), và kết quả là 4.38%. Nói cách khác, nếu bạn có kết quả xét nghiệm là dương tính, thì xác suất mà bạn bị nhiễm virus Vũ Hán 4.38% (xem biểu đồ). Nói cách khác nữa, nếu 100 người có kết quả dương tính, thì có chừng 4 người thật sự bị nhiễm virus Vũ Hán.

Xác suất bị nhiễm nếu có kết quả dương tính (trục tung) phụ thuộc vào xác suất nhiễm trong cộng đồng (trục hoành). Biểu đồ này được tính toán dựa vào giả định độ nhạy 80% và độ đặc hiệu 93%.

Có lẽ các bạn sẽ nghĩ “Oh, xác suất vậy (4.4%) còn thấp mà“. Nhưng không phải đơn giản như vậy. Trong cộng đồng, tỉ lệ nhiễm là 0.04%, còn bạn là 4.4%, tức cao gấp 10 lần so với cộng đồng. Do đó, bạn phải quan tâm. Điều này có nghĩa thực tế là: nếu kết quả xét nghiệm là dương tính, bạn có xác suất cao là bị nhiễm. Nhưng người có kết quả âm tính và không có triệu chứng thì rất có thể người đó không bị nhiễm. Tuy nhiên, nếu một người có kết quả âm tính và có triệu chứng thì người đó vẫn có nguy cơ bị nhiễm và nên tự cách li tại nhà.

Tóm lại, nếu 5 triệu người làm xét nghiệm ở Sài Gòn, chúng ta có thể đoán rằng có chừng 20,000 người (hoặc thấp hơn) có kết quả dương tính. Nhưng số người thật sự bị nhiễm virus Vũ Hán thì khó biết được, do sai sót trong kĩ thuật xét nghiệm và phẩm chất của mẫu xét nghiệm, nhưng có thể lấy con số 20,000 làm điểm tham chiếu cho chánh sách y tế công cộng.

____

[1] https://thanhnien.vn/.../tphcm-can-khac-phuc-khi-lay-mau...

[2] https://www.pathologyjournal.rcpa.edu.au/.../S00.../fulltext

[3] Hai chỉ số để đo lường độ chính xác của một phương pháp xét nghiệm là độ nhạy (sensitivity) và độ đặc hiệu (specificity). Độ nhạy phản ảnh xác suất có kết quả dương tính nếu bị nhiễm. Độ đặc hiệu là xác suất có kết quả âm tính nếu không bị nhiễm. Suy ra, mỗi phương pháp xét nghiệm có 2 sai sót: dương tính giả và âm tính giả. Dương tính giả là xác suất có kết quả dương tính nhưng người đó không bị nhiễm. Âm tính giả là xác suất có kết quả âm tính nhưng thật ra người đó bị nhiễm. (Xem biểu đồ để biết thêm chi tiết).

[4] https://www.medrxiv.org/.../2020.04.26.20080911v1.full

[5] https://journals.plos.org/plosone/article...

GS.TS Nguyễn Văn Tuấn (GS tại Úc)