Как берут кровь на анализ днк
Еще 50 лет назад идея изучения генотипа человека в ходе лабораторной диагностики казалась ученым фантастикой. Они знали, что наследственная информация заключена в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которая содержится в клетках нашего тела, однако процесс расшифровки этих данных виделся безгранично сложным, долгим и крайне дорогостоящим. Сегодня ДНК-анализ из высоких научных технологий перешел в разряд повсеместных исследований, доступных каждому пациенту.
Анализ ДНК: передовой метод превентивной диагностики
Чтобы понять, что такое ДНК, лучше представлять себе не химическое соединение, а компьютерную программу, написанную на особом языке программирования. В этом языке всего четыре буквы — «А», «Ц», «Г» и «Т» (они соответствуют первым буквам названий участков молекулы — азотистых оснований, входящих в состав ДНК). Последовательностью этих четырех букв закодированы все существующие гены, благодаря которым в организме человека синтезируются белки. Другими словами, в ДНК записано, когда, сколько и каких белков будет произведено в нашем теле — начиная с эмбрионального периода и до самой смерти. Это определяет не только нашу внешность (цвет глаз и волос, рост, черты лица, оттенок кожи и т. д.), но отчасти и характер, и предрасположенность к некоторым заболеваниям. Зная, что за информация содержится в ДНК, можно в любой момент жизни определить, какие генетические неполадки есть в организме человека и какова вероятность, что они однажды дадут о себе знать. Более того — такой анализ может сообщить, как наше тело будет реагировать на определенные лекарства.
Из истории
Впервые ДНК была выделена еще в середине XIX века, но тогда ученые не знали, зачем нужна эта молекула, и посчитали ее источником фосфора в организме. Лишь спустя без малого сто лет американцы Джеймс Уотсон и Френсис Крик сумели описать структуру ДНК — две спиралевидные цепочки, перекрученные между собой. Благодаря такой форме последовательность информации надежно сохраняется в клетках организма и при необходимости точно копируется для передачи данных другим клеткам или — следующим поколениям.
Вскоре после того, как ученые узнали структуру ДНК, они задумались над возможностью расшифровки содержащейся в ней информации. Были предложены сразу несколько методик, позволяющих выделять, копировать и читать «кусочки» молекулы, записывая содержащийся в ней генетический код.
В 2003 году исследователи заявили об успешном окончании проекта «Геном человека», в рамках которого выполнялась амбициозная задача: расшифровка абсолютно всех молекул ДНК, содержащихся в 23 парах хромосом человека. Таким образом, ученые получили информацию о месте расположения всех генов, определяющих наше развитие и жизнедеятельность, — нарисовали генетическую карту человека.
В настоящее время использование ДНК-анализа в медицине только набирает обороты: и врачи, и пациенты постепенно приходят к осознанию того, какие возможности открывает полученная в ходе такой диагностики информация. В некоторых странах поиск генов, обуславливающих наследственную предрасположенность к раку, уже стал привычной практикой, но в России такие анализы пока еще сравнительно редки. С другой стороны, подобную услугу предлагают многие крупные частные лаборатории, и при желании каждый из нас имеет возможность «заглянуть в свои гены» уже сейчас.
Как делают анализ ДНК
Анализ ДНК используется не только в медицине, но и в криминалистике, и в юриспруденции. Самая популярная потребность в таком исследовании — определение отцовства. Сравнение ДНК ребенка и его потенциального папы в лабораторных условиях позволяет получить ответ практически со 100% ной точностью, причем многие лаборатории предлагают провести такой тест еще на этапе беременности.
Это интересно!
Нередко ДНК-анализ становится единственным шансом наказать виновника серьезного преступления. Примечательно, что впервые техника получения «генетических отпечатков пальцев» — ДНК-дактилоскопия — была применена буквально спустя несколько месяцев после ее разработки. Автора методики, британского генетика Алека Джеффриса, привлекли к расследованию серии жестоких убийств молодых девушек, и благодаря обследованию всех мужчин, проживающих в городке, где было совершено преступление, маньяк был найден. В 2015 году эту историю экранизировали — сериал, посвященный ДНК-дактилоскопии, получил название «Код убийцы».
