Преимущества метода пцр как метода диагностики инфекционных заболевании

Обновлено: 28.03.2024

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

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.

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

pcr-LQ2.jpg

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

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.

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.).

pcr-01LQ.jpg

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.

ПЦР (полимеразная цепная реакция) – на сегодняшний день самый быстрый и достоверный метод диагностики инфекционных заболеваний.

Принцип метода полимеразной цепной реакции был разработан Кэри Мюлисом (Kary Mullis) в 1983 г. За свое открытие К. Мюллис в 1993 г получил Нобелевскую премию по химии.

Метод ПЦР позволяет добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе). Метод основан на многократном избирательном копировании (амплификации) определённого участка ДНК при помощи ферментов в искусственных условиях.

Преимущества метода ПЦР диагностики как метода диагностики инфекционных заболеваний

Прямое определение наличия возбудителей

Многие традиционные методы диагностики, например иммуноферментный анализ, выявляют белки-маркеры, являющиеся продуктами жизнедеятельности инфекционных агентов, что дает лишь опосредованное свидетельство наличия инфекции. Выявление специфического участка ДНК возбудителя методом ПЦР дает прямое указание на присутствие возбудителя инфекции.

Высокая специфичность

Высокая специфичность метода ПЦР обусловлена тем, что в исследуемом материале выявляется уникальный, характерный только для данного возбудителя фрагмент ДНК. Специфичность задается нуклеотидной последовательностью праймеров, что исключает возможность получения ложных результатов, в отличие от иммунологических методов анализа, где нередки ошибки в связи с перекрестно-реагирующими антигенами.

Высокая чувствительность

Метод ПЦР позволяет выявлять даже единичные клетки бактерий или вирусов. ПЦР анализ обнаруживает наличие возбудителей инфекционных заболеваний в тех случаях, когда другими методами (иммунологическими, бактериологическими, микроскопическими) это сделать невозможно. Чувствительность ПЦР анализа составляет 10-100 клеток в пробе (чувствительность иммунологических и микроскопических тестов - 103-105 клеток).

Универсальность процедуры выявления различных возбудителей

Материалом для исследования методом ПЦР служит ДНК возбудителя. Метод основан на выявлении фрагмента ДНК или РНК, являющегося специфичным для конкретного организма. Сходство химического состава всех нуклеиновых кислот позволяет применять унифицированные методы проведения лабораторных исследований. Это дает возможность диагностировать несколько возбудителей из одной биопробы.

Высокая скорость получения результата анализа

Для проведения ПЦР анализа не требуется выделение и выращивание культуры возбудителя, что занимает большое количество времени. Унифицированный метод обработки биоматериала и детекции продуктов реакции и автоматизация процесса амплификации дают возможность провести полный анализ за 4-5 часов.

Возможность диагностики не только острых, но и латентных инфекций

Особенно эффективен метод ПЦР для диагностики трудно культивируемых, некультивируемых и персистирующих 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.

Материалом для осуществления ПЦР-диагностики могут служить

  • Эпителиальные соскобы со слизистых оболочек. Обычно используются для диагностики заболеваний, передающихся половым путем (ЗППП), таких как гонорея, хламидиоз, микоплазмоз, уреаплазмоз, трихомониаз, гарднереллез, герпетическая и другие инфекции, поражающие слизистые оболочки.
  • Моча. Моча может использоваться при инфекционном поражении мочеполового тракта у мужчин и мочевыделительных органов у женщин (у мужчин использование в качестве материала мочи заменяет эпителиальный соскоб).
  • Мокрота. Мокрота используется для диагностики туберкулеза и реже для диагностики респираторных форм хламидиоза и микоплазмоза. Мокроту в количестве 15-20 мл собирают в стерильный (одноразовый) флакон.
  • Кровь, плазма, сыворотка. Используются для ПЦР анализа вирусов гепатитов B, C, D, G, герпеса, ЦМВ, ВИЧ, исследования генов человека.
  • Биологические жидкости. Сок простаты, плевральная, спинномозговая, околоплодная, суставная жидкость, бронхоальвеолярный лаваж, слюна забираются по показаниям.
  • Биоптаты. Чаще всего используют биоптаты желудка и двенадцатиперстной кишки для выявления хеликобактерной инфекции.

