ПЦР анализ — что это такое, норма, расшифровка

Анализы ПЦР на 12 инфекций: сущность и правила сдачи

ПЦР диагностика — это методика, основанная на применении полимеразной цепной реакции, с помощью которой можно обследовать человека на инфекционные и наследственные заболевания. Анализы ПЦР на 12 инфекций показывают результат, несмотря на то, остро протекает заболевание или хронически. Некоторые специалисты считают ПЦР 12 обязательным анализом и не ставят без него окончательный диагноз. Результаты могут быть положительными даже задолго до появления симптоматики болезни.

В 20 веке Кэри Мюллис из США открыл явление полимеразной цепной реакции. В настоящее время метод ПЦР является золотым стандартом в некоторых сферах медицины. Метод является максимально эффективным для выявления болезни в активной стадии, поскольку бывают случаи, что в активной стадии обычные методы не дают такого точного результата.

Преимущества ПЦР диагностики

Диагностика инфекционных процессов при помощи ПЦР достаточно актуальна в современном мире. Преимуществами данного вида обследований являются следующие моменты:

  1. Обнаружение инфекционного возбудителя в анализах. Анализ предполагает выявление ДНК или РНК инфекционного агента.
  2. Практически исключены ложные и ошибочные реакции.
  3. Методика ПЦР 12 максимально чувствительная. Благодаря данному методу можно обнаружить даже единичные клетки инфекционных агентов.
  4. Результат ПЦР на скрытые возбудители готов уже через 4 часа после проведения процедуры.
  5. Способность обнаружения инфекционных агентов без отсутствия характерной симптоматики для заболевания. Метод достаточно эффективен и по происшествии конкретной болезни.

В современном мире ПЦР диагностика инфекций развивается ускоренными темпами. Методика активно совершенствуется. Появляются новые подвиды обследования ПЦР. Благодаря развитию данного метода обследования он становится максимально доступным широкому кругу людей, а стоимость при этом постепенно изменяется.

Основа полимеразной цепной реакции

Метод ПЦР проводится исключительно в лабораторных условиях. Для его осуществления используются специальные ферменты, которые увеличивают в несколько раз структуру ДНК и РНК больного. Должно образоваться такое число ДНК и РНК, чтобы можно было провести визуальный анализ. Во время обследования происходит копирование того участка РНК или ДНК, который идеально подходит под требуемые условия.

В лаборатории существует соответствующая база данных, в которой указано точное строение различных инфекционных агентов. Благодаря методу ПЦР можно не просто увидеть возбудителя, но и подсчитать его количественное соотношение.

ПЦР-диагностика предполагает и определенные новшества, среди которых можно выделить следующие:

  • введение мутаций;
  • соединение отдельных фрагментов ДНК;
  • определение отцовства и др.

Инфекции, выявляемые ПЦР-анализом

ПЦР диагностика может выявить следующие инфекционные процессы:

  • ВИЧ;
  • гепатиты следующих разновидностей: А, В, С, G;
  • вирус Эпштейн-Барра, возбудитель инфекционного мононуклеоза;
  • цитомегаловирус;
  • микобактерии туберкулеза;
  • герпес 1 и 2 типа;
  • многие инфекции, передающиеся половым путем: уреаплазмоз, гарднереллез, хламидиоз, микоплазмоз, трихомониаз.
  • ВПЧ и его онкогенные подвиды;
  • клещевой энцефалит и боррелиоз;
  • кандидозная инфекция;
  • листериоз;
  • инфекция хеликобактер пилори.

И это лишь часть наиболее распространенных инфекций, которые можно выявить при помощи ПЦР. ПЦР анализ крови активно применяется в гинекологической сфере медицинской практики, а также в таких областях, как:

  • пульмонологическая;
  • фтизиатрическая;
  • гастроэнтерологическая;
  • онкологическая;
  • многие другие разделы медицины.

Правила сбора материала на анализ

Чужеродные ДНК и РНК можно выявить, обследовав разнообразные биологические жидкости конкретного человека. Для того чтобы обследовать человека на присутствие определенных инфекций, передаваемых половым путем, необходимо взять на пробу выделения из половых органов (мазок или соскоб) больного и его мочу.

Если возникла необходимость обследовать человека на различного рода инфекции (ВИЧ, герпес, гепатит и другие), то берется ПЦР анализ, для чего используется кровь больного.

