Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – это метод молекулярно-генетической диагностики, позволяющий обнаружить в организме человека различные инфекционные заболевания.
Положительный анализ на инфекцию: ПЦР или ИФА
Метод ПЦР в настоящее время расширяет круг возможностей проводимых исследований: введение мутаций, сращивание фрагментов ДНК, и получил широкое распространение в медицине, к примеру, для установления отцовства, появление новых генов и прочее. Материал для исследования и правила его забора Материалом для ПЦР-исследования, в котором можно выявить чужеродную ДНК бактерии или ДНК или РНК вируса могут служить различные биологические среды и жидкости человека: слизи, моче, крови, мокроте, соскобе эпителиальных клеток, тканях плаценты, крови, соке простаты, околоплодные воды, плевральная жидкость. При обследовании на инфекции, передающиеся половым путем ИППП , у мужчин и женщин забираются выделения из половых органов, мазок или соскоб из шейки матки, мазок или соскоб из уретры мочеиспускательного канала , моча. Нередко для обследования на поражение нервной системы при ряде исследований забирается спинномозговая жидкость. В пульмонологии материалом служит мокрота, плевральная жидкость. При обследовании на внутриутробные инфекции — околоплодные воды, ткани плаценты.
Подготовка к сдаче материала и проведению ПЦР-диагностики Практически все пациенты, которым проводится ПЦР-диагностика, вправе рассчитывать на достоверный, точный и быстрый результат, зависящий в большой степени от возможности лаборатории, профессионализма врача-лаборанта. Вместе с тем, многие не задумываются, что эта самая достоверность во многом зависит и от нас самих, а именно от рекомендаций лечащего доктора, образа жизни и правильности забора материала. При заборе материала требуются условия, исключающие контаминацию загрязнение материала и, соответственно, ставящие под сомнение объективность анализа. Правильная подготовка к сдаче материала не представляет особых сложностей. Существуют следующие рекомендации врачей для пациентов: 1 не жить половой жизнью за сутки до сдачи материала; 2 кровь для исследования сдается утром натощак не есть, не пить ; 3 при сдаче мочи собирается первая утренняя порция в чистый стерильный контейнер.
Сроки готовности ПЦР-анализа Окончательный результат готов через 1,5-2х суток после сдачи материала. В некоторых случаях результат готов в первый же день.
Цитозин Citosine C Урацил Uracil U Нуклеотиды располагаются друг за другом в строгой индивидуальной последовательности, образуя гены.
Один ген может состоять из 20-200 таких нуклеотидов. Например, наш ген, определяющий выработку инсулина, состоит из 60 пар нуклеотидов. Но всё дело в том, что половинки не могут соединяться, как попало, а только особыми "комплементарными" парами.
Комплементарность — это точное взаимное соответствие и взаимное дополнение. Если хотите - единство противоположностей! Нуклеотиды обладают свойством комплементарности, то есть сцепляться друг с другом могут только нуклеотиды, входящие в одну комплементарную пару.
Никакие другие связи в природе не возможны. Это весьма напоминает поведение магнитов, когда южный полюс легко сцепляется с северным, а попытки соединить юг с югом и север с севером обречены на провал… Здесь тоже самое, только полюсов не два, а четыре попробуйте это себе представить. Свойство комплементарности - ключевое в методе ПЦР.
Комплементарными являются пары Тимин - Аденин и Гуанин — Цитозин. Практически это означает, что напротив аденина A в одной цепочке ДНК, в другой цепочке обязательно стоит тимин T , а напротив гуанина G — цитозин C. Схематически всё это выглядит следующим образом: Кроме ДНК, точно такую же структуру имеет РНК рибонуклеиновая кислота , отличающаяся от ДНК тем, что вместо тимина в ней используется урацил и комплементарная пара имеет вид A — U.