Стоимость ПЦР анализа в нашем медцентре

Название исследования Клинический материал Результат Срок испол. Цена
БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ИНФЕКЦИИ
Хламидии
ДНК Chlamydia trachomatis соскоб урогенит. тракта, секрет простаты, сперма, моча, мазок с коньюнктивы, мазок из ротоглотки, синовиальная жидкость кач. 2 р.д. 190,00р.
ДНК Chlamydia trachomatis соскоб урогенит. тракта, моча, мазок из влагалища кол. 3 р.д. 560,00р.
Микоплазмы
ДНК Mycoplasma hominis соскоб из урогенит. тракта секрет простаты, сперма, моча кач. 2 р.д. 190,00р.
ДНК Mycoplasma hominis соскоб из урогенитального тракта кол. 3 р.д. 360,00р.
ДНК Mycoplasma genitalium соскоб урогенит. тракта, секрет простаты, сперма, моча кач. 2 р.д. 190,00р.
ДНК Mycoplasma genitalium соскоб урогенит. тракта, моча, мазок из влагалища кол. 3 р.д. 560,00р.
Уреаплазмы
ДНК U.urealyticum / U. parvum соскоб из урогенит. тракта, моча, секр. простаты, сперма кач. 2 р.д. 190,00р.
ДНК U.urealyticum / U. parvum соскоб урогенит. тракта кол. 3 р.д. 420,00р.
Гарднереллы
ДНК Gardnerella vaginalis соскоб из урогенит. тракта кач. 2 р.д. 190,00р.
Трепонемы
ДНК Treponema pallidum соскоб из урогенит. тракта, секрет простаты кач. 2 р.д. 190,00р.
Нейссерии
ДНК Neisseria gonorrhoeae соскоб из урогенит. тракта, моча, секрет простаты, сперма кач. 2 р.д. 190,00р.
ДНК Neisseria gonorrhoeae соскоб из урогенитального тракта, моча, мазок из влагалища кол. 3 р.д. 630,00р.
Микобактерии
ДНК Mycobacterium tuberculosis complex секрет простаты, сперма, моча, мокрота, СМЖ, БАЛ, ПЖ, синовиальная жидкость кач. 2 р.д. 290,00р.
Стрептококки группы А
ДНК Streptococcus pyogenes (Стрептококки группы А) мазок из ротоглотки кач. 2 р.д. 290,00р.
Стрептококки группы В
ДНК Streptococcus agalactia (SGB) соскоб из урогенитального тракта, моча кол. 2-3 р.д. 260,00р.
ДНК Streptococcus agalactia (SGB) кровь с ЭДТА кол. 3 р.д. 630,00р.
ДНК Streptococcus agalactia (SGB) мазок из ротоглотки, мокрота, БАЛ, СМЖ кол. 3 р.д. 630,00р.
Листерии
ДНК Listeria monocytogenes СМЖ, АЖ кач. 2 р.д. 420,00р.
ДНК Listeria monocytogenes кровь с ЭДТА кач. 4 р.д. 420,00р.
ДНК Listeria monocytogenes кал кач. 3 р.д. 440,00р.
Коклюш
ДНК Bordetella pertussis/parapertussis/bronchiseptica мазок из носа/зева, аспират, мокрота, БАЛ кач. 3 р.д. 1260,00р.
КИШЕЧНЫЕ ИНФЕКЦИИ
ДНК Campylobacter species кал кач. 4 р.д. 440,00р.
ДНК Salmonella species кал кач. 4 р.д. 440,00р.
ДНК Shigella + E. coli (энтероинвазивные штаммы) кал кач. 4 р.д. 760,00р.
ДНК Salmonella/Shigella / Campylobacter / Adenovirus кал кач. 3 р.д. 830,00р.
РНК Rotavirus / Astrovirus / Norovirus / Enterovirus кал кач. 3 р.д. 950,00р.
Диарогенные эшерихиозы кал кач. 3 р.д. 730,00р.
ГРИБКОВЫЕ ИНФЕКЦИИ И ПРОСТЕЙШИЕ
Кандида
ДНК Candida albicans соскоб из урогенит. тракта кач. 2 р.д. 190,00р.
Токсоплазма
ДНК Toxoplasma gondii СМЖ, АЖ кач. 2 р.д. 390,00р.
ДНК Toxoplasma gondii кровь с ЭДТА кач. 4 р.д. 390,00р.
Трихомонады
ДНК Trichomonas vaginalis соскоб из урогенит. тракта, секрет простаты, моча кач. 2 р.д. 190,00р.
ДНК Trichomonas vaginalis соскоб из урогенит. тракта, моча, мазок из влагалища кол. 3 р.д. 390,00р.
Пневмоцисты
ДНК Pneumocystis jirovecii (carinni) мазок из ротоглотки, мокрота, БАЛ кач. 3 р.д. 320,00р.
ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ
Гепатит A
РНК HAV кровь с ЭДТА кач. 4 р.д. 440,00р.
Гепатит В
ДНК HBV биоптат кач. 7 р.д. 440,00р.
ДНК HBV кровь с ЭДТА кач. 4 р.д. 440,00р.
ДНК HBV кровь с ЭДТА кол. 7 р.д. 1420,00р.
ДНК HBV кровь с ЭДТА ген. 10 р.д 1160,00р.
ДНК вируса гепатита В (ДНК HBV), ультрачувствительный метод кровь с ЭДТА кач. 10 р.д 2100,00р.
Гепатит С
РНК HCV биоптат кач. 7 р.д. 440,00р.
РНК HCV кровь с ЭДТА кач. 4 р.д. 440,00р.
РНК HCV кровь с ЭДТА кол. 7 р.д. 1950,00р.
РНК HCV (типы 1,2,3) кровь с ЭДТА ген. 4 р.д 800,00р.
РНК HCV (типы 1а, 1b, 2, 3а, 4, 5, 6) кровь с ЭДТА ген. 10 р.д 1800,00р.
РНК вируса гепатита С (РНК HCV), ультрачувствительный метод кровь с ЭДТА кач. 10 р.д 1950,00р.
Гепатит D
РНК HDV биоптат кач. 7 р.д. 440,00р.
РНК HDV кровь с ЭДТА кач. 3 р.д. 440,00р.
Гепатит E
РНК HEV кровь с ЭДТА кач. 3 р.д. 780,00р.
Гепатит G
РНК HGV кровь с ЭДТА кач. 3 р.д. 440,00р.
Цитомегаловирус
ДНК Cytomegalovirus соскоб из урогенит. тракта, моча, мазок с коньюнктивы, мазок из ротоглотки, АЖ , СМЖ кач. 2 р.д. 190,00р.
ДНК Cytomegalovirus кровь с ЭДТА кол 4 р.д. 410,00р.
ДНК Cytomegalovirus кровь с ЭДТА (плазма) кол 10 р.д. 830,00р.