Чтобы диагностировать герпетическое поражение, мононуклеоз, нужно взять мазок из полости рта больного. Для подтверждения ЦМВИ для осуществления анализа берется моча больного. Возникают случаи, когда обследуют спинномозговую жидкость для выяснения причин возникших неврологических отклонений.

Врач-пульмонолог при этом обследует методом ПЦР мокроту и жидкость из плевры конкретного больного.

Если у новорожденного ребенка возникло подозрение на внутриутробное инфицирование, врачи берут анализ околоплодных вод у беременной женщины и кусочек тканей плаценты.

Сдача анализа: особенности процедуры и расшифровка результатов

Все пациенты, обследуемые по методу ПЦР, получают наиболее достоверный результат. В данном случае возникновение ошибок практически исключено. Результаты данного анализа готовятся достаточно быстро, что облегчает постановку диагноза и обеспечивает своевременное назначение лечебных мероприятий.

Достоверность результата ПЦР напрямую зависит от правильности сдачи материала на обследование. Материал не должен быть загрязнен, иначе результат исследования не будет объективен. К наиболее важным рекомендациям перед сдачей анализа ПЦР относятся следующие требования:

  1. Запрещено проявлять половую активность за сутки до проведения анализа.
  2. Анализ крови на инфекции необходимо сдавать на голодный желудок в утреннее время.
  3. Моча сдается утром в стерильный контейнер.

Результат анализа будет готов через 1,5-2 суток после проведения рассматриваемой процедуры. Встречаются такие ситуации, когда результат может быть подготовлен в тот же день.

Расшифровка результатов

Результат данного вида обследования может быть положительным и отрицательным. Отрицательный результат анализа крови говорит о том, что инфекционных элементов в сданном материале нет. Большое количество проведенных анализов ПЦР показывает отрицательный анализ.

Положительный анализ ПЦР подтверждает тот факт, что в сданном материале обнаружены инфекционные агенты и необходимо качественное, максимально эффективное лечение больного.

Результат может быть положительным, но какие-либо проявления заболевания отсутствуют. Это говорит или о начале заболевания, или о его носительстве. Если выявлено носительство болезни, то никакие лечебные мероприятия не требуются. Просто необходимо наблюдаться у специалиста. Примерами таких заболеваний являются:

  • папилломавирусная инфекция;
  • герпес и др.

Обычно их обнаруживают в слюне, соскобе из цервикального канала, уретре. Однако необходимо помнить, что больной человек может заразить абсолютно здоровых, несмотря на то, что его данная болезнь никак не беспокоит. Заболевание может перейти в хроническую форму. Следует отметить, что в тех случаях, когда ПЦР анализ крови показал положительный результат, назначение лечебных мероприятий просто необходимо.

Анализ ПЦР имеет еще и количественную характеристику. Количественный результат оценивает только специалист, он индивидуален для разных инфекций. Основываясь на количественной характеристике, врач способен понять, насколько активен данный патологический процесс, поставить точную стадию развития конкретного заболевания. Благодаря анализированию полученных результатов специалист может выбрать необходимый препарат и, возможно, пересмотреть дозировку препарата.

Точность ПЦР диагностики

Специалистам дают ПЦР 3 важнейших характеристики, среди которых выделяют:

  1. Точность.
  2. Специфичность.
  3. Чувствительность.

Диагностика инфекций методом ПЦР имеет большую вероятность обнаружения инфекционных агентов. ПЦР анализ крови и других жидкостей высокоспецифичен. С его помощью можно легко выявить конкретный инфекционный процесс. Диагностика ПЦР обладает высокой чувствительностью. Если в исследуемом материале содержится минимальное количество инфекционных агентов, метод ПЦР будет всегда положителен.

Наиболее редко бывает ложноположительный результат. Если инфекции нет, то и результат отрицателен.

ПЦР на скрытый инфекционный процесс

Если у человека подозревают ИППП, то назначают анализ крови на скрытые инфекции. Половые заболевания можно выявить лишь путем обследования больного. Скрыто могут протекать такие заболевания, как:

  • хламидиоз;
  • уреаплазмоз;
  • гонорея;
  • герпес;
  • гарднереллез;
  • микоплазма.
Читайте также:  Почему появляется неприятный запах из носоглотки

Вышеперечисленные половые инфекции достаточно распространены и при этом коварны. На начальной стадии развития заболевания они не дают яркой симптоматики, и больные не обращаются за помощью. ПЦР анализ крови, соскобы со слизистой мочеиспускательного и цервикального канала обязательны при подозрении на эти инфекции.

