ПЦР: сверхчувствительная диагностика инфекций

  • Врачи
  • Статья обновлена: 18 июня 2020

ПЦР позволяет обнаруживать любые ДНК и РНК, даже когда бессильны другие методы. Безусловно, ПЦР — мощный и эффективный диагностический инструмент, позволяющий быстро и точно найти возбудителей очень многих инфекций.

ПЦР — это метод лабораторной диагностики, направленный на выявление возбудителей инфекционных заболеваний. Трёхбуквенный вариант — это аббревиатура названия «полимеразная цепная реакция». Собственно, в этом названии и отражается суть метода, но для того, чтобы разобраться, придётся основательно вспомнить школьный курс биологии.

Но сначала – немного истории. Метод ПЦР был разработан в 1983 году Кэри Мюллисом, за что он был удостоен Нобелевской премии. Изначально метод использовался в основном для научных целей, но затем, разглядев его перспективность и эффективность, метод стали продвигать в практическую медицину.

В литературе очень часто встречается такое образное описание ПЦР: это метод, с помощью которого учёные могут находить иглу в стоге сена и затем строить стог из этих игл. В принципе, очень точное описание. Если продолжать сравнение, то игла – это небольшой участок генетического материала микроорганизма, а стог сена – это организм человека, в котором данный микроорганизм поселился.

Что показывает анализ ПЦР

Анализ позволяет обнаружить присутствие генетического материала инфекционных возбудителей. ПЦР в гинекологии и в урологии широко применяется для выявления скрытых и труднодиагностируемых инфекций. В том числе выполняется ПЦР и на ВИЧ.

Принцип работы

За генетическую информацию в живом организме любого размера отвечает ДНК — двухспиральная дезоксирибонуклеиновая кислота, состоящая из последовательности четырех нуклеотидов, которые принято обозначать буквами А (аденин), Г (гуанин), Т (тимидин) и Ц (цитозин). Одно из основных правил генетики – правило комплементарности, то есть нуклеотиды соседних спиралей ДНК соединяются только в определеном порядке: А с Т, Г с Ц, и никак иначе.

У каждого живого создания (бактерия, вирус, рыба, зверь) – своя ДНК, причём для выявления конкретного организма достаточно иметь лишь небольшой участок этого хранилища генетической информации. Некоторые виды микроорганизмов, например, вирус иммунодефицита человека, хранят генетическую информацию в другой нуклеиновой кислоте – РНК, но и её фрагменты можно находить с помощью ПЦР.

Именно на обнаружении этого небольшого, но уникального для каждого отдельного организма участка и построен принцип ПЦР. Для каждого возбудителя создан свой специфический генетический детектор, эталонный фрагмент ДНК, который по принципу комплементарности точно обнаруживает «свой» фрагмент ДНК и запускает реакцию создания огромного количества его копий.

Один цикл ПЦР длится около трёх минут, количество копий растёт в геометрической прогрессии. Таким образом, за несколько часов количество фрагментов увеличивается в несколько миллиардов раз. Понятно, что теперь определить, какой возбудитель у данной конкретной инфекции, достаточно легко.

Достоинства

Теория – это, безусловно, замечательно, но что мы имеем на выходе? Какую практическую выгоду получает человек, когда отправляется на поиски вредоносных микроорганизмов, вооруженный ПЦР?

  • Безусловно, одно из главных достоинств — это универсальность метода. ПЦР позволяет обнаруживать любые ДНК и РНК, даже когда бессильны другие методы. Оборудование, используемое для ПЦР, стандартно, оно не зависит от того, что именно и где именно мы ищем.
  • Следующий плюс — высокая специфичность. В материале, направленном на исследование, определяется уникальная последовательность нуклеотидов, характерная только для конкретного возбудителя. Таким образом, можно говорить, что специфичность метода достигает 100%. Кроме того, это позволяет одновременно, в одном и том же материале, проводить поиск нескольких возбудителей без какого-либо ущерба для качества ответа.
  • Метод обладает высочайшей чувствительностью – мы уже говорили о том, что возможно найти всего один фрагмент генетического материала возбудителя.
  • Несомненное преимущество метода – оперативность. Постановка реакции занимает несколько часов, таким образом, вся диагностика, от момента сдачи материала на анализ до получения результата, отнимет всего один день.
  • При помощи ПЦР определяют возбудителя , а не реакцию на его внедрение со стороны организма. Таким образом, появилась возможность точно диагностировать заболевание еще в инкубационном периоде, когда нет никаких клинических или лабораторных признаков болезни.

Недостатки

Безусловно, ПЦР не идеальный метод, имеются и свои недостатки. Но они напрямую связаны с его достоинствами и с так называемым «человеческим фактором». ПЦР – очень высокотехнологичный метод, требующий соблюдения строжайших правил оснащения лаборатории. Достаточно сказать, что в помещении должен быть установлен фильтр биологической очистки со степенью 99,9%. Это связано с тем, что в воздухе постоянно присутствует невероятный коктейль из фрагментов ДНК всевозможных живых организмов, и в процессе подготовки к проведению реакции образец может быть загрязнен — возможно «ложное срабатывание».

Оценивать результаты реакции должен практический врач, который лечит конкретного больного. Дело в том, что далеко не всегда положительный ответ теста означает наличие заболевания. Например, человек пролечился от какого-либо заболевания, но погибший и уже не опасный возбудитель будет еще некоторое время «разбираться на запчасти» защитной системой организма. Если в этот момент сделать ПЦР – результат окажется положительным.

Другой вариант – это отрицательный результат ПЦР при наличии даже явной клинической картины. Одна из наиболее возможных причин – материал для исследования был взят «не оттуда». Образец должен брать квалифицированный врач, строго следуя инструкции, которую ему дает лаборатория.

Когда нужно делать?

Когда следует бежать в лабораторию, чтобы проанализировать итоги вашего летнего отпуска? Специалисты советуют делать это в следующих случаях: выделения, зуд, чувство жжения в области половых органов, резко изменившийся запах от половых органов, дискомфорт при мочеиспускании, необычный характер выделений (цвет, количество, консистенция), случайный половой контакт без применения презерватива.

Безусловно, ПЦР — мощный и эффективный диагностический инструмент, позволяющий быстро и точно найти возбудителей очень многих инфекций. Чаще всего его используют для диагностики именно заболеваний, передающихся половым путем. Причём зачастую клиники и лаборатории уже предлагают своеобразные готовые «наборы» ПЦР на ИППП — 5 инфекций, 13 инфекций. В этих случая обычно материалом для исследования является мазок. Например, мазок на хламидии у женщин берут из влагалища, у мужчин — из уретры. Для анализа биоматериалом могут быть и слюна, и кровь, и моча, и выделения половых органов.

В любом случае нельзя ограничиваться только одним методом. Лучше всего комбинировать различные методы исследования – помимо определения самого возбудителя методом ПЦР необходимо оценивать и иммунный ответ организма, который определяется традиционными уже серологическими методами, например, ИФА.

И помните: положительный ответ любого, даже самого современного лабораторного исследования – это повод не для паники, а для визита к врачу.

Источники

  • Ravichandran S., Banerjee U., Dr GD., Kandukuru R., Thakur C., Chakravortty D., Balaji KN., Singh A., Chandra N. VB10, a new blood biomarker for differential diagnosis and recovery monitoring of acute viral and bacterial infections. // EBioMedicine - 2021 - Vol67 - NNULL - p.103352; PMID:33906069
  • Herbosa CM., Bhat TS., Semenov YR., Rosman IS., Musiek AC. Diagnostic concordance of clinical diagnosis, tissue culture, and histopathology testing for skin and soft tissue infections: A single-center retrospective study. // Int J Womens Dermatol - 2020 - Vol6 - N5 - p.395-398; PMID:33898706
  • Pruijn N., Schuncken AC., Kosse NM., Hofstad CJ., Dorrestijn O. Pre- and peroperative diagnosis of Cutibacterium acnes infections in shoulder surgery: A systematic review. // Shoulder Elbow - 2021 - Vol13 - N2 - p.131-148; PMID:33897844
  • Chen J., Zhang R., Liu L., Qi T., Wang Z., Song W., Tang Y., Sun J., Liu D., Lin Y., Xu S., Yang J., Shen Y., Lu H. Clinical usefulness of metagenomic next generation sequencing for the diagnosis of central nervous system infections in people living with HIV. // Int J Infect Dis - 2021 - Vol - NNULL - p.; PMID:33892189
  • Deribssa SJ., Alemayehu T. A Clinical Diagnosis of Wiskott Aldrich Syndrome in an Ethiopian Boy with Recurrent Sinopulmonary Infections: A Case Report. // Ethiop J Health Sci - 2020 - Vol30 - N6 - p.1051-1054; PMID:33883853
  • Thair S., Mewes C., Hinz J., Bergmann I., Büttner B., Sehmisch S., Meissner K., Quintel M., Sweeney TE., Khatri P., Mansur A. Gene Expression-Based Diagnosis of Infections in Critically Ill Patients-Prospective Validation of the SepsisMetaScore in a Longitudinal Severe Trauma Cohort. // Crit Care Med - 2021 - Vol - NNULL - p.; PMID:33883455
  • Woods R., Schonnop R., Henschke S., Ellis B. Just the facts: Diagnosis and treatment of urinary tract infections in older adults. // CJEM - 2021 - Vol - NNULL - p.; PMID:33881765
  • Saukko PM., Rousham EK. Diagnosis Between Chaos and Control: Affect and Hospital Clinicians' and Older Adult Patients' Narratives of Urinary Tract Infections. // Front Sociol - 2020 - Vol5 - NNULL - p.57; PMID:33869463
  • Huang S., Li J., Zhang Y., Li Z., Evans JD., Rose