ПРОБЛЕМА ДНК(РНК)-КОНТАМИНАЦИИ В ЛАБОРАТОРИИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ДИАГНОСТИКИ COVID-19 МЕТОДОМ ПЦР

ПРЕПРИНТ

Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.

Волынкина А. С.,

Рязанова А. Г.,

Русанова Д. В.,

Куличенко А. Н.

2020-12-28

https://doi.org/10.21055/preprints-3111926

Проанализированы факторы, приводящие к контаминации нуклеиновыми кислотами в лабораториях, выполняющих массовые исследования клинического материала методом ПЦР на наличие РНК нового коронавируса SARS-CoV-2 в условиях пандемии COVID-19. Основными причинами, способствующими возникновению контаминации, являются большие объемы исследований, накопление в лаборатории образцов клинического материала, увеличение количества отходов, содержащих продукты амплификации. Перекрестная контаминация происходит вследствие технических ошибок при выполнении лабораторных манипуляций на этапах пробоподготовки и обеззараживания материала, выделения РНК, внесения проб кДНК/РНК, положительных контрольных образцов в реакционную смесь. Загрязнение рабочих зон лаборатории ампликонами, возникающее при открытии пробирок и планшетов, содержащих продукты ПЦР – главная причина тотальной контаминации в лаборатории. Признаками перекрестной контаминации являются увеличение доли положительных проб с низкими значениями порогового цикла и выявление положительного сигнала в отрицательных контрольных образцах этапов выделения и амплификации. Получение положительного результата для всех проб в постановке, включая отрицательные контрольные образцы, свидетельствует о «тотальной контаминации» в лаборатории. Помимо контаминации, к ложноположительным результатам анализа может приводить образование неспецифических продуктов ПЦР на поздних циклах реакции и неспецифическая флуоресценция реакционной смеси, возникающая при несоблюдении температурного режима хранения реактивов. Для предотвращения контаминациии в лаборатории, выполняющей исследования методом ПЦР, необходим строгий контроль соблюдения поточности движения исследуемого материала и медицинских отходов, регулярный анализ частоты положительных ответов, обязательное проведение внутрилабораторного контроля качества исследований и ДНК(РНК) контаминации.

Ссылка для цитирования:

Волынкина А. С., Рязанова А. Г., Русанова Д. В., Куличенко А. Н. 2020. ПРОБЛЕМА ДНК(РНК)-КОНТАМИНАЦИИ В ЛАБОРАТОРИИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ДИАГНОСТИКИ COVID-19 МЕТОДОМ ПЦР. COVID19-PREPRINTS.MICROBE.RU. https://doi.org/10.21055/preprints-3111926

Список литературы

1. Adhikari SP, Meng S, Wu YJ, et al. Epidemiology, causes, clinical manifestation and diagnosis, prevention and control of coronavirus disease (COVID-19) during the early outbreak period: a scoping review. Infect Dis Poverty. 2020;9(1):29. Published 2020 Mar 17. doi:10.1186/s40249-020-00646-x

2. Lv M, Luo X, Estill J, et al. Coronavirus disease (COVID-19): a scoping review. Euro Surveill. 2020;25(15):2000125. doi:10.2807/1560-7917.ES.2020.25.15.2000125

3. Afzal A. Molecular diagnostic technologies for COVID-19: Limitations and challenges. J Adv Res. 2020;26:149-159. doi:10.1016/j.jare.2020.08.002

4. Zoe C Brooks, ART, Saswati Das, MD, COVID-19 Testing: Impact of Prevalence, Sensitivity, and Specificity on Patient Risk and Cost, American Journal of Clinical Pathology, Volume 154, Issue 5, November 2020, Pages 575–584, https://doi.org/10.1093/ajcp/aqaa141

5. Ji T, Liu Z, Wang G, et al. Detection of COVID-19: A review of the current literature and future perspectives. Biosens Bioelectron. 2020;166:112455. doi:10.1016/j.bios.2020.112455

6. Shen M, Zhou Y, Ye J, et al. Recent advances and perspectives of nucleic acid detection for coronavirus. J Pharm Anal. 2020;10(2):97-101. doi:10.1016/j.jpha.2020.02.010

7. .Coronaviridae Study Group of the International Committee on Taxonomy of Viruses. The species Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus: classifying 2019-nCoV and naming it SARS-CoV-2. Nat Microbiol. 2020;5(4):536-544. doi:10.1038/s41564-020-0695-z

8. Espy MJ, Uhl JR, Sloan LM, et al. Real-time PCR in clinical microbiology: applications for routine laboratory testing [published correction appears in Clin Microbiol Rev. 2006 Jul;19(3):595]. Clin Microbiol Rev. 2006;19(1):165-256. doi:10.1128/CMR.19.1.165-256.2006

9. Corman VM, Landt O, Kaiser M, et al. Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by real-time RT-PCR [published correction appears in Euro Surveill. 2020 Apr;25(14):] [published correction appears in Euro Surveill. 2020 Jul;25(30):]. Euro Surveill. 2020;25(3):2000045. doi:10.2807/1560-7917.ES.2020.25.3.2000045

10. Corman VM, Müller MA, Costabel U, et al. Assays for laboratory confirmation of novel human coronavirus (hCoV-EMC) infections. Euro Surveill. 2012;17(49):20334. Published 2012 Dec 6. doi:10.2807/ese.17.49.20334-en

11. Wang W, Xu Y, Gao R, Lu R, Han K, Wu G, Tan W. Detection of SARS-CoV-2 in Different Types of Clinical Specimens. JAMA. 2020 May 12;323(18):1843-1844. doi: 10.1001/jama.2020.3786. PMID: 32159775; PMCID: PMC7066521.

