[論文レビュー] The `how' matters: A simulation-based assessment of the potential contributions of LFD tests for school reopening in England

Kevin Kunzmann, Camilla Lingjaerde+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 2, 2021

COVID-19 epidemiological studies被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、エージェントベースのシミュレーションモデルを用いて、イギリスの小学校におけるさまざまなラテラルフローデバイス（LFD）検査戦略がSARS-CoV-2の感染拡大と学級欠席日数に与える影響を評価した。その結果、特に1週間に1回または2回の頻度で無症状者をスクリーニングすることが、感度が低い検査であっても、症状に基づく隔離のみに比べて、アウトブレイクの抑制を著しく改善することが判明した。これは、無症状での感染が顕著な場合に特に顕著であった。

ABSTRACT

During Covid-19 outbreaks, school closures are employed as part of governments' non-pharmaceutical interventions around the world to reduce the number of contacts and keep the reproduction number below 1. Yet, prolonged school closures have profound negative impact on the future opportunities of pupils, particularly from disadvantaged backgrounds, as well as additional economic and social impacts by preventing their parents from returning to work. Data on Covid-19 in children are sparse and policy frameworks are evolving quickly. We compare a set of potential policies to accompany the reopening of schools by means of an agent-based simulation tool. The policies and scenarios we model reflect the public discussion and government guidelines in early March 2021 in England before the planned nationwide reopening of schools on the 8th of March. A point of particular interest is the potential contribution of a more wide-spread use of screening tests based on lateral flow devices. We compare policies both with respect to their potential to contain new outbreaks of Covid-19 in schools and the proportion of schooldays lost due to isolation of pupils. We find that regular asymptomatic screening of the whole school as an addition to a policy built around isolation of symptomatic pupils and their closest contacts is beneficial across a wide range of scenarios, including when screening tests with relatively low test sensitivity are used. Multiple screening tests per week bring only small additional benefits in some scenarios. These findings remain valid when test compliance is not enforced although the effectiveness of outbreak control is reduced.

研究の動機と目的

• SARS-CoV-2の感染拡大を制御しつつ、学級欠席日数を最小限に抑えるさまざまなLFD検査ポリシーの有効性を評価すること。
• 検査感度、適合率、検査頻度が、アウトブレイクの制御と教育の継続性に与える影響を評価すること。
• 症状に基づく隔離と、追加の無症状者スクリーニング（「解放のための検査」および定期的スクリーニング戦略を含む）を比較すること。
• 適合率、検査感度、およびバブル間隔離の欠如といった現実の制約が、アウトブレイク制御に与える影響を検討すること。
• 学校を安全に開校し続けるために、政策立案者に根拠に基づいた指針を提供すること。

提案手法

• クラス単位の接触構造を想定した、小学校に特化した柔軟性がありオープンアクセスのエージェントベースのシミュレーションモデルを構築した。
• 感染後経過時間に応じたウイルス量、感染性、LFD検査感度の相互依存関数として、生物学的妥当性を反映したモデルを構築した。
• 症状に基づく隔離、「解放のための検査」、定期的無症状者スクリーニングを含む、複数のポリシー・シナリオにおける感染伝播ダイナミクスをシミュレートした。
• 検査感度、適合率、接触パターンの実際のパラメータを組み込み、バブル間隔離が行われないシナリオも含めた。
• モンテカルロシミュレーションを用いて、高感染性および高無症状率のシナリオを含む、さまざまな伝播シナリオにおける結果を推定した。
• アウトブレイクの制御と、隔離による学級欠席日数の割合という二重指標に基づいて、ポリシーを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 定期的な無症状者LFDスクリーニングは、症状に基づく隔離に比べて、小学校におけるSARS-CoV-2のアウトブレイク制御にどのように寄与するか？
• RQ2 特に感度が低い検査を用いる場合、週1回以上の頻度で検査を増やすことで得られる追加的利益は何か？
• RQ3 検査適合率や繰り返し検査結果の自己相関が、スクリーニングポリシーのパフォーマンスに与える影響は何か？
• RQ4 効果的なバブル間隔離が行われない場合、さまざまな検査戦略におけるアウトブレイク制御への影響は？
• RQ5 無症状感染が顕著な状況下で、「解放のための検査」は、追加のスクリーニングを伴う症状に基づく隔離を上回るのか？

主な発見

• 特に1週間に1回または2回の頻度で実施する定期的な無症状者スクリーニングは、感度が低いLFD検査であっても、広範なシナリオにおいてアウトブレイクの制御を著しく改善する。
• 無症状感染が顕著な場合、「解放のための検査」ポリシーは、基準となる症状に基づく隔離ポリシーに比べて劣る結果となり、繰り返し検査が十分であるという仮定に反する。
• 繰り返し検査結果に自己相関があると、頻回な検査の恩恵が低下するが、強い自己相関でなければ、週2回の検査の利点が完全に相殺されることはない。
• 月曜日または月曜日・水曜日の定期的スクリーニングを実施するポリシーは、症状に基づく隔離や「解放のための検査」戦略よりも、検査感度が低い場合や無症状率が高い場合に、より頑健である。
• バブル間隔離が効果的に機能しない（例：1クラス1バブル）場合、接触者数の増加により隔離の恩恵が相殺され、アウトブレイク制御が著しく損なわれる。
• 週1回のスクリーニング検査は、症状に基づく隔離のみに比べて顕著な利点を示し、週2回の検査は高感染性シナリオにおいてさらなる頑健性を向上させる。