Вирус простого герпеса
ДНК Human herpes virus 1, 2 типов соскоб урогенит. тракта, мазок из ротоглотки, СМЖ, АЖ кач. 2 р.д. 190,00р.
ДНК Human herpes virus 1, 2 типов кровь с ЭДТА кач. 4 р.д. 360,00р.
Вирус герпеса VI типа
ДНК Human herpes virus 6 типа мазок из ротоглотки, СМЖ, АЖ кач. 2 р.д. 320,00р.
ДНК Human herpes virus 6 типа кровь с ЭДТА кол 4 р.д. 340,00р.
Вирус Эпштейна-Барр
ДНК Epstein-Barr virus мазок из ротоглотки, СМЖ, АЖ кач. 2 р.д. 370,00р.
ДНК Epstein-Barr virus кровь с ЭДТА кол 4 р.д. 410,00р.
Вирус Варицелла - Зостер
ДНК Varicella-Zoster virus мазок из ротоглотки, СМЖ, АЖ кач. 2 р.д. 360,00р.
ДНК Varicella-Zoster virus кровь с ЭДТА кач. 4 р.д. 360,00р.
Папилломавирус
ДНК ВПЧ 16 и 18 типов Соскоб из урогенитального тракта (цервикальный канал, шейка матки - у женщин; уретра, крайняя плоть - у мужчин) кач. 3 р.д. 190,00р.
ДНК ВПЧ 6 и 11 типов Соскоб из урогенитального тракта (цервикальный канал, шейка матки - у женщин; уретра, крайняя плоть - у мужчин) кач. 3 р.д. 190,00р.
Количество ДНК ВПЧ высокого риска (16,18,31,33,35,39,45,51,52,56, 58,59,68 типы) Соскоб из урогенитального тракта женщин (цервикальный канал, шейка матки) кол. 5 р.д. 840,00р.
Количество ДНК ВПЧ 16 и 18 типов Соскоб из урогенитального тракта женщин (цервикальный канал, шейка матки) кол. 5 р.д. 440,00р.
ДНК ВПЧ высокого риска (16,18,31,33,35,39,45,51,52,56, 58,59,68 типы) Соскоб из урогенитального тракта (цервикальный канал, шейка матки - у женщин; уретра, крайняя плоть - у мужчин) кач. 3 р.д. 320,00р.
ДНК ВПЧ высокого риска (16,18,31,33,35,39,45,51,52,56, 58,59 типы) Соскоб из урогенитального тракта (цервикальный канал, шейка матки - у женщин; уретра, крайняя плоть - у мужчин) ген. 5 р.д. 710,00р.
ВПЧ-тест расширенный (с определением кол-ва и типа вируса) Соскоб из цервикального канала комп. 3-7 р.д. 1260,00р.
ВПЧ-ПАП-тест (комплекс тестов ВЧП расширенный с определением кол-ва и типа вируса) Соскоб из цервикального канала (стекло + пробирка) комп. 3-7 р.д. 2840,00р.
ВПЧ-ПАП-тест жидкостный (комплекс тестов ВЧП расширенный с определением кол-ва и типа вируса и ПАП-тест) Соскоб из цервикального канала жидкостный комп. 3-7 р.д. 3360,00р.
ВПЧ-тест расширенный жидкостный (с определением кол-ва и типа вируса) Соскоб из цервикального канала жидкостный комп. 3-7 р.д. 1680,00р.
ПАП-тест жидкостный Соскоб из цервикального канала жидкостный 7 р.д. 2540,00р.
Энтеровирус
РНК Enterovirus СМЖ, мазок из ротоглотки кач. 3 р.д. 530,00р.
РНК Enterovirus кровь с ЭДТА кач. 4 р.д. 420,00р.
РНК Enterovirus кал кач. 4 р.д. 530,00р.
Аденовирус
РНК Adenovirus мазок из носа/зева, мазки с конъюнктивы, СМЖ кач. 3 р.д. 530,00р.
Вирусы гриппа А и В , парагриппа 1,2,3,4 типов
Вирус гриппа А и В (РНК Myxovirus influenza) отделяемое носоглотки кач. 2 р.д. 420,00р.
Вирус парагриппа 1,2,3,4 типов (РНК Parainfluenza virus 1,2,3,4) отделяемое носоглотки кач. 2 р.д. 480,00р.
РНК вирусов гриппа А и В, парагриппа 1,2,3,4 типов (РНК Myxovirus influenza, РНК Parainfluenza virus 1,2,3,4) отделяемое носоглотки кач. 2 р.д. 790,00р.
"Вирус гриппа А, А/H1N1/СА/2009, В" (свиной грипп) мазок из носа и зева кач. 2 р.д. 1160,00р.
Парвовирус В19
ДНК Parvovirus B 19 мазок из ротоглотки, слюна, АЖ кач. 3 р.д. 770,00р.
ДНК Parvovirus B 19 кровь с ЭДТА кол. 3 р.д. 420,00р.
ВИЧ (Вирус иммунодефицита человека)
ДНК HIV кровь с ЭДТА кач. 10 р.д. 1580,00р.
РНК HIV кровь с ЭДТА кол. 10 р.д. 4410,00р.
РНК/ДНК ВИЧ 1 типа, ультрачувствительный метод Очищенные сперматозоиды 10 р.д. 9450,00р.
Вирус краснухи
РНК вируса краснухи (Rubella virus) Кровь с ЭДТА кач. 3 р.д. 730,00р.
РНК вируса краснухи (Rubella virus) Мазок из ротоглотки, амниотическая жидкость (АЖ), спинномозговая жидкость (СМЖ, ликвор) кач. 3 р.д. 800,00р.
Респираторно-синцитиальный вирус
РНК респираторно-синцитиального вируса человека (hRSV) Мазок из носа/зева, аспират, мокрота,БАЛ кач. 2 р.д. 1260,00р.
КОМПЛЕКСНАЯ ДИАГНОСТИКА ОРВИ
Диагностика ОРВИ
РНК hRSv - Respiratory Syncytial virus (респираторно-синцитиальный вирус человека)
РНК hMpv - Metapneumovirus (метапневмовирус человека)
РНК hСv- Coronavirus (коронавирус человека)
РНК hRv- Rhinovirus (риновирус человека)
ДНК hAdv - Adenovirus B, C, E (аденовирус человека групп B, C и E)
ДНК hBv - Bocavirus (бокавирус человека)
РНК hPiv - Parainfluenza virus (вирус парагриппа человека 1, 2, 3 и 4 типов)
Мазок из носа/зева, аспират, мокрота,БАЛ кач. 2 р.д. 1680,00р.

