Для чего используют анализ ПЦР?

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

Поделиться

ВАЖНО!

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.

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.

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

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.

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.

  1. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. Пер. с англ. — М.: Мир, 2002. — 589 с., илл. ISBN 5-03-003328-9
  2. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия — Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2004. — 496 с.; илл. ISBN 5-94087-098-8
  3. Патрушев Л.И. Искусственные генетические системы — М.: Наука, 2005 — В 2 т. — ISBN 5-02-033278-X
  4. http://ru.wikipedia.org/wiki

ВАЖНО!

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.

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).

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:

Метод ПЦР

Суть метода ПЦР

Полимеразная цепная реакция (ПЦР, PCR – polymerase chain reaction) – метод получения множества копий определенных фрагментов ДНК (генов) в биологическом образце.

Сущность ПЦР как метода молекулярной биологии заключается в многократном избирательном копировании определённого гена (участка ДНК) при помощи специальных ферментов в условиях in vitro. Важной особенностью ПЦР является получение копий конкретного участка ДНК (гена), соответствующего заданным условиям. Синонимом процесса копирования ДНК является «амплификация». Репликация ДНК in vivo также может считаться амплификацией. Однако в отличие от репликации, в процессе полимеразной цепной реакции амплифицируются короткие участки ДНК (максимум 40 000 пар нуклеотидов).

Основные принципы

Итак, ПЦР — это многократное копирование определенных фрагментов ДНК in vitro в процессе повторяющихся температурных циклов. Как же протекает процесс реакции в пределах одного температурного цикла?

Образование нуклеотидной цепи осуществляется ферментом ДНК-полимеразой. Однако для начала работы ферменту необходима стартовая площадка. В качестве площадок выступают «праймеры» (затравки) — синтетические олигонуклеотиды длиной 15-20 нуклеотидов. Праймеров должно быть два (прямой и обратный), они комплементарны участкам ДНК-матрицы и именно фрагмент ДНК, ограниченный праймерами, будет многократно копироваться ДНК-полимеразой. Работа полимеразы заключается в последовательном добавлении нуклеотидов, комплементарных последовательности ДНК-матрицы. Тем самым в одном температурном цикле вновь синтезируется два новых фрагмента ДНК (т.к. молекула ДНК — двуцепочечная, то и матриц изначально две). Таким образом, за 25-35 циклов в пробирке накапливаются миллиарды копий участка ДНК, определенного праймерами. Структуру отдельного цикла можно представить следующим образом:

  1. денатурация ДНК (плавление, расхождение цепей ДНК) — 95°С — 1 или 2 минуты;
  2. отжиг праймеров (затравки связываются с ДНК-матрицей, температура данной стадии определяется нуклеотидным составом праймера) — 60°С (к примеру) — 1 минута;
  3. элонгация ДНК (полимераза синтезирует цепь ДНК) — 72°С — 1 минута (время зависит от длины синтезируемого фрагмента).

Приборная база для применения метода полимеразной цепной реакции в лаборатории должна состоять из:

  1. амплификатора(или, как его еще называют, термоциклера);
  2. системы для гель-электрофореза с источником питания (для визуализации результатов ПЦР);
  3. системы гель-документации(для анализа результатов ПЦР);
  4. ПЦР-бокса(для пробоподготовки);
  5. вортекса;
  6. микроцентрифуги;
  7. набора автоматических дозаторов (механических или электронных).

Помимо основного и вспомогательного оборудования для полноценного функционирования ПЦР-лаборатории, необходимы некоторые расходные материалы: стерильные наконечники, пробирки, штативы для пробирок и дозаторов.

Реагентная база в обычной ПЦР-лаборатории для проведения полноценной полимеразной цепной реакции включает в себя фермент ДНК-полимеразу с буфером, праймеры (небольшие синтетические фрагменты ДНК, комплементарные началу и концу анализируемого участка ДНК-матрицы), смесь нуклеотидов (А, Т, Г, Ц). Также абсолютно необходима очищенная вода.

Достоинства метода ПЦР

Высокая чувствительность исследования

Чувствительность метода такова, что амплифицировать в ПЦР и выявить целевую последовательность можно даже в том случае, если она встречается однажды в образце из 10 5 клеток.

Специфичность анализа

ПЦР позволяет выявлять ДНК конкретного инфекционного агента в присутствии ДНК других микроорганизмов и ДНК организма-хозяина, а также проводить генотипирование. Специфически подбирая компоненты реакции (праймеры), Вы можете одновременно выявлять ДНК близкородственных микроорганизмов.

Универсальность метода ПЦР

Дело в том, что для ПЦР-диагностики инфекционных заболеваний, либо наследственных заболеваний человека можно использовать одно и то же оборудование, следовать универсальным процедурам подготовки образцов (проб) и постановки анализа, а также однотипные наборы реактивов.

Экономия времени

Важное преимущество ПЦР – отсутствие стадий культуральной микробиологической работы. Подготовка образцов, проведение реакции и анализ результатов максимально облегчен и во многом автоматизирован. Благодаря этому, время получения результата может сокращаться до 4-5 часов.

Эффективность метода ПЦР

ПЦР помогает избежать известных сложностей, возникающих при выращивании труднокультивируемых, некультивируемых или персистирующих форм микроорганизмов для диагностики латентных и хронических инфекций. Эффективен метод ПЦР и при скрининге возбудителей с высокой антигенной изменчивостью, а также внутриклеточных паразитов.

Широта исследуемого клинического материала

В качестве образца при полимеразной цепной реакции может быть использован не только биологический материал от больного, но также и многие другие субстраты, в которых могут быть идентифицированы молекулы ДНК с высокой чувствительностью, например, вода, почва, продукты питания, микроорганизмы, смывы и многое другое.

Все перечисленные выше достоинства этого уникального метода — высокая чувствительность и специфичность, идентификация инфекционного агента и проведение генотипирования любого гена человека, высокая эффективность и экономия времени, универсальность приборной базы – позволяют широко применять сегодня метод ПЦР в клинической диагностике, медицинской практике, научных исследованиях, контроле качества и многих других областях.

Применение ПЦР

Области применения полимеразной цепной реакции как современного метода молекулярной биологии разнообразны. Во многом это обусловлено широтой материала, который можно анализировать (практически все, из чего можно выделить более-менее качественую ДНК может стать объектом исследования), а также подобранных праймеров. Основные области применения ПЦР:

Анализ ПЦР: суть метода и его преимущества

Анализ ПЦР – современный и высокоточный метод диагностики, позволяющий выявлять возбудителя инфекции независимо от стадии патологии. На сегодня этот способ обследования признан наиболее достоверным, так как он исключает получение ложных данных благодаря высокому уровню специфичности.

