量化鼻咽拭子质量对严重急性呼吸综合征冠状病毒2检测性能的影响

Quantifying the Impact of Nasopharyngeal Specimen Quality on Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Test Performance

作者信息Melissa Richard-Greenblatt, Matthew J Ziegler, Valerie Bromberg, Elizabeth Huang, Hatem Abdallah, Pam Tolomeo, Ebbing Lautenbach, Laurel Glaser, Brendan J Kelly
PMID34095340
发布时间2021-05-12
DOI10.1093/ofid/ofab235

实验完整度

高

该研究为回顾性队列研究,包含1282份临床鼻咽拭子标本,进行了RT-PCR检测,并通过统计建模分析了标本质量与检测结果的关系,具有明确的实验设计和验证。

主要模型

鼻咽拭子标本 临床队列

重点核对

标本质量指标:β-肌动蛋白Ct值 SARS-CoV-2检测靶点:ORF1ab基因 样本量:1282份鼻咽拭子 统计模型:Bayesian logistic和线性混合效应模型

摘要

背景:严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)循环阈值(Ct)已被用于估算病毒载量,目的是针对2019冠状病毒病(COVID-19)患者实施隔离预防措施并指导公共卫生干预。然而,标本质量的变异性可改变临床SARS-CoV-2检测获得的Ct值。我们试图定义鼻咽(NP)拭子质量的变化如何影响临床SARS-CoV-2检测的灵敏度。方法:我们对1282份因临床疑似COVID-19而采集的NP标本,在针对SARS-CoV-2 ORF1ab基因的临床RT-PCR检测中平行进行人基因靶标(β-肌动蛋白)的扩增。我们通过逻辑回归评估了NP标本质量(以人基因靶标β-肌动蛋白Ct的晚期Ct值表征)与SARS-CoV-2检测概率之间的关系,以及SARS-CoV-2与β-肌动蛋白Ct之间的线性关系。结果:低质量NP拭子检测出SARS-CoV-2的可能性较低(比值比,0.607 [95%可信区间{CrI},0.487–0.753])。我们观察到SARS-CoV-2与β-肌动蛋白Ct值之间存在正线性关系(斜率,0.181 [95% CrI,0.097–0.264]),这与β-肌动蛋白靶标每增加一个循环,检测减少0.181个循环相一致。COVID-19疾病严重程度与β-肌动蛋白Ct值无关。结论:NP标本质量的变化显著影响临床SARS-CoV-2检测的性能,在解读定量SARS-CoV-2 Ct结果时应谨慎。如果未能识别,低质量NP标本(以可扩增的人DNA靶标水平低为特征)可能限制SARS-CoV-2 Ct值成功用于指导感染控制和公共卫生干预。关键词:循环阈值;SARS-CoV-2;检测灵敏度。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
鼻咽拭子标本质量的变化是否影响临床SARS-CoV-2检测的灵敏度和Ct值?
核心机制
标本采集质量差导致鼻咽上皮细胞和病毒颗粒捕获减少,从而影响SARS-CoV-2检测结果。
主要证据
基于1282份临床鼻咽拭子标本的RT-PCR检测数据,发现β-肌动蛋白Ct值升高与SARS-CoV-2检测概率降低(OR=0.607)及SARS-CoV-2 Ct值增加(斜率0.181)相关;疾病严重程度与β-肌动蛋白Ct无显著关联。
研究意义
提示临床解读SARS-CoV-2 Ct值时需考虑标本质量,建议在检测中添加人基因靶标以识别和调整标本质量变异。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

标本采集与RT-PCR检测

评估鼻咽拭子质量与SARS-CoV-2检测结果的关系。

回顾性收集1282份鼻咽拭子,使用BD MAX系统进行EUA批准的实验室开发检测,同时检测β-肌动蛋白、MS2噬菌体RNA和SARS-CoV-2 ORF1ab基因,记录Ct值。

2

统计分析模型

量化β-肌动蛋白Ct对SARS-CoV-2检测概率和Ct值的影响,并控制疾病严重程度的潜在混杂。

使用Bayesian logistic回归分析β-肌动蛋白Ct与SARS-CoV-2检测概率的关系;使用Bayesian线性回归分析β-肌动蛋白Ct与SARS-CoV-2 Ct的线性关系;通过混合效应模型评估疾病严重程度的影响。

3

亚组分析

验证结果在不同疾病严重程度和采集地点的稳定性。

根据疾病严重程度(氧饱和度、CT)和标本采集地点(住院vs门诊)进行分层分析,重复回归分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Exk TNA2提取试剂盒(Becton Dickinson)Becton Dickinson--
BD MAX系统Becton Dickinson--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
标本采集
鼻咽拭子类型:nylon flocked mini-tip swab
阅读提示:见Methods部分“Specimen Collection, Processing, and RT-PCR Assay”
RT-PCR检测
检测试剂:Exk TNA2提取试剂盒;检测仪器:BD MAX系统;PCR程序:逆转录58°C 600秒,变性98°C 60秒,扩增98°C 10秒/63°C 40秒,共40循环
阅读提示:见Methods部分“Specimen Collection, Processing, and RT-PCR Assay”
数据分析
统计软件:R 3.6.1;贝叶斯模型:brms包、Stan HMC 2.21;先验:默认弱信息先验;迭代次数:4链1000
阅读提示:见Methods部分“Statistical Methods”