Полимеразная цепная реакция (ПЦР) в исследовании ДНК

Обновлено: 03.05.2024

Что такое полимеразная цепная реакция (ПЦР)? Практически каждый человек в жизни сталкивается с этим методом, даже если не знает об этом. ПЦР исследует генетический материал – ДНК или РНК. Благодаря открытию ПЦР медицина и наука вышли на новый уровень и стала возможной точная диагностика различных инфекций, наследственных и онкологических заболеваний, установление отцовства и даже клонирование генов. ПЦР широко используется в криминалистике, раскопках и других областях, поскольку источником ДНК может быть капля крови, оставленная на месте преступления или человеческий волос, и даже останки мумии или мамонта, пролежавших тысячи, миллионы лет…

Но сегодня нас будет волновать ПЦР как точный метод диагностики инфекционных заболеваний, где он заслуженно удостоен звания «золотой стандарт». В основе метода – поиск ДНК микроорганизмов, то есть точное установление «личности» микроба, ставшего причиной заболевания.

Как работает ПЦР?

Всем известно из курса биологии, что генетический материал всего живого на Земле представлен двухцепочечной молекулой ДНК (кроме некоторых вирусов, содержащих РНК). Каждая цепочка ДНК состоит из комбинации четырех нуклеотидов. Да-да, нуклеотидов всего 4, но из них составлен генетический материал всех живых существ. Разница лишь в определенной последовательности нуклеотидов в цепочках ДНК. Зная уникальный порядок нуклеотидов в участке ДНК искомого микроорганизма, возможно его выявить в любом биологическом материале.

Принцип ПЦР заключается в многократном удвоении (амплификации) участка ДНК при помощи специальных ферментов.

Почему реакция называется полимеразная цепная?

ПЦР – сложный, высокотехнологичный процесс. Для реакции используется шаблонная ДНК (исходная) и праймеры – короткие фрагменты синтезированной ДНК, которые будут связываться с шаблонной ДНК. Сначала происходит разъединение двухцепочечной ДНК (шаблона) при высоких температурах, затем праймеры соединяются с одноцепочечной матрицей. Далее фермент ДНК-полимераза собирает цепь ДНК (полимер) из нуклеотидов (мономеров). Число фрагментов растёт в геометрической прогрессии, отсюда название «цепная реакция». В качественном методе для обнаружения собранной ДНК используют особые метки. Если ДНК микроба выявлена, произойдёт свечение. Если ПЦР не запустилась, значит, свечения не будет, и данного возбудителя в исследуемом материале нет. Количественные тесты проводятся в режиме реального времени (ПЦР real time), когда количество копий ДНК фиксируют оптические датчики, встроенные в прибор - амплификатор.

В чём преимущества ПЦР?

Высокая специфичность. Происходит копирование конкретного заданного участка, принадлежащего тому микроорганизму, который мы хотели бы обнаружить. При отсутствии молекул нужной ДНК реакция не пойдёт, даже если в растворе окажутся тысячи других ДНК.
Высокая чувствительность. ДНК возбудителя будет выявлено даже при наличии минимального количества микроорганизма. Поэтому ПЦР выявляет скрыто протекающие инфекции
Возможно исследование любого биологического материала
Проведение ПЦР возможно в случаях, когда объем материала минимален. Это актуально в педиатрии, офтальмологии, неврологии, судебно-медицинской экспертизе.
ПЦР выявляет микроорганизмы, не вырастающие в бакпосевах. Их называют труднокультивируемые и к ним относят все вирусы, хламидии, микоплазмы и т.д.
ПЦР называют прямым методом, поскольку он выявляет возбудителя, а не иммунную реакцию организма, и является подтверждающим методом в диагностике инфекционных заболеваний

Для грамотного применения метода следут запомнить следующие моменты:

ПЦР выявляет ДНК возбудителя независимо от того, живой он или мёртвый, поэтому:

Для правильной расшифровки результата необходимо сопоставлять клинические данные и результаты ПЦР, с чем лучше всего справится врач.
Для оценки эффективности лечения ПЦР проводится не ранее чем через месяц после окончания антибактериальной терапии (чтобы возбудитель полностью вывелся из организма)

Для выявления ДНК внутриклеточных инфекционных агентов ( например, вирусов) нужны клетки, поэтому:

При исследовании материала урогенитального тракта важно соблюдать интервал 5-7дней между повторными мазками, чтобы клетки успели восстановиться

Слизь, кровь и гной могут заблоктровать реакцию ПЦР, поэтому:

Нельзя проводить исследование материала урогенитального тракта во время менструации
Перед исследованием важно очистить нос, зев и другие локусы от слизи и гноя

Проведение ПЦР требует строго соблюдения условий технологии, поэтому в лаборатории KDL:

ПЦР: что это такое? Диагностика инфекционных заболеваний методом полимеразной цепной реакции

Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.

