Оценка чувствительности и воспроизводимости RT-ddPCR и RT-qPCR для количественного определения SARS-CoV-2 в сточных водах

Во время пандемии COVID-19 во всём мире значительно возрос интерес к эпидемиологии на основе анализа сточных вод (WBE) и инвестиции в её развитие для эпиднадзора за присутствием вирусных возбудителей и инфекциями на уровне сообществ. Предпринимались активные усилия по широкому внедрению стандартизированных протоколов количественного определения вирусной нагрузки в различных системах водоотведения. Для оценки чувствительности, пределов количественного определения и воспроизводимости при масштабном применении сопоставили два сходных протокола — RT-qPCR и RT-ddPCR. В течение шести месяцев, начиная с 9 марта 2020 г., получили 60 проб неочищенных сточных вод на входе в очистные сооружения девяти разных станций, обслуживаемых санитарным округом Хэмптон-Роудс (HRSD, Вирджиния-Бич, штат Вирджиния). Две независимые группы, работавшие в HRSD и Институте морских наук Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (IMS, Морехед-Сити, штат Северная Каролина), использовали общие реагенты, контроли, мастер-смеси и экстракты нуклеиновых кислот. Пробы параллельно анализировали методом одноэтапной RT-qPCR и одноэтапной RT-ddPCR с праймерами и зондом, специфичными к N2 — белку нуклеокапсида 2. Концентрация мишени N2 SARS-CoV-2 во входящих сточных водах постепенно возрастала; значения варьировали от ниже предела обнаружения до 2,13 × 10⁵ копий/л. Систематическое разведение экстрактов показало, что ингибирующие компоненты матрицы сточных вод не оказывали значимого влияния на выявление положительного сигнала N2 ни одним из методов. Аналитическая чувствительность RT-ddPCR была выше: предел обнаружения составил 0,066 копии/мкл шаблона против расчётного предела обнаружения RT-qPCR, равного 12,0 копии/мкл. Непараметрический корреляционный анализ результатов межлабораторного сравнения разделённых экстрактов выявил сильную статистически значимую положительную корреляцию при использовании RT-ddPCR (ρ = 0,86).