ИППП очень негативно влияют на репродуктивную систему. Они способны вызвать бесплодие или пороки у плода. В связи с этим перед тем, как планировать беременность, нужно сдать анализ ПЦР.

Популярностью пользуется ПЦР на 12 инфекций. Диагностика методом ПЦР 12 проводится благодаря сдаче мазков из половых органов. Забор материала производится через 2 часа после акта мочеиспускания. За 2 дня до исследования нельзя вводить во влагалище суппозитории и проводить спринцевания. Результат анализа будет готов уже через 2 дня.

Стоимость ПЦР колеблется в зависимости от исследуемой инфекции. Цена находится в диапазоне от 200 до 500 рублей за каждую инфекцию. Войти и обследоваться в частной лаборатории можно и самостоятельно, без направления врача.

ПЦР-диагностика (полимеразная цепная реакция)

Для успешного лечения самым важным моментом является быстрая и безошибочная диагностика. В последнее время перечень методик и возможностей диагностических центров, поликлиник и больниц в сфере диагностирования постоянно расширяется. После появления относительно новой методики — ПЦР-анализа, этот метод быстро завоевал приверженцев среди медицинских работников, поскольку часто является незаменимым при выявлении инфекционных заболеваний.

Сфера применения метода, основанного на полимеразной цепной реакции, не ограничивается медициной, но самое большое распространение ПЦР-диагностика получила для выявления различных болезней.

Преимущества и недостатки

За широкий перечень преимуществ автор методики получил Нобелевскую премию, как подтверждение признания специалистов универсальности и высоких возможностей такого способа диагностики.

К неоспоримым достоинствам ПЦР можно отнести следующие:

  • Очень высокая чувствительность. Обычно говорят о чувствительности от 95 до 100%, но это усредненные данные. Этот показатель отличается для разных микроорганизмов. Так, для гепатита С он не бывает ниже 97% (при условии выполнения всех требований), а для определения уреаплазмоза — не менее 99%. Такая чувствительность является самой высокой на данный момент, поэтому способ почти не имеет конкурентов по этой характеристике.
  • Возможность применения на самых ранних стадиях. В то время, когда другие методы диагностики еще не способны выявить возбудителя из-за его малого количества в образце пробы, ПЦР уже выдает корректный результат. Обнаружить присутствие возбудителя можно даже при наличии единственного экземпляра, а в некоторых случаях — только фрагмента микроба. По этой причине способ применяется и при хронических или скрытых течениях патологий, а также в стадии инкубации.
  • Широкий спектр результатов. Анализ способен выявить одновременно несколько возбудителей, для этого не понадобится проводить повторные манипуляции. Иногда удается найти возбудителей, которые даже не предполагались при первичной диагностике.
  • Универсальность образцов. В качестве пробы могут быть представлены образцы крови, слюны, мокроты, волосы, выделения из влагалища, клетки разных тканей.
  • Скорость получения результатов. В большинстве случаев ответ получают через 5-6 часов. Для культурального анализа, приближающегося к полимеразной цепной реакции в плане точности, такой же результат можно получить в срок от нескольких дней до пары недель.
  • Количественное определение возбудителя. Этот параметр позволяет определять титр микробов в материале, а это свойство часто необходимо для оценки эффективности выбранной тактики лечения.
  • Выявление самого микроорганизма, а не определение его реакций. Большинство анализов основаны на ответной реакции возбудителя на химические реактивы, окрашивание и т. д. Этот способ диагностики позволяет обнаруживать непосредственно микроб, а не косвенные признаки, антитела и т. п.

Несмотря на такой широкий перечень преимуществ, у метода есть и некоторые недостатки:

  • Из-за загрязнения пробы предыдущим образцом может произойти ложное выявление микроорганизмов. Такое происходит при загрязнении инструментов или реактивов, участвующих в ходе анализа. Даже в воздухе присутствуют фрагменты микробов, способных отразится на результате, поэтому в таких лабораториях обязательно должен быть установлен биологический фильтр с максимальной степенью очистки воздуха.
  • Ложноотрицательный результат. Даже при всех явных проявлениях болезни иногда получают отрицательные данные. Причина этого – в неверно выбранном месте для взятия образца, поэтому персонал лаборатории должен обладать достаточной квалификацией, знаниями и опытом.
  • Оценка данных должна производиться исключительно лечащим врачом, потому что интерпретация результатов ПЦР-анализа — сложный процесс. Наличие положительного ответа не всегда означает болезнь. Дело в том, что после того, как заболевание успешно пролечено, фрагменты возбудителя долго присутствуют в крови, поэтому заключение может сделать только очень квалифицированный специалист.
  • Высокая стоимость диагностики с применением полимеразной цепной реакции. Цена обусловлена дорогостоящим оборудованием и высокими требованиями к условиям лабораторий и квалификации персонала.

