“欧洲头条丨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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英国城市利物浦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，每百万人的感染率约为英格兰平均水平的两倍，因此被选为飞行员。

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测利物浦全部50万人口。 但两周后，目标达到一半以下，约20万人被检出，约2000人阳性，600名无症状感染者。

检测震惊世界的中国

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

△英国电讯报10月复制的《中国青岛发现6例感染，5天内检测出全城900万人口》

为什么中国的新冠系统检查速度这么快，其实真正的秘密在于“混采检查”。

武汉首次使用“混采检测”。 简单地说，就是将样本分组检查。 如果某一组结果呈阳性，通知该组全体人员立即隔离，每人进行“单采单检”，找出该组样本中病毒的“来源”。

△3样品混合检查

武汉将5个样品以内分成1组进行了检测，青岛将10个样品分成1组，从此速度加快。

毕竟，新冠传递速度太快，检测与病毒竞争，是闪电战。 “集团检查”快速节约，其实已经用于中国、印度、德国和美国，但中国的执行力惊人，再加上另一个原因(往下看)，效果尤为惊人。

分组检验中的科学亮点

“小组检查”深入后相当火热，来自数学行业的创新层出不穷。 权威科学杂志《自然》以前就介绍了四种做法。

做法1 :其实和中国的“10in 1”“5in 1”很像。 这也是最直接、最容易操作的做法。

这是哈佛大学经济学家robert dorfman在20世纪40年代提出的，当时用于检测二战中有多少士兵有梅毒。 之后，也经常用于筛查无症状的人有衣原体和淋病病毒等的人。 红十字会也用这样的方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”类似，但都是“不分组”。 但是，不同之处在于分组后再分组。

该方案的效益是次数减少——“做法1”共需要检查(3+9=12 )次，“做法2”为(3+3+3=9) 9次。

但其缺点是回合太多了。

各回合的检查结果必须等待很长时间，需要时间。 而且叫人检测三次，也有操作上的困难。

前两种方法是“组不重叠”，但从“方法3”开始就是更精密的“组重叠”。 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。

方法3 :提高维度。

9个样本按“列”分组3次，按“行”分组3次进行测量(参见第二个箭头)，如果“行”或“列”呈阳性，则出现在这两组中的任意一个样本均可评价为阳性(红色)。

二维还可以升级为多维，具有更大的规模效应。 只是，这种做法实际上可能有点多杂。 特别是一组包含多个阳性病例时，需要通过算法计算出哪个是阳性样本。 卢旺达科学家正在探索这一战略。

做法4 :一轮搞定。

前面的几种做法必须分成几次，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。 比病毒还快，科学家们研究了能否将回合压缩到极限。

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“一巡”。 下图示例中，如果测量9个个体，只需测量6次就能发现唯一的阳性。

△上述4张照片均来自《自然》杂志

但是，这种方法和“方法3”一样，只要数据量大，分组和识别就会超过人类的计算能力。 让一线检查员用这种方法操作，估计会把人打晕。

所以“计算”这件事交给计算机。 一旦写出合适的算法，开发合适的程序，“做法4”的威力将呈指数级增加。 目前，印度科学家在48次测试中成功识别了320个样本中的5个阳性。

除了数学带来的灵感外，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，到底多少样本分成小组是极限？ 病毒会不会被稀释过多而检测不出阳性呢？

所以，“将几个样本放在一组比较合适”也不是敲脑门就能决定的事件，背后有科学。

中国的做法，也就是“方案一”，是最容易操作、最容易上手的，特别适合当机立断决定“闪电战”。 但是要突破阈值，突破极限，就必须永远依靠科学。 科学需要时间，所以短期内可能不会出现在执行上，但这是长跑，提高维度的瞬间还没到，所以我们不要骄傲。

中国令人惊讶的另一个理由

7月，美国科研人员撰写的复印件发表在“对话”网站上，讨论“小组检查”的限制。

副本显示，在洛杉矶这样的城市，9%的人呈阳性，“小组检查”只减少了50%的价格和时间。 在只感染了0.1%人口的蒙大拿州，检测价格可以减少近90%。

道理很简单，感染者越多，第一组检出的阳性就越多，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小组检查

英国利物浦两周只能测量20万人，利物浦大学传染病专家卡尔姆·桑普尔教授这样解释道。

△英国紧急事态科学咨询集团( sage )顾问、利物浦大学传染病专家喀土穆·桑普尔教授接受了总台记者的采访

所以，中国的“集团检查”战略未必就可以直接使用，使用也未必有中国那样惊人的效果。 因为各个“基础”不同。

中国的疫情是果断的，大多数情况下，只通过当地的传递来检查整个城镇。 第一轮一组的检查都是阴性的，它很快就被筛了，所以检查得特别快。 这就形成了“正反馈”。 因为感染很少，所以检查很快。 由于切断了病毒的传递，所以感染很少。

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:“中国的检测方法令人钦佩，希望我们能在英国效仿。”

这不是自我谦虚。 这是评价。 现阶段，这种做法未必最适合他们。

对于我们普通的中国人来说，在享受来自世界的赞扬和精彩瞬间的时候，必须知道这一点，也必须知道这一点。 总是勤奋勇敢地解释，不利于我们变得更聪明。