РНК — является хранителем генетической информации у некоторых вирусов, которые называются ретровирусами. Наиболее известный и активно изучаемый представитель этого поганого семейства — ВИЧ. Не смотря на то, что размеры клетки исчисляются микронами, из-за очень специфической плотной упаковки спирали, ядро клетки свободно вмещает десятки хромосом.
Итак, пора переходить к решению задачи. Рассматривая поставленную выше задачу, мы уже увидели две основных проблемы на пути к её решению. Понятно, что с одной стороны, выискивать клетку возбудителя инфекции среди миллионов клеток крови — занятие достаточно бесперспективное, если не сказать бестолковое, а с другой стороны, выделять ДНК из клеток " в рукопашную" — тоже не вариант, из-за опасности порвать на кусочки, всё что мы с таким трудом отыскали… Поэтому, нам очень помог бы какой-нибудь метод, позволяющий активно размножать ДНК, но делающий это только с определёнными, "избранными" экземплярами.
Это позволит увеличивать концентрацию интересующей культуры до уровней, безошибочно определяемых и не требующих длительного поиска. Вот этим чудо-методом и стал метод полимеразной цепной реакции ПЦР. Эта реакция носит название репликации ДНК.
Так это звучит сухим академическим языком. Но мы задались целью, объяснить Вам всё, буквально, "на пальцах", а потому продолжим свой рассказ о том, как всё происходит.
Чтобы полимераза могла сесть на одиночную цепь ДНК и начать свое дело, ей нужна затравка - это уже готовый маленький кусочек второй цепи, сидящий на первой. Его еще называют праймер. В клетках его делает специальный фермент праймаза, да и вообще там на самом деле жесть все как сложно, но об этом в другой раз. Адская схема репликации.
Все, что надо понять - была одна двойная спираль, а стали две, и помогли им в этом, помимо все прочего, праймеры и полимераза. Так или иначе, в итоге вся ДНК в клетке удваивается, и вот теперь клетка может спокойно делиться. Прочитали до сюда? Вот теперь можем переходить непосредственно к ПЦР. Ученые уже десятилетия изучают свойства ДНК. Выделяют из живых организмов, синтезируют искусственно...
Потому что когда его мало, то труднее ставить эксперименты - проще запороть, загрязнить чем-то чужеродным и т. И тогда в далеком 1983м один любящий галлюциногены ученый Кэри Муллис решил использовать для этого то, что давно уже придумала природа - репликацию, только искусственную, в пробирке. Нобелевку по химии за это получил, кстати... За основу взяли все основное, что есть в "натуральной" репликации - собственно ДНК, полимеразу, свободные буквы-нуклеотиды, чтобы ей было что вставлять в новую цепь, и праймеры - затравку, которая покажет полимеразе, откуда ей начать свое грязное дело. Путем долгих манипуляций и экспериментов выяснилось, что оптимальнее всего смешать все это и поставить на определенный температурный режим, где каждый этап реакции будет происходить на своей заданной температуре. Этапа всего три: 1 Денатурация.
При 95 градусах двойная спираль ДНК распадается на две нити разрушаются те самые слабые водородные связи между комплементарными нуклеотидами. При 40-60 градусах в зависимости от ряда факторов маленькие затравки находят комплементарный участок на одиночной цепи и садятся на него. При 72 градусах полимераза садится на затравку и начинает достраивать новую цепь, пользуясь старой как шаблоном. Откуда именно 72 градуса - очень интересная история о пользе фундаментальной науки, как-нибудь в другой раз.
Уже через 30 - 40 секунд связи нуклеотидов разрываются и вместо двойной цепи получаются две одиночные.
Надо заметить, что если после этого, снова, просто понизить температуру, то разделившиеся половинки достаточно быстро находят друг друга и всё возвращается, практически, к исходному состоянию. Следовательно, нам надо не дать соединиться половинкам интересующей нас ДНК. Как этому помешать? Тогда, место на половинке-основании окажется занято, при попытке присоединения, свойство комплементарности окажется нарушено, и вторая половинка не сможет прицепиться на своё "законное" место. Это "что-то" названное праймером, синтезируется в научной или промышленной лаборатории и представляет собой цепочку синтетических нуклеотидов олигонуклеотидов , расположенных в таком же порядке, как и у того вируса бактерии и так далее , на который делается анализ.