Полимеразную цепную реакцию (ПЦР, PCR) изобрёл в 1983 году Кэри Мюллис (американский учёный). Впоследствии он получил за это изобретение Нобелевскую премию. В настоящее время ПЦР-диагностика является, одним из самых точных и чувствительных методов диагностики инфекционных заболеваний.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — экспериментальный метод молекулярной биологии, способ значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе).

В основе метода ПЦР лежит многократное удвоение определённого участка ДНК при помощи ферментов в искусственных условиях (in vitro). В результате нарабатываются количества ДНК, достаточные для визуальной детекции. При этом происходит копирование только того участка, который удовлетворяет заданным условиям, и только в том случае, если он присутствует в исследуемом образце.

Кроме простого увеличения числа копий ДНК (этот процесс называется амплификацией), ПЦР позволяет производить множество других манипуляций с генетическим материалом (введение мутаций, сращивание фрагментов ДНК), и широко используется в биологической и медицинской практике, например, для диагностики заболеваний (наследственных, инфекционных), для установления отцовства, для клонирования генов, введения мутаций, выделения новых генов.

Специфичность и применение

ПЦР - метод молекулярной диагностики, ставший для ряда инфекций «золотым стандартом», проверен временем и тщательно апробирован клинически. Метод ПЦР позволяет определить наличие возбудителя заболевания, даже если в пробе присутствует всего несколько молекул ДНК возбудителя.

ПЦР позволяет диагностировать наличие долго растущих возбудителей, не прибегая к трудоёмким микробиологическим методам, что особенно актуально в гинекологии и урологии при диагностике урогенитальных инфекций, передающихся половым путем (ИППП).

Исследование урогенитального тракта методом ПЦР на ИППП ;

Определение ДНК микроорганизмов, вызывающих наиболее распространенные инфекции передаваемые половым путем (ИППП) в вагинальных, цервикальных и уретральных сос.

тест методом ПЦР на коронавирус Covid-19, мазок из носа и зева на определение РНК вируса SARS-CoV-2;

Для проведения исследования в медицинских офисах необходимо предъявить СНИЛС и документ удостоверяющий личность. Запись на исследование В случае по.

Особенно эффективен метод ПЦР для диагностики трудно культивируемых, некультивируемых и скрыто существующих форм микроорганизмов, с которыми часто приходится сталкиваться при латентных и хронических инфекциях, поскольку этот метод позволяет избежать сложностей, связанных с выращиванием таких микроорганизмов в лабораторных условиях.

Применение ПЦР-диагностики также очень эффективно в отношении возбудителей с высокой антигенной изменчивостью и внутриклеточных паразитов. Методом ПЦР возможно выявление возбудителей не только в клиническом материале, полученном от больного, но и в материале, получаемом из объектов внешней среды (вода, почва и т. д.). В урологической и гинекологической практике - для выявления хламидиоза, уреаплазмоза, гонореи, герпеса, гарднереллёза, микоплазменной инфекции, ВПЧ - вирусов папилломы человека; в пульмонологии - для дифференциальной диагностики вирусных и бактериальных пневмоний, туберкулёза; в гастроэнтерологии - для выявления хеликобактериоза; в клинике инфекционных заболеваний - в качестве экспресс-метода диагностики сальмонеллёза, дифтерии, вирусных гепатитов В, С и G; в гематологии - для выявления цитомегаловирусной инфекции, онковирусов.

Специфичность ПЦР основана на образовании комплементарных комплексов между матрицей и праймерами - короткими синтетическими олигонуклеотидами длиной 18 - 30 букв. Каждый из праймеров сопоставим (комплементарен) с одной из цепей двуцепочечной матрицы, обрамляя начало и конец амплифицируемого участка.

После соединения (гибридизации) матрицы с праймером (отжиг), последний служит затравкой для ДНК-полимеразы при синтезе комплементарной цепи матрицы.

Проведение ПЦР

Для проведения ПЦР в простейшем случае требуются следующие компоненты:

ДНК-матрица, содержащая тот участок ДНК, который требуется амплифицировать;
два праймера, комплементарные концам требуемого фрагмента;
термостабильная ДНК-полимераза;
дезоксинуклеотидтрифосфаты (A, G, C, T);
ионы Mg2+, необходимые для работы полимеразы;
буферный раствор.