Поскольку ДНК содержится в большинстве живых клеток, в качестве материала для анализа могут использоваться самые разные частицы: буккальный эпителий (мазок с внутренней поверхности щеки), слюна, кровь, ногти, волосяные луковицы, сперма, ушная сера, отделяемое из носа, плодный материал (после аборта или выкидыша) и так далее. Важно, чтобы биоматериал поступил в лабораторию в достаточном количестве, поэтому для получения достоверных результатов желательно сдавать на ДНК-анализ кровь из вены, причем в медицинском учреждении.
Однако в некоторых случаях, когда такой сценарий невозможен или нежелателен, специалисты могут провести анализ и по другим образцам. Так или иначе, состав молекулы ДНК одинаков абсолютно во всех клетках нашего тела (кроме сперматозоидов и яйцеклеток), поэтому при правильной технологии проведения исследования вы сможете получить достоверный результат.
ДНК-анализ состоит из нескольких этапов и требует использования высокотехнологичного оборудования и особых реактивов. По этой причине такую услугу редко предлагают маленькие лаборатории и частные медицинские центры, расположенные в небольших населенных пунктах. Но генетический биоматериал, требующий анализа (ватную палочку в пробирке, волос, кусочек ногтя, салфетку или высушенную жевательную резинку со следами слюны), можно отправить в специальной пробирке или контейнере по почте. Юридической силы результаты такой диагностики иметь не будут, однако при соблюдении всех технологий анализ покажет точный результат.
Важно знать!
ДНК-анализ не имеет ничего общего с генетической диагностикой по отпечаткам пальцев, компьютерной диагностикой организма, прайм-тестом на непереносимость продуктов и другими сомнительными и псевдонаучными методиками, которые часто упоминаются в уличной рекламе или газетах с объявлениями. Генетическое тестирование возможно только в условиях сертифицированной медицинской лаборатории, обладающей соответствующей лицензией и оборудованием. Анализ ДНК занимает как минимум неделю, а его результаты часто выдаются вместе с заключением врача-генетика. Результаты анализа будут действительны на протяжении всей жизни пациента.
Методы ДНК-анализа и расшифровка результатов
Несмотря на научный прогресс, ДНК-анализ остается технологически сложной процедурой, ведь речь идет об исследовании микроскопических структур, состоящих из миллионов «букв», последовательность которых следует установить. Это называется секвенированием ДНК.
Для того чтобы «прочитать» молекулу, ее для начала нужно выделить, затем многократно скопировать, а после — «нарезать» на небольшие кусочки, удобные для анализа. Азотистые основания, составляющие «алфавит» генетического кода, при этом окрашиваются особым флуоресцентным красителем, благодаря которому в ходе дальнейшего анализа их можно будет распознать при просвечивании лазером.
Некоторые современные методы секвенирования ДНК напоминают компьютерную томографию, в ходе которой одна-единственная нить ДНК проходит через нанопору, а компьютер фиксирует изменения ионного тока в единицу времени, что позволяет распознать каждую «букву» генетического кода.
Технологии продолжают совершенствоваться, что позволяет ускорить и удешевить процесс ДНК-анализа. Это достигается за счет одномоментного «чтения» сразу нескольких участков ДНК, разработки нового программного обеспечения и усложнения конструкции приборов, предназначенных для автоматического секвенирования, — секвенаторов.
Так, с момента появления первых секвенаторов в 90-е годы минувшего столетия ученым удалось снизить стоимость ДНК-анализа в 13 раз.
Наибольшую известность получили следующие методики секвенирования ДНК:
- Метод Сэнгера (метод терминации цепи).
- Пиросеквенирование (секвенирование путем синтеза).
- Секвенирование на основе лигирования.
- Секвенирование ДНК одиночных молекул.
- Нанопоровое секвенирование (тот самый «ДНК-томограф»).