Обязательные условия для получения точных данных в ПЦР-лабораториях:

  • корректный механизм забора проб и их правильная транспортировка в лабораторию;
  • точное соблюдение методик в ходе выполнения анализа;
  • высокая стерильность и максимальная автоматизация процесса;
  • использование одноразовых инструментов;
  • система внутрилабораторного контроля для подтверждения достоверности данных.

При условии выдерживания всех требований на основе данных, полученных при помощи методики ПЦР, можно не только определить болезнь, но сделать прогноз ее течения и составить алгоритм лечения.

Суть метода

Полимеразная цепная реакция позволяет быстро скопировать и воспроизвести ДНК-цепочки микроба, который вызвал заболевание. Для того, чтобы процесс шел быстро, используют специальные ферментные препараты, ускоряющие репликацию и постройку цепочки нуклеотидов.

После того, как процедура происходит в полном объеме, присутствие в пробе возбудителя увеличивается в миллионы раз, после чего его выявление и идентификация не составляют проблемы.

Лаборант может сравнить полученный образец с представленными в базе данных и безошибочно назвать его, а также определить его исходное количество.

Кроме того, методика позволяет клонировать отдельные участки цепи ДНК, вызывать в них необходимые мутации, объединять и комбинировать участки между собой.

Сферы применения

Самое большое распространения ПЦР-диагностика получила в медицине. С помощью нее можно определить вирусные, инфекционные, наследственные болезни, причем сделать это можно не только в активной фазе, но и сразу после заражения.

Области медицины, в которых метод ПЦР активно используется для диагностики:

  • урология и гинекология — для обнаружения большинства венерических заболеваний (уреаплазмоз, герпес, сифилис, гонорея, гарднереллез, трихомониаз, хламидиоз, ВИЧ, микоплазмоз, папилломавирус человека, кандидоз и пр.);
  • пульмонология — при туберкулезе или пневмониях бактериальной или вирусной природы;
  • гастроэнтерология — при хеликобактериозе;
  • в гематологии — при цитомегаловирусе, различных онковирусах крови;
  • в области инфекционных болезней — для выявления дифтерии, сальмонеллеза, мононуклеоза, листериоза, гепатитов вирусного происхождения, энцефалита;
  • в онкологии — для определения рака груди, лейкемии, лимфомы.

Этот метод применяют и в неонатологии, педиатрии, офтальмологии, неврологии — практически в любой отрасли медицины он оказался необходим.

На видео подробно рассказано, какие инфекции можно выявить с помощью полимеразной цепной реакции.

Большинство заболеваний, передающихся половым путем, быстро и успешно диагностируются именно благодаря ПЦР-диагностике. Кроме определения возбудителя, этот метод позволяет узнать конкретный штамм микроорганизма, что делает возможным выбор наиболее действенного препарата при лечении.

Помимо медицины способ ПЦР используется и в других сферах:

  • Криминалистика и судебная медицина — помогает установить личность преступника посредством сравнения генетического материала подозреваемого человека с образцами, найденными на месте совершения преступления.
  • Установление отцовства — сравниваются размноженные генетические наборы родителя и ребенка, находятся идентичные фрагменты, на основании чего можно судить о степени их родства.
  • Наука использует методику в ходе экспериментов, применяя генные мутации, устанавливая родство эволюционных веток отдельных организмов и т.д.

ПЦР-диагностика в венерологии

Многие инфекции, вызывающие венерические болезни, на начальных стадиях очень сходны по проявлениям и симптоматике, поэтому дифференцировать их достаточно сложно. В то же время раннее определение инфекционного агента позволяет начать лечение как можно раньше и сократить время лечения до минимума, избежав развития возможных осложнений.

Читайте также:  Опухоли потовых желез - причины, симптомы, диагностика и лечение, прогноз

Полимеразная цепная реакция — эффективный механизм для определения таких групп заболеваний половой сферы:

  • бактериальные инфекции (сифилис, донованоз, гонорея, хламидиоз и пр.);
  • вирусные патологии (папилломатоз, кондиломатоз, ВИЧ, половой герпес и т.д.);
  • грибки (молочница, баланопостит и пр.)