Суть метода ПЦР

Анализ ПЦР – полимеразная цепная реакция, позволяющая многократно увеличить объем микробной среды и определить возбудителя. Явление ПЦР было открыто в 20 веке американским ученым Кэри Мюллисом, благодаря которому в разы сократилось время постановки точного диагноза, а следовательно, врачи стали быстрее назначать адекватные терапевтические мероприятия.

Суть анализа ПЦР заключается в многократном увеличении фрагментов ДНК возбудителя, полученного из биологических проб пациента (мочи, крови, слюны и других). Эта методика позволяет увеличить в искусственной среде определенные участки генетического материала при помощи специальных ферментов, к тому же количество исследуемых фрагментов растет до такой степени, что можно их визуально исследовать.

Стоит отметить, что при анализе ПЦР копируются только определенные участки, играющие важную роль в диагностике. Если они присутствуют в организме пациента в ничтожно малом количестве, то этот анализ сможет их выявить.

Методика ПЦР активно используется в медицинской практике для изучения инфекционных и наследственных заболеваний, ведь помимо простого увеличения количества генетического материала (амплификации), он позволяет сращивать отдельные фрагменты ДНК и вводить мутации, осуществляя контроль за генами, которые вызывают опасения.

Что выявляет анализ ПЦР

Анализ ПЦР широко применяется в различных сферах медицины. Конечно, чаще всего он используется в гинекологии и урологии, но методика актуальна и для пульмонологии, фтизиатрии, гастроэнтерологии, онкологии и других областей.

Анализ ПЦР позволяет выявить вирусы на различных стадиях заболевания, также он способен выявить скрытые или «спящие» микроорганизмы, которые не вызывают появления клинических признаков:

  • Вирус папилломы человека разных типов (ВПЧ);
  • Хламидии;
  • Трихомонады;
  • Возбудителя гонореи;
  • Микоплазмы;
  • Уреаплазмы;
  • Гарднереллы;
  • Грибы кандида;
  • Микробактерии туберкулеза;
  • Вирусы гепатита А, В и С;
  • Хеликобактерии;
  • ВИЧ;
  • Вирусы герпеса;
  • Цитомегаловирусы (ЦМВ);
  • Вирусы Эпштейна-Барра.

Преимущества анализа ПЦР

  1. Высокая точность анализа: риск получения ложноотрицательных результатов минимален;
  2. Специфичность методики: анализ ПЦР позволяет выделить конкретный возбудитель инфекции, его вид и тип;
  3. Повышенная чувствительность: анализ ПЦР определяет даже несколько фрагментов ДНК микроорганизма;
  4. Возможность исследования разных биологических сред организма;
  5. Скорость получения результатов: их можно получить через 4-5 часов после процедуры;
  6. Возможность выявления нескольких микроорганизмов из одной пробы биологического материала.

Анализ ПЦР активно используется врачами разных специальностей, при этом отодвигаются на второй план другие методы диагностики. Стоит отметить, что эта процедура позволяет выявить носителей инфекции и латентные формы болезни, при которых нет клинических проявлений, но эти возбудители негативно отражаются на общем состоянии организма и его функциональности, а пациенты представляют опасность для окружающих.

Подготовка и проведение анализа ПЦР

Фрагменты ДНК микроорганизмов находятся в разных биологических средах пациента. Врачи сами определяют области взятия материалов для анализа ПЦР, которые зависят от типа заболевания и его локализации. Если вы обратились к венерологу с целью выявления инфекций, передающихся половым путем (ИППП), то будут исследованы выделения из половых органов (мазок или соскоб с шейки матки, влагалища) и мочеиспускательного канала, а также кровь и моча.

Герпетические инфекции и мононуклеоз диагностируются на основании анализа мазков из полости рта пациента. ЦМВ подтверждается после обследования мочи, спинномозговой жидкости. В отделении пульмонологии для анализа ПЦР берут мокроту и содержимое плевральной полости. У беременных при подозрении на внутриутробные инфекции плода исследуют околоплодные воды и ткани плаценты.

Чтобы исключить вероятность ошибочных результатов и повысить точность анализа ПЦР, перед сдачей биологического материала следует придерживаться несложных рекомендаций:

  • Большая часть микробов вымывается вместе с мочой, поэтому перед взятием мазка из уретры не стоит мочиться;
  • В течение 3-5 суток следует воздержаться от половых отношений;
  • Анализ ПЦР не проводится сразу после прекращения менструальных выделений, следует подождать 5-7 дней;
  • За 4 часа до сдачи слюны необходимо отказаться от приема лекарственных препаратов и пищи, а перед процедурой рекомендуется прополоскать рот водой и провести легкий массаж в области щек;
  • Мочу следует собирать в утренние часы в стерильный контейнер, для исключения загрязнения материала перед его взятием следует подмыться, женщинам ввести стерильный тампон во влагалище, а мужчинам максимально оттянуть складку крайней плоти;
  • За сутки до сдачи материала надо воздержаться от приема алкоголя, острой пищи и горячих процедур (сауны, бани и т.п.);
  • За 2 недели до анализа ПЦР необходимо прекратить прием антибактериальных средств;
  • За неделю до обследования приостанавливают использование интимных гелей, мазей и вагинальных свечей.

Это довольно простые правила, но они помогут получить максимально достоверные результаты и снизить риск ошибок в диагностике.

Расшифровка анализа ПЦР

Результаты анализа ПЦР могут быть положительными или отрицательными. Отрицательный результат исследования свидетельствует об отсутствии инфекции в биологических материалах.

Положительный результат подтверждает наличие микроорганизмов, но для постановки точного диагноза необходимы сведения об их количестве. Ведь в нашем организме присутствуют условно-патогенные микробы, которые становятся причинами заболеваний только в результате активного роста и размножения. Основываясь на количественных данных анализа ПЦР, врач может выяснить стадию развития патологического процесса, его активность, подобрать специфическое лекарственное средство и его дозировку.

Анализ ПЦР во время беременности

Беременность – это особенный период в жизни каждой женщины. В это время многие ИППП или латентные инфекции могут быть крайне опасными для малыша и вызвать преждевременные роды, выкидыш, пороки и аномалии развития. Поэтому анализ ПЦР проводят всем беременным в плановом порядке преимущественно на ранних сроках (до 12 недель), но иногда назначают и во время 2 триместра.

Материал берут из канала шейки матки и уретры, процедура безболезненная и не представляет угрозы. В большинстве случаев, анализ ПЦР проводят по поводу хламидий, уреаплазм, микоплазм, цитомегаловируса, герпеса и ВПЧ. Именно эти микроорганизмы представляют угрозу во время беременности. Но иногда женщины проходят комплексный анализ ПЦР, который включается в себя исследование на большое количество микроорганизмов (12 и более).

Что такое полимеразная цепная реакция, ПЦР анализ

ПЦР анализ, или полимеразная цепная реакция, — метод ДНК — диагностики, основанный на многократном увеличении молекул ДНК и РНК, характерных для того или иного патогенного микроорганизма. Для увеличения скорости копирования нуклеиновых кислот используются ДНК и РНК ферменты.