ПЦР проводят в амплификаторе — приборе, обеспечивающем периодическое охлаждение и нагревание пробирок, обычно с точностью не менее 0,1°C. Чтобы избежать испарения реакционной смеси, в пробирку добавляют высококипящее масло, например, вазелиновое. Добавление специфичеких ферментов может увеличить выход ПЦР-реакции.

Ход реакции

Обычно при проведении ПЦР выполняется 20 - 35 циклов, каждый из которых состоит из трех стадий. Двухцепочечную ДНК-матрицу нагревают до 94 - 96°C (или до 98°C, если используется особенно термостабильная полимераза) на 0,5 - 2 минуты, чтобы цепи ДНК разошлись. Эта стадия называется денатурацией — разрушаются водородные связи между двумя цепями. Иногда перед первым циклом проводят предварительный прогрев реакционной смеси в течение 2 - 5 минут для полной денатурации матрицы и праймеров.

Когда цепи разошлись, температуру понижают, чтобы праймеры могли связаться с одноцепочечной матрицей. Эта стадия называется отжигом. Температура отжига зависит от праймеров и обычно выбирается на 4 - 5°С ниже их температуры плавления. Время стадии — 0,5 - 2 минут.

ДНК-полимераза реплицирует матричную цепь, используя праймер в качестве затравки. Это — стадия элонгации. Температура элонгации зависит от полимеразы. Часто используемые полимеразы наиболее активны при 72°C. Время элонгации зависит как от типа ДНК-полимеразы, так и от длины амплифицируемого фрагмента. Обычно время элонгации принимают равным одной минуте на каждую тысячу пар оснований. После окончания всех циклов часто проводят дополнительную стадию финальной элонгации, чтобы достроить все одноцепочечные фрагменты. Эта стадия длится 10 - 15 мин.

Подготовка материала к исследованию и транспорт его в лабораторию

Для успешного проведения анализа важно правильно собрать материал у пациента и правильно провести его подготовку. Известно, что в лабораторной диагностике большинство ошибок (до 70%) совершается именно на этапе пробоподготовки. Для взятия крови в лаборатории ИНВИТРО в настоящее время применяются вакуумные системы, которые с одной стороны минимально травмируют пациента, а с другой - позволяют произвести взятие материала таким образом, что он не контактирует ни с персоналом, ни с окружающей средой. Это позволяет избежать контаминации (загрязнения) материала и обеспечивает объективность анализа ПЦР.

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота - биологический полимер, один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Основная роль ДНК в клетках — долговременное хранение информации о структуре РНК и белков.

РНК– рибонуклеиновая кислота - биологический полимер, близкий по своему химическому строению к ДНК. Молекула РНК построена из тех же мономерных звеньев - нуклеотидов, что и ДНК. В природе РНК, как правило, существует в виде одиночной цепочки. У некоторых вирусов РНК является носителем генетической информации. В клетке играет важную роль при передаче информации от ДНК к белку. РНК синтезируется на ДНК-матрице. Процесс этот называется транскрипцией. В ДНК имеются участки, где содержится информация, ответственная за синтез трех видов РНК, различающихся по выполняемым функциям: информационной или матричной РНК (мРНК), рибосомальной (рРНК) и транспортной (тРНК). Все три вида РНК тем или иным способом участвуют в синтезе белка. Однако информация по синтезу белка содержится только в мРНК.

Нуклеоти́ды - основная повторяющаяся единица в молекулах нуклеиновых кислот, продукт химического соединения азотистого основания, пятиуглеродного сахара (пентозы) и одной или нескольких фосфатных групп. Нуклеотиды, представленные в нуклеиновых кислотах, содержат одну фосфатную группу. Они называются по содержащемуся в них азотистому основанию - адениновый (A), содержащий аденин, гуаниновый (G) - гуанин, цитозиновый (C) - цитозин, тиминовый (Т) - тимин, урациловый (U) - урацил. В состав ДНК входят 4 типа нуклеотидов - A, T, G, C, в состав РНК также 4 типа - A, U, G, C. Сахаром в составе всех нуклеотидов ДНК является дезоксирибоза, РНК - рибоза. При образовании нуклеиновых кислот нуклеотиды, связываясь, образуют сахаро-фосфатный остов молекулы, по одну сторону которого находятся основания.

Праймер – котроткая ДНК, используемая для репликации матричной цепи. Каждый из праймеров комплементарен одной из цепей двуцепочечной матрицы, обрамляя начало и конец амплифицируемого участка.

