Сдать анализ крови методом пцр

Полимеразную цепную реакцию (Polymerase chain reaction, ПЦР, PCR) изобрёл в 1983 году американский биохимик Кэри Б. Мюллис. В 1993 году за это открытие он был удостоен Нобелевской премии.

Сегодня области применения ПЦР как современного метода молекулярной биологии чрезвычайно широки. Особое место диагностика ПЦР занимает в медицинской практике. И причина этому достаточно проста: полимеразная цепная реакция делает невозможное возможным.

Часто диагностику ПЦР образно описывают как метод, с помощью которого можно находить иглу в стоге сена и затем строить стог из этих игл. «Иглой» является крошечный фрагмент генетического материала клеток (ДНК или РНК).

Таким образом, открытие этого метода — одно из наиболее выдающихся событий в области молекулярной биологии за последние десятилетия. Развитие метода ПЦР позволило медицинской диагностике в целом подняться на качественно новый уровень.

Основы ПЦР

Основа метода — многократное избирательное копирование (амплификация) определённого участка ДНК с целью получения такого количества генетического материала, которого будет достаточно для визуальной детекции. При этом многократно копируется (амплифицируется) только заданный участок ДНК при условии, что он присутствует в исследуемом биоматериале.

Кроме того, исследование помимо простого увеличения количества копий участков ДНК позволяет проводить другие манипуляции с генетическим материалом. Поэтому метод широко применяется в научных исследованиях, биологической и медицинской практике: в диагностике инфекционных и наследственных заболеваний, при выявлении мутаций, генотипировании, установлении отцовства, идентификация личности и др.

ПЦР в диагностике инфекционных болезней

Сегодня ПЦР-диагностика инфекций — один из самых точных, чувствительных и эффективных клинических лабораторных методов. Причём спектр выявляемых возбудителей практически неограничен – была бы разработана тест-система для ПЦР-анализа искомого возбудителя.

Благодаря своей высокой чувствительности, ПЦР позволяет выявить возбудителя даже при его минимальном содержании (то есть в исследуемом биоматериале присутствуют всего несколько молекул его ДНК).

ПЦР выявляет возбудителей инфекционных заболеваний тогда, когда это невозможно сделать другими методами (иммунологическими, культуральными, микроскопическими). Поэтому для целого ряда возбудителей инфекций метод полимеразной цепной реакции стал «золотым стандартом», он проверен временем и апробирован клинически. В современной лабораторной диагностике инфекционных болезней ПЦР — самый чувствительный и специфичный метод прямого обнаружения возбудителей. Это позволяет не только установить этиологию заболевания, но и контролировать течение инфекционного процесса и оценивать эффективность проводимого лечения.

Анализ на ИППП методом ПЦР особенно актуальны при бессимптомном течении инфекционного процесса, вызванного безусловно-патогенными микроорганизмами (Хламидия , качественное определение ДНК; Микоплазма, качественное определение ДНК; Возбудитель гонореи, качественное определение ДНК;  Возбудитель трихомоноза, качественное определение ДНК). Например, при хронической гонорее у женщин даже с помощью бактериологического метода часто не удается выявить гонококк, несмотря на имеющиеся симптомы хронического воспалительного процесса в шейке матки или уретре.

Современная ПЦР-диагностика позволяет не только выявить генетический материал возбудителей инфекций, но и определить концентрации их ДНК/РНК (количественный формат исследования). Определение количества возбудителей имеет важное значение в решении вопроса о назначении лечения, особенно если выявлены условно-патогенные микроорганизмы (Микоплазма, количественное определение ДНК; Типирование уреаплазмы, количественное определение ДНК) .

Одним из основных направлений развития метода ПЦР является разработанный в CMD формат «Мультипрайм», позволяющий выявить в одной пробирке (и одной реакции) нескольких патогенов.

• Комплексное исследование ИППП
• Урогенитальные инфекции у мужчин
• Урогенитальные инфекции у женщин
• Возбудители кишечных инфекций
• Возбудители кишечных инфекций
• Возбудители коклюша/паракоклюша
• Диагностика ОРВИ
• Возбудители инфекций, передающихся иксодовыми клещами
• Герпесвирусы

ПЦР-диагностика гепатитов

В настоящее время известно как минимум 5 вирусов, способность которых вызывать поражение печени доказана. Это возбудители гепатита А, В, С, D, Е. В редких случаях гепатит может быть вызван вирусами Эпштейна-Барр и простого герпеса. Способность поражать печень таких агентов как вирусы ТТ и гепатита G сегодня признается не всеми. Все эти вирусы относятся к различным семействам, имеют разные биологические свойства и соответственно, тактика лечения будет тоже значительно отличаться в зависимости от этиологии гепатита.