Например, если делают анализ на хламидии, то праймер соответствует специфическому участку гена, кодирующего главный белок наружной мембраны МОМР Chlamydia trachomatis. Итак, вторая стадия - присоединение праймеров к ДНК также называется отжигом длится от 20 до 60 секунд. Температура отжига равна 50 - 65 градусам для каждого вида возбудителей, то есть для каждого праймера, она своя. На этом этапе мы уже разделили ДНК на две половинки и не даём им соединиться. Теперь самое время достроить каждую половинку до полноценной ДНК.
Но температура, при которой это должно произойти, очень высока, по меркам молекулярной биологии — более 70 градусов выше температуры отжига. Проблема была решена благодаря открытию уникального фермента taq-ДНК-полимеразы, содержащегося у бактерий, обитающих в гейзерах. Особенность этого фермента заключается в его исключительной термостойкости период полужизни при 95 градусах составляет 40 минут и высокой рабочей температуре — оптимум работы 72градуса. В клетках, фермент ДНК-полимеразы отвечает за копирование и "ремонт" ДНК и способен удлинять короткие нуклеотидные цепочки праймеров, последовательно присоединяя к одному из концов праймера дополнительные нуклеотиды, таким образом, достраивая цепь до конца. Так ДНК копирует саму себя.
Третий этап - достраивание цепей ДНК. Комплементарное достраивание цепей ДНК происходит от конца к концу цепи в противоположных направлениях, начиная с участков присоединения праймеров. Материалом для синтеза новых цепей ДНК служат добавляемые в раствор "кирпичики" - все те же производные аденина, гуанина, цитозина и тимина. Процесс синтеза катализируется ферментом термостабильной ДНК-полимеразой Taq-полимеразой и проходит при температуре 70 - 72 градуса. Время протекания синтеза зависит от длины достраиваемого фрагмента и обычно принимается равным одной минуте на каждую тысячу пар оснований.
Теперь мы имеем две двойные цепочки ДНК вместо одной, исходной. Ну а дальше процесс повторяется. Опять температура повышается до 93 - 95 градусов, цепочки разъединяются...
ПЦР диагностика: что это такое
medium ПЦР (Полимеразная цепная реакция) Если попытаться описать ПЦР-диагностику в трёх словах, то это, совершенно определённо, будут слова ТОЧНО, НАДЁЖНО, БЫСТРО. medium ПЦР (Полимеразная цепная реакция) Если попытаться описать ПЦР-диагностику в трёх словах, то это, совершенно определённо, будут слова ТОЧНО, НАДЁЖНО, БЫСТРО. Аббревиатура ПЦР расшифровывается как полимеразная цепная реакция. Что такое ПЦР, как работает метод ПЦР в диагностике, преимущества методики, показания, подготовка к проведению ПЦР-анализа, как проводится ПЦР-анализ, что показывают результата теста.
Всегда ли положительный тест на COVID-19 означает, что пациент заразен?