ДНК — диагностика: ПЦР анализ, достоинства метода

ДНК — диагностика — это один из наиболее современных, высокотехнологичных методов исследования в лабораторной диагностике.

  • Полимеразная цепная реакция, или ПЦР анализ, позволяет выявить в организме человека многие инфекционные заболевания, которые были вызваны вирусами или возбудителями бактериальной природы.
  • С помощью данного анализа можно обнаружить болезни не только в острой стадии, но и во время инкубационного (скрытого) периода.

Данный метод исследования обладает многими преимуществами:

  • Возможность обнаружить конкретного возбудителя и целого ряда микроорганизмов;
  • Высокая точность: вероятность ложных результатов ничтожно мала;
  • Диагностика скрытых, вяло текущих заболеваний, не беспокоящих какими-либо проявлениями;
  • Быстрое получение результатов;
  • Использование биологического материала различного рода: крови, плазмы, сыворотки крови, мочи, кала, биологических жидкостей, мокроты, слизи, выделений;
  • ПЦР анализ может быть качественный и количественный, то есть, не только выявлять вид возбудителя болезни, но и давать информацию о его количественном содержании в организме.

Описание, анализ крови методом ПЦР

Одним из самых распространенных видов исследования является анализ крови методом полимеразной цепной реакции, ПЦР;

  • Анализ методом ПЦР основан на обнаружении в материале исследования небольшого фрагмента ДНК возбудителя той инфекции, которую подозревает врач.
  • В устоявшейся клинической практике ПЦР анализы обычно сдают блоками, на определенные группы конкретных возбудителей. Например:

ПЦР — диагностика инфекций, передающихся половым путем, где одновременно выявляются:

ПЦР — диагностика бактериальных инфекций:

Другие анализы методом ПЦР

Для данного анализа можно исследовать ряд других жидкостей организма: например, сок простаты, плевральную жидкость, спинномозговую, околоплодную, суставную, слюну и др..

  • Исследование практически не имеет отличий от анализа крови.
  • Происходит клонирование фрагментов нуклеиновых кислот различных возбудителей, методом полимеразной цепной реакции, ПЦР.
  • На основе полученного результата специалисты делают вывод о наличии у человека какого-либо заболевания.

Полимеразная цепная реакция, анализ кала

Услышав жалобы на понос, рвоту, боли в животе, лечащий врач может направить клиента на сдачу ПЦР анализа кала.

  • На данный метод исследования затрачивается сравнительно небольшой промежуток времени.
  • Результаты пациент узнает уже через несколько часов.
  • Основными рекомендациями для получения достоверного результата является стерильность контейнера, в который будет помещен биологический материал,
  • а также исключение использования медикаментов, способных повлиять на работу кишечника или изменить окрашивание кала.

Проведение а нализа мочи на ПЦР

  • Выявление инфекций, передающихся половым путем, чаще всего осуществляется посредством ПЦР исследования мочи.
  • Этот метод позволяет диагностировать, к примеру, вирус иммунодефицита человека, наличие в организме микроорганизмов рода Кандида.
  • Главным условием сдачи ПЦР анализа мочи является воздержание от половых контактов.
  • Женщинам также не следует сдавать мочу во время менструации.

Видео, ПЦР, полимеразная цепная реакция

Диагностика вирусных и бактериальных инфекций методом ПЦР

ПЦР диагностика позволяет выявить в организме наличие следующих инфекций:

  • Туберкулез;
  • вирус Эпштейна-Барра;
  • Токсоплазмоз;
  • Листериоз;
  • Опоясывающий лишай;
  • Цитомегаловирус;
  • Хламидиоз;
  • Клещевой энцефалит и многие другие;
  • При помощи ПЦР возможна диагностика вирусных гепатитов.
  • ВИЧ, вирус иммунодефицита человека, также может быть диагностирован посредством ПЦР теста.
  • Данный метод обследования используется, например, для обнаружения ВИЧ у ребенка зараженной матери.

Высокая точность анализа ПЦР

Степень достоверности результата зачастую зависит от подготовки пациента.

  • Результат проведенного исследования всегда однозначен: либо отрицателен, либо положителен.
  • Но специалист не может поставить точный диагноз, руководствуясь только результатом теста ПЦР.
  • Он используется в качестве дополнительного обследования.
  • Для анализа крови методом ПЦР используется кровь, взятая из вены.

  • Причем, в случае, когда полимеразная цепная реакция проводится на ранних стадиях заболевания, есть вероятность ложноотрицательного результата.
  • Тогда необходимо повторное проведение процедуры через определенный период.

ПЦР анализ на ВИЧ и вирус герпеса

  • Методом ПЦР можно определить наличие ВИЧ-инфекции в организме.
  • Наличие ВИЧ — инфекции также является одним из условий, при которых необходима сдача ПЦР анализа на вирус герпеса.
  • Обследование поможет обнаружить вирусную нуклеиновую кислоту за небольшой промежуток времени.
  • Для проведения исследования дополнительно может использоваться такой биологический материал, как мазок из уретры.
  • Перед процедурой отбора пациенту следует воздержаться от мочеиспускания в течение нескольких часов.

Диагностика туберкулеза методом ПЦР

  • Лечащие врачи дают пациентам направление на данное обследование для уточнения диагноза в спорных случаях.

Когда показан анализ ПЦР при беременности

  • ПЦР анализ как метод, используемый для диагностики огромного количества болезней, является обязательным для женщины во время беременности.
  • Обследование проводится для того, чтобы понять, имеет ли место угроза для нормального развития плода.
  • Обследование такого рода может быть назначено как в виде плановой процедуры, так и в случае, когда имеется подозрение на наличие каких-либо заболеваний.
  • Специалист может по результатам полимеразной цепной реакции сделать вывод о развитии определенных патологий в организме беременной женщины, а также о риске заражения плода.

Видео, ПЦР анализ на инфекции, зачем сдавать

Подготовка к проведению ПЦР анализа

Для максимально точного результата исследования клиент должен подготовиться процедуре отбора биологического материала. Среди рекомендаций по подготовке к сдаче крови выделяют:

  • Исключение тяжелых физических нагрузок;
  • Употребление «правильной» пищи (отсутствие в рационе алкоголя и жирной пищи).

Для продуктивной сдачи мочи необходимо:

  • Использовать стерильный контейнер для переноса жидкости;
  • Отбирать биологический материал утром, сразу после пробуждения;
  • Воздержаться от половых связей за несколько дней до процедуры.

Подготовка к отбору мазка включает в себя:

  • Гигиену половых органов с помощью обычной проточной воды, при отсутствии ароматных моющих средств;
  • Воздержание от мочеиспускания за некоторое время до сдачи биологического материала.