Что показывает анализ ДНК
Возможности ДНК-анализа выходят за пределы подтверждения уже установленного другими методами диагноза — с его помощью можно узнать о заболеваниях, которые еще никак себя не проявили, но при стечении определенных обстоятельств могут серьезно пошатнуть здоровье пациента.
С помощью анализа ДНК определяется:
- наследственная предрасположенность к конкретным патологиям, которые уже встречались в семье (например, раку или психическим заболеваниям);
- общий «генетический анамнез» человека, который желает знать наверняка, какие заболевания могут возникнуть у него в будущем;
- причина неясных симптомов в отсутствии возможности поставить диагноз иным путем (особенно актуально для детей с редкой генетической патологией);
- индивидуальная непереносимость определенных лекарственных препаратов;
- степень генетического родства с предполагаемыми членами семьи;
- вероятность осложнений во время беременности;
- склонность к алкоголизму или наркомании (на основании выявления генов, ответственных за синтез ферментов, способных расщеплять алкоголь и другие соединения);
- риски при наличии серьезных физических нагрузок (важно для профессиональных спортсменов);
- возможные причины бесплодия и т.д.
Благодаря ДНК-анализу будущие родители могут оценить вероятность рождения ребенка с наследственной патологией, а в случае, если заболевание уже выявлено у малыша, — с первых месяцев его жизни выработать оптимальный план лечения, который позволит избежать осложнений.
Сроки готовности и стоимость анализа
Как правило, сроки и стоимость ДНК-анализа пропорциональны объему исследования: чем больше информации вы хотите получить, тем больший объем ДНК предстоит «прочитать» специалистам, сопоставив полученные данные с имеющимися сведениями о функциях обнаруженных генов.
Стоимость анализа ДНК начинается от 1000–1500 рублей (для исследования одного гена) и заканчивается сотнями тысяч рублей — при заказе полного генетического обследования. Сумма обуславливается используемым для анализа методом, видом биоматериала, срочностью диагностики, ценовой политикой лаборатории и многими другими параметрами.
Срок проведения анализа составляет в среднем 3–4 недели — в зависимости от того, где проводится тест (образцы могут быть отправлены в другую лабораторию, где есть соответствующее оборудование), какие реактивы потребуются для его проведения и каков объем предполагаемой работы.
Источник
Рождение ребенка — ответственное событие в жизни каждого человека, но не всегда, к сожалению, оно ассоциируется с радостными эмоциями. Современный уклад жизни допускает наличие большого количества половых партнеров, причем сексуальная связь — уже давно не повод для официального оформления отношений. Как результат: ситуация, когда беременная женщина или ее постоянный спутник не уверены, кто является отцом будущего малыша, — встречается гораздо чаще, чем можно подумать. По некоторым данным, до 10% детей, рожденных в браке, не состоят в генетическом родстве со своими «официальными» папами.
Психологи находят еще одно объяснение этой тенденции: часто причиной бесплодия в паре становится проблема со здоровьем у мужчины, однако представители сильного пола до последнего отказываются признавать свою «несостоятельность». В итоге, устав от безуспешных попыток завести ребенка от законного супруга, женщина решается на измену, дабы познать наконец радость материнства. А ее муж рано или поздно может почувствовать неладное.
Как бы то ни было, сегодня задача достоверного определения отцовства решается достаточно просто: ДНК-тест на установление генетического родства между родителем и ребенком можно провести во многих крупных лабораториях. Нередко подобное исследование назначается в судебном порядке — когда, помимо фактического получения ответа на решающий вопрос, родители желают обосновать выплату алиментов или официально подтвердить статуса отца ребенка.
Достоверность теста на установление отцовства по анализу ДНК
Многие люди с сомнением относятся к возможности установить родственную связь посредством анализа крови или даже по кусочку ногтя, волосу или образцу слюны, оставшемуся на стакане или салфетке. Как именно сотрудники лаборатории доказывают, что конкретный мужчина является отцом ребенка и какова вероятность ошибки?
