Comparison of pre-analytical characteristics for molecular and serological diagnostics of COVID-19

GMS Hyg Infect Control. 2021 Jan 19:16:Doc03. doi: 10.3205/dgkh000374. eCollection 2021.

Abstract

Background: The diagnosis of SARS-CoV-2 infection relies on RT-PCR from nasopharyngeal swabs. The pre-analytical value of different methods of material harvesting for SARS-CoV-2 are unknown. Methods: We conducted a comprehensive investigation of the pre-analytical performance for different pharyngeal sampling procedures in hospitalized patients with confirmed SARS-CoV-2 infection. In addition to swabs taken simultaneously from different locations, saliva and pharyngeal lavages were also analyzed using RT-PCR. Results: In 10 COVID-19 patients, standard nasopharyngeal swabs detected 8 out of 10 positive patients, whereas swabs taken from the palatoglossal arch resulted in 9 correct-positive results. Brushing the posterior pharynx wall with swabs resulted in detection of 9 out of 10 positive patients with no difference using either dry swabs or liquid Amies medium. A strong correlation between Ct values of both swab materials was observed. Pharyngeal lavages yielded 6 out of 10 positive results in concordance with 85% of nasopharyngeal swabs in late-stage COVID-19 patients. Investigating 23 patients with early SARS-CoV-2 infection, pharyngeal lavages showed a concordance rate of 100% compared to nasopharyngeal swabs. Conclusions: The diagnostic performance of swabs taken from the palatoglossal arch in detecting SARS-CoV-2 infection is similar to that of specimens taken from the nasopharyngeal region. However, the former sampling method is associated with less discomfort and much easier to perform. Pharyngeal lavages may replace swabs for mass screening in early stages of SARS-CoV-2 infection. The predictive values are comparable, and the procedure is performed without exposing healthcare workers to transmission risks.

Hintergrund: Die Diagnose der SARS-CoV-2-Infektion basiert auf einer RT-PCR aus Nasen-Rachen-Abstrichen. Der präanalytische Wert der verschiedenen Methoden der Materialentnahme für die Diagnose einer SARS-CoV-2 Infektion ist unbekannt. Methoden: Wir führten eine umfassende Untersuchung der präanalytischen Wertigkeit verschiedener pharyngealer Probeentnahmeverfahren bei hospitalisierten Patienten mit bestätigter SARS-CoV-2-Infektion durch. Neben Abstrichen mit verschiedenen Materialien, die gleichzeitig an verschiedenen Orten entnommen wurden, wurden auch Speichel- und Rachenspülungen mittels RT-PCR analysiert.Ergebnisse: Von 10 COVID-19 Patienten wurden mittels standardisierten Nasen-Rachen-Abstrichen 8 von 10 Patienten korrekt erkannt, während Abstriche vom vorderen Rachenring zu 9 korrekt-positiven Ergebnissen führten. Abstriche der hinteren Rachenwand führten bei 9 von 10 Patienten zum korrekten SARS-CoV-2 Nachweis ohne Unterschiede bei Verwendung von trockenen Abstrich-Materialien oder Abstrichtupfern mit flüssigem Amies-Medium. Es wurde eine starke Korrelation zwischen den Ct-Werten bei Verwendung der beiden Abstrichmaterialien beobachtet. Bei COVID-19-Patienten im Spätstadium wurden mittels Rachenspülungen 6 von 10 Patienten korrekt zugeordnet, während dies bei 85% der Nasen-Rachenabstriche der Fall war. Bei der Untersuchung von 23 Patienten mit einer frühen SARS-CoV-2-Infektion zeigten die Rachenspülungen im Vergleich zu den Nasen-Rachen-Abstrichen eine Konkordanzrate von 100%.Schlussfolgerung: Abstriche, die vom vorderen Rachenring entnommen werden, weisen bei Patienten mit SARS-CoV-2-Infektion eine ähnliche diagnostische Sicherheit auf wie Proben aus dem Nasen-Rachenraum-Bereich. Diese Probenentnahmemethode ist jedoch deutlich weniger unangenehm und einfacher durchführbar. Rachenspülungen können in frühen Stadien einer SARS-CoV-2-Infektion Nasenrachenabstriche für das Massenscreening ersetzen. Die prädiktiven Werte sind vergleichbar und das Gesundheitspersonal wird nicht unnötig einem Übertragungsrisiko ausgesetzt.

Keywords: COVID-19; PCR; SARS-CoV-2; pharyngeal lavage; swabs.