р.д. - рабочий день, кол. - количественный, кач. - качественный, ген. - генотипирование, АЖ - амниотическая жидкость, БАЛ - бронхо-альвеолярный лаваж, СМЖ - спинно-мозговая жидкость, ПЖ - плевральная жидкость

Полимеразная цепная реакция известна уже 30 лет. Ее широко используют во многих областях, начиная с археологии и заканчивая генетикой.

Именно метод пцр помогает установить отцовство, но наиболее часто его используют для выявления различных инфекционных болезней в организме человека.

Как проводят анализ методом пцр, и что это такое? На эти вопросы мы постараемся детально ответить.

Анализ ПЦР — что это такое?

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – высокоточный метод молекулярно-генетической диагностики, который позволяет выявить у человека различные инфекционные и наследственные заболевания, как в острой и хронической стадии, так и задолго до того, как заболевание может себя проявить.

Метод ПЦР — абсолютно специфичен и выполненный правильно не может дать ложноположительный результат. То есть, если инфекции нет, то анализ никогда не покажет, что она есть. Поэтому сейчас очень часто для утверждения диагноза дополнительно сдают анализ ПЦР, чтобы определить возбудителя и его природу.

Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) в 1983 году разработал Кэри Мюллис (США), за что в 1993 году он удостоен Нобелевской премии в области химии.

В чем преимущество данного метода?

Диагностика этим методом позволяет найти возбудителя непосредственно в гене, который содержится в исследуемых материалах. Это самый точный анализ на половые инфекции, скрытые инфекции, различные венерические заболевания.

Отличия ПЦР-диагностики от других методов лабораторного исследования заключаются в следующем:

  • метод нацелен на выявление самого возбудителя;
  • диагностика методом ПЦР отличается универсальностью: для обнаружения возбудителей нескольких;
  • заболеваний достаточно только одного биологического образца больного;
  • метод обладает высокой чувствительностью и не сопровождается другими перекрестными реакциями.

Кроме этого, преимуществом ПЦР-диагностики является то, что для анализа пригоден любой биологический материал пациента: кровь, выделения из половых органов, моча, сперма.

Какие инфекции позволяет выявить мазок на ПЦР?

Анализ мазка на ПЦР позволяет выявить такие инфекции:

  • гепатит;
  • уреплазмоз половых органов;
  • кандидоз (молочница);
  • хламидиоз половых путей;
  • папиллома вирусная инфекция;
  • герпес;
  • наличие раковых клеток;
  • микоплазмоз;
  • бактериальный вагиноз;
  • инфекционный мононуклеоз;
  • трихомониаз;
  • оценить гормональное состояние;
  • СПИД (ВИЧ) .

Исследуемым материалом для ПЦР обычно являются мокрота, слюна, моча, кровь. Перед проведением анализа необходимо тщательно подготовиться к нему, получив предварительную консультацию у врача.

Кровь для ПЦР обычно сдается натощак. Хорошие результаты показывает проведение анализа, когда материал для исследования взят из цервикального канала или уретры. В этом случае лучше всего провести ПЦР-диагностику не позже, чем через сутки после полового акта.

