ПЦР анализ: что это такое?

Метод ПЦР-исследования называют одним из самых важных научных достижений в молекулярной биологии. За его создание Кэри Маллис получила в 1993 году Нобелевскую премию. Высокоточный лабораторный метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) дает возможность выявить множество заболеваний на ранних стадиях. ПЦР используется не только в медицинской практике, но и в таких научных областях как биология, криминалистика или археология.

Суть диагностики методом ПЦР

Подход заключается в применении особого фермента ДНК-полимераза, который создает множество идентичных копий (этот процесс называется амплификацией) определенной области ДНК (генетического кода) исследуемого элемента. При этом изначально для проведения анализа нужна крайне малая его концентрация, то есть, единичные клетки или молекулы ДНК патогена.

Например, это могут быть возбудители болезней – бактерии, вирусы или грибки, которые, возможно, находятся в пробах крови человека, слюне, моче, половых выделениях и т.д.

Проще говоря, реакция ПЦР имитирует то, что обычно происходит в клетках микроорганизмов, то есть, копируя шаблон в качестве матрицы, создаются новые сегменты цепей ДНК – для искусственного увеличения их количества. Так как последовательность нуклеотидов в ДНК строго индивидуальны для каждого микроорганизма, это позволяет визуально сверить фрагменты с базой данных известных патогенов. Таким образом выявляют тип возбудителя болезни и его концентрацию.

Анализ ПЦР занимает 2-4 часа, в зависимости от длины копируемого участка. Пациент же получит результаты на следующий день. Такая скорость особенно актуальна при диагностике бактериальных инфекций, при которых классический посев долго растущих возбудителей занимает нескольких дней.

И все же у исследований ПЦР есть некоторые недостатки: из-за высокой технологичности они требуют строгого соблюдения правил и серьезного оснащенности лабораторного комплекса.

Расшифровка ПЦР следующая: если анализ показал, что обнаруженные участки ДНК совпадают с ДНК эталона, то результат диагностики объявляется положительным («Обнаружено»), а в противном случае – отрицательным («Не обнаружено»).

Когда применяется ПЦР

Метод ПЦР используется для диагностики заболеваний (наследственных, инфекционных), в гинекологии и урологии, для установления отцовства, а также генетических нарушений развития плода на ранних сроках беременности.

ПЦР позволяет выявлять все известные современной медицине вирусные заболевания. К тому же, ПЦР-диагностика определяет возбудителя инфекции даже в инкубационном периоде и при скрытом течении заболевания.

Чаще всего молекулярно-генетический анализ применяют для выявления различных инфекций: ВИЧ, герпеса, половых инфекций (хламидиоза, уреаплазмоза, гарднереллеза, микоплазмоза и трихомониаза, гонореи); кандидоза, гепатитов, мононуклеоза, листериоза, цитомегаловируса; туберкулеза, вируса папилломы человека, клещевого энцефалита и многих других.

Специальной подготовки перед сдачей ПЦР-анализа не требуется, иногда следует прекратить прием некоторых лекарственных препаратов. Подробнее о подготовке к конкретному анализу расскажет лечащий врач. Отметим лишь, что кровь сдается натощак утром. Моча также сдается утром, в стерильный контейнер. Выбор биоматериала зависит от типа инфекции. При анализе на ЗППП берут соскоб или мазок из шейки матки или уретры, а также мочу. Для выявления герпеса, цитомегаловируса, гепатита, токсоплазмоза и ВИЧ на анализ берут кровь. При анализе на мононуклеоз и цитомегаловирус берут мазок из зева.

ПЦР-тест на COVID-19

На ранней стадии пандемии, когда впервые был секвенирован вирус SARS-CoV-2, ученые разработали праймеры (эталоны) для ПЦР для амплификации последовательностей в вирусном геноме.

Метод полимеразной цепной реакции считается самым надежным в ранней диагностике и выявлении вирусной РНК, начиная с первого дня контакта с инфекцией. ПЦР анализ достоверно выявит наличие или отсутствие коронавируса даже до начала проявления симптомов и если человек является только носителем вируса и не болеет.

Поскольку вирус селится первично на слизистой, для лабораторного исследования берется мазок ватным тампоном из носа и ротоглотки. Перед тестированием рекомендуется соблюдать несколько правил. Минимум за 3 часа до взятия биоматериала нельзя принимать пищу, пить, чистить зубы и пользоваться ополаскивателями. Также перед исследованием нельзя принимать лекарства для орошения горла, жевать жевательную резинку и курить.

В настоящее время для диагностики SARS-CoV-2 кроме выявления РНК коронавируса методом ПЦР, существуют и другие возможности. Это экспресс- метод определения антител (иммунных клеток человека), которые организм выработал в ответ на вирус – так называемый качественный анализ иммуноглобулинов IgG и IgM к возбудителю. Для него нужна капиллярная кровь из пальца.

Для точного определения количества антител методом иммуноферментного анализа (ИФА) берется венозная кровь. С его помощью выявляют титры антител IgM, (которые присутствуют в крови с 7 по 21 день заболевания) и антител IgG, которые появляются с 14 дня заболевания в течение 4-6 месяцев. Результаты анализа покажут, болеет ли сейчас человек коронавирусом или уже выработал иммунный ответ к COVID-19 после болезни. Подробнее о том как расшифровать анализ на антитела, читайте в материале ForPost-Здоровье «Как самостоятельно расшифровать анализ на антитела к коронавирусу»

Егор Самойлов