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本文通过建模研究评估新型循环阳极抗原快速诊断试验（CAA RDT）在血吸虫病（SCH）防控中的作用。对比传统检测方法，发现 CAA RDT 在精准定位和成本控制上有优势，或能助力实现 SCH 消除目标，为防控策略优化提供参考。
引言
世界卫生组织（WHO）制定目标，要在 2030 年在 78 个国家将血吸虫病（SCH）从公共卫生问题中消除，定义为某地区重度感染（尿液中每毫升≥50 个虫卵或粪便中每克≥400 个虫卵）比例低于 1%。在 SCH 患病率≥10% 的流行社区，WHO 建议对 2 岁及以上人群进行年度预防性化疗（使用单剂量吡喹酮）。目前，通过对学龄儿童（SAC）进行地区级基于学校的映射调查来估计患病率，检测方法主要是寄生虫学显微镜检查，即通过加藤厚涂片法（Kato-Katz）检查粪便中的肠道血吸虫（如曼氏血吸虫S. mansoni、日本血吸虫S. japonicum等），以及通过尿液过滤和显微镜检查检测泌尿生殖系统血吸虫（埃及血吸虫S. haematobium ）。
然而，SCH 是一种局部性疾病，患病率和感染强度分布不均。传统的地区级广泛患病率调查可能导致过度或治疗不足，尤其是对于患病率接近 10%（大规模治疗阈值）的社区。精准映射调查能将治疗精准定位到分区层面，提高资源利用效率。近期开发的血吸虫病实用精准评估（SPPA）协议，是一种优化的两阶段采样方法，可辅助分区层面的治疗决策。但基于显微镜的诊断方法耗时耗力，限制了影响评估的频率和规模。
一种新型的循环阳极抗原（CAA）快速诊断试验（RDT）正在研发中，它能检测感染宿主血液中的 CAA，作为曼氏血吸虫、日本血吸虫和埃及血吸虫的感染标志物。该试验有望满足或超越 WHO 对 SCH RDT 的诊断目标产品概况（TPP）建议，即对曼氏血吸虫和 / 或埃及血吸虫的最低敏感性 > 60%，特异性 > 95%，或成为流行社区 SCH 精准映射的有力工具。本研究旨在对比 CAA RDT 与传统显微镜检测方法的成本，并评估其在不同采样策略下估计患病率的能力，为检测方法的选择提供依据。
方法
- 诊断技术：本研究模拟了用于患病率映射和监测的两种诊断检测策略。一是 “加藤厚涂片法和尿液过滤”，即 SAC 提供粪便样本，用加藤厚涂片法在附近实验室检测曼氏血吸虫或日本血吸虫感染；在已知有埃及血吸虫流行的地区，采集尿液样本进行过滤和显微镜检查，监测和评估（M&E）时需连续两天采集样本。二是 “CAA RDT”，使用美国 DCNDx 公司的 CAA RDT，通过采集 SAC 手指末梢毛细血管全血样本，由现场助手在学校读取结果，检测曼氏血吸虫、日本血吸虫和埃及血吸虫感染。
- 成本数据和资源使用：采用基于成分的方法确定并量化各项检测所需的投入，包括劳动力、运输、物资、设备、培训、资金和间接成本等。成本从各国 SCH 项目提供者的角度计算，资源使用情况通过采访肯尼亚医学研究所（KEMRI）参与 SCH CAA RDT 原型首次现场评估的人员确定。成本包括标本采集、样本处理分析、数据管理和治疗交付等相关费用，不包含治疗费用。所有成本均换算为 2023 年美元，部分数据进行敏感性分析以适应不同地区。
- 采样策略：模拟两种采样策略，即 WHO 先前概述的传统采样策略和 SPPA 两阶段采样方法。传统采样方法在地区内选择 5 所学校，每所学校检测 50 名 SAC，优先选择血吸虫病高风险地区的学校，以 5 个采样点的平均患病率作为地区治疗决策的依据。SPPA 采样策略的第一阶段为实践评估，在地区内系统选择 15 所学校，每所学校采样 30 名 SAC，根据患病率≥10% 的采样点数量决定是否进入第二阶段精准评估；精准评估阶段从每个分区有目的地选择 4 所学校，每所学校检测 20 名 SAC，根据分区平均患病率决定治疗决策。
- 地区和诊断采样模拟：模拟 8 种不同的地区原型，每个地区包含 10 个分区和 50 所学校，患病率分布各异，参数基于肯尼亚人口数据。每个地区原型模拟 1000 次，分区患病率从 beta 分布中随机抽取。同时进行敏感性分析，模拟 3 种双峰患病率分布的地区原型。在模拟过程中，对每种地区原型的 1000 次迭代应用不同的采样策略和诊断技术，比较 CAA RDT 与传统检测方法在不同敏感性（60 - 100%）和特异性（95 - 100%）水平下的性能和成本，假设加藤厚涂片法和尿液过滤的敏感性为 80%，特异性为 100% 。
- 结果指标：主要关注两种检测算法的总成本，以及通过模拟确定的每个采样地区中接受正确治疗决策的分区比例（即当分区真实患病率≥10% 时增加吡喹酮大规模药物施用Mass Drug Administration，MDA频率，<10% 时降低或维持 MDA 频率），评估能使至少 80% 分区获得正确治疗决策的检测规格和采样策略。
结果