Разновидности ПЦР

ПЦР используется во многих областях для проведения анализов и в научных экспериментах. Существуют разные методики проведения анализа:

  1. ПЦР с обратной транскрипцией (Reverse Transcription PCR, RT-PCR (англ.)) — используется для амплификации, выделения или идентификации известной последовательности из библиотеки РНК.
  2. Инвертированная ПЦР (Inverse PCR (англ.)) — используется в том случае, если известен лишь небольшой участок внутри нужной последовательности. Этот метод особенно полезен, когда нужно определить соседние последовательности после вставки ДНК в геном.
  3. Вложенная ПЦР (Nested PCR (англ.)) — применяется для уменьшения числа побочных продуктов реакции. Используют две пары праймеров и проводят две последовательные реакции.
  4. Асимметричная ПЦР (англ. Asymmetric PCR) — проводится тогда, когда нужно амплифицировать преимущественно одну из цепей исходной ДНК. Используется в некоторых методиках секвенирования и гибридизационного анализа.
  5. Количественная ПЦР (Quantitative PCR, Q-PCR (англ.)) или ПЦР в реальном времени — используется для непосредственного наблюдения за измерением количества конкретного ПЦР продукта в каждом цикле реакции.
  6. Ступенчатая ПЦР (Touchdown PCR (англ.)) — с помощью этого подхода уменьшают влияние неспецифического связывания праймеров.
  7. Групп-специфическая ПЦР (англ. group-specific PCR) — ПЦР для родственных последовательностях внутри одного или между разными видами, используя консервативные праймеры к этим последовательностям.

Если нуклеотидная последовательность матрицы известна частично или неизвестна вовсе, можно использовать вырожденные праймеры, последовательность которых содержит вырожденные позиции, в которых могут располагаться любые основания. Например, последовательность праймера может быть такой: …ATH…, где Н — А, Т или С.

Какие биологические материалы исследуются?

Материалом для ПЦР-исследования, в котором можно выявить чужеродную ДНК бактерии или ДНК или РНК вируса могут служить различные биологические среды и жидкости человека:

  1. Моча. Может использоваться при инфекционном поражении мочеполового тракта у мужчин и мочевыделительных органов у женщин (у мужчин использование в качестве материала мочи заменяет эпителиальный соскоб).
  2. Мокрота. Применяется для диагностики туберкулеза и реже для диагностики респираторных форм хламидиоза и микоплазмоза. Мокроту в количестве 15-20 мл собирают в стерильный (одноразовый) флакон.
  3. Биологические жидкости. Сок простаты, плевральная, спинномозговая, околоплодная, суставная жидкость, бронхоальвеолярный лаваж, слюна забираются по показаниям.
  4. Эпителиальные соскобы со слизистых оболочек. Обычно используются для диагностики заболеваний, передающихся половым путем (ЗППП), таких как гонорея, хламидиоз, микоплазмоз, уреаплазмоз, трихомониаз, гарднереллез, герпетическая и другие инфекции, поражающие слизистые оболочки.
  5. Биоптаты. Чаще всего используют биоптаты желудка и двенадцатиперстной кишки для выявления хеликобактерной инфекции.
  6. Кровь, плазма, сыворотка. Используются для ПЦР анализа вирусов гепатитов B, C, D, G, герпеса, ЦМВ, ВИЧ, исследования генов человека.

Как подготовиться к сдаче анализа?

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

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

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

Расшифровка анализа ПРЦ

Процесс интерпретации представленного исследования отличается своей простотой. Результаты пцр анализа можно получить через 1,5-2х суток после сдачи материала. В некоторых случаях результат готов в первый же день, и вот что они могут означать:

  • Отрицательный результат показывает, что в диагностируемом материале отсутствует искомый инфекционный возбудитель.
  • Пцр положительный обозначает, что в организме человека присутствует ДНК или РНК возбудителя.

В некоторых случаях производят количественное определение микроорганизмов. Это особенно актуально при заболеваниях, вызванных условно-патогенными микроорганизмами. Так как данные бактерии проявляют свое негативное воздействие лишь при избыточном количестве.

Также количественный анализ ПЦР важен для выбора терапевтической тактики и с целью контроля над лечением таких вирусных инфекций, как ВИЧ и вирусы гепатита.

Насколько точна ПЦР диагностика инфекций?

Метод ПЦР отличается высокой точностью, специфичностью и чувствительностью. Это означает, что данный анализ способен:

  • точно определить наличие или отсутствие инфекции;
  • точно указать, что именно это за инфекция (специфичность);
  • обнаружить инфекцию даже при очень низком содержании ДНК микробов в биологическом материале,
  • который был подвергнут исследованию (чувствительность).

ПЦР анализ: цена и сроки

Цена конкретного анализа будет зависеть от того, на какую инфекцию вы будете проверяться. Примерные цены и сроки:

  1. ИППП: 300-500 руб, сроки – 1 день;
  2. Вирус Эпштейна-Барра, вирус папилломы человека, герпеса, цитомегаловирус: 300-500 руб, сроки – 1 день;
  3. Гепатит A, B, C, D, G: качественный анализ 650 руб, количественный анализ 2000 руб. Сроки – до 5 дней;
  4. Антитела к вирусу гепатита С, суммарные ( Anti-HCV ) – 420 руб;
  5. Антитела к вирусу гепатита C, IgM ( Anti-HCV IgM ) – 420 руб;
  6. Хеликобактер пилори (Helicobacter pylori): 300-400 руб, сроки – 1 день;
  7. ВИЧ (антитела и антигены) – 380 руб;
  8. РНК ВИЧ, качественно – 3 500 руб;
  9. РНК ВИЧ, количественно – 11 000 руб.