Видео, полимеразная цепная реакция в картинках

ПЦР анализ: что это такое?

Диагностика методом ПЦР на сегодняшний день является самым эффективным способом обнаружения и идентификации возбудителей половых инфекций в человеческом организме.

В этой статье мы разберем, что такое анализ ПЦР, как и где сдать этот тест.

Вы узнаете, какова цена этого исследования, где выполняют ПЦР анализы и как готовится, когда требуется сдать ПЦР анализ.

Вы узнаете о методиках забора мазков, какой врач берет анализы на ПЦР и почему медсестра плохо берет мазки на ПЦР анализ.

Разберем ПЦР анализ: что это такое и как выполняют это исследование.

ПЦР анализ: что это такое?

ПЦР, или полимеразная цепная реакция, представляет собой метод лабораторного исследования различных биологических жидкостей.

В них происходит анализ на предмет присутствия возбудителей инфекционных, паразитарных или вирусных заболеваний.

Суть ПЦР состоит в многократном «клонировании» находящихся в исследуемом материале фрагментов ДНК инфекционного агента.

ПЦР диагностика инфекций считается наиболее быстрым, современным методом.

ПЦР диагностику используют повсеместно.

Все ведущие клиники используют диагностику ПЦР для верификации инфекционных заболеваний.

Часто пациенты спрашивают, какие именно заболевания можно выявить при помощи метода ПЦР диагностики?

Диагностика методом ПЦР используется для выявления широкого спектра возбудителей.

Как делают ПЦР анализ?

Такое исследование проводится одинаково для диагностики любого заболевания.

Разница может быть лишь в исследуемом субстрате.

Для этого пробирку с биоматериалом помещают в реактор, где с помощью катализаторов происходит процесс копирования молекул ДНК возбудителя инфекции.

ПЦР диагностика: расшифровка

Давайте разберем, как проводится расшифровка ПЦР диагностики.

Метод ПЦР очень быстрый и простой.

В качестве результата, вы получаете заключение врача лаборанта.

В результате четко будет прописано: получен положительный результат или отрицательный.

Ответ приходит на конкретную инфекцию.

Когда вы сдавали палитру инфекции напротив каждого возбудителя будет указано получен положительный или отрицательный результат.

Если вы сомневаетесь в результатах, покажите бланк вашему лечащему врачу.

Доктор поможет интерпретировать результат ПЦР и подберёт правильное лечение.

Помните!Исследование методом ПЦР не всегда можно использовать в медицинской практике.

Такие исследования не проводятся при контрольном тестировании после проведения лечения.

Когда берется ПЦР анализ после лечения, при разных инфекциях, можно получить положительный результат, который будет ложным.

Это связано с тем, что частички убитых возбудителей, уже неактивные, могут давать положительную реакцию.

Если вы сомневаетесь, можно ли вам сдавать ПЦР или нет, проконсультируйтесь с врачом.

Разберем, какие материалы могут быть применены для тестирования ПЦР.

в качестве материала для исследования методом ПЦР

Что может быть использовано в качестве материала для исследования методом ПЦР:

Врач всегда рекомендует определенные анализы.

Тем не менее, существует определенный перечень материалов, которые покажут наиболее точные результаты.

Тем не менее, существует определенный перечень материалов, которые покажут наиболее точные результаты.

  • Соскобы со слизистых оболочек (чаще всего уретры, влагалища, шейки матки). Их исследуют, главным образом, для диагностики половых инфекций. Таким способом во взятом мазке можно обнаружить возбудителей уреаплазменной и микоплазменной инфекций, гонококки, хламидии, трихомонады, гарднереллы, грибки рода Cand >Моча . Ее можно использовать в диагностике урогенитальных инфекций. ПЦР анализ мочи является альтернативой исследованию мазка из уретры для мужчин. Это особенно подходит тем пациентам, которые боятся болезненного взятия уретрального мазка.

  • Бронхиальная слизь . Может исследоваться с целью диагностики респираторных форм хламидийной и микоплазменной инфекций.
  • Кровь. Анализ крови ПЦР – это один из самых точных способов выявления в организме некоторых патогенных вирусов.

Такое исследование позволяет диагностировать:

  • вирусные гепатиты
  • генитальный герпес
  • цитомегаловирусную инфекцию
  • ВИЧ
  • Другие биологические жидкости: секрет предстательной железы, околоплодная жидкость, слюна и др.

Полимеразная цепная реакция

Генетика бактерий. Информация для второго занятия.

Полимеразная цепная реакция

Полимеразная цепная реакция – метод, позволяющий провести многократное увеличение (амплификацию) количества определенных молекул ДНК в анализируемом образце (в том числе в биологическом материале или чистой культуре).

Главные преимущества ПЦР как диагностического метода в микробиологии – очень высокая чувствительность, позволяющая обнаружение крайне малых концентраций возбудителей в образцах, а такжерегулируемая специфичность, позволяющая обнаруживать или идентифицировать возбудителей на родовом, видовом или субвидовом уровне. Основной недостаток ПЦР вытекает из его крайне высокой чувствительности – образы очень легко загрязнить ДНК из положительного контроля, другого образца или продукта ПЦР, что приведет к ложноположительной реакции. Это накладывает жесткие ограничения на условия, в которых производится смешивание ПЦР и работа с готовыми продуктами ПЦР.

Проведение ПЦР. Готовится реакционная смесь, содержащая следующие компоненты:

Выделенную ДНК из исследуемого образца,

Ионы Mg2+ (необходимы для работы фермента),

Два праймера – одноцепочечныекороткие молекулы ДНК (длина чаще всегоот 18 до 24 нуклеотидов), комплементарные концам разных цепей обнаруживаемой последовательности ДНК.

Термостойкую ДНК-полимеразу (чаще всего используется Taq-полимераза – полимераза, выделенная из Thermus aquaticus ).

Затем данная реакционная смесь помещается в амплификатор, который фактически представляет собой программируемый термостат. В амплификаторе проводится 30-40 циклов смены температур. Каждый из этих циклов состоит из трех этапов (см. Рис. 1):

Денатурация (температура 94 о С) – разрываются водородные цепи, и цепочки ДНК расходятся.

Отжиг праймеров (температура обычно в районе 50-60 о С) – к концам цепей ДНК присоединяются праймеры. Вообще, при снижении температуры энергетически выгоднее воссоединение исходных цепей ДНК из исследуемого образца (ренатурация), однако концентрация праймеров в реакционной смеси на много порядков больше концентрации ДНК из образца (по крайней мере, на начальных циклах ПЦР), поэтому реакция отжига праймеров протекает быстрее ренатурации ДНК. Температура отжига выбирается в зависимости от температур плавления (денатурации) праймеров.