ПЦР диагностика: что это такое

Как расшифровывается ПЦР, насколько эта методика эффективна и стоит ли доверять её результатам? Где и в каких случая она применяется? Поговорим о тестах, ставших повседневными, и о тестах не столь известных. А также о том, что показывает ПЦР анализ, далее в этой статье.

ПЦР тестирование

Полимеразная цепная реакция — это технология, позволяющая выделить из двойной спирали ДНК участок с конкретным геном, размножить его и изучить. Открытие ПЦР в биологии и генетике по своей значимости можно сравнить с изобретением микропроцессора в сфере компьютерных технологий. Новые возможности, которые дало исследование, взбудоражили научный мир.

Методика вдохнула новую жизнь в молекулярно-генетические исследования и сделала возможными многие тестирования, которые по разными причинам были невыгодны или недоступны широким массам.

Из плюсов:

Как и у большинства сложных и высоких технологий, у полимеразного метода присутствуют и достоинства, и недостатки. В двух словах ситуация выглядит так.

Превосходная точность результатов исследования. Если вся скрупулезно технология соблюдена, то вероятность ошибки в результатах стремится к сотым долям процента.
Обширный выбор материалов для анализа. Полимеразная цепная реакция позволяет извлечь из образца любой генетический материал, который может в нём содержаться. Благодаря этому можно с равным успехом исследовать образцы слюны, крови, волос (с луковицами), ногтей, окурков от сигарет и т.д.
Сверхраннее диагностирование. Других универсальных методик, способных обнаружить любую известную инфекцию на ранней стадии и до возникновения симптомов инфекционного заболевания, нет. Эта же методика позволяет обнаружить дремлющие наследственные болезни, которые проявляют себя в разных поколениях по-разному.
Один метод ПЦР породил множество тестов, отвечающих разным тематикам исследований во многих отраслях человеческой деятельности.

Высокая стоимость. Конечно, тестов много и стоят они по-разному, но самые информативные исследования всё ещё довольно дорогостоящи. Но надо учитывать, что всего за пару десятилетий технология сделала скачок стоимости от 100.000$ за полное исследование ДНК одного человека в лаборатории США до ценника в районе 20-30 тысяч рублей в вашем или соседнем городе.
Нехватка специалистов высокого уровня профессиональной подготовленности. Отчасти это сказывается и на конечной стоимости тестирования: генетика — отрасль относительно молодая и развивающаяся. Общество не успевает изменяться под новые потребности в специалистах, как и само медленно привыкает к новым услугам и инновациям.
Результаты теста будут искажены, если образец для исследования был случайно или намеренно загрязнён. Тот момент, когда в очередной раз кажется, что безупречность почти достигнута. Но точность анализа настолько высока, что это является её плюсом и минусом одновременно.

Кому нужен анализ на ПЦР

Поскольку ПЦР позволяет выявить даже мигрирующие из поколения в поколение наследственные заболевания в их скрытой фазе, провести такое исследование будет полезно каждому. Конечно, не всем такие знания кажутся насущными и необходимыми здесь и сейчас. Но, думается, по мере развития цивилизации будут расти и успехи медицины и генетики. А новые открытия позволят далеко продвинуться в достижении долголетия и здоровья. К тому моменту тест на наследственность вполне может стать обыденным и обязательным для всех анализом.

Пока же этого не случилось, чаще всего тест необходим в таких случаях:

При возникновении подозрений о получение заболевания половым путем или через укол, попадании зараженной крови на слизистые или открытые раны (достаточно небольшого пореза), нападении диких и одичавших животных, при случайной травме об окружающие предметы, например, если не посчастливилось наступить в поле на старый гвоздь.
Для уточнения диагноза, сделанного иными средствами, особенно в случаях, когда лечение даёт неспецифическую реакцию организма.
Для установления родственных связей для заявления прав на наследство или в алиментной тяжбе.
Для идентификации личности человека.

Остальные цели тестирования больше относятся к сферам индивидуальных интересов. Кому-то интересно узнать, что показывает расшифровка всех народностей в его роду. Кто-то пытается планировать будущего ребенка и тестируется на совместимость. Кто-то решил заменить ДНК-тестом диетолога и получить индивидуальные инструкции, советы по правильному питанию. К примеру, такой цели можно достичь с помощью ДНК-теста MyWellness.

Специфика

Специфика всех тестов на основе метода обследования ПЦР в том, что его результаты не могут быть ложноположительными. То есть, если анализ фиксирует присутствие молекулы ДНК возбудителя болезни, она точно имеется в пробе. Но такая точность требует стерильных условий для всего процесса исследования, иначе есть риск получения недостоверных данных из-за загрязненной пробы или несоблюдения техники забора или проведения анализа. В этом, как уже говорилось, заключается некоторая уязвимость методики.