Каждый человек обладает уникальным набором генетической информации, которая, подобно загрузочному диску с операционной системой компьютера, позволяет ему развиваться из оплодотворенной сперматозоидом яйцеклетки в полноценный организм по четкому плану. Носитель этой информации — нить ДНК, «упакованная» в 46 хромосом, которые содержатся почти во всех клетках нашего тела. Практически любая такая клетка хранит в себе генетический паспорт индивидуума, по которому можно воссоздать все его свойства и признаки.
Это интересно!
Именно благодаря такой организации хранения генетической информации стала возможна технология клонирования — создания копии живого существа по одной-единственной клетке его тела. На этом основан сюжет известного фильма «Парк Юрского Периода», где ученые смогли вырастить динозавра, используя остатки его крови, найденные в желудке у доисторического комара, который сохранился в кусочке янтаря.
Откуда же берется генетическая информация, дающая старт развитию каждого из нас? Она содержится в тех самых половых клетках, объединяющихся в ходе зачатия. Половину генов будущего ребенка предоставляет отец, а другую половину — мать. Хромосомы при этом комбинируются в случайном порядке, и не все те гены, которые были активны у родителей, аналогичным образом проявляют себя у детей. Поэтому случаи, когда малыш похож на маму больше, чем на папу (или наоборот), еще не должны становиться поводом для подозрений в супружеской неверности. Однако в ходе генетического теста сотрудники лаборатории способны сравнить участки ДНК ребенка и его предполагаемого отца, и по наличию или отсутствию совпадений с высокой степенью точности подтвердить или опровергнуть кровное родство между пациентами.
Что нужно для анализа ДНК на отцовство: условия проведения исследования
Для того чтобы установить родственную связь между ребенком и его потенциальным отцом, необходимо получить генетический материал от них обоих. В идеале для теста также требуется образец ДНК матери: он подскажет, какие гены «достались» чаду от нее, что исключит вероятность случайных совпадений с противоположной стороны. Однако в некоторых случаях анализ проводится лишь с двумя участниками: мужчиной и ребенком.
В качестве биологического материала для анализа на отцовство могут выступать кровь, волосы, ногти, слюна, отделяемое из носа и некоторые другие субстанции. Однако наиболее распространенным вариантом образца является буккальный эпителий — клетки слизистой оболочки внутренней поверхности щеки, которые легко получить, проведя по полости рта ватной палочкой. Важно, что эта процедура не причинит дискомфорт ребенку, поэтому в некоторых случаях ее допустимо провести даже вне лаборатории.
Важно знать!
Современные технологии позволяют установить личность отца ребенка еще до появления малыша на свет, во время его вынашивания. Причем если еще десятилетие назад для подобной процедуры требовалось проведение амниоцентеза — прокола передней брюшной стенки и матки женщины для забора образца околоплодных вод, то теперь медики научились выделять детскую ДНК прямо из крови его матери. Такое исследование возможно уже с девятой недели беременности.
Некоторое время назад популярность обрели так называемые «домашние» тесты на отцовство: они предназначены по большей части для удовлетворения любопытства одного из родителей и позволяют провести диагностику анонимно. В комплект входят инструменты для сбора биологического материала, инструкция и конверт, который нужно будет отправить в лабораторию (сам тест при этом оплачивается отдельно). Важно осознавать, что никакой юридической силы такой анализ иметь не будет, ведь сотрудник лаборатории не сможет засвидетельствовать принадлежность исследуемых образцов конкретным людям.
Установление отцовства с помощью ДНК-анализа может быть проведено в судебном порядке — как правило, это происходит в ситуациях, когда кто-то из родителей возражает против добровольного проведения тестирования и не желает предоставлять свой биоматериал (или образцы ДНК ребенка, если несогласие выражает его законный представитель).
Методика проведения генетического анализа на установление отцовства
Сама технология проведения ДНК-анализов появилась сравнительно недавно — около 25-ти лет назад. Ученые научились выделять ДНК из клеток и «считывать» информацию, которую содержит в себе молекула. Благодаря этому можно выяснить, какие гены присутствуют или отсутствуют у пациента и определить, например, его предрасположенность к тем или иным заболеваниям.