Элонгация (температура обычно 72 о С) – ДНК-полимераза достраивает праймеры по матрице длинных цепей ДНК. Температура соответствует оптимальной температуре работы используемой ДНК-полимеразы.

Детекция результатов отличается в различных вариантах постановки ПЦР и описана в разделе «Разновидности ПЦР».

На ранних циклах ПЦР количество двухцепочечных молекул ДНК, размер которых определяется расстоянием между местами посадки праймеров, удваивается с каждым циклом. Также образуется малое количество более длинных молекул ДНК, которым можно пренебречь (см. Рис 2).

Таким образом, на ранних циклах количество продукта ПЦР описывается формулой m*2 n , где m – исходное количество искомой ДНК в пробе, n – число циклов. Затем реакция выходит на плато. Это происходит из-за накопления продукта реакции, снижения концентрации праймеров и дезоксинуклеотидтрифосфатов, а также за счет повышения концентрации пирофосфата (см. Рис 3).

В данном варианте постановки ПЦР реакция идет заранее выбранное число циклов (30-40), после чего анализируется, произошло ли накопление двуцепочечных молекул ДНК в реакционной смеси.

Данный вариант постановки ПЦР при использовании в качестве способа диагностики является качественным методом. Положительная реакция свидетельствует о наличии хотя бы следовых количеств искомых молекул ДНК в образце. Отрицательная реакция свидетельствует об их отсутствии. Количественная оценка содержания исходных молекул ДНК в образце невозможна из-за выхода реакции на плато.

Основным методом выявления наличия продукта является электрофорез в агарозном или полиакриламидном геле. Продукты ПЦР разделяются в геле под действием электрического поля в соответствии с их молекулярной массой. В гель добавляется интеркалирующий краситель (флуоресцирующий в связанном с двухцепочечной ДНК состоянии — чаще всего бромистый этидий). Таким образом, при облучении ультрафиолетом можно будет увидеть наличие или отсутствие полоски, соответствующей ДНК необходимой молекулярной массы. При проведении ПЦР в диагностических целях всегда ставятся положительный и отрицательный контроли реакции, с которыми сравниваются образцы (см. Рис. 4).

ПЦР в реальном времени

В данном варианте постановки ПЦР количество продукта ПЦР в реакционной смеси регистрируется постоянно в ходе протекания реакции. Это позволяет построить кривую протекания реакции (см. Рис. 3) и, исходя из неё, рассчитать количество искомых молекул ДНК в образцах.

Один из видов проведения ПЦР в реальном времени – с использованием интеркалирующегокрасителя, который добавляется прямо в реакционную смесь (чаще всего используется SYBRGreen). Другой вид – с использованием одного из видов флуоресцирующих зондов, связывающихся с участком внутри ПЦР-продукта, что позволяет повысить специфичность обнаружения (см. Рис 5).Детекцияфлуоресценции происходит непосредственно в приборе в ходе протекания реакции.

Помимо возможности количественного обнаружения, существуют и другие достоинства ПЦР в реальном времени по сравнению с конвенциональной. Данный вариант ПЦР более прост, быстр, а также не требует открывания пробирок с продуктами ПЦР, что уменьшает вероятность загрязнения других образцов. Основной недостаток – более высокая стоимость амплификатора со встроенной возможностью детекциифлуоресценции по сравнению с обычным.

Цифровая количественная ПЦР

Новый, дорогостоящий и пока малораспространенный вариант ПЦР, позволяющий более точно определять количество ДНК в образце.В данном варианте реакционная смесь, содержащая флуоресцентный краситель, разбивается на огромное число микроскопических объемов (например, капелек в эмульсии). После протекания ПЦР анализируется, в какой доле капелек реакция оказалась положительной и, соответственно, наблюдается флуоресценция. Эта доля будет пропорциональна числу искомых молекул ДНК в образце.

ПЦР с обратной транскрипцией

В данном случае перед тем или иным вариантом ПЦР производится реакция обратной транскрипции (РНК в ДНК) с использованием фермента ревертазы. Таким образом, этот метод позволяет проводить качественное или количественное обнаружение молекул РНК. Это может использоваться для детекции РНК-содержащих вирусов или определения уровня транскрипции (количества мРНК) того или иного гена.

Рисунок 1. Этапы ПЦР. Красным цветом обозначены праймеры.

Рисунок 2.Накопление двуцепочечных молекул ДНК, ограниченных праймерами, в ходе ПЦР.

Рисунок 3.Динамика реакции ПЦР при разных изначальных концентрациях искомых молекул ДНК в пробе. (а) – наибольшая концентрация (б) – промежуточная концентрация (в) – наименьшая концентрация

Анализ ПЦР: суть метода и его преимущества

Анализ ПЦР – современный и высокоточный метод диагностики, позволяющий выявлять возбудителя инфекции независимо от стадии патологии. На сегодня этот способ обследования признан наиболее достоверным, так как он исключает получение ложных данных благодаря высокому уровню специфичности.

Суть метода ПЦР

Анализ ПЦР – полимеразная цепная реакция, позволяющая многократно увеличить объем микробной среды и определить возбудителя. Явление ПЦР было открыто в 20 веке американским ученым Кэри Мюллисом, благодаря которому в разы сократилось время постановки точного диагноза, а следовательно, врачи стали быстрее назначать адекватные терапевтические мероприятия.

Суть анализа ПЦР заключается в многократном увеличении фрагментов ДНК возбудителя, полученного из биологических проб пациента (мочи, крови, слюны и других). Эта методика позволяет увеличить в искусственной среде определенные участки генетического материала при помощи специальных ферментов, к тому же количество исследуемых фрагментов растет до такой степени, что можно их визуально исследовать.

Стоит отметить, что при анализе ПЦР копируются только определенные участки, играющие важную роль в диагностике. Если они присутствуют в организме пациента в ничтожно малом количестве, то этот анализ сможет их выявить.

Методика ПЦР активно используется в медицинской практике для изучения инфекционных и наследственных заболеваний, ведь помимо простого увеличения количества генетического материала (амплификации), он позволяет сращивать отдельные фрагменты ДНК и вводить мутации, осуществляя контроль за генами, которые вызывают опасения.

Что выявляет анализ ПЦР

Анализ ПЦР широко применяется в различных сферах медицины. Конечно, чаще всего он используется в гинекологии и урологии, но методика актуальна и для пульмонологии, фтизиатрии, гастроэнтерологии, онкологии и других областей.

Анализ ПЦР позволяет выявить вирусы на различных стадиях заболевания, также он способен выявить скрытые или «спящие» микроорганизмы, которые не вызывают появления клинических признаков:

  • Вирус папилломы человека разных типов (ВПЧ);
  • Хламидии;
  • Трихомонады;
  • Возбудителя гонореи;
  • Микоплазмы;
  • Уреаплазмы;
  • Гарднереллы;
  • Грибы кандида;
  • Микробактерии туберкулеза;
  • Вирусы гепатита А, В и С;
  • Хеликобактерии;
  • ВИЧ;
  • Вирусы герпеса;
  • Цитомегаловирусы (ЦМВ);
  • Вирусы Эпштейна-Барра.