Чтобы сэкономить средства, можно выбирать фиксированный пакет анализов. Такую услугу предоставляет большинство клиник где можно сдать анализ методом ПРЦ (инвитро, онклиник и т.д).

ПЦР – высокоточный метод диагностики и одно из самых главных открытий в области биологии за последние десятилетия. ПЦР-анализ применяется уже почти 40 лет и считается наиболее точным и чувствительным способом диагностики инфекционных заболеваний.

ПЦР – уникальный и универсальный метод, тест используется не только в клинической лабораторной диагностике, но также в биологии, криминалистике, археологии и многих других научных областях. Все, что нужно для проведения анализа – небольшое количество любого биоматериала пациента.

Суть метода ПЦР

ПЦР – полимеразная цепная реакция. Метод основан на обнаружении даже небольших концентраций искомого элемента диагностики. Для определения изначально крайне малых концентраций РНК или ДНК, которые необходимо определить в процессе проведения основного этапа исследования, используется метод искусственного увеличения количества РНК или ДНК. А поскольку они специфичны и строго индивидуальны для каждого микроорганизма или живого существа за счет уникальности последовательности нуклеотидов во фрагментах, ошибка в определении целевого ДНК или РНК исключена.

Генетическая информация любого живого организма записывается в ДНК. Эта молекула состоит из двух цепочек, сплетающихся в единую спираль. Некоторые вирусы (например, COVID-19) хранят свой код в РНК – одной нити нуклеотидов.

Преимущества метода ПЦР

  1. Высокая специфичность. Метод ПЦР определяет заданную последовательность нуклеотидов, присущую конкретному патогену. Таким образом, специфичность теста стремится к 100%. Исключен риск ложноположительных результатов.
  2. Чувствительность. Для ПЦР достаточно всего несколько молекул ДНК патогена (или даже уже неактивных – разрушенных вирусных частиц, сохранивших специфические участки ДНК в достаточном количестве), чтобы он был обнаружен в ходе исследования.
  3. Скорость проведения. Лаборатория получает результат ПЦР-теста через несколько часов, клиент – уже на следующий день. Скорость диагностики имеет принципиально важное значение для своевременного лечения. Например, при диагностике бактериальных инфекций классический посев занимает от нескольких дней, а с ПЦР-анализом пациент сможет принять меры и начать лечение уже через сутки.
  4. Универсальность. Для исследования подходит любой биоматериал: кровь, моча, сперма, мокрота, гной, жидкости из абсцессов и пр. Кроме этого, ПЦР применяется в самых разных областях науки и медицины, работая даже там, где другие методы бессильны.
  5. Диагностика латентных инфекций. ПЦР-диагностика определяет возбудителя инфекции даже в инкубационном периоде и при скрытом течении заболевания.

Какие есть недостатки

Единственный серьезный недостаток, связанный с методом полимеразной цепной реакции, - его высокая технологичность. Исследования ПЦР требуют строжайших соблюдений правил и серьезной оснащенности лабораторного комплекса. Не каждая лаборатория может позволить себе все необходимое оборудование.

Показания к проведению ПЦР-анализа

Подготовка к проведению ПЦР-теста

  • Анализ сдается утром натощак. При этом ряд генетических исследований проводится в произвольное время, удобное пациенту.
  • При сдаче анализа по мазку из ротоглотки необходимо выдержать интервал с приемом пищи и воды в 3-4 часа перед тестом.
  • Перед анализом на венерические инфекции необходимо воздержаться от половой активности в течение суток.
  • Перед анализом нельзя использовать никакие противовирусные препараты.

Как проводится ПЦР-анализ

Результаты ПЦР-теста

Результаты анализов, проведенных методом ПЦР, известны уже через один день. Иногда возможно проведение экстренного теста – его часто используют при оказании срочной медицинской помощи при госпитализации. Тогда срок готовности результата сокращается до считанных часов.

Результаты ПЦР-теста дадут точную информацию о том, какая инфекция была обнаружена. При количественном тестировании анализ определит также вирусную или бактериальную нагрузку на организм. В этом случае в результатах будет значиться титр обнаруженного патогена (его количество в одном миллилитре пробы). Количественный анализ особенно важен при диагностике заболеваний, спровоцированных условно-патогенными микроорганизмами, которые присутствуют в норме практически у каждого человека. Такие микроорганизмы представляют угрозу только при большой численности, а в остальных случаях мирно сосуществуют с носителем.

Диагностика инфекционных заболеваний является одной из самых сложных проблем в клинической медицине. Лабораторные методы исследования при ряде нозологических форм играют ведущую, а в целом ряде клинических ситуаций решающую роль не только в диагностике, но и в определении конечного исхода заболевания.

Диагностика инфекционных заболеваний почти всегда предусматривает использование комплекса лабораторных методов.