Поэтому лучше всего обращаться за ДНК-тестированием в специализированную клинику с собственной хорошо оборудованной лабораторией. Создание таких учреждений происходит за счет больших вложений как в оборудование, так и в квалифицированный персонал.

Применение ПЦР

Спектр применения технологии полимеразной цепной реакции столь широк, что позволяет проводить различные исследования молекулярно-генетической направленности. Метод используется как для ДНК-тестов, ставших быстрыми и повседневными, так и для изучения ещё не исследованных структур ДНК.

И всё благодаря тому, что технология позволяет извлечь из любого количества ДНК интересующий исследователя участок, размножить его и провести глубокий анализ его свойств в различных формах посредством изучения химических реакций. Таким образом, ПЦР выявляет, позволяет наблюдать зависимости между генами и изучать их совместные реакции на искусственные экспериментальные раздражители.

Проведение ПЦР

Что значит ПЦР исследование? ПЦР диагностика проводится в специальном аппарате – амплифакторе. Это прибор, в который устанавливаются пробирки с биологическими пробами. В зависимости от исследования амплифактор настраивается на нужное количество циклов и начинает попеременно нагревать и охлаждать пробирки, в которых в это время идут реакции. При этом создаётся однородность температуры по всей внутренней камере, необходимая температура задается буквально в один миг и регулируется с точностью до 0,1 градуса.

Такая точность при нагреве и охлаждении необходима для того, чтобы не превысить пороговые значения и не испортить биоматериал.

Что необходимо для проведения анализа методом ПЦР:

Буферный раствор;
ДНК-матрица с содержанием искомого участка генов для амплификации;
Термоустойчивая ДНК-полимераза;
Ионы Mg2+;
Два коротких фрагмента нуклеиновой кислоты для запуска синтеза комплементарной цепи с помощью ДНК-полимеразы.

Ход реакции

Один цикл реакции протекает в три стадии:

Стадия нагревания. Спираль ДНК в пробе нагревается на 94-96 градусов в течение периода от половины до двух минут. Под воздействием высоких температур цепи ДНК распадаются на отдельные фрагменты.
На второй стадии необходимые фрагменты как бы вылавливаются с помощью праймеров и сплавляются. Эта стадия называется «отжиг» и проходит при температуре немного ниже, на 4-5 градусов. Продолжительность стадии также варьируется от половины до двух минут.
Добавляется специальный фермент для запуска самовоспроизводства (синтеза) «пойманного» участка генов – ДНК-полимераза. И этот фермент запускает реакцию удваивания фрагмента, используя стартовый фрагмент как матрицу для синтезирования копии. Протекает реакция при 72 градусов от 10 до 12 минут.

Обычно одно исследование составляет от 20 до 35 подобных циклов.

Подготовка материала

Главное при подготовке биоматериала для анализа — собрать его в как можно более стерильном виде, без посторонних примесей. Для этого имеются рекомендации к гигиеническому графику, употреблению фармакологических веществ и прочие.

Похожие требования и к транспортировке проб – они должны быть упакованы в подходящие для этого чистые контейнеры, а в некоторых случаях также требуется соблюдение особого теплового режима хранения.

Сдача анализов методом ПЦР

Анализ методом ПЦР требует особой аккуратности. Поскольку главное требование всей процедуры — это идеально чистый образец для пробы, многие анализы сдаются непосредственно в клинике: кровь, другие физиологические жидкости, иногда ткани.

Самый простой метод сбора биоматериала — это сбор слюны с внутренней поверхности полости рта на ватную палочку. Способ прост, выполняется на дому, но подходит не для всех тестов.

Подготовка нестандартных проб требует иного порядка действий, который у каждой клиники индивидуален. Лучше проконсультироваться в выбранной вами медицинской организации.

Как подготовиться к анализу ПЦР мужчине

Для мужчин особых требований при сдаче анализов на различные тесты нет. Но в случае тестирования на наличие половых инфекций рекомендуется повышенная интимная гигиена, не менее пары суток воздержания, а также рекомендовано не справлять естественные малые потребности за три часа до процедуры.

Как подготовиться к анализу ПЦР женщине

Для женщин наставлений, запретов и рекомендаций к сдаче несколько больше:

Важно не переусердствовать с интимной гигиеной и не использовать мыла с антибиотиками.
Запрещен вообще любой прием антибиотиков менее чем за 4 недели до сдачи анализов.
Имеются запреты и на специфические интимные средства. Поэтому для точного соблюдения допусков желательно ограничиться стандартной гигиеной не менее чем за месяц до сдачи анализов.
Запрещена сдача анализов в особо острые дни месячных женских циклов.
Запрещаются близкие интимные контакты за 48 часов до проведения процедур.

Расшифровка результатов ПЦР теста

Когда из всего спектра возможностей ПЦР диагностики речь идет всего лишь о выявлении заболевания,сам тест и его расшифровка довольно просты. Высокая точность анализа позволяет выявить самые незначительные следы присутствия чужеродной ДНК, размножить её до необходимых объемов и исследовать.

С непривычки такое точное диагностирование, выявляющее заболевания на сверхранней стадии, может вызвать недоверие к результатам. Симптомов нет, самочувствие хорошее, а результаты теста говорят об обратном. Если в теме о проблемах здоровья вообще уместно говорить о везении, то возможность выявить заболевание так рано и сразу начать его лечение — это своего рода удача.

Тем временем за расшифровкой каждого известного гена стоят десятилетия непрерывных исследований ведущих университетов разных стран мира. Например, один из самых длительных исследовательских проектов — проект «Геном человека» — продолжался без малого 13 лет кряду. За время проведения только этих исследований было изучено около 25 тысяч генов, составляющих человеческую ДНК.

Проверка на ВИЧ

У ДНК-анализа на ВИЧ имеется несколько специфических особенностей и рекомендаций:

Анализ ПЦР — самый точный анализ на инфекции

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – это современный инструмент диагностики разнообразных инфекций, отличающийся высокой точностью. Анализ ПЦР позволяет определять возбудителей инфекционных заболеваний, опираясь на их генетический материал (РНК или ДНК). Биологическим материалом для исследования может служить кровь, мазок из половых органов, слюна и прочее.

Метод ПЦР был открыт в 1983. Его создатель Кэри Мюллис (США), за это открытие получил Нобелевскую премию в области химии. Уже за первые десять лет методика стала обязательным лабораторным исследованием во всем мире, получив признание ученых и врачей.

Медицинский центр Диана предлагает провести исследование по методике полимеразной цепной реакции в кратчайшие сроки и с высочайшим уровнем точности. Наша диагностическая база соответствует всем международным стандартам и требованиям.

Какие инфекции можно диагностировать методом ПЦР

На диагностику отправляют гинеколог, уролог или дерматолог. Анализ ПЦР дает возможность диагностировать большое число разнообразных инфекций. В эту группу попадают и скрытые, бессимптомные заболевания, находящиеся в инкубационном периоде:

С помощью метода ПЦР можно обнаружить:

гепатит C, B;
уреаплазмоз половых органов;
ИППП – уреаплазмоз, трихомониаз, гарднереллез,;
хламидиоз половых органов и дыхательных путей;
микоплазмоз половых органов и дыхательных путей;
бактериальный вагиноз;
кандидоз половых органов;
инфекционный мононуклеоз;
туберкулез;
сальмонеллез;
туберкулез (легочные и внелегочные формы);
листериоз, клещевые энцефалиты, болезнь Лайма;
цитомегаловирусную, папилломавирусную, герпесную инфекцию;
детские заразные болезни, выявляемые при беременности и до зачатия — краснуху, паротит, дифтерию, корь;
ВИЧ.

При каждом из вышеперечисленных заболеваний, обнаруженным другим методом, желательно делать и ПЦР — исследование. Возбудители многих инфекций имеют несколько типов (штаммов), а более точная диагностика делает лечение эффективнее. Поскольку разные типы возбудителей обладают своими способами передачи инфекции, точное определение возбудителя помогает уберечь от заражения окружающих. Например, гепатитом А можно заразиться через общие предметы и посуду (болезнь грязных рук), а гепатитом С — только через кровь, медицинские инструменты и половые контакты. Это важно для тех, кто находится рядом с больным.

Суть метода полимеразной цепной реакции

Метод основан на выявлении возбудителя по участкам ДНК или РНК. ПЦР напоминает криминалистику, когда преступника находят по частичкам кожи или волосам, оставленным на месте преступления. Поскольку каждый живой организм имеет уникальную структуру ДНК или РНК. Метод позволяет безошибочно идентифицировать микроорганизм, даже если он присутствует в исследуемом материале в минимальных количествах.

ПРЦ подходит для выявления скрытого носительства, нетипичных, стертых и прочих форм заразных заболеваний. Диагностика отличается высокой точностью, поэтому практически не дает ошибок и ложных результатов. Анализ часто назначается, как дополнительное обследование, чтобы выявить конкретный тип вируса или микроба.

Достоинства и недостатки метода ПЦР

Анализ ПЦР – результативный диагностический инструмент, позволяющий врачу не только правильно определить тип инфекционного возбудителя в организме больного, но также и количество микробов. Эта особенность позволяет методу ПЦР эффективно обнаруживать и хронические инфекции, к примеру, вирусный гепатит.

Преимущества методики заключаются в следующих особенностях:

Универсальность . Метод дает возможность определить все известные на сегодняшний день микроорганизмы, вне зависимости от вида исследуемого материала.
Специфичность . ПЦР позволяет определить ДНК вируса или бактерии со 100% точностью, что не дает ни один другой способ диагностики.
Чувствительность – даже один мельчайший «обломок» ДНК или РНК может быть обнаружен и идентифицирован, благодаря быстрой реакции образования копий.
Оперативность – поставить диагноз на основании полимеразной цепной реакции можно уже через несколько часов после забора биологического материала, что дает возможность своевременно приступить к лечению заболевания.
Возможность проведения количественного анализа . Эта особенность важна при выявлении болезней, вызванных условно-патогенной флорой (например, молочницы). Повышенное содержание грибков кандида в организме вызывает заболевание, а нормальное количество до 10 3 — 104 КОЕ/тамп. – нет.

Недостатки ПЦР-диагностики – это необходимость в высокотехнологичном оборудовании и высококвалифицированных специалистах. Для анализа нужен специальный бокс-ламинар, где поддерживается необходимая температура и обеспечивается чистота эксперимента.

Как сдать анализ ПЦР правильно: подготовка

Чтобы понять, как именно следует подготовиться к предстоящему анализу ПЦР, пациент должен обязательно уточнить у своего врача, какой именно биологический материал планируется взять. От этого непосредственно зависит подготовка.

Выделения из половых органов, мазок из шейки матки или мочеиспускательного канала, моча – посредством исследования данных вариантов материала методом ПЦР эффективно диагностируются инфекции половых органов.
Вирусный гепатит C, ВИЧ инфекция требуют взятие крови на анализ ПЦР.
С помощью мазка из зева можно подтвердить или опровергнуть факт наличия инфекционного мононуклеоза.

Мазок у женщин

Для диагностики половых инфекций методом ПЦР у женщин, как правило, берут мазок из влагалища . При беременности действуют стандартные правила подготовки к анализу ПЦР.

За пару дней до проведения ПЦР нужно отказаться от спринцеваний, средств интимной гигиены.
За неделю до анализа на инфекции стоит перестать применять любые виды лекарственных препаратов, разумеется, если они не входят в программу подготовки к анализу ПЦР, прописанную врачом.
За пару дней до обследования нужно начать воздерживаться от полового акта.
Подмывание в день анализа ПЦР не нужно, гигиена половых органов проводится накануне вечером, используется только теплая вода.
За пару часов до сдачи анализа мочиться нельзя.

Мазок у мужчин

Подготовиться к забору мазка из мочеиспускательного канала для проведения ПЦР несложно. Достаточно соблюдать изложенные ниже правила.

За 2 суток до ПЦР обследования нужно начать воздерживаться от сексуальных отношений.
Прием лекарств прекращается приблизительно за 7 дней до проведения анализа, если, конечно же, они не были специально назначены врачом.
Гигиена половых органов должна проводиться накануне вечером, в день анализа ПЦР это делать не стоит.
Рекомендуется не мочиться примерно 2-3 часа перед сдачей анализа.

Анализ крови

Если в процессе ПЦР анализа объектом изучения станет кровь пациента, правила подготовки к нему следующие.

Оптимальное время для сдачи крови – утро, анализ нужно обязательно сдавать натощак (минимум 8 часов отсутствия пищи). Воду можно пить свободно.
Отказ от алкоголя за сутки до ПЦР анализа, отказ от курения за час до него.
Если здоровье допускает такой вариант, от приема лекарственных средств рекомендуется на время отказаться.
Перед сдачей проб крови в обязательном порядке следует отдохнуть около 20 минут.
Накануне ПЦР исследования совершенно исключены эмоциональные и физические перегрузки, они могут сказаться на результатах анализа.

Как проводится тест ПЦР?

