Development and validation of RT-PCR assays for testing for SARS-CoV-2

J Assoc Med Microbiol Infect Dis Can. 2021 May 3;6(1):16-22. doi: 10.3138/jammi-2020-0026. eCollection 2021 Mar.

Abstract

Background: The recent emergence and rapid global spread of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) demonstrates the urgent need for laboratory-developed assays for clinical diagnosis and public health interventions in the absence of commercial assays.

Methods: We outline the progression of reverse-transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) assays that were developed and validated at the Alberta Precision Laboratories, Public Health Laboratory, Alberta, Canada, to respond to this pandemic. Initially, testing was performed using SARS-CoV-2-specific and pan-coronavirus gel-based assays that were soon superseded by real-time RT-PCR assays targeting the envelope and RNA-dependent RNA polymerase genes to accommodate the high anticipated volumes of samples. Throughput was further enhanced by multiplexing the different targets together with the co-detection of an internal extraction control.

Results: These assays are comparable in sensitivity and specificity to the assays recommended by the World Health Organization and the US Centers for Disease Control and Prevention.

Conclusions: The availability of real-time RT-PCR assays early in the pandemic was essential to provide valuable time to local health authorities to contain transmission and prepare for appropriate response strategies.

Historique: La récente émergence et la propagation mondiale rapide du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) a démontré l’urgence de créer des dosages en laboratoire pour poser un diagnostic clinique et adopter des interventions sanitaires en l’absence de dosages commerciaux.

Méthodologie: Les chercheurs exposent la progression des dosages d’amplification en chaîne par polymérase couplée à la transcriptase inverse (RT-PCR) mis au point et validés par les Alberta Precision Laboratories du Laboratoire de santé publique de l’Alberta, au Canada, pour répondre à cette pandémie. Les tests ont d’abord été effectués au moyen de dosages sur gel spécifiques au SARS-CoV-2 ou décelant tous les coronavirus, mais ont vite été remplacés par des dosages RT-PCR en temps réel ciblant l’enveloppe et les gènes d’ARN polymérase sous la dépendance d’ARN pour répondre au fort volume anticipé d’échantillons. Le criblage a également été renforcé par le multiplexage conjoint des différentes cibles et la codétection d’un contrôle d’extraction interne.

Résultats: Ces dosages ont une sensibilité et une spécificité comparables à ceux recommandés par l’Organisation mondiale de la Santé et les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis.

Conclusions: Il était essentiel de disposer de dosages RT-PCR au début de la pandémie pour que les autorités sanitaires locales puissent profiter de temps précieux pour contenir la transmission et préparer les stratégies de réponse appropriées.

Keywords: CoV-2; SARS; assays; development; emerging or re-emerging diseases; laboratory; molecular methods; validations.