| Ложноположительный ПЦР: Почему так бывает? | medium ПЦР (Полимеразная цепная реакция) Если попытаться описать ПЦР-диагностику в трёх словах, то это, совершенно определённо, будут слова ТОЧНО, НАДЁЖНО, БЫСТРО. |
| ПЦР на гепатит C: расшифровка количественного и качественного анализа, норма | это крайне чувствительная вещь, то он не отличает живой вирус от мертвого. |
| Анализ ПЦР 12 инфекций | Положительный результат такого теста требует обязательной проверки методом ПЦР (полимеразной цепной реакции). |
| Ложноположительный ПЦР: Почему так бывает? | диагностика гепатитов. |
| Диагностика коронавируса COVID-19 | Положительный результат ПЦР теста означает, что пациент в настоящее время инфицирован определенным патогеном. |
Различие тестов на коронавирус
Муллис в 1993 году. Помимо медицины метод нашёл применение в генетике, криминалистике, археологии. Универсальность метода позволяет применять его для диагностики большинства патологий вирусной, бактериальной, грибковой природы, а также вызываемых гельминтами и простейшими. Например, метод ПЦР активно используется для выявления таких болезней инфекционной природы, как ВИЧ, гепатиты всех видов, уреаплазмоз, хламидиоз, микоплазмоз, кандидоз, мононуклеоз, трихомониаз, герпетические инфекции, сальмонеллёз, туберкулёз и многие другие. Читайте материалы по теме:.
При получении окончательного результата «обнаружено» заболевшему предписывается соблюдать режим самоизоляции и обратиться к врачу. К сожалению, ПЦР-диагностика иногда может давать ошибочные результаты. Причины ложноотрицательных результатов человек болен COVID-19, а результат теста отрицательный : количество вируса в образце меньше порога чувствительности тест-системы из-за некорректной подготовки пациента к исследованию или из-за небольшого количества вируса в организме низкая вирусная нагрузка , например, при бессимптомном течении или в период выздоровления; некорректное взятие мазка — например, только из зева или только из носа, погрешности в технике забора материала; нарушение рекомендованного срока хранения взятого образца; ненадежная система идентификации образцов, что ведет к получению чужого результата. Исследование на антитела к коронавирусу Антитела, или иммуноглобулины — специальные белки, которые вырабатывает иммунная система человека в ответ на попадание в организм любого инфекционного агента, в том числе SARS-CoV-2. Они могут сохраняться в организме человека до 2-3 месяцев. Поэтому их обнаружение говорит о текущей или недавно перенесенной инфекции.
Длительность их сохранения в организме на сегодняшний день точно неизвестна. Тестирование на антитела к вирусу SARS-Cov-2 рекомендуется использовать в следующих случаях: в качестве дополнительного метода диагностики острой инфекции не ранее 7-го дня болезни для IgM, не ранее 10-14-го дня болезни для IgG или при невозможности по какой-либо причине исследования мазков; для выявления лиц с бессимптомной формой инфекции; для установления факта перенесенной ранее инфекции при обследовании групп риска и проведении массового обследования населения для оценки уровня популяционного иммунитета; для отбора потенциальных доноров иммунокомпетентной антиковидной плазмы. Донорами антиковидной плазмы могут стать лица в возрасте от 18 до 55 лет, с отсутствием противопоказаний к донорству ряд хронических заболеваний, беременность , которые болели коронавирусной инфекцией и выздоровели, при условии, что с начала болезни прошло не менее 5 недель. Решение о том, может ли человек стать донором антиковидной плазмы, принимает врач.
Но для каждого микроорганизма реактив нужен свой, так что универсальных тестов ПЦР на все инфекции сразу не бывает. Подготовка к анализу зависит от того, какой биологический материал вы сдаете. Если кровь, то особо готовиться не надо.
Для других материалов есть несложные правила — если их соблюдать, анализ будет точнее. Если вам назначили качественный ПЦР-анализ, имеет смысл сдавать его или в государственной лаборатории если обследование положено по ОМС , или в частной, где окажутся подходящие цены.
Самым распространенным на сегодня является тест в реальном времени, с помощью которого можно определить исходное количество копий ДНК РНК. ПЦР с вложенной парой праймеров гнездовая проводится в две стадии для снижения вероятности амплификации неспецифичных участков ДНК. Инвертированная ПЦР используется в случае, когда нужно выяснить природу неизвестных участков ДНК, окружающих известный. Это только часть методов ПЦР, количество которых постоянно пополняется новыми технологичными вариантами.