В случае с тестом на отцовство столь детального анализа расшифрованной информации не требуется. Задача исследователя — обнаружить идентичные участки ДНК в образцах родителя и ребенка и по совокупности совпадений сделать вывод о генетическом родстве.
С учетом того, что ДНК содержит тысячи генов, требуется исследовать сразу несколько участков молекулы, ведь одно-единственное совпадение может оказаться случайным. Для юридически достоверного подтверждения отцовства сегодня требуется выявление 14-ти идентичных фрагментов ДНК, однако некоторые лаборатории проводят анализ 20–30 участков, чтобы исключить даже тень сомнения в результате теста.
Несмотря на то, что современное оборудование позволяет значительно облегчить процесс проведения ДНК-анализов, этот вид лабораторных исследований по-прежнему остается дорогостоящим и трудоемким. Процедура занимает, как правило, около недели, но в исключительных случаях процесс может быть ускорен до 2–4 дней.
Расшифровка результатов
После того как анализ будет готов, вы получите бланк, на котором окажутся перечисленными все участники исследований (сведения о предполагаемом отце, матери и ребенке — или только об отце и ребенке) и будет зафиксирован вывод исследователей. В случае положительного заключения он окажется таким: «биологическое отцовство пациента № 1 (с указанием его ФИО) в отношении пациента № 2 (с указанием его ФИО) не может быть исключено». Ниже будет приведена вероятность отцовства — при данном варианте ответа она составит 99,9%.
Почему сотрудники лаборатории не дают однозначного заключения, а вероятность никогда не округляется до 100%? Как и в любом исследовании, опирающемся на научные данные, специалисты стараются сохранить максимальную объективность. К примеру, никогда нельзя исключить наличие у потенциального отца брата-близнеца (а они, как известно, обладают идентичным набором генов). На практике такие случаи — исключительная редкость, да и сами тестируемые знают о подобных обстоятельствах. Тем не менее, медики правы. В графе бланка «интерпретация результата» они укажут, насколько уникально совпадение между отцом и ребенком: речь идет о вероятности 1 случай к 5 миллионам и более.
А вот в случае, если сходства генетического материала не найдено, никаких размытых формулировок уже не требуется: лаборатория даст 100-процентную гарантию, что родителем является не обладатель предоставленного образца ДНК, а какой-то другой мужчина. Ошибка исключена.
Стоимость анализа
ДНК-анализ на отцовство — дорогостоящая процедура. В среднем исследование ДНК каждого участника такого теста обойдется в 5–10 тысяч рублей, таким образом, если в поиске истины принимают участие и родители, и ребенок, то итоговая сумма составит не менее 15–30 тысяч рублей — в зависимости от срочности анализа и ценовой политики лаборатории.
Нередко клиентов лаборатории интересует вопрос: возможно ли пройти ДНК-тест бесплатно, за счет государства? Дело обстоит так: в случае, если вы являетесь незаинтересованной в анализе стороной, а его результаты покажут отсутствие родственной связи между мужчиной и ребенком, то даже если пройти диагностику вас обязали в судебном порядке, платить за нее будет истец (тот, кто обратился с жалобой к представителям власти).
Несмотря на то, что с моральной точки зрения анализ на отцовство — непростое испытание и для родителей, и для ребенка (если к этому моменту он уже достиг сознательного возраста), само наличие такой возможности крайне важно для благополучия каждого из нас. Семейные тайны отступают перед лицом сложных медицинских проблем, например, связанных с пересадкой органов. К тому же, с развитием персонализированной медицины все большее и большее значение приобретает информация о генетической «биографии» человека: от чего умерли его старшие родственники, были ли в роду наследственные заболевания и так далее. И благодаря анализу на отцовство каждый современный ребенок получает возможность сохранить связь с предыдущими поколениями.
Источник
