“为什么中国大规模检测这么惊艳？是勤劳勇敢？不，是科学啊”

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英国利物浦11月20日刚刚完成大规模新冠检测项目，这是英国首次在城市进行大规模检测。 利物浦是英格兰新冠死亡率最高的地区，每100万人感染率约为英格兰平均水平的两倍，因此被选中参加考试。

这个飞行员被认为是全英的希望，2021年1月以后将在全英格兰宣传。

▲英国卫报的复印件“利物浦的大规模检查项目是英格兰的希望”

那么检查了多少人？

原来的目标是在两周内检查利物浦的全部人口50万人。 但两周结束，目标减少了一半以下，共计约20万人被检查，约2000人阳性，600人无症状感染者。

中国是最早开展大规模检查的国家之一。 我记得5月份武汉18天检测990万人，一天检测能力高的时候可以达到100万人。 也就是说，一天测量的量是利物浦两周的五倍。 10月，青岛又用了5天时间完成了全城1000多万个检查。 青岛创造了世界纪录，也冲击了外国媒体。

▲英国报纸电讯10月发表了“中国青岛发现6例感染，5天内对全城900万人口进行检测”的复印件。

为什么中国的新冠类检查速度这么快，其实真正的秘密在于“混采检查”。

武汉首次使用“混采检测”。 简单来说，就是把样本分组去检查。 如果某组结果呈阳性，通知该组全员立即隔离，每人进行“单一样本检测”，找出该组中病毒的“来源”。

△混合3个样品进行检查

武汉曾将5个样品以内分组检测，青岛将10个样品分组，从此速度加快。

毕竟新冠的传递速度太快了，检查是在和病毒竞争，在打闪电战。 “集团检查”既快又省钱，但实际上已经用于中国、印度、德国和美国。 只是，中国的执行力很厉害。 除此之外，还有一个理由，所以效果非常惊人。

“小组检查”的深入让人头脑发热，来自数学行业的革新层出不穷。 权威科学期刊《自然》以前就介绍了四种做法。

做法1 )实际上很像中国的“10合1”“5合1”。 这也是最直接、最容易操作的做法。

这是哈佛大学的经济学家robert dorfman在20世纪40年代提出的，当时用来检测二战士兵中有多少人患有梅毒。 之后，它还经常被用来筛选有多少人患有衣原体、淋病病毒等病毒。 红十字会也用这种做法筛选献血者中是否有携带乙肝、HIV等的人。

做法2 :和“做法1”很相似。 都是“分组以免重叠”。 区别是先分组，再分组。

这个方案的好处是次数减少了。 “做法1”一共需要检查(3+9=12 )次，“做法2”只需要)3+3+3=9次。

但是，其缺点是顺序太多了。

每次的检查结果要等很长时间的话，时间就会变长。 另外，叫人来检查三次，也有操作上的困难。

前两种方法都是“不重叠分组”，与此相对，“做法3”是更精妙的“重叠分组”。 也就是说，可以将相同的样本分成不同的组，组与组之间有重叠。

做法3 :提高维度。

将9个样本按“列”分为3组，按“行”分为3组，按“第二个箭头”分为“行”或“列”呈阳性时，出现在这两组的某个样本可评价为阳性(红色)。

二维也可以升级为多维，更具规模效应。 只是，这个做法实际操作起来可能有点多，有点杂。 特别是一组中包含多个阳性病例时，需要用算法计算出哪个是阳性标本。 卢旺达科学家正在探索这一战略。

做法4 :一轮就完了。

前几种做法必须分成几次，但第二次必须等到第一次结果出来，第三次必须等到第二次结果出来。 顺序越多，等得越久，时间就越晚。 早于病毒，科学家们就研究了能否将轮班压缩到极限。

印度理工大学的计算机科学家用数学柯克曼三元系( kirkman triples )完成了“一轮”。 下图的例子是，如果测量9个个体，只需测量6次就能发现唯一的阳性。

△这四张照片都来自《自然》杂志

但是，这种做法和“做法3”一样，数据量大的话，分组和识别就会超过人的计算能力。 我觉得让一线检查员用这种方法操作，能把人灌醉。

所以“计算”这件事必须交给计算机。 如果编写合适的算法，开发合适的程序，“方法4”的威力将呈指数级增加。 目前，印度科学家仅通过48次测试，就成功地识别出了320个样本中的5个阳性。

除了数学灵感外，小组检测也引起了人工智能行业科学家的关注。 医学界也在探索，到底将多少样本分成一组是极限。 病毒会不会被稀释过多而检测不出阳性？

因此，“放入一组样本比较合适”也不是拍脑袋就能决定的事件，背后有科学。

中国的做法，即“方案一”，是最容易操作、最容易使用的，特别适用于当机立断的“闪电战”。 但是，要突破阈值，突破极限，必须依靠科学。 科学需要时间，短期内可能无法反映在执行上，但这是长跑，提高维度的瞬间还没到，我们不能骄傲。

7月，美国科研人员撰写的复印件被公布在“对话”网站上，讨论了“分组检查”的局限性。

复印件显示，在洛杉矶这样的城市，9%的人检测结果呈阳性，“小组检测”只削减了50%的价格和时间。 在只感染了0.1%人口的蒙大拿州，检验价格居然可以减少近90%。

道理很简单，感染的人越多，第一次检查就出现阳性，需要第二次检查的人就越多。 那个小组检查的特征是什么？

△在“对话”网站上发表复印讨论的分组检查

英国利物浦两周只测量了20万人。 利物浦大学的传染病专家卡姆森普尔教授解释说:

所以，中国的“分组检查”战略并不一定照搬，或者即使使用也不一定有中国那样惊人的效果。 因为各个“基础”不同。

中国的疫情防控很果断，很多时候只从当地传来的几个病例就检查了全城。 第一次检查一组一组地检查出阴性，因为很快就被筛掉了，所以检查得很快。 这就形成了“正反馈”。 因为感染很少，所以检查会变快。 因为检查很快切断了病毒的传递，所以又很少感染。

英国免疫学会主席彼得·奥平朔教授在接受总台记者采访时表示:“中国的检查做法令人钦佩。 我希望我们能在英国效仿。”

这不是自律。 这是评价。 现阶段，这种做法未必对他们最合适。

即使对我们普通的中国人来说，在享受来自世界各地的称赞和精彩瞬间的时候，也必须知道这一点，知道其理由。 总是勤奋勇敢地解释不利于我们变得更聪明。

封面照片来源:照片网