Преимущества анализа ПЦР

  1. Высокая точность анализа: риск получения ложноотрицательных результатов минимален;
  2. Специфичность методики: анализ ПЦР позволяет выделить конкретный возбудитель инфекции, его вид и тип;
  3. Повышенная чувствительность: анализ ПЦР определяет даже несколько фрагментов ДНК микроорганизма;
  4. Возможность исследования разных биологических сред организма;
  5. Скорость получения результатов: их можно получить через 4-5 часов после процедуры;
  6. Возможность выявления нескольких микроорганизмов из одной пробы биологического материала.

Анализ ПЦР активно используется врачами разных специальностей, при этом отодвигаются на второй план другие методы диагностики. Стоит отметить, что эта процедура позволяет выявить носителей инфекции и латентные формы болезни, при которых нет клинических проявлений, но эти возбудители негативно отражаются на общем состоянии организма и его функциональности, а пациенты представляют опасность для окружающих.

Подготовка и проведение анализа ПЦР

Фрагменты ДНК микроорганизмов находятся в разных биологических средах пациента. Врачи сами определяют области взятия материалов для анализа ПЦР, которые зависят от типа заболевания и его локализации. Если вы обратились к венерологу с целью выявления инфекций, передающихся половым путем (ИППП), то будут исследованы выделения из половых органов (мазок или соскоб с шейки матки, влагалища) и мочеиспускательного канала, а также кровь и моча.

Герпетические инфекции и мононуклеоз диагностируются на основании анализа мазков из полости рта пациента. ЦМВ подтверждается после обследования мочи, спинномозговой жидкости. В отделении пульмонологии для анализа ПЦР берут мокроту и содержимое плевральной полости. У беременных при подозрении на внутриутробные инфекции плода исследуют околоплодные воды и ткани плаценты.

Чтобы исключить вероятность ошибочных результатов и повысить точность анализа ПЦР, перед сдачей биологического материала следует придерживаться несложных рекомендаций:

  • Большая часть микробов вымывается вместе с мочой, поэтому перед взятием мазка из уретры не стоит мочиться;
  • В течение 3-5 суток следует воздержаться от половых отношений;
  • Анализ ПЦР не проводится сразу после прекращения менструальных выделений, следует подождать 5-7 дней;
  • За 4 часа до сдачи слюны необходимо отказаться от приема лекарственных препаратов и пищи, а перед процедурой рекомендуется прополоскать рот водой и провести легкий массаж в области щек;
  • Мочу следует собирать в утренние часы в стерильный контейнер, для исключения загрязнения материала перед его взятием следует подмыться, женщинам ввести стерильный тампон во влагалище, а мужчинам максимально оттянуть складку крайней плоти;
  • За сутки до сдачи материала надо воздержаться от приема алкоголя, острой пищи и горячих процедур (сауны, бани и т.п.);
  • За 2 недели до анализа ПЦР необходимо прекратить прием антибактериальных средств;
  • За неделю до обследования приостанавливают использование интимных гелей, мазей и вагинальных свечей.

Это довольно простые правила, но они помогут получить максимально достоверные результаты и снизить риск ошибок в диагностике.

Расшифровка анализа ПЦР

Результаты анализа ПЦР могут быть положительными или отрицательными. Отрицательный результат исследования свидетельствует об отсутствии инфекции в биологических материалах.

Положительный результат подтверждает наличие микроорганизмов, но для постановки точного диагноза необходимы сведения об их количестве. Ведь в нашем организме присутствуют условно-патогенные микробы, которые становятся причинами заболеваний только в результате активного роста и размножения. Основываясь на количественных данных анализа ПЦР, врач может выяснить стадию развития патологического процесса, его активность, подобрать специфическое лекарственное средство и его дозировку.

Анализ ПЦР во время беременности

Беременность – это особенный период в жизни каждой женщины. В это время многие ИППП или латентные инфекции могут быть крайне опасными для малыша и вызвать преждевременные роды, выкидыш, пороки и аномалии развития. Поэтому анализ ПЦР проводят всем беременным в плановом порядке преимущественно на ранних сроках (до 12 недель), но иногда назначают и во время 2 триместра.

Материал берут из канала шейки матки и уретры, процедура безболезненная и не представляет угрозы. В большинстве случаев, анализ ПЦР проводят по поводу хламидий, уреаплазм, микоплазм, цитомегаловируса, герпеса и ВПЧ. Именно эти микроорганизмы представляют угрозу во время беременности. Но иногда женщины проходят комплексный анализ ПЦР, который включается в себя исследование на большое количество микроорганизмов (12 и более).

Для чего используют анализ ПЦР?

Многие современные клиники используют ПЦР-диагностику инфекций. ПЦР – полимеразная цепная реакция. Это один из лучших методов для установления точного диагноза. Расшифровка анализа позволяет определить возбудителя инфекции.

Для чего нужна ПЦР-диагностика?

Метод является экспериментальным исследованием в молекулярной биологии. Благодаря ПЦР стало возможным многократно увеличить незначительные концентрации отдельных фрагментов ДНК, полученные в процессе забора биологического материала.

При помощи ферментов тот или иной участок нуклеиновой кислоты можно удвоить. Весь процесс происходит в искусственных условиях. То есть, метод позволяет создать “клоны” определенного участка кислоты.

Помимо этого, используя ПЦР, можно производить мутации генетического материала, сращивать несколько фрагментов ДНК вместе. При помощи этого метода можно установить факт отцовства (именно этот метод используется при проведении генетической экспертизы). Также метод позволяет клонировать уже имеющиеся гены и выделять новые.

Принцип действия и ход реакции

В основе метода ПЦР лежит принцип образования комплементарных комплексов, возникающих между матрицей и праймером. Комплексы представляют собой короткие синтетические нуклеотиды. Длина каждого составляет около 20-130 букв.

Для проведения одной реакции требуется необходимый участок ДНК, раствор, обеспечивающий условия реакции, праймер, ДНК-полимераза, устойчивая к воздействию температур и дезоксирибонуклеозидтрифосфаты.


В ходе реакции происходит около пятидесяти циклов. Каждый цикл состоит из трех стадий:

  1. Денатурация. Двухцепочечная ДНК-матрица нагревается до 96 градусов в течение двух минут. В результате нагревания цепи молекулы должны разъединиться. Иногда перед этапом денатурации проводится реакция “горячего старта”, при которой вся смесь предварительно нагревается в течение пяти минут, что позволяет снизить количество неспецифичных продуктов в ходе реакции.
  2. В процессе следующего этапа – отжига – температура реакции понижается так, чтобы она была чуть ниже температуры плавления цепочек ДНК. Этап отжига длится около двух минут. За это время праймеры должны плотно связаться с матрицей в определенном месте. Неправильный выбор температурного режима может привести к нарушению данного этапа реакции.
  3. На этапе элонгации ДНК реплицирует матричную цепочку, используя праймер. Состав полимеразы определяет температуру элонгации. Так, наиболее часто элонгируемые полимеразы Taq и Pfu достигают максимальной активности при температуре около 72 градусов. Весь процесс длится около 15-ти минут.