Учитывая вышеизложенное, весьма актуальной проблемой является адекватная этиологическая диагностика вирусных гепатитов с выявлением конкретного возбудителя. Без использования современных молекулярно-биологических методов это невозможно. Поэтому диагностика гепатитов методом полимеразной цепной реакции — один из самых важнейших шагов в установлении причины заболевания и определения дальнейшей тактики лечения.

• Вирус гепатита А, качественное определение
• Вирус гепатита В, количественное определение ДНК
• Вирус гепатита В, качественное определение генотипа
• Вирус гепатита С, качественное определение РНК
• Вирус гепатита С, количественное определение РНК
• Вирус гепатита С, определение генотипа
• Вирус гепатита D, качественное определение РНК

ПЦР в диагностике ВИЧ-инфекции

В настоящее время для лабораторной диагностики ВИЧ-инфекции используется наиболее доступный и одновременно чувствительный подход — обнаружение в крови антител к ВИЧ с помощью иммуноферментного анализа (ИФА) – с последующим подтверждением положительных результатов анализа методом иммуноблоттинга (ИБ). Эффективность выявления лиц, инфицированных ВИЧ, с помощью данного подхода может достигать 99% и более.

Но серологическая диагностика ВИЧ-инфекции имеет ряд ограничений:

1. Неэффективность в период т.н. «серологического окна» (в первые недели после заражения антитела не выявляются по причине их отсутствия или низкой концентрации).
2. Антитела к ВИЧ длительное время выявляются у всех детей, рожденных от ВИЧ-инфицированных матерей.
3. Ложноположительные результаты ИФА из-за присутствия в крови антител к антигенам, сходным с антигенами ВИЧ.
4. Ложноотрицательные и сомнительные результаты ИФА и иммуноблоттинга (особенно у пациентов в терминальной стадии заболевания).

Поэтому анализы ПЦР при обследовании на ВИЧ-инфекцию сегодня находят всё более широкое применение. Согласно «Методическим рекомендациям о проведении обследования на ВИЧ-инфекцию» (утв. Минздравсоцразвития РФ 06.08.2007) «при наличии эпидемиологических критериев, свидетельствующих о недавнем риске заражения ВИЧ для пациентов и при этом предположительно ложноположительных или ложноотрицательных результатов в ИФА и ИБ, например, при обследовании детей, рожденных от ВИЧ-инфицированных матерей, или пациентов в периоде «серонегативного окна» используется метод ПЦР, при котором обнаруживается генный материал ВИЧ…..». А в случае уже установленного диагноза ВИЧ-инфекции анализ методом ПЦР используется для прогноза, динамического наблюдения и мониторинга проводимой терапии.

• Вирус иммунодефицита человека качественное определение ДНК провируса, ПЦР
• Вирус иммунодефицита человека количественное определение РНК, ПЦР
• Комплексная диагностика: качественное определение РНК вируса гепатита С/ ДНК вируса гепатита В/ РНК вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) 1 и 2 типа

В Центре молекулярной диагностики (CMD) можно сдать ПЦР-анализ на ВИЧ анонимно.

Где сдать анализы ПЦР?

Для этого обращайтесь к разделу сайта «Где сдать анализы».

В конце статьи см. словарь

Полимеразную цепную реакцию (ПЦР, PCR) изобрёл в 1983 году Кэри Мюллис (американский учёный). Впоследствии он получил за это изобретение Нобелевскую премию. В настоящее время ПЦР-диагностика является, одним из самых точных и чувствительных методов диагностики инфекционных заболеваний.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — экспериментальный метод молекулярной биологии, способ значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе).

В основе метода ПЦР лежит многократное удвоение определённого участка ДНК при помощи ферментов в искусственных условиях (in vitro). В результате нарабатываются количества ДНК, достаточные для визуальной детекции. При этом происходит копирование только того участка, который удовлетворяет заданным условиям, и только в том случае, если он присутствует в исследуемом образце.

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.

ПЦР позволяет диагностировать наличие долго растущих возбудителей, не прибегая к трудоёмким микробиологическим методам, что особенно актуально в гинекологии и урологии при диагностике урогенитальных инфекций, передающихся половым путем (ИППП).