- 检测策略成本：使用传统采样方法时，CAA RDT 检测一个地区的成本略低于加藤厚涂片法。CAA RDT 的主要成本驱动因素是物资（46%，主要源于检测试剂盒成本 3 美元）和运输（21%），而加藤厚涂片法是人员（34%）和运输（27%）。单独使用尿液过滤成本低于 CAA RDT，但与加藤厚涂片法结合则成本大幅增加。在进行地区 M&E 时，加藤厚涂片法的成本是 CAA RDT 的两倍多。
使用 SPPA 采样策略时，加藤厚涂片法每个 SAC 的成本始终高于 CAA RDT。SPPA 第一阶段采样每个 SAC 的成本比传统采样高 8 - 20%，若进入第二阶段，成本比传统采样高 64 - 97%。当 CAA RDT 检测试剂盒价格为 3 美元时，只有在传统采样中人员成本减半，或 SPPA 采样中运输和人员成本均减半的情况下，加藤厚涂片法才比 CAA RDT 便宜；若检测试剂盒价格降至 2.33 美元，CAA RDT 在所有采样和成本场景下都更便宜。
2. 建模结果：在不同地区原型中，CAA RDT 能正确分类至少 80% 分区以进行适当治疗的检测规格有所不同。在患病率低于 10% 的地区，高特异性对正确分类至关重要；在患病率高于 10% 的地区，高敏感性更有利于正确分类。在高患病率的异质地区，没有检测规格组合能正确分类至少 80% 的分区。
两种采样策略的性能因地区患病率分布而异，但对检测规格的趋势相似。在异质地区和低患病率同质地区，两种策略倾向于过度治疗分区；在患病率为 12% 的同质地区则倾向于治疗不足。高特异性（100%）检测与低特异性（95%）相比，过度治疗较少，但在 12% 患病率的同质地区会导致更多治疗不足，高敏感性可缓解这一情况。总体而言，使用高特异性（100%）检测时，SPPA 采样的过度和治疗不足情况比传统采样少（8% 患病率的同质地区除外）。
不同采样策略和患病率分布下，能正确分类至少 80% 分区的最低诊断规格不同。在同质地区，两种采样策略大多能以 60% 的敏感性和 97% 的特异性达到目标；在异质地区，SPPA 采样平均需 60% 敏感性和 98% 特异性。综合所有地区原型，SPPA 采样的最佳诊断规格是 100% 特异性和 85% 敏感性（正确分类 87%），传统采样是 95% 敏感性（正确分类 79%）。
3. 经济分析：假设检测性能为 80% 敏感性和 100% 特异性，平均来看，SPPA 采样能正确治疗 87% 的分区，传统采样为 78%，且 CAA RDT 成本更低。在 SPPA 采样中，CAA RDT 每正确分类 10 个分区的成本低于其他检测方法，是一种成本节约策略。若使用传统采样，CAA RDT 每正确分类 10 个分区的成本为 3891 美元，加藤厚涂片法为 4240 美元；单独使用尿液过滤的传统采样比 CAA RDT 成本更低。
讨论
WHO 消除血吸虫病的目标增加了流行国家对吡喹酮的需求，新的诊断和采样策略有助于更精准治疗，减轻全球吡喹酮供应压力。本研究表明，结合 SPPA 和 CAA RDT 的方法比加藤厚涂片法显微镜检查更高效、更具成本效益，能减少分区的过度和治疗不足情况。
尽管 CAA RDT 每次检测成本（3 美元）高于显微镜检查或尿液过滤，但操作优势明显，在多种情况下成本竞争力强。在需要同时进行粪便和尿液显微镜检查或多日采样的 M&E 场景中，CAA RDT 可节省大量成本。成本分析显示，若 CAA RDT 价格为 3 美元，在多数情况下成本低于传统方法，若低于 2.33 美元则优势更明显，这对采购价格谈判意义重大。
检测性能要求因流行病学和采样策略而异。低患病率地区高特异性可避免过度治疗，高患病率地区高敏感性确保治疗充分。研究发现最佳检测规格并非越高越好，如 SPPA 采样中 100% 特异性和 85% 敏感性的组合分类效果最佳，为 WHO TPP 标准提供了更细致的指导。
加藤厚涂片法和尿液过滤在假设的 80% 敏感性和 100% 特异性下表现良好，CAA RDT 需保持高特异性才能与之竞争。加藤厚涂片法敏感性受样本采集和感染强度影响，在低传播地区敏感性低。部分研究显示 CAA RDT 在低传播地区敏感性较高，但它能否作为半定量诊断工具仍需研究，虽有观点认为血液中 CAA 浓度与感染强度相关，但还需进一步验证。
本研究首次对 CAA RDT 进行建模分析，与前人研究相比有相似也有差异。本研究存在一定局限性，如未考虑感染强度对检测性能的影响，经济分析未包含吡喹酮治疗成本，未考虑血吸虫病和土壤传播蠕虫映射调查整合的效率，未调整 CAA 检测的治疗阈值，也未从消除疾病的角度考虑过度治疗的潜在益处。但研究方法具有通用性，敏感性分析可用于不同地区比较。
结论
随着 SCH 防控项目向消除目标推进，疾病分布可能更集中，需要精准映射来优化预防性化疗。本建模分析表明，高特异性的 CAA RDT 在 SCH 患病率映射中具有成本竞争力，特别是在精准映射策略下。未来还需在特定采样策略下评估其现场性能，以及能否准确估计感染强度，以确定其能否在 SCH 消除项目中替代显微镜检查。
