qRT-PCR-menetelmät COVID-19-taudin diagnostiikassa : kirjallisuuskatsaus

Abstract

SARS-CoV-2 on uusi koronavirus, joka on aiheuttanut maailmanlaajuisen pandemian lähdettyään leviämään Wuhanin kaupungista Kiinasta loppuvuonna 2019. Virus on läheistä sukua epidemioita 2000-luvulla aiheuttaneille SARS- ja MERS-koronavirukselle. Sen aiheuttamaa hengitystiesairautta kutsutaan nimellä COVID-19. Pandemian torjunnassa ja hallinnassa keskeistä on nopeiden ja luotettavien diagnostisten menetelmien käyttäminen. qRT-PCR-menetelmät ovat valikoituneet käytetyimmäksi menetelmäksi näiden kriteerien saavuttamiseksi COVID-19-taudin diagnostiikassa.

Opinnäytetyön tarkoitus oli esitellä kootusti COVID-19-taudin qRT-PCR-diagnostiikkaa, epidemiologiaa ja SARS-CoV-2-viruksen rakennetta sekä tehdä kirjallisuuskatsaus viruksen osoittamiseen tarkoitettujen qRT-PCR-menetelmien ominaisuuksien vertailemiseksi. Työn tavoitteena oli vertailla menetelmien eroja kirjallisuuskatsauksen ja meta-analyysin avulla. Opinnäytetyön aihe saatiin Fimlab Laboratoriot Oy:n mikrobiologian laboratoriosta.

Kirjallisuuskatsauksen tulokset osoittivat, että qRT-PCR-menetelmät ovat herkkiä ja tarkkoja SARS-CoV-2-viruksen osoittamiseksi, mutta näytemateriaalilla ja näytteen käsittelyllä on vaikutusta menetelmän herkkyyteen etenkin vähän virusmateriaalia sisältävien näytteiden kohdalla. Diagnostisten menetelmien vertailua toisiinsa vaikeuttaa kultaisen standardin menetelmän puuttuminen, minkä vuoksi on suotavaa käyttää erilaisia laskennallisia yhdistelmästandardeja. Haasteita menetelmien vertailemiseen luovat lisäksi analyyseissä käytettävien näytemateriaalien ja työtapojen eroavaisuudet. Edellä mainituista seikoista huolimatta työmme tukee käsitystä siitä, että qRT-PCR-menetelmät ovat luotettavia COVID-19-taudin diagnostiikassa.

SARS-CoV-2 is a novel coronavirus which has caused a worldwide pandemic after it started to spread from the city of Wuhan in China, late 2019. The virus is closely related to the SARS- and MERS-coronaviruses which have caused epidemics in the 2000’s. It causes a respiratory illness called COVID-19. Having fast and reliable diagnostic assays available is crucial in preventing and containing a pandemic. To answer these goals qRT-PCR-assays have been selected as the primary method for diagnosing COVID-19.

The purpose of this study is to present an overview on epidemiology and structure of SARS-CoV-2, and to perform a systematic review and meta-analysis of qRT-PCR assays used in the diagnostics of COVID-19. The aim of the study is to compare the analytical differences in these assays.

The results of our systematic review show that qRT-PCR assays have high sensitivity and specificity in detecting SARS-CoV-2. We also found that the sample material and its handling affect the sensitivity of the assay, especially when analysing low viral load samples. The lack of a gold standard makes it difficult to compare different assays with each other, therefore it is recommended to use a computational composite standard as a reference method. In addition, the differences in the used sample materials and working methods create challenges in comparing the performance of different assays. Despite the aforementioned observations our study corroborates the notion that qRT-PCR assays are a highly dependable method in the diagnosis of COVID-19.