Для проведения анализа биоматериала с помощью ПЦР необходимо обеспечить его правильное взятие. При взятии мазка из носоглотки или ротоглотки образец биоматериала собирают путем введения длинного зонда-тампона в ноздрю или в заднюю часть горла. Во время анализа крови медицинский работник возьмет образец из вены на руке с помощью небольшой иглы. Количественный ПЦР в реальном времени позволяет также оценить инфекционную нагрузку, а также определить момент, когда условно-патогенные микроорганизмы стали патогенными в результате неконтролируемого роста. Список источников Mousa G. Ghannam; Matthew Varacallo.
Biochemistry, Polymerase Chain Reaction. StatPearls Publishing, 2021.
Ученый раскрыл правду о тестах на коронавирус: почему бывают ошибки
— Ложноположительный результат — это когда пациент не инфицирован коронавирусом, но лаборатория выдала положительный результат теста на SARS-CoV-2 методом ПЦР. Выводы. Полимеразная цепная реакция (ПЦР, PCR), открытая американцем Кэрри Муллисом в 1983 году, и метод детекции ДНК, разработанный на ее основе, принесли ученому Нобелевскую премию по химии 1993 года. — Ложноположительный результат — это когда пациент не инфицирован коронавирусом, но лаборатория выдала положительный результат теста на SARS-CoV-2 методом ПЦР.
ПЦР: метод, который слишком хорош
это метод исследования, позволяющий добиться высокой точности анализа. Что такое ПЦР, как работает метод ПЦР в диагностике, преимущества методики, показания, подготовка к проведению ПЦР-анализа, как проводится ПЦР-анализ, что показывают результата теста. ПЦР (полимеразная цепная реакция) на гепатит С — определяет причину появления РНК вируса в организме человека.
Сколько стоит сдать ПЦР-анализ
Но спустя месяц откровенно заявляю: это больше не смешно и невозможно» По ее словам, симптомы давно прошли — еще в августе, лечение закончилось тогда же. Людмила говорит, что не смогла получить ответа от врача ни на вопрос о том, почему так происходит, ни на вопрос, как долго она будет считаться ковид-положительной. Такая же ситуация у другого пациента — Ивана. Симптомы болезни прошли в течение недели, после этого он сдал повторный тест, но тест показал, что он всё еще заразен. В окружении уже все выздоровели, однако он до сих пор не может вернуться к работе — тесты продолжают давать положительный результат.
Врачи говорят, что к такому развитию событий может привести сочетание множества факторов, в том числе может говорить о проблемах с иммунитетом в целом. Мы можем каким-то образом облегчить симптомы заболевания коронавирусом, но выздоровление идет за счет сил самой иммунной системы человека, — считает иммунолог Владимир Болибок.
Полимеразная цепная реакция ПЦР, PCR — это точный метод лабораторной диагностики, который используют для выявления возбудителей инфекционных заболеваний. В 1983 году его открыл американский ученый Кэри Мюллис, за что впоследствии и получил Нобелевскую премию.
Изначально метод использовался в основном для научных целей, но затем, разглядев перспективность и эффективность, его стали продвигать в практическую медицину. Что представляет собой ПЦР Анализ абсолютно специфичен. При правильном выполнении он не может дать ложноположительный результат, поэтому его используют для диагностики инфекционных и наследственных заболеваний, для установления отцовства, клонирования генов, введения мутаций, выделения новых генов. В основу положена возможность значительно увеличивать малые концентрации определенных фрагментов ДНК.
Для исследования потребуется небольшое количество биоматериала, например крови, слюны или мазок из половых органов. Анализ проводят в искусственных условиях in vitro. ДНК содержит генетическую информацию любого живого организма. Молекула состоит из двух цепочек, сплетающихся в единую спираль.
Их последовательность уникальна для каждого организма, как отпечаток пальца или скан сетчатки глаза. Поскольку для каждого возбудителя зарегистрированы типичные укороченные последовательности нуклеотидов, то они хранятся в лабораториях в виде праймеров.