12. Pascarella G, Strumia A, Piliego C, et al. COVID-19 diagnosis and management: a comprehensive review. J Intern Med. 2020;288(2):192-206. doi:10.1111/joim.13091

13. Watson J, Whiting PF, Brush JE. Interpreting a covid-19 test result. BMJ. 2020;369:m1808. Published 2020 May 12. doi:10.1136/bmj.m1808

14. Tahamtan A, Ardebili A. Real-time RT-PCR in COVID-19 detection: issues affecting the results. Expert Rev Mol Diagn. 2020;20(5):453-454. doi:10.1080/14737159.2020.1757437

15. Lippi G, Simundic AM, Plebani M. Potential preanalytical and analytical vulnerabilities in the laboratory diagnosis of coronavirus disease 2019 (COVID-19). Clin Chem Lab Med. 2020;58(7):1070-1076. doi:10.1515/cclm-2020-0285

16. van Zyl G, Maritz J, Newman H, Preiser W. Lessons in diagnostic virology: expected and unexpected sources of error. Rev Med Virol. 2019;29(4):e2052. doi:10.1002/rmv.2052

17. Mögling R, Meijer A, Berginc N, et al. Delayed Laboratory Response to COVID-19 Caused by Molecular Diagnostic Contamination. Emerging Infectious Diseases. 2020;26(8):1944-1946. doi:10.3201/eid2608.201843.

18. 5. Willman D. Contamination at CDC lab delayed rollout of coronavirus tests. April 18, 2020. https://www.washingtonpost.com/investigations/contamination-at-cdc-lab-delayed-rollout-of-coronavirus-tests/2020/04/18/fd7d3824-7139-11ea-aa80-c2470c6b2034_story.html

19. Cohen AN, Kessel B. False positives in reverse transcription PCR testing for SARS-CoV-2. May 1, 2020. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.26.20080911v1.full.pdf (preprint)

20. Lan L, Xu D, Ye G, et al. Positive RT-PCR Test Results in Patients Recovered From COVID-19. JAMA. 2020;323(15):1502-1503. doi:10.1001/jama.2020.2783

21. Surkova E, Nikolayevskyy V, Drobniewski F. False-positive COVID-19 results: hidden problems and costs. Lancet Respir Med. 2020;8(12):1167-1168. doi:10.1016/S2213-2600(20)30453-7

22. Healy B, Khan A, Metezai H, Blyth I, Asad H. The impact of false positive COVID-19 results in an area of low prevalence [published online ahead of print, 2020 Nov 26]. Clin Med (Lond). 2020;clinmed.2020-0839. doi:10.7861/clinmed.2020-0839

23. Chia PY, Coleman KK, Tan YK, et al. Detection of air and surface contamination by SARS-CoV-2 in hospital rooms of infected patients. Nat Commun. 2020;11(1):2800. Published 2020 May 29. doi:10.1038/s41467-020-16670-2

24. Ong SWX, Tan YK, Chia PY, et al. Air, Surface Environmental, and Personal Protective Equipment Contamination by Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) From a Symptomatic Patient. JAMA. 2020;323(16):1610-1612. doi:10.1001/jama.2020.3227

25. Lv J, Yang J, Xue J, Zhu P, Liu L, Li S. Detection of SARS-CoV-2 RNA residue on object surfaces in nucleic acid testing laboratory using droplet digital PCR. Sci Total Environ. 2020 Nov 10;742:140370. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.140370. Epub 2020 Jun 19. PMID: 32619841; PMCID: PMC7303629.

26. Tupoleva Т.А., Tikhomirov D.S., GrumbkovaL.O., IgnatovaE.N., RomanovaT.Yu., FilatovF.P., GaranzhaT.A. // Clinical laboratory diagnostics. 2015. No. 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kontaminatsiya-pri-tspr-issledovaniyah-problemy-i-resheniya (date of access: 09/11/2020).

27. Basics of polymerase chain reaction (PCR). Methodical manual (DNA technology). Moscow. - 2012 Available at: https://www.dna-technology.ru/sites/default/files/pcr_a5_083-4.pdf Link active on September 10, 2019.

28. Wang CYT, Buckley C, Bletchly C, Harris P, Whiley D. Contamination of SARS-CoV-2 RT-PCR probes at the oligonucleotide manufacturer. Pathology. 2020;52(7):814-816. doi:10.1016/j.pathol.2020.08.002

ПРЕПРИНТ

ИНФОРМАЦИЯ О ПРЕПРИНТЕ