В дерматовенерологии особенно полезно свойство данной методики находить инфекционных агентов в периоды ремиссий или при носительстве, когда человек может заражать партнеров, не имея при этом симптомов болезни.

Ход анализа полимеразной цепной реакции

Анализ ПЦР происходит в 4 основных этапа:

  • подготовка материала к копированию;
  • объединение фрагмента ДНК и праймера;
  • копирование генетического набора исследуемого материала;
  • идентификация и оценка полученного ДНК-набора.

Этап 1

Образец подогревают до температуры 94-98°C в специальном приборе — амплификаторе, который программируется на выдерживание точных температур с низкой погрешностью. Заданная температура держится на протяжении минуты-двух. Это необходимо для денатурации ДНК, чтобы двойная спираль разошлась на две отдельные цепочки.

Этап 2

Температура в амплификаторе понижается до 72-75°C для того, чтобы праймер смог распознать сходный с ним участок ДНК-цепи и объединиться с ним.

Праймеры — это специальные реагенты, которые подходят только к одному виду возбудителя. Если необходимо провести анализ на несколько патогенов, то в образец добавляют необходимое количество праймеров.

На этой стадии ДНК реплицирует свою матрицу, используя праймер.

Возможности лаборатории ограничены наличием праймеров для определенных микроорганизмов, поэтому диапазон возможностей определяется наличием таких образцов.

Этап 3

В этом отрезке происходит увеличение генетического материала возбудителя. К праймеру с матрицей приближается фермент и воспроизводит новую цепь ДНК, идентичную той, которая содержалась в первоначальной цепочке.

Когда синтез окончен, завершается один полный цикл полимеразной цепной реакции. По времени он продолжается в среднем до 3 минут. За это время происходит удваивание материала. Дальнейшее увеличение количества цепочек происходит в геометрической прогрессии, и к окончанию анализа успевает пройти 50-80 циклов.

Этап 4

Этап, требующий внимательности и особой тщательности со стороны персонала.

Определение микроорганизма происходит с использованием электрофореза или меток, наносимых окраской. При использовании электрофореза определяющим моментом становится длина фрагментов ДНК, а при использовании меток — развитие окраски в ходе ферментативной реакции.

Разновидности ПЦР-анализов

Вариаций такой ПЦР диагностики существует много. Выбор определенного метода зависит от многих факторов: предположительного диагноза, возможностей доступных лабораторий, метода взятия материала и пр.

Наиболее часто используются такие разновидности ПЦР:

  • вложенная;
  • ступенчатая;
  • с горячим стартом;
  • виртуальная;
  • ассиметричная;
  • в реальном времени и т. д.

Преимущественно используют ПЦР в реальном времени, так как способ характеризуется самыми точными результатами и максимальной скоростью обработки данных. После его применения заключение готово через час-два.

Метод широко используется в педиатрии для выявления вирусов и инфекций крови, генетических заболеваний, TORCH-инфекций. Неонатологи назначают такую диагностику в проблемных случаях буквально с первых дней жизни. Иногда подобная диагностика позволяет обнаружить инфицирование внутриутробных вод, составляющих опасность для развития плода в период активного формирования.

Если врач выдает направление на обследование с применением полимеразной цепной реакции, то он должен уточнить, какой именно биоматериал необходимо предоставить пациенту и каким образом подготовиться к отбору пробы.

Анализ крови

Кровь в качестве биоматериала для тестирования берут при подозрении на ВИЧ, вирусный гепатит, токсоплазмы, половой герпес и цитомегалию. Для большинства этих патогенов до использования этого метода диагностика базировалась на выявлении антител к возбудителю, что сильно затягивало время обнаружения микробов в тот период, когда антитела еще не вырабатываются.

Перед сдачей крови для диагностики в данном случае не нужны особые приготовления, но лучше, если проба будет отобрана натощак. Единственное обстоятельство, способное серьезно исказить результаты — прием антибиотиков, поэтому сдаче должен предшествовать временной отрезок после приема подобных лекарств в несколько дней или недель в зависимости от типа антибиотика.

В самых современных клиниках в последнее время для отбора крови на ПЦР используют вакуумные системы, которые минимально повреждают кожные покровы и сводят к минимуму вероятность попадания в пробу загрязняющих агентов из воздуха, инструментов или рук лаборантов.

Анализ мазка

Используется как в гинекологии, так и в венерологии для определения заболеваний, передающихся половым путем. Часто назначают ПЦР мазка во время беременности для выявления скрытых факторов, способных негативно повлиять на формирование плода или ход беременности.