Для исследования берется любая среда, в которой может находиться возбудитель, но чаще всего используются:

Кровь сыворотка или плазма – для выявления множества возбудителей – вирусов гепатита B, C, D, G, герпеса, ВИЧ, цитомегаловируса;
Моча и сок простаты – при диагностике ЗППП;
Мокрота, плевральная жидкость, бронхоальвеолярный лаваж – для диагностики легочных и внелёгочных форм туберкулеза;
Спинномозговая жидкость – для диагностики инфекций нервной системы;
Околоплодная жидкость – для определения внутриутробных заражений;
Мазок из зева – для выявления возбудителей инфекционного мононуклеоза и дифтерии;
соскобы и мазки со слизистых для диагностики ЗППП;
клетки слизистой желудка и желудочный сок — для выявления бактерии хеликобактер, вызывающей гастрит и язву.

При одном взятии материала можно обнаружить сразу нескольких возбудителей, попавших в организм. Такая универсальность избавляет пациента от дополнительных обследований и лишних трат.

Обнаружить и идентифицировать участки генетической информации удается при помощи специальных эталонных маркеров ДНК (праймеров) созданных для каждого известного возбудителя. Эталон позволяет найти «свой» фрагмент среди миллионов других. Если это происходит, запускается реакция полимеразной цепи.

ПЦР—реакция делает огромное число копий выявленного участка генной информации (репликацию). Важно, что реплицируются только участки ДНК и РНК, необходимые для проведения анализа. Поэтому так важны чистота эксперимента и умение персонала обращаться с аппаратурой и образцами.

Цепная реакция протекает очень быстро, уже через два часа участок ДНК увеличивается в миллионы раз, что позволяет обнаружить и точно идентифицировать инфекцию. Для работы с эталонами пробирки помещают в специальный прибор. При помощи программы задается алгоритм, несколько раз меняющий температуру среды и влияющий на протекание реакции. Результат ПЦР виден сразу после окончания исследования.

Как расшифровать ПЦР анализ

Проведение ПЦР исследования позволяет не просто установить тип инфекции, присутствующий в организме больного, но и оценить его с количественной точки зрения (количество микробов). Расшифровка результатов количественного анализа ПЦР играет важную роль в обнаружении и проверке эффективности лечения большого числа хронических заболеваний, скажем гепатита C.

Результатом анализа ПЦР могут стать положительный и отрицательный ответы.

Отрицательный результат. Следы инфекции не были выявлены в биологическом материале, который являлся объектом исследования в процессе анализа ПЦР. Как правило, на основании отрицательного результата можно полагать, что в организме действительно отсутствует инфекция.
Положительный результат. Такой результат анализа ПЦР свидетельствует о том, что следы инфекционного заболевания присутствуют в биологическом материале пациента. Положительный результат анализа ПЦР характеризуется большой степенью точности.

Иногда инфицирование выявляется на фоне полного здоровья и отсутствия признаков заболевания. Некоторые больные считают, что анализ сделан неправильно, но реальная ситуация другая. Если ПЦР показала, что возбудитель в организме есть, значит, он там действительно находится. Просто инфекционные болезни никогда не начинаются сразу после заражения, имея инкубационный период различной продолжительности.

Скрытый период может продолжаться очень долго, например, при СПИДе – несколько лет, пока какие-то механизмы не подтолкнут вирусы к размножению. Возбудитель определяется в организме носителей и тех, кто не долечился. Очень часто переходят в скрытую (латентную) форму различные ЗППП. В этом случае может понадобиться дополнительная лабораторная диагностика.

Точность расшифровки результатов ПЦР анализа

Метод ПЦР, позволяющий выявлять достаточно большое число инфекций, характеризуется повышенной точностью, чувствительностью и специфичностью. Эти характеристики говорят о том, что с помощью исследования ПЦР можно:

Максимально точно установить отсутствие или присутствие инфекционного возбудителя.
Максимально точно определить конкретную разновидность инфекционного возбудителя (специфичность).
Выявить инфекцию даже в том случае, когда она имеет скрытый характер. Речь идет о низком уровне присутствия в подвергаемом исследованию биологическом материале пациента ДНК микробов (чувствительность).

Преимущества метода ПЦР над иммуноферментным анализом и прочими иммунологическими инструментами выявления инфекции заключается в том, что он реже дает ошибочные результаты. То есть расшифровка анализа ПЦР значительно реже показывает отсутствие инфекционных микробов, если они есть в организме больного.

Кроме того, почти не бывает, чтобы расшифровка анализа выявляла наличие в организме несуществующей инфекции, то есть давала ложноположительные результаты.Разумеется, стопроцентно правильными результаты ПЦР назвать все же нельзя, поэтому необходимо обязательно дополнять это исследование другими методиками.

Читайте также: