Av JANNE FOSSUM MALMRING, spesialbioingeniør, Seksjon diagnostikk ved Avdeling for medisinsk mikrobiologi, St. Olavs hospital. Medlem av BFIs rådgivende utvalg for mikrobiologi (RUFMIK)
Normalt har Avdeling for medisinsk mikrobiologi (AMM) ved St. Olavs hospital et beredskapslager av viktige reagenser og forbruksvarer til våre analyser som skal rekke til tre måneders drift, men det skyhøye forbruket i forbindelse med koronapandemien gjorde at lageret krympet i rekordfart og produsentene hadde store leveringsproblemer på grunn av den økte forespørselen på verdensbasis. Vi visste at flere avdelinger på sykehuset, på NTNU, SINTEF og andre laboratorievirksomheter i Trondheim, bruker samme utstyr. Det ble derfor sendt en forespørsel om de hadde et lager av ekstraksjonsreagenser vi kunne få kjøpe.
Magnar Bjørås, professor ved Institutt for klinisk og molekylær medisin (IKOM) ved NTNU, tok da kontakt med ønske om å hjelpe oss med å etablere en alternativ metode som kunne gjøre oss mer uavhengig av kommersielle aktører.
Fra prøvetaking til prøvesvar – fem trinn
Dette er trinnene for en koronatest på St. Olavs; fra prøvetaking til ferdig svar:
- Prøvetaking: For pasienter som skal legges inn på St. Olavs, tas prøven i akuttmottak. Prøver som haster sendes til laboratoriet i røde poser, og har et raskere forløp i laboratoriet enn resten av prøvene. Det er etablert egen prøvetakingspoliklinikk for ansatte, og Trondheim kommune har etablert en egen luftveisklinikk og en koronatelefon for kommunens innbyggere. I tillegg mottar vi prøver fra andre kommuner i Trøndelag til testing.
- Registrering og sortering: Prøver som kommer inn på laboratoriet blir registrert i laboratoriedatasystemet i primært prøvemottak som er tilknyttet avdeling for medisinsk biokjemi (AMB). Prøver fra sykehuset kommer i rørpost inn til AMB. Så blir prøvene transportert til sekundært prøvemottak ved mikrobiologisk avdeling hvor sortering av hastegrad blir avgjort. Bioingeniører utfører arbeidet både i primært og sekundært prøvemottak.
- Ekstraksjon: Prøvene blir så ekstrahert. Hensikten er å utvinne RNA fra SARS CoV-2-viruset i prøven i så ren tilstand som mulig. Normalt gjøres dette med kommersielle metoder på følgende instrumenter: Nuclisense easyMAG (BioMerieux), QiaSymphhony (Qiagen), samt QIAGEN EZ1 advaced XL. Sistnevnte benyttes ved små oppsett særlig av hasteprøver på natt. På grunn av mangelfull/rasjonert levering av ekstraksjonsreagenser, er den nye metoden for ekstraksjon nå etablert; ekstraksjonen foregår her på KingFisher Flex System (Thermo Fisher Scientific). Instrumentet er utlånt fra institutt for klinisk og molekylær medisin (IKOM), NTNU. Vi har også mulighet til å låne ett ekstra instrument av samme type fra universitetsmiljøet. Den nye metoden forventes å tas i bruk etter påske. Bioingeniører ved AMM vil drifte også den nye metoden, på lik linje med rutinemetodene.
- PCR-analyse: Etter ekstraksjon går prøvene videre til PCR for påvisning av SARS CoV-2. PCR-metoden som er i bruk ved AMM er etablert og validert av spesialbioingeniør Sidsel Krokstad. PCR-reaksjonen utføres på CFX96 (Bio-Rad)-instrumenter.
- Besvaring: Prøvesvar blir så behandlet i laboratoriedatasystemet og til slutt verifisert ut til rekvirenter. Negative prøvesvar verifiseres direkte ut av bioingeniør, mens positive prøvesvar oversendes legevurdering og blir verifisert ut av lege i tillegg til telefonisk svar.
Validering av ny metode
Da Magnar Bjørås og miljøet rundt ham ved IKOM startet arbeidet, var tanken først å ta i bruk en eldre ekstraksjonsmetode, men så utviklet det seg til å bli en moderne ekstraksjonsteknikk basert på Booms metode med binding av nukleinsyrer til magnetiske silikakuler.
Min rolle som spesialbioingeniør har vært å validere ekstraksjonmetoden for å kunne ta den i bruk på mikrobiologisk avdeling. Vi har hatt mange nyttige diskusjoner underveis i etableringen av metoden med de involverte ved IKOM, og vi samarbeider fortsatt om optimalisering. Nå er fokus å lære opp bioingeniørkolleger ved AMM til å kunne drifte metoden og å få etablert en effektiv prøveflyt rundt den.
I en situasjon hvor det hastet å få på plass en løsning, er validering en utfordring. Siden det har vært rikelig tilgang på prøvemateriale, har det vært mulig å raskt etablere et panel av positive og negative prøver til testing. Ekstraksjonsmetoden er sammenlignet med vår rutinemetode på nuclisense easyMAG (BioMerieux). Det er også planlagt ytterligere validering som vil løpe samtidig som metoden er i drift. RNA-stabilitet ved lagring må for eksempel kvalitetssikres.
Tas i bruk hvis prøvevolumet er stort nok
Metoden er ikke i ordinær rutedrift ennå, men vi vil legge til rette for det etter påske. Metoden egner seg best dersom prøvevolumet er høyt, slik at ikke svartiden for enkeltprøver går opp. Prøvetallet forventes å stige etter påske, så da blir denne nye metoden svært nyttig. Planen er å benytte testen i kombinasjon med etablerte metoder.
Hasteprøver vil ha et eget forløp for raskere avklaring. Vi har en QIAstat hurtigtest (Qiagen) for luftveisprøver som planlegges benyttet, særlig på helg, og natt. Det er imidlertid problemer med leveranse av denne testen, derfor har vi også et hasteforløp basert på ekstraksjon på EZ1 (Qiagen), som kan benyttes til ekstraksjon av singelprøver uten sløsing hverken med reagenser eller plastvarer.
Situasjonen nå
Vi var heldigvis godt bemannet da koronakrisen slo inn. Det skyldes at vi akkurat hadde gått over til et nytt laboratoriedatasystem: Beaker (EPIC). Vi var oppbemannet for å håndtere dette, i tillegg har de dyktige bioingeniørstudentene som jobber hos oss som ekstravakter, fått mer å gjøre.
Analyseringen av korona involverer flere seksjoner og avdelinger.
Seksjon for substrat og spesialvask, for eksempel, har produsert store mengder virus transportmedium til prøvetakning av pasienter. Det er jo også i disse dager problemer med å få tak i nok prøvetakingsutstyr. Dette viser hvor viktig egenproduksjon på laboratoriene er i beredskapssammenheng. Uten en fungerende substratlab. hadde det ikke vært mulig å stable på bena en egenproduksjon så raskt.
Vi har vært avhengig av laboratoriets koronatelefon, hovedsakelig besvart av bioingeniører. Også av primært prøvemottak ved avdeling for medisinsk biokjemi som registrerer prøvene i laboratoriedatasystemet. Molekylær enhet ved Seksjon for diagnostikk ved AMM står for selve analyseringen og besvaringen av prøvene. Det er mange som er involvert.
Når det gjelder den nye NTNU-metoden, er vi per i dag avhengig av å få levert de magnetiske silikakulene fra Institutt for kjemisk prosessteknologi (IKP), NTNU. Resten produseres nå ved IKOM. Dersom det blir et langvarig behov kan man vurdere å lære opp substratlaboratoriet ved AMM til å bidra i produksjonen etter NTNUs protokoll. I tillegg er det helt nødvendig med tilgang til essensielle kjemikalier som vi ikke kan lage selv.
Andre utfordringer og tiltak
Avdelingen jobber i tillegg kontinuerlig med å skaffe tilstrekkelig forbruksmateriell til både ekstraksjon og PCR-analyse. Tilgang på reagenser til PCR er dessuten kritisk. Som et tiltak for å spare på alt av reagenser og forbruksmateriell har vi måttet ta i bruk pooling av prøver - fire og fire prøver sammen. Dersom en pool er positiv, blir prøvene i poolen testet på nytt individuelt. I en situasjon som nå, der mange er negative, gir dette en stor besparelse av reagenser. I tillegg jobbes det med validering av alternative PCR-reagenser slik at vi skal ha flere mulige produsenter å forholde oss til.
Arbeidsmiljø
Det er en fantastisk gjeng med kunnskapsrike og engasjerte bioingeniører som i samarbeid med mange andre viktige yrkesgrupper betjener Trøndelags befolkning med svar på koronatester. Jeg synes det er viktig å berømme alle for den innsatsen som hver enkelt av dem legger ned. Godt arbeidsmiljø er veldig viktig, særlig når vi settes under slikt stort arbeidspress som nå. Det synes jeg virkelig vi har på AMM.
Les også
Dyktige fagfolk og godt samarbeide ga ny koronatest i rekordfart