Подготовка к отбору материала заключается в том, чтобы полностью исключить половые контакты за несколько суток до процедуры. Проводить спринцевания марганцовкой или настоями трав тоже нельзя. На протяжении критических дней и 2-х дней после них мазок на ПЦР-анализ не берется.

Отбор биоматериала производят в лаборатории из влагалища, шейки матки, цервикального канала или уретры.

ПЦР-анализ мазка позволяет выявить патоген, который устойчив к определенному виду антибиотиков. Кроме того, показаниями к такому виду диагностического обследования выступают:

  • осложненная беременность без видимых причин;
  • острое течение венерической болезни;
  • предположительное хроническое течение венерического заболевания;
  • выявление причин бесплодия или самопроизвольных абортов.

Анализ кала

Анализ кала с применением полимеразной цепной реакции назначается специалистом для уточнения наличия инфекции. Подготовка к отбору пробы кала для ПЦР заключается в следующем:

  • исключить за несколько суток слабительные средства в виде любых свечей, масел или оральных медикаментов;
  • не употреблять накануне лекарства или продукты, которые придают калу выраженную окраску.

Материал для ПЦР-определения лучше всего доставить в специальном контейнере для кала с палочкой. Внутреннее пространство контейнера стерильно, поэтому протирать или промывать его не следует. Во время отбора образца важно отслеживать, чтобы не задеть внутреннюю поверхность приемника, также в пробе не должно быть следов мочи. Перед отбором запрещено применение клизм.

Анализ мочи

Такое исследование с помощью ПЦР позволяет извлечь ДНК образец вируса или бактерии. Забор мочи лучше проводить утром натощак. Лучше всего, если это будет происходить непосредственно в лаборатории.

Обязательные условия подготовки для получения результатов исследования мочи в лаборатории полимеразной цепной реакции:

  • выдержать 3 недели после приема антибиотиков;
  • перед отбором жидкости не пить и не есть;
  • запрет вагинального секса за сутки до сдачи пробы;
  • в контейнер нужно поместить первую порцию материала после пробуждения.

Интерпретация результатов

Расшифровку результатов диагностики проводит специалист, направивший пациента на ПЦР-исследование. В протоколе, выданном лабораторией, может фигурировать отрицательный или положительный результат ПЦР:

  • Отрицательный — случай, в котором не обнаружено фрагментов возбудителя предполагаемой болезни, то есть человек здоров и не перенес этого заболевания в недавнем времени.
  • Положительный — в пробе обнаружены РНК или ДНК патогена и человек нуждается в лечении.

Самостоятельно трактовать полученные данные не стоит, так как возрастные нормы могут значительно отличаться, а различные титры — свидетельствовать о совершенно разных стадиях болезни и подходах к терапии.

Вооружившись результатами ПЦР-диагностики, врачу будет легко определить перечень необходимых мер лечения.

Точность ПЦР-диагностики сделала эту методику незаменимой в диагностировании огромного перечня заболеваний и позволила эффективнее выявлять и ликвидировать патогенные процессы, происходящие в организме человека.

ПЦР-диагностика

Полимеразно-цепная реакция (ПЦР) – это одно из самых ярких достижений в сфере молекулярной биологии. Метод получил широчайшее распространение в разных областях науки. Благодаря очень высокой специфичности и чувствительности, метод ПЦР применяется в медицине, биологии, ветеринарии, криминалистике, санитарной службе и других отраслях деятельности человека.
Для анализа методом ПЦР можно использовать любые биологические материалы, которые содержат нуклеиновые кислоты (молекулу ДНК или РНК).

Читайте также:  Индекс 115569 - режим работы почтового отделения Шипиловская ул, 13, к

Принцип ПЦР- исследования

У каждого живого существа, по крайней мере, на нашей планете, есть уникальный «отпечаток» — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), которая отвечает за передачу наследственных факторов от предков к потомкам. Структурно эта молекула представляет собой две нити из молекул-азотитых оснований, удерживаемые рядом друг с другом химическими связями и скрученные в спираль (считается, что для компактности). Из курса биологии вы можете помнить такие названия, как аденин (А), гуанин (Г), тимидин (Т) и цитозин (ц). Это 4 нуклеотида, которые и создают последовательность ДНК. Вирусы хранят свою генетическую информацию в другой нуклеиновой кислоте – РНК.
Информация об уже изученных ДНК и РНК хранится в научных базах лабораторий. После того, как был изобретен метод ПЦР, для многих возбудителей различных заболеваний (бактерии, грибки и вирусы) были созданы свои специфические генетические детекторы (праймеры) — уникальные последовательности нуклеотидов, характерных только для конкретного возбудителя. И если поместить их в пробирку с исследуемым материалом, при наличии в нем ДНК или РНК «живых» возбудителей, праймеры запускают реакцию репликации – создания огромного числа копий, которое можно идентифицировать визуально. Т.е. они начинают копировать свою ДНК/РНК десятки раз.
И при подсчете результатов сотрудники лаборатории могут понять, есть ли искомые бактерии и вирусы в исследуемом образце, или нет, именно поэтому результаты ПЦР чаще всего качественные, т.е. «обнаружено» или «не обнаружено».

Кому мы обязаны появлением метода ПЦР?

Со слов американского биохимика Керри Мюллиса (Kary Mullis), идея идентифицировать живые организмы по короткому участку их генетического кода (ДНК) пришла ему в голову в 1983 году, по пути с работы домой. А в основе этой идеи, лежала работа другого американского биохимика, Артура Корнберга (Arthur Kornberg), которая в свое время не нашла отклика у научного сообщества.

Керри допустил возможность того, чтобы взять молекулу ДНК какого-либо организма, с помощью высокой температуры «распустить» ее спираль на две нити, специфическими маркерами-праймеры пометить уникальные для этого микроорганизма участки ДНК и затем, применив фермент ДНК-полимеразу, создать из двух нитей две новые молекулы ДНК. Но уже содержащие в себе меченные праймеры. И потом останется просто искать эти участки в диагностическом материале.

В итоге, корпорация CETUS, в которой работал Мюлис, выделила ему команду ученых. И в 1985 году, в издании Американского общества генетики человека, появилась публикация с теоретическим обоснованием ПЦР, как метода идентификации генетического материала живых организмов.

Как это все происходит в лаборатории

Выделение ДНК

Сначала пробу биологического материала подготавливают: центрифугируют, осаждают и т.д. Затем лаборантам необходимо выделить ДНК из полученного биологического концентрата.
Амплификация (увеличение числа копий ДНК)
Важнейший этап исследования. Проводится в термоциклере и именно здесь проходят все процессы, подпадающие под определение полимеразно-цепная реакция: денатурация, отжиг, элонгация.
Денатурация
Самый первый этап – развернуть (денатурировать) нуклеиновые кислоты, чтоб сделать их доступными для дальнейшей работы. Осуществляется путем нагрева реакционной смеси до 80-90 °C.
Отжиг
Денатурированные (распущенные) ДНК/РНК обрабатывают праймерами — изготовленными в лабораторных условиях коротенькими цепочками нуклеиновых кислот. Благодаря запрограммированному участку, праймеры прикрепляются только к тем нуклеиновым кислотам, для которых были созданы. Например, праймер для вируса простого герпеса 1 типа, никогда не свяжется с ДНК другого вируса, микроорганизма или клетки.
Именно праймеры обусловливают крайне высокую специфичность ПЦР – способность реагировать только на нуклеиновые молекулы конкретных типов, видов классов и даже штаммов микроорганизмов. Или отдельные виды клеток живых организмов.

Элонгация

Или синтез. После завершения процесса отжига, в реакционной смеси создают условия для активности полимеразы. Фермент, ориентируясь на молекулы праймеров (а не исходных нуклеиновых кислот), начинает синтез новых ниток ДНК/РНК. Которые становятся копиями исходных, искомых молекул нуклеиновых кислот.
Такой температурный цикл проводится 30 и более раз. В результате, даже при изначально небольшом количестве искомого генетического материала, в реакционной смеси накапливается значительное число «помеченных» праймерами нуклеиновых кислот (растет экспоненциально, с удвоением при каждом цикле).Обнаружить большие количества ДНК/РНК намного проще, за счет чего реализуется еще одно преимущество ПЦР – высочайшая чувствительность.