Также, этим методом проводят диагностику вирусных инфекций, таких как гепатиты, ВИЧ и др. Чувствительность метода значительно превосходит таковую у иммунохомических и микробиологических методов, а принцип метода позволяет диагностировать наличие инфекций со значительной антигенной изменчивостью.

Специфичность ПЦР при использовании технологии PCR даже для всех вирусных, хламидийных, микоплазменных, уреаплазменных и большинства других бактериальных инфекций достигает 100%. Метод ПЦР позволяет выявлять даже единичные клетки бактерий или вирусов. ПЦР-диагностика обнаруживает наличие возбудителей инфекционных заболеваний в тех случаях, когда другими методами (иммунологическими, бактериологическими, микроскопическими) это сделать невозможно.

Особенно эффективен метод ПЦР для диагностики трудно культивируемых, некультивируемых и скрыто существующих 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. Методом ПЦР возможно выявление возбудителей не только в клиническом материале, полученном от больного, но и в материале, получаемом из объектов внешней среды (вода, почва и т. д.). В урологической и гинекологической практике — для выявления хламидиоза, уреаплазмоза, гонореи, герпеса, гарднереллёза, микоплазменной инфекции, ВПЧ — вирусов папилломы человека; в пульмонологии — для дифференциальной диагностики вирусных и бактериальных пневмоний, туберкулёза; в гастроэнтерологии — для выявления хеликобактериоза; в клинике инфекционных заболеваний — в качестве экспресс-метода диагностики сальмонеллёза, дифтерии, вирусных гепатитов В, С и G; в гематологии — для выявления цитомегаловирусной инфекции, онковирусов.

Специфичность ПЦР основана на образовании комплементарных комплексов между матрицей и праймерами — короткими синтетическими олигонуклеотидами длиной 18 — 30 букв. Каждый из праймеров сопоставим (комплементарен) с одной из цепей двуцепочечной матрицы, обрамляя начало и конец амплифицируемого участка.

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

Проведение ПЦР

Для проведения ПЦР в простейшем случае требуются следующие компоненты:

ПЦР проводят в амплификаторе — приборе, обеспечивающем периодическое охлаждение и нагревание пробирок, обычно с точностью не менее 0,1°C. Чтобы избежать испарения реакционной смеси, в пробирку добавляют высококипящее масло, например, вазелиновое. Добавление специфичеких ферментов может увеличить выход ПЦР-реакции.

Ход реакции

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.

Словарь

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота — биологический полимер, один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Основная роль ДНК в клетках — долговременное хранение информации о структуре РНК и белков.

РНК– рибонуклеиновая кислота — биологический полимер, близкий по своему химическому строению к ДНК. Молекула РНК построена из тех же мономерных звеньев — нуклеотидов, что и ДНК. В природе РНК, как правило, существует в виде одиночной цепочки. У некоторых вирусов РНК является носителем генетической информации. В клетке играет важную роль при передаче информации от ДНК к белку. РНК синтезируется на ДНК-матрице. Процесс этот называется транскрипцией. В ДНК имеются участки, где содержится информация, ответственная за синтез трех видов РНК, различающихся по выполняемым функциям: информационной или матричной РНК (мРНК), рибосомальной (рРНК) и транспортной (тРНК). Все три вида РНК тем или иным способом участвуют в синтезе белка. Однако информация по синтезу белка содержится только в мРНК.

Нуклеоти́ды — основная повторяющаяся единица в молекулах нуклеиновых кислот, продукт химического соединения азотистого основания, пятиуглеродного сахара (пентозы) и одной или нескольких фосфатных групп. Нуклеотиды, представленные в нуклеиновых кислотах, содержат одну фосфатную группу. Они называются по содержащемуся в них азотистому основанию — адениновый (A), содержащий аденин, гуаниновый (G) — гуанин, цитозиновый (C) — цитозин, тиминовый (Т) — тимин, урациловый (U) — урацил. В состав ДНК входят 4 типа нуклеотидов — A, T, G, C, в состав РНК также 4 типа — A, U, G, C. Сахаром в составе всех нуклеотидов ДНК является дезоксирибоза, РНК — рибоза. При образовании нуклеиновых кислот нуклеотиды, связываясь, образуют сахаро-фосфатный остов молекулы, по одну сторону которого находятся основания.

Праймер – котроткая ДНК, используемая для репликации матричной цепи. Каждый из праймеров комплементарен одной из цепей двуцепочечной матрицы, обрамляя начало и конец амплифицируемого участка. 

Литература