COVID-19-taudin molekyylibiologinen diagnostiikka

Abstract

COVID-19 on uuden koronaviruksen, SARS-CoV-2:n aiheuttama hengitystieinfektio. Maailman terveysjärjestö (WHO) julisti keväällä 2020 COVID-19:n maailmanlaajuiseksi pandemiaksi. Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL) aloitti maaliskuussa 2020 COVID-19 primääridiagnostiikkalaboratoriotoiminnan. Molekyylibiologinen COVID-19 diagnostiikka toteutetaan reaaliaikaisena RT-PCR-testinä, jota varten näytteestä on eristettävä viruksen RNA.

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää THL:n asiantuntijamikrobiologian laboratorioon hankittujen uusien nukleiinihappoeristys- ja diagnostiikkalaitteiden soveltuvuus COVID-19-diagnostiikkaan. Työssä käytettiin laboratorion käytössä ollutta RNeasy-eristyskitin menetelmää referenssimenetelmänä ja kyseisen menetelmän protokollaa sovellettiin testin laitteille. Vertailtavia laitteita oli Qiagen QIAcube Connect, PerkinElmer chemagic360, Qiagen QIAsymphony SP/AS, NeuMoDx Molecular System ja QIAstat-Dx. Työ toteutettiin vertailemalla laitteiden herkkyyttä positiivisen näytteen laimennossarjalla, arvioimalla laboratorion kapasiteettia vertailemalla laitteilla työhön kulunutta aikaa ja vertailemalla laitteiden käyttökustannuksia. Työssä myös vertailtiin QIAstat-Dx:n suoriutumista COVID-19-testistä laboratorion referenssimenetelmään verrattuna.

Työn tulosten perusteella chemagic360 suoriutui herkkyystestissä, työaikavertailussa ja kustannusvertailussa muita laitteita paremmin. Tämän opinnäytetyön tulosten perusteella laboratorio nosti testauskapasiteettia investoimalla uusiin PerkinElmer chemagic360 -eristysautomaatteihin. Tulosten perusteella QIAcube, NeuMoDx ja QIAstat-Dx soveltuvat myös COVID-19-testaukseen testin menetelmää hyödyntäen. QIAsymphonyn eristysprotokollaa täytyy optimoida ennen kuin laitetta voidaan käyttää rutiininomaisessa diagnostiikassa.

COVID-19 is a respiratory infection caused by a novel coronavirus, SARS-CoV-2. In the spring of 2020, the World Health Organization (WHO) declared COVID-19 a global pandemic. In March 2020, Finnish National Institute for Health and Welfare (THL) started COVID-19 primary diagnostic laboratory operations. Molecular biological diagnostics of COVID-19 are performed as a real-time RT-PCR test, for which viral RNA must be extracted from a sample.

The aim of this thesis study was to find out the suitability of the new nucleic acid isolation and diagnostic instruments purchased for THL's expert microbiology laboratory for COVID-19 diagnostics. The RNeasy extraction kit used in the laboratory was used as a reference method and the protocol of that method was applied to the test instruments. Instruments to be compared were Qiagen QIAcube Connect, PerkinElmer chemagic360, Qiagen QIAsymphony SP/AS, NeuMoDx Molecular System and QIAstat-Dx. The work was carried out by comparing the sensitivity of instruments with a dilution series of a positive sample, evaluating the capacity of the laboratory, comparing the hands-on-time spent working with the instruments and comparing the operating costs of the instruments. The work also compared the performance of QIAstat-Dx in the COVID-19 test with the laboratory reference method.

Chemagic360 performed better than other instruments in the sensitivity test, working time comparison and cost comparison. Based on the results of this thesis, the laboratory increased its testing capacity by investing in new PerkinElmer chemagic360 nucleic acid extraction instruments. According to the results, QIAcube, NeuMoDx and QIAstat-Dx are also suitable for COVID-19 testing using the test method. The QIAsymphony isolation protocol must be optimized before the instrument can be used in routine diagnostics.