Далее к нему добавляются специфические ферменты, которые связываются с ДНК или РНК патогена, и происходит синтез ее копии.
Это копирование идет в несколько этапов по типу «цепной реакции», и в конечном итоге из одной копии генетического материала могут образоваться сотни и тысячи копий. Затем идет анализ и сравнение результата с имеющейся базой данных о строении различных возбудителей. Посредством ПЦР можно не только выявить тип возбудителя, но и выдать количественный результат анализа, то есть как много возбудителей в организме человека.
Метод ПЦР в настоящее время расширяет круг возможностей проводимых исследований: введение мутаций, сращивание фрагментов ДНК, и получил широкое распространение в медицине, к примеру, для установления отцовства, появление новых генов и прочее. Материал для исследования и правила его забора Материалом для ПЦР-исследования, в котором можно выявить чужеродную ДНК бактерии или ДНК или РНК вируса могут служить различные биологические среды и жидкости человека: слизи, моче, крови, мокроте, соскобе эпителиальных клеток, тканях плаценты, крови, соке простаты, околоплодные воды, плевральная жидкость. При обследовании на инфекции, передающиеся половым путем ИППП , у мужчин и женщин забираются выделения из половых органов, мазок или соскоб из шейки матки, мазок или соскоб из уретры мочеиспускательного канала , моча.
Нередко для обследования на поражение нервной системы при ряде исследований забирается спинномозговая жидкость. В пульмонологии материалом служит мокрота, плевральная жидкость. При обследовании на внутриутробные инфекции — околоплодные воды, ткани плаценты.
Подготовка к сдаче материала и проведению ПЦР-диагностики Практически все пациенты, которым проводится ПЦР-диагностика, вправе рассчитывать на достоверный, точный и быстрый результат, зависящий в большой степени от возможности лаборатории, профессионализма врача-лаборанта. Вместе с тем, многие не задумываются, что эта самая достоверность во многом зависит и от нас самих, а именно от рекомендаций лечащего доктора, образа жизни и правильности забора материала. При заборе материала требуются условия, исключающие контаминацию загрязнение материала и, соответственно, ставящие под сомнение объективность анализа.
Дополнительным методом диагностики является иммуноферментный анализ, позволяющий определить наличие в крови антител, вырабатываемых иммунитетом к конкретному возбудителю. Если результаты ПЦР-диагностики положительные, это говорит о том, что человек на данный момент болен и является носителем инфекции, распространяя ее на окружающих. Самочувствие пациента. Если анализ теста на коронавирус положительный, но самочувствие пациента нормальное, он все равно является носителем COVID-19.
Поэтому чтобы инфекция не распространялась, человек должен строго соблюдать правила двухнедельной самоизоляции. В этом случае прекращаются все контакты с посторонними людьми. В случае сочетания положительного теста с выраженными симптомами коронавируса мучительный кашель, высокая температура, потеря вкуса и обоняния , пациент может нуждаться в госпитализации. В некоторых случаях инфекция, попавшая в организм, вызывает тяжелые осложнения: вирусную пневмонию, сердечную и легочную недостаточность, расстройства в работе печени, почек, головного мозга.
В таких ситуациях больной нуждается в постоянном медицинском наблюдении и специальном лечении, которое возможно осуществить только в условиях стационара. В любом случае, если человек получил положительный тест на COVID-19, что предпринимать дальше самостоятельно он не решает. Скрыть результаты тестирования тоже не представляется возможным, так как оно проводится в лабораторных учреждениях, контролируемых Министерством Здравоохранения и Роспотребнадзором. В эти организации сразу же отправляются сведения о новых выявленных больных коронавирусом.
На дом к больному выезжает бригада медицинских работников, которые, после обследования, изучения клинической картины и оценки общего состояния больного определяют дальнейший алгоритм действий. Положительный результат без наличия симптомов Отсутствие симптомов при положительном результате на COVID-19 — распространенная ситуация.