Validation of a duplex PCR technique using the gen E and RNase P for the diagnosis of SARS-CoV-2

Enferm Infecc Microbiol Clin (Engl Ed). 2022 Oct;40(8):428-435. doi: 10.1016/j.eimce.2022.05.005. Epub 2022 May 19.

Abstract

Introduction: Reverse transcriptase - polymerase chain reaction (RT-PCR) is the standard technique for SARS-CoV-2 diagnosis. The World Health Organization recommends the Charité-Berlin protocol for COVID-19 diagnosis, which requires triple PCR, limiting the process capability of laboratories and delaying the results. In order to reduce these limitations, a duplex PCR is validated for the detection of the E and ribonuclease P genes.

Methods: We compared the limit of detection, sensitivity and specificity of the duplex PCR technique (E gene and Rnasa P) against the monoplex standard (E gene) in RNA samples from a SARS-CoV-2 isolate and 88 clinical specimens with previously known results. The repeatability and reproducibility of the threshold cycle values ​​(Ct) were determined in two independent laboratories of the Faculty of Medicine of the Universidad de Antioquia, using different reagents and real time instruments.

Results: There were no significant differences in the Ct results between both techniques (P = .84). Using the monoplex PCR of E gene as a reference, the interrater reliability analysis showed similarity between the two techniques, with a kappa coefficient of 0.89, the sensitivity and the specificity of duplex PCR were 90% and 87%, respectively.

Conclusions: Duplex PCR does not affect the sensitivity and specificity reported by the Charité, Berlin protocol, being a useful tool for SARS-CoV-2 screening in clinical samples.

Introducción: El estándar de diagnóstico para SARS-CoV-2 es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La Organización Mundial de la Salud recomendó el protocolo de Charité-Berlín para el diagnóstico de COVID-19; esta metodología implica tres PCR, limitando la capacidad de procesamiento y retrasando los resultados. Con el fin de reducir estas limitaciones, se validó una PCR dúplex para la detección del gen E y ribonucleasa P.

Métodos: Se comparó el límite de detección, sensibilidad y especificidad de la técnica de PCR dúplex (gen E más RNasa P), comparada contra el estándar monoplex (gen E) en muestras de ARN de un aislado de SARS-CoV-2 y de 88 especímenes clínicos con resultados previamente conocidos. Se determinó la repetibilidad y reproducibilidad de los valores de ciclos umbrales (Ct, cycle threshold), en dos laboratorios independientes de la Facultad de Medicina de la Universidad de Antioquia, usando reactivos y equipos diferentes.

Resultados: No hay diferencias significativas (P = ,84) en los resultados de Ct entre ambas estrategias. Al utilizar como referencia el gen E amplificado en Monoplex, el análisis de concordancia demostró fuerte similitud entre las dos estrategias, con un coeficiente kappa de Cohens de 0.89, una sensibilidad del 90%, y una especificidad del 87%.

Conclusión: La PCR dúplex no afecta la sensibilidad y especificidad informadas por el protocolo Charité, Berlín, siendo una herramienta útil para el cribado de SARS-CoV-2 en muestras clínicas.

Keywords: COVID-19; Cribado masivo; Diagnosis; Diagnóstico; Mass screening; PCR en tiempo real; Real-time PCR; SARS-CoV-2.

MeSH terms

  • COVID-19 Testing
  • COVID-19* / diagnosis
  • Humans
  • Polymerase Chain Reaction
  • RNA, Viral / analysis
  • RNA-Directed DNA Polymerase / genetics
  • Reproducibility of Results
  • Ribonuclease P / genetics
  • SARS-CoV-2* / genetics

Substances

  • RNA, Viral
  • RNA-Directed DNA Polymerase
  • Ribonuclease P