Детекция

Оценка результатов ПЦР проводится несколькими путями:

  1. Электрофорез в вязкой среде. Суть в том, что ДНК/РНК заряжены электрически и движутся к одному из электродов. В среду (агар или полиакридный гель) добавляют краситель ДНК (например – бромистый этидий). В процессе сеанса электрофореза, молекулы нуклеиновых кислот движутся и формируют скопления, подкрашенные этидием. Под ультрафиолетом, это выглядит в виде полосок разной толщины и яркости.
  2. Метод гибридизации. Используются праймеры, заранее помеченные люминофором (флуорофором). После нужного числа температурных циклов, применяют специальный прибор – детектор флюоресценции. За счет того, что в образец можно добавлять флуорофоры для разных мишеней (они будут и светиться под ультрафиолетом разным цветом), метод гибридизации подходит для диагностики сразу нескольких мишеней в одном образце.
  3. ПЦР диагностика в реальном времени (real-time PCR). Отличается тем, что детекция проводится прямо в процессе амплификации. Для этого нужны зонды-люминофоры (из предыдущего пункта) и специальные приборы ДНК-амплификаторы. Эти устройства оценивают нарастание яркости люминофора после каждого температурного цикла и впоследствии, вычисляют исходное число искомых нуклеиновых кислот в образце.

Электрофорез и гибридизация подходят только для качественной оценки, то есть дают ответ на вопрос, есть ли в образце искомый материал. ПЦР в реальном времени – единственный доступный метод количественной оценки.
Если мишеней для праймеров в образце не окажется, то температурные циклы пройдут в холостую и при детекции будет получен отрицательный результат.

Преимущества методики ПЦР

Всего разработано более 10 разных методик амплификации, применяемых лабораториями в зависимости от исходных условий и поставленных целей.
Общим для них есть высокая чувствительность (для положительного результата достаточно 40 (!) или менее искомых копий ДНК в 1 мл образца, то есть вероятность ложноотрицательного ответа ничтожно мала. И очень высокая специфичность: вероятность ложноположительного ответа составляет менее 1%.
Но точность результатов сильно зависит от качества сбора диагностического материала, тщательного соблюдения всех технических требований к каждому этапу и качеству оборудования, расходных материалов (буфера, праймеров, раствора для отмывки и т.д.).

Области применения в медицине

В дерматовенерологии ПЦР используют для выявления венерических заболеваний: микоплазменной, хламидийной инфекций, сифилиса, генитального герпеса и др.
Инфекционисты активно используют ПЦР для диагностики туберкулеза, ВИЧ, вирусных гепатитов, герпеса, мононуклеоза, вируса Эпштейн-Барр и др.). А с помощью ПЦР в реальном времени, оценивая вирусную нагрузку, врачи могут составить мнение о динамике заболевания, отклике на лечение, что особенно актуально для пациентов с ВИЧ, принимающих терапию.
Также благодаря ПЦР врачи могут в течение нескольких дней с уверенностью идентифицировать коклюш и паракоклюш, выявить возбудителей эпидемии ОРВИ. Уточняются типы вируса гриппа, циркулирующие на определенной территории, на основании чего появляется возможность разработать эффективную вакцину для каждого сезона гриппа.
В течение суток или быстрее можно установить вид возбудителя кишечной инфекции, а значит – назначить адекватное лечение и обнаружить вероятный источник заражения.
Летом, ПЦР актуальна для диагностики заболеваний, передаваемых иксодовыми клещами: боррелиоза (болезни Лайма), клещевых энцефалитов.
Метод позволяет работать с любым биологическим материалом. Гемотрансмиссивные инфекции (сифилис, ВИЧ, гепатиты, боррелиоз) исследуются по пробе венозной крови или спинномозговой жидкости. Кожные болезни (герпес, грибки) – по соскобу с пораженного участка. Венерические и урологические – по образцу мочи, спермы, влагалищного отделяемого.
Так что в медицине, ПЦР применяется везде, где нужна высокая точность и быстрота получения результатов.

Лабораторные исследования, выполняющиеся методом ПЦР:

Ссылка на основную публикацию
Пункция молочной железы отзывы, последствия и как ее делают
Как и зачем делают пункцию молочной железы? Вопрос, как делают пункцию молочной железы, интересует сегодня множество женщин, и это не...
Пульпит зуба — что это такое и какие бывают разновидности этой болезни, фото различных этапов развит
Пульпит: основные симптомы с фото, диагностика и лечение зуба в стоматологии Практически каждый человек сталкивается с острой зубной болью. Именно...
Пульпит у детей молочных зубов цены на лечение в стоматологической клинике Доктор Мартин в Москве
Лечение пульпита Пульпиту чаще всего подвержены жевательные зубы. В большинстве случаев заболевание становится прямым продолжением запущенного кариеса. Сначала бактерии разрушают...
Пупочная грыжа у взрослых
Пупочная грыжа у женщин: описание, причины, симптомы и особенности лечения Неприятные ощущения в области пупка могут доставить значительные неприятности и...
Adblock detector