Полимеразная цепная реакция и ее применение в медицине

ПЦР была изобретена в США. Автор этого открытия Кери Муллис получил в 1993 году Нобелевскую премию в области химии. Учёным давно был необходим метод, позволяющий получить неограниченное число копий исходной ДНК или РНК. ПЦР в течение нескольких лет использовалась как экспериментальный метод. Широкое внедрение ПЦР в клиническую практику началось в конце 80-х - начале 90-х годов.

Каким образом проводится анализ ПЦР?

В основе метода - увеличение количества определённых последовательностей искомой ДНК, характерной для того или иного возбудителя инфекции. Наборы ПЦР реактивов, характерных для определённого возбудителя, загружаются в специальный аппарат. Туда же добавляют образцы, полученные от больного. Возможно проводить анализ с любыми образцами – такими, как кровь, слюна, мазок. ПЦР отличается низкими требованиями к чистоте образцов. Можно исследовать даже кал.

На ПЦР аппарате запускается циклический процесс нагревания и охлаждения смеси реактивов и образцов. В ходе циклов, если в смеси находится последовательность ДНК, характерная для какого-либо инфекционного агента, происходит многократное увеличение копий ДНК или РНК возбудителя.

Когда количество копий ДНК или РНК возбудителя достигает количества, достаточного для обнаружения, можно провести качественный или количественный анализ. Наличие искомой ДНК свидетельствует о положительном результате - обнаружена последовательность нуклеотидов, характерная для возбудителя инфекции или для наследственной патологии.

Количественный ПЦР анализ позволяет определить, как много вирусов содержится в образцах. Таким образом, определяется тяжесть вирусной инфекции, называемая вирусной нагрузкой.

В тех случаях, если ПЦР отрицательный - можно с уверенностью сказать, что искомой патологии у человека нет.

Лаборатория ПЦР диагностики представляет собой сложный комплекс оборудования и реактивов. По этой причине анализ достаточно дорог.

Так как метод определяет последовательности ДНК, ПЦР широко используется и для других целей: в криминалистике, для установления факта отцовства, в молекулярной биологии и химии для проведения экспериментов.

Почему ПЦР - лучший из доступных сегодня методов диагностики

Плюсы ПЦР диагностики:

1. Широта диагностических возможностей - с помощью ПЦР можно определять все виды вирусных, бактериальных и грибковых инфекций.

2. Доступность - сегодня ПЦР проводится в любой частной или государственной клинике.

3. ПЦР может использовать для анализа любые образцы тканей или биологических жидкостей.

4. ПЦР - очень точный метод. Другой метод, применяющийся для диагностики инфекции, называемый иммуноферментный анализ или ИФА, в 30-40% случаев, по данным различных исследований, не обнаруживает возбудителя.

5. ПЦР определяет самого возбудителя, в отличие от серологических методов. (Серологические методы основаны на определении антигенов или антител к возбудителю в сыворотке крови. Для этого инфекция должна какое-то время существовать в организме больного. Например, первые месяцы после заражения ВИЧ, серологические методы не дают положительных результатов, несмотря на то, что болезнь уже началась. Этот период называют серонегативным окном. ПЦР лишена этого недостатка).

6. ПЦР - высокоспецифичный метод. У него нет таких недостатков, как ложно-положительные или ложно-отрицательные результаты. Ошибки метода полимеразной цепной реакции скорее зависят от человеческого фактора.

Как выглядят результаты ПЦР

Результаты ПЦР анализа на инфекции обычно выглядят как таблица. В первой колонке идут виды возбудителей, определённых в ходе анализа. Во второй результаты. Например:

В списке может быть много инфекций. В скобках указывается, что анализ был проведён с помощью полимеразной цепной реакции. Таблица упрощена, так как одних микоплазм существует несколько разных видов.

В спорных случаях, возникающих при положительных результатах на такие страшные диагнозы, как ВИЧ, полученные другими методами, ПЦР выступает в роли решающего метода, подтверждающего или исключающего диагноз.