ПЦР-анализ: что это такое, когда он назначается и как проводится?
Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) является одним из самых новых и эффективных способов диагностики различных заболеваний. Кэри Муллис, ученый, заслуживший Нобелевскую премию в 1993 году, разработал этот высокотехнологичный лабораторный метод диагностики, который позволяет выявлять множество заболеваний на ранних стадиях.
Но как именно проходит диагностика с помощью ПЦР-метода, когда назначается это исследование и как нужно готовиться к анализу? На эти вопросы можно найти ответы в данной статье.
Таким образом, ПЦР-диагностика также известна как метод амплификации ДНК. Она основана на процессе увеличения количества копий ДНК, которые могут присутствовать в крови и других органах человека. Для проведения анализа потребуется небольшой образец биоматериала, например, крови.
В ходе ПЦР-диагностики образец подвергается циклическим изменениям в термостатированной лабораторной среде. Каждый цикл включает в себя различные температуры и этапы, такие как денатурация, отжиг, элонгация и охлаждение.
После нескольких циклов реакции увеличивается количество копий ДНК. Затем полученные данные анализируются и интерпретируются специалистами, чтобы выявить наличие патологий в ДНК организма.
В результате, ПЦР-диагностика может быть назначена в различных ситуациях, например, при изучении вирусных, бактериальных и генетических заболеваний, а также при проведении форензических экспертиз. Необходимо иметь в виду, что подготовка к анализу может отличаться для каждой конкретной ситуации, поэтому предварительно следует обратиться к врачу.
Метод ПЦР, основанный на принципах молекулярной биологии, широко используется в диагностике многих заболеваний. Суть этого подхода заключается в использовании специальных ферментов, которые многократно копируют фрагменты РНК и ДНК возбудителей болезни, которые находятся в биологических пробах, например в крови.После этого специалисты лаборатории проводят анализ полученных фрагментов, сверяя их со специальной базой данных. Это позволяет выявить тип возбудителя болезни и определить его концентрацию в биоматериале.
Для проведения ПЦР-диагностики используется амплификатор - специальное устройство, которое нагревает и охлаждает пробирки с биологическим материалом. Нагревание и охлаждение необходимы для проведения репликации. При этом точность температурного режима оказывает существенное влияние на точность результата.
Какие сферы применения у метода ПЦР?
Метод ПЦР, или полимеразной цепной реакции, имеет широкий спектр применения в медицине. Он позволяет выявлять различные инфекции и используется для диагностики ВИЧ, герпеса, половых инфекций, кандидоза, гепатитов, мононуклеоза, листериоза, цитомегаловируса, туберкулеза, вируса папилломы человека и клещевого энцефалита [3, 4]. Метод ПЦР также применяется для диагностики вирусных заболеваний, включая коронавирусную инфекцию COVID-19, что особенно актуально в условиях сложной эпидемиологической обстановки.
Кроме того, метод ПЦР используется в криминалистике при необходимости определить, кому принадлежит найденный на месте преступления биоматериал. Он может использоваться также для установления отцовства [1, 2]. Таким образом, метод ПЦР находит свое применение в различных сферах, включая медицину и криминалистику.
Список литературы:
- Измерова, Т. В. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
- Полимеразная цепная реакция (PCR). Справочник по биологии
- Рындак, А. В. ПЦР диагностика (Полимеразная цепная реакция)
- PCR (polymerase chain reaction). Healthdirect
Преимущества и недостатки метода ПЦР-диагностики
Преимущества метода ПЦР-диагностики включают высокую чувствительность, универсальность, широкий охват, оперативность и точность. Благодаря высокой чувствительности метода, можно обнаружить возбудителя болезни даже при наличии нескольких молекул его ДНК, т.е. на ранних стадиях заболевания, при хронической форме заболевания и в случаях латентного протекания болезни. Метод ПЦР-диагностики подходит для исследования почти любого биоматериала - от крови и слюны до клеток кожи. Широкий охват также позволяет выявить сразу нескольких возбудителей болезни. Кроме того, результат обычно готов через 5-7 часов, что позволяет получить заключение уже на следующий день после забора биоматериала. Метод ПЦР-диагностики практически не дает ложноположительных или ложноотрицательных результатов, если была соблюдена технология проведения анализа.
Однако существуют и недостатки метода ПЦР-диагностики. Высокие требования к соблюдению технологии и к профессионализму лаборантов необходимы для получения точных результатов. Если образец был загрязнен, анализ может дать ложный результат. Поэтому лучше проводить ПЦР-диагностику только в проверенных лабораториях, где внедрены системы контроля качества работы.
Изучаемый материал для ПЦР-диагностики заболеваний может быть различным, и выбор зависит от типа инфекции. Например, при анализе на ЗППП методом ПЦР используют соскоб или мазок из шейки матки или уретры, а также мочу. Для обнаружения герпеса, цитомегаловируса, гепатита, токсоплазмоза и ВИЧ, необходима кровь. Мазок из зева используется для анализа на мононуклеоз и цитомегаловирус. В случае поражений нервной системы, спинномозговая жидкость является подходящим материалом для анализа. Ткани плаценты изучаются для выявления внутриутробных инфекций, а для обнаружения легочных инфекций используют мокроту или плевральную жидкость.Ключевым фактором для подготовки к ПЦР-диагностике является тип биоматериала. Для анализа крови необходимо сдавать ее натощак утром. Что касается мочи, то ее также необходимо собрать утром в стерильный контейнер и сдать в лабораторию в ближайшие два часа.
При получении мазков или сосков из урогенитальной области, не следует вступать в половые контакты за несколько дней до исследования, а также проводить спринцевания. Кроме того, мазки или соскобы не рекомендуется собирать во время менструации.
Пациенты, принимающие лекарственные препараты или БАД, обязательно должны сообщать о принимаемых препаратах врачу, так как действующие вещества могут исказить результаты лабораторного анализа. Возможно, придется остановить курс приема, чтобы получить предельно точный результат исследования.
Существует множество методов ПЦР-диагностики различных заболеваний. К ним относятся, например, ПЦР в реальном времени, секвенирование, пиросеквенирование, микрофлюидные технологии. На данный момент наиболее распространенным является проведение анализа с помощью ПЦР в реальном времени, который практически исключает возможность ложноположительных результатов. Кроме того, обработка образцов при использовании этого метода значительно сокращается. Получить результаты можно уже через один час.
Как правильно понимать результаты ПЦР-исследования
Результат ПЦР-анализа для пациента может быть либо положительным, либо отрицательным. Отрицательный результат означает отсутствие следов враждебной ДНК и хорошее здоровье. Положительный результат, наоборот, указывает на наличие фрагментов ДНК возбудителя болезни, что говорит о заражении и необходимости лечения.
Нередко ПЦР-диагностика показывает положительный результат, хотя пациент не испытывает никакого дискомфорта и не имеет признаков заболевания. Это означает, что болезнь находится в очень ранней стадии. В таких случаях необходимы дополнительные обследования и лечение. Если заболевание было диагностировано рано, то лучше начинать лечение как можно быстрее, так как чем дальше зайдет болезнь, тем труднее будет ее вылечить.
ПЦР-анализ является невероятно точным методом диагностики инфекций: он может обнаружить возбудителя болезни, даже если в собранной пробе находится всего одна молекула его ДНК. Именно это свойство делает ПЦР-диагностику одним из самых эффективных инструментов для проверки наличия инфекции и контроля за эффективностью лечения.
Фото: freepik.com