Когда используют и в чем преимущества

Даже если в пробе биоматериала присутствует всего лишь несколько молекул ДНК, метод позволяет точно определить возбудителя заболевания.
ПЦР-анализ может быть проведен в следующих случаях:

  • При выявлении долгорастущих возбудителей в процессе диагностики заболеваний, передающихся половым путем.
  • В диагностике ВИЧ, СПИД, гепатита и других вирусных инфекций. Данная реакция является более чувствительной по сравнению с другими методами микробиологического и иммунохимического исследования.
  • В диагностике бактериальных инфекций, а также хламидий, уреплазмы, микоплазмы и прочих.
  • В диагностике скрытых и некультивируемых форм микроорганизмов.Такие микроорганизмы обнаруживаются у пациентов с латентными или хроническими инфекциями.


Преимущества метода:

  • ПЦР-диагностика высокоэффективна в отношении внутриклеточных паразитов, обладающих высокой антигенной изменчивостью.
  • Метод способен выявить возбудителей не только в биологическом материале пациента, но и в материале биологической среды (почва, вода и т.д.)
  • Метод обладает высокой чувствительностью к гонорее, герпесу и вирусу папилломы человека.
  • В пульмонологии ПЦР применяется в рамках дифференциальной диагностики вирусной и бактериальной пневмонии и туберкулёза.
  • Гастроэнтерологические исследования также включают ПЦР при диагностике хеликобактериоза.
  • ПЦР является экспресс-методом диагностики таких заболеваний, как: вирусные гепатиты В, С и G, дифтерия и сальмонеллёз.
  • Гематология использует метод ПЦР при выявлении онковирусов.

Проведение анализа

Забор биологического материала может быть произведен с различных участков тела:

  • При выявлении инфекций мочеполовой системы берется мазок из урогенитального тракта, шейки матки или производится забор мочи.
  • Биологическим материалом при диагностике ВИЧ инфекций и гепатитов служит кровь.
  • Инфекционный мононуклеоз может быть выявлен при исследовании содержимого мазка из зева.
  • В некоторых случаях может быть произведен соскоб материала с необходимого участка тела или слизистой.


Если пациенту предстоит сдать мазок, и мужчинам, и женщинам необходимо провести специальную подготовку к анализу:

  • Три часа до сдачи анализа пациенту нельзя мочиться.
  • Исследование нельзя проводить в период приема антибиотиков.
  • Девушкам мазок рекомендуется сдавать в середине цикла.
  • Половой контакт желательно исключить за сутки до сдачи биоматериала.
  • Несколько часов до сдачи мазка запрещено подмываться.

Остальные типы исследований специальной подготовки не требуют.

Расшифровка

Обычно расшифровка анализа ПЦР проводится непосредственно врачом, хотя сейчас многие клиники предоставляют подробное описание проведенного анализа и самостоятельно расшифровывают результат.


В случае если результат анализа отрицательный, это означает, что исследуемый биологический материал не содержит никаких следов инфекций или скрытых возбудителей и пациенту не о чем волноваться.

Если же анализ ПЦР показал положительный результат, а пациент при этом не чувствует недомоганий, это означает, что инфекция находится в скрытой форме и заболевание только начинает развиваться.

Точность диагностики составляет практически сто процентов, что позволяет выявить инфекцию на самой ранней стадии и при правильно начатом лечении предотвратить ее дальнейшее развитие.

Стоимость анализа варьируется в зависимости от типа выявляемого возбудителя и может меняться в зависимости от регионов.
При расчете стоимости анализа следует учитывать и то, сколько возбудителей необходимо выявить. Если за одно посещение вам необходимо сдать анализ на вирус папилломы человека и на уреплазму, врач возьмет два разных мазка, следовательно, заплатить придется за два отдельных анализа.

Точность

Пациенты часто сталкиваются с ложноположительным или ложноотрицательным результатом анализа. В первом случае тест показывает наличие вредоносного гена или болезнетворной бактерии, в то время как на самом деле он не присутствует в организме.

Согласно статистике, анализ способен точно определить тип возбудителя и определить инфекцию даже при малом содержании ее ДНК в биоматериале.

Погрешность метода полимеразной цепной реакции по сравнению с другими иммунологическими методами исследований минимальна. Анализ ПЦР никогда не дает ложноположительных результатов и в редких случаях может дать ложноотрицательный результат.

Что такое ПЦР анализ?

ПЦР анализ, что это такое знают не многие, хотя сегодня это один из инновационных методов диагностики инфекционных заболеваний, за который его разработчик 1993 году получил Нобелевскую премию. Этот высокотехнологический метод позволяет обнаружить серьезные заболевания на начальной стадии и своевременно начать их лечение.

Суть методики и сфера применения

Анализ основан на принципах молекулярной биологии. Исследование методом ПЦР заключается в использовании особого фермента, что под воздействием температурных режимов, копирует РНК и ДНК присутствующих в собранном биоматериале бактерий и вирусов. Такое массовое размножение дает возможность врачу в точности определить, к какому виду принадлежит бактерия, спровоцировавшая недуг, а также измерить уровень ее концентрации в биоматериале. Проводится процедура копирования в специальном аппарате – амплификаторе, который нагревает и охлаждает пробирки с собранным материалом, создавая удобное условия для репликации.

ПЦР исследование проводят по многим причинам, но чаще всего его используют для определения наличия таких инфекционных болезней как:

  • ВИЧ;
  • герпес;
  • половых инфекции — хламидиоз, уреаплазмоз, гарднереллез, трихомониаз;
  • кандидоз;
  • гепатит;
  • мононуклеоз;
  • листериоз;
  • цитомегаловирус;
  • туберкулез;
  • вируса папилломы человека;
  • клещевой энцефалит.

ПЦР анализ не ограничивается сферой применения в медицине, не редко скрининг делают, если необходимо понять, кому принадлежит биологический материал, найденный на месте преступления, то есть ПЦР анализ массово применяют в криминалистике. Требуется отметить, что мазок или кровь на ПЦР берут, если требуется установить отцовство. Результаты ПЦР диагностики ничем не уступают привычному анализу на ДНК родство, да и стоит намного дешевле.