  • бактериологические;
  • серологические;
  • метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) для обнаружения ДНК или РНК возбудителя инфекционного заболевания в исследуемом материале.

У одних пациентов для диагностики этиологии инфекционно-воспалительного процесса достаточно провести бактериологическое исследование, в других клинических ситуациях решающее значение имеют данные серологических исследований, в третьих, предоставить полезную информацию может только метод ПЦР. Однако наиболее часто в клинической практике врачу-клиницисту необходимо использовать данные различных методов лабораторных исследований.

Бактериологические методы исследования

Бактериологические исследования наиболее часто проводят при подозрении на гнойно-воспалительные заболевания (составляют 40-60% в структуре хирургических заболеваний) с целью их диагностики, изучения этиологической структуры, определения чувствительности возбудителей к антибактериальным препаратам. Результаты бактериологических анализов способствуют выбору наиболее эффективного препарата для антибактериальной терапии, своевременному проведению мероприятий для профилактики внутрибольничных инфекций.

Возбудителями гнойно-воспалительных заболеваний являются истинно-патогенные бактерии, но наиболее часто условно-патогенные микроорганизмы, входящие в состав естественной микрофлоры человека или попадающие в организм извне. Истинно-патогенные бактерии в большинстве случаев способствуют развитию инфекционного заболевания у любого здорового человека. Условно-патогенные микроорганизмы вызывают заболевания преимущественно у людей с нарушенным иммунитетом.

Бактериологические исследования при заболеваниях, вызываемых условно-патогенными микроорганизмами, направлены на выделение всех микроорганизмов, находящихся в патологическом материале, что существенно отличает их от аналогичных исследований при заболеваниях, вызванных истинно патогенными микроорганизмами, когда проводится поиск определенного возбудителя.

Для получения адекватных результатов бактериологического исследования при гнойно-воспалительных заболеваниях особенно важно соблюдать ряд требований при взятии биоматериала для анализа, его транспортировки в лабораторию, проведения исследования и оценки его результатов.

  • микроскопическое исследование мазка (бактериоскопия) из доставленного биоматериала;
  • выращивание культуры микроорганизмов (культивирование);
  • идентификацию бактерий;
  • определение чувствительности к антимикробным препаратам и оценку результатов исследования.

Доставленный в бактериологическую лабораторию биоматериал первоначально подвергается микроскопическому исследованию.

Микроскопическое исследование мазка (бактериоскопия), окрашенного по Граму или другими красителями, проводят при исследовании мокроты, гноя, отделяемого из ран, слизистых оболочек (мазок из цервикального канала, зева, носа, глаза). Результаты микроскопии позволяют ориентировочно судить о характере микрофлоры, ее количественном содержании и соотношении различных видов микроорганизмов в биологическом материале, а также дают предварительную информации об обнаружении этиологически значимого инфекционного агента в данном биоматериале, что позволяет врачу сразу начать лечение (эмпирическое). Иногда микроскопия позволяет выявить микроорганизмы, плохо растущие на питательных средах. На основании данных микроскопии проводят выбор питательных сред для выращивания микробов, обнаруженных в мазке.

Культивирование микроорганизмов. Посев исследуемого биоматериала на питательные среды производят с целью выделения чистых культур микроорганизмов, установления их вида и определения чувствительности к антибактериальным препаратам. Для этих целей используют различные питательные среды, позволяющие выделить наибольшее количество видов микроорганизмов. Оптимальными являются питательные среды, содержащие кровь животного или человека, а также сахарный бульон, среды для анаэробов. Одновременно производят посев на дифференциально-диагностические и селективные (предназначенные для определенного вида микроорганизмов) среды. Посев осуществляют на стерильные чашки Петри, в которые предварительно заливают питательную среду для роста микроорганизмов.

Микроскопия мазков, окрашенных по Граму

1 - стрептококки; 2 - стафилококки; 3 - диплобактерии Фридленда; 4 - пневмококки

Колонии отсевают на плотные, жидкие, полужидкие питательные среды, оптимальные для культивирования определенного вида бактерий.

Выделенные чистые культуры микроорганизмов подвергают дальнейшему изучению в диагностических тестах, основанных на морфологических, ферментативных, биологических свойствах и антигенных особенностях, характеризующих бактерий соответствующего вида или варианта.

Определение чувствительности к антибактериальным препаратам. Чувствительность к антимикробным препаратам изучают у выделенных чистых культур микроорганизмов, имеющих этиологическое значение для данного заболевания. Поэтому в направлении на бактериологические анализы требуется указать диагноз заболевания у больного. Определение чувствительности бактерий к спектру антибиотиков помогает лечащему врачу правильно выбрать препарат для лечения больного.