Особенности диагностики

Анализ методом ПЦР обладает огромным количеством положительных сторон. В первую очередь, важно отметить чувствительность теста. ПЦР анализатор способен определить молекулы ДНК бактерий даже при их малом количестве, то есть врач получает информацию о ранней стадии заболевания или начале хронической формы недуга. Анализ крови ПЦР способен даже определить наличие инфекционного заболевания, что находится в латентной форме и ничем себя не выдает.

Требуется отметить, что анализ ПЦР у мужчин и у женщин может быть проведен при наличии любого типа материала, это не обязательно должна быть кровь или мазок, подойдет слюна, клетки кожи и даже моча.

Результаты анализов ПЦР могут быть обширными, так как ПЦР диагностика инфекций может отхватить сразу несколько возбудителей заболеваний, что находятся в одном образце биоматериала. Обследование можно пройти в любое удобное время, что показывает анализ человек может узнать за короткий промежуток времени, так как результаты диагностики биоматериала готовы уже через 5 часов.

Все врачи сходятся во мнении, что анализ крови на ПЦР или другого материала никогда не дает ложные результаты, если правильно соблюдена методика проведения диагностики. ПЦР положительный или ПЦР отрицательный может быть ложным, только при условиях, что лабораторные сотрудники не обладают высоким уровнем профессионализма. Если изъятый биоматериал был загрязнен или его неправильно хранили, то расшифровка анализа ПЦР может иметь искаженные результаты.

Подготовка к проведению диагностики

Мазок на ПЦР у женщин из шейки матки берут, если требуется определить заболевания, передающиеся половым путем, к примеру, хламидии, уреаплазымы или герпес. Если ПЦР требуется провести на эти бактерии мужчине, то у него берется выделение из уретры — сок простаты, проще говоря. Кровь методом ПЦР исследуют, если хотят определить гепатит, токсоплазмоз и ВИЧ. Делается анализ ПЦР на мононуклеоз и цитомегаловирус путем изъятия мазка из зева. Полимеразную цепную реакцию на наличие легочных инфекций проводят с наличием такого биоматериала, как мокрота или плевральная жидкость.

ПЦР при беременности делают, если есть подозрение на наличие внутриутробных инфекций, а также болезней и патологий нервной системы плода. В качестве биоматериала для исследования берут у беременной ткани плаценты. Если у человека поражение нервной системы, исследуют спинномозговую жидкость. Для определения такой бактерии как хеликобактер пилори, используют биоптаты желудка и двенадцатиперстной кишки.

Анализ мочи ПЦР тоже используется нередко, но он менее предпочтителен нежели анализ крови. Он позволяет увидеть наличие патогенных микроорганизмов, что провоцируют инфекционные заболевания, но не может указать точное их количество и степень развития недуга. ПЦР мочи используют, если нет возможности по каким-то причинам изъять кровь или сделать мазок. Также требуется отметить, что ПЦР мочи может проводиться для исследования инфекций у маленьких детей. Анализ мочи позволяет также определить наличие инфекции и воспаления в мочевом пузыре, определить камни, песок, а также цистит и уретрит.

Многие даже не догадываются, что сделать анализ можно с помощью кала, конечно показывает этот тип исследования исключительно наличие паразитов в организме, а также наличие яиц, что остались после выведения взрослой колонии. Анализ кала покажет, сколько именно есть глистов в образце, это позволит определить степень поражения организма. А также врач сможет подобрать препарат, чувствительный к выявленному штамму паразита.

Как уже выше упоминалось, сдать анализ на ПЦР можно при наличии любого биоматериала. ПЦР анализ, что это такое, вам известно, требуется знать еще и подготовку к диагностике. От того, что предстоит изъять, напрямую зависит подготовка, к примеру, сдавать мочу нужно после тщательной гигиены половых органов в утреннее время. Кровь сдают натощак, во время сдачи вернее, накануне, необходимо отказаться от употребления любых медикаментозных препаратов. Если имеются хронические недуги, то список разрешенных препаратов для употребления решается индивидуально, лечащим доктором.

Анализ кала сдают в утреннее время после тщательной подготовки. Накануне сдачи, необходимо отказаться от тяжелой пищи и провести тщательную гигиену половых органов. Анализ кала будет недостоверным, если биоматериал был изъят с помощью клизмы, необходимо естественное нисхождение материала. Подготовка к сдаче слюны не требуется, достаточно оказаться от курения, употребления цитрусового сока.

Перед сдачей биоматериала на определение заболеваний, что передаются при сексе, пациентам требуется исключить половые контакт за два дня до ПЦР диагностики. Женщинам сдавать мазок из шейки матки запрещено во время критических дней через два дня после месячных, иначе ПЦР расшифровка будет иметь искаженные сведения.

Результаты скрининга

Детально объяснить, что такое анализ ПЦР говорит о состоянии того или иного пациента, может исключительно квалифицированный врач, самостоятельно понять данные, указанные в бланке, будет непросто. Если вы попросите доктора-расшифруйте данные, то он в первую очередь скажет, положительный результат или негативный. Если анализ негативный — значит человек здоров, и никаких бактерий в исследуемом материале не обнаружено. В случае с положительным результатом, указывается точный тип возбудителя и его количество, можно узнать также точный период, когда было заражение по наличию определенных иммуноглобулинов.

Существует несколько классов иммуноглобулинов, что могут четко отобразить состояние пациента:

  1. IgG развиваются в крови поле 4 недель заражения и могут сохраняться в крови до нескольких лет. Они не всегда являются показателями бактерий, порой они ступают в качестве памяти организма о том, что когда-то он сталкивался с подобным типом возбудителя.
  2. IgM — появляются в самом начале после заражения. Как правило, они видны уже на 5 сутки, это первые защитники организма, что атакуют бактерию. Они исчезают из результата крови через две недели. Если они присутствуют в анализе крови, то можно предположить, что заражение произошло совсем недавно, примерно неделю назад.
  3. IgA сигнализируют об остром развитии бактериальной инфекции в организме или же об рецидивирующей стадии хронического недуга.

Есть ряд случаев, когда анализ показывает положительный результат, но человек и вовсе не чувствует себя плохо. Это вовсе не говорит об ошибки проведения диагностики, скорей имеет место хроническая форма недуга, которая находится в спящем состоянии или же развитие болезни только начинается. В это время нет достаточного количества бактерий, что могут спровоцировать симптоматику.

Теперь принцип анализа вам известен, и вы сможете обратиться за данной диагностикой, если появится наименьшее подозрение на инфекционное заболевание. От того, насколько быстро вы пройдете диагностику, которая является практически безболезненной, напрямую зависит длительность дальнейшего лечения и его эффективность. Чтобы постоянно поддерживать свое здоровье на хорошем уровне, рекомендовано раз в году проходить профилактическую ПЦР диагностику на наличие ЗПП, а также инфекций других органов. Лучше предупредить заболевание, чем потом бороться с его последствиями.

Ссылка на основную публикацию