Оценка результатов исследования. Принадлежность условно-патогенных микроорганизмов к естественной микрофлоре организма человека создает ряд трудностей при оценке их этиологической роли в развитии гнойно-воспалительных заболеваний. Условно-патогенные микроорганизмы могут представлять нормальную микрофлору исследуемых жидкостей и тканей или контаминировать их из окружающей среды. Поэтому для правильной оценки результатов бактериологических исследований необходимо знать состав естественной микрофлоры изучаемого образца. В тех случаях, когда исследуемый биоматериал в норме стерилен, как, например, спинномозговая жидкость, экссудаты, все выделенные из него микроорганизмы могут считаться возбудителями заболевания. В тех случаях, когда исследуемый материал имеет собственную микрофлору, как, например, отделяемое влагалища, кал, мокрота, нужно учитывать изменения ее качественного и количественного состава, появление несвойственных ему видов бактерий, количественную обсемененность биоматериала. Так, например, при бактериологическом исследовании мочи степень бактериурии (число бактерий в 1 мл мочи), равная и выше 10 5 , свидетельствует об инфекции мочевых путей. Более низкая степень бактериурии встречается у здоровых людей и является следствием загрязнения мочи естественной микрофлорой мочевых путей.

Установить этиологическую роль условно-патогенной микрофлоры помогают также нарастание количества и повторность выделения бактерий одного вида от больного в процессе заболевания.

Врач-клиницист должен знать, что положительный результат бактериологического исследования в отношении биологического материала, полученного из в норме стерильного очага (кровь, плевральная жидкость, спинномозговая жидкость, пунктат органа или ткани), всегда тревожный результат, требующий немедленных действий по оказанию медицинской помощи.

Серологические методы исследования

В основе всех серологических реакций лежит взаимодействие антигена и антитела. Серологические реакции используются в двух направлениях.

2. Установление родовой и видовой принадлежности микроба или вируса. В этом случае неизвестным компонентом реакции является антиген. Такое исследование требует постановки реакции с заведомо известными иммунными сыворотками.

Серологические исследования не обладают 100%-й чувствительностью и специфичностью в отношении диагностики инфекционных заболеваний, могут давать перекрестные реакции с антителами, направленными к антигенам других возбудителей. В связи с этим оценивать результаты серологических исследований необходимо с большой осторожностью и учетом клинической картины заболевания. Именно этим обусловлено использование для диагностики одной инфекции множества тестов, а также применение метода Western-blot для подтверждения результатов скрининговых методов.

В последние годы прогресс в области серологических исследований связан с разработкой тест-систем для определения авидности специфических антител к возбудителям различных инфекционных заболеваний.

Авидность - характеристика прочности связи специфических антител с соответствующими антигенами. В ходе иммунного ответа организма на проникновение инфекционного агента стимулированный клон лимфоцитов начинает вырабатывать сначала специфические IgM-антитела, а несколько позже и специфические IgG-антитела. IgG-антитела обладают поначалу низкой авидностью, то есть достаточно слабо связывают антиген.

Затем развитие иммунного процесса постепенно (это могут быть недели или месяцы) идет в сторону синтеза лимфоцитами высокоспецифичных (высокоавидных) IgG-антител, более прочно связывающихся с соответствующими антигенами. На основании этих закономерностей иммунного ответа организма в настоящее время разработаны тест-системы для определения авидности специфических IgG-антител при различных инфекционных заболеваниях.

Высокая авидность специфических IgG-антител позволяет исключить недавнее первичное инфицирование и тем самым с помощью серологических методов установить период инфицирования пациента. В клинической практике наиболее широкое распространение нашло определение авидности антител класса IgG при токсоплазмозе и цитомегаловирусной инфекции, что дает дополнительную информацию, полезную в диагностическом и прогностическом плане при подозрении на эти инфекции, в особенности при беременности или планировании беременности.

Метод полимеразной цепной реакции

Полимеразная цепная реакция (ПЦР), являющаяся одним из методов ДНК-диагностики, позволяет увеличить число копий детектируемого участка генома (ДНК) бактерий или вирусов в миллионы раз с использованием фермента ДНК-полимеразы. Тестируемый специфический для данного генома отрезок нуклеиновой кислоты многократно умножается (амплифицируется), что позволяет его идентифицировать.

Сначала молекула ДНК бактерий или вирусов нагреванием разделяется на 2 цепи, затем в присутствии синтезированных ДНК-праймеров (последовательность нуклеотидов специфична для определяемого генома) происходит связывание их с комплементарными участками ДНК, синтезируется вторая цепь нуклеиновой кислоты вслед за каждым праймером в присутствии термостабильной ДНК-полимеразы. Получается две молекулы ДНК. Процесс многократно повторяется. Для диагностики достаточно одной молекулы ДНК, то есть одной бактерии или вирусной частицы.

Введение в реакцию дополнительного этапа - синтеза ДНК на молекуле РНК при помощи фермента обратной транскриптазы - позволило тестировать РНК-вирусы, например, вирус гепатита С. ПЦР - это трехступенчатый процесс, повторяющийся циклично: денатурация, отжиг праймеров, синтез ДНК (полимеризация). Синтезированное количество ДНК идентифицируют методом иммуноферментного анализа или электрофореза.

В ПЦР может быть использован различный биологический материал - сыворотка или плазма крови, соскоб из уретры, биоптат, плевральная или спинномозговая жидкость и т.д. В первую очередь ЦПР применяют для диагностики инфекционных болезней, таких как вирусные гепатиты В, С, D, цитомегаловирусная инфекция, инфекционные заболевания, передающиеся половым путем (гонорея, хламидийная, микоплазменная, уреаплазменная инфекции), туберкулез, ВИЧ-инфекция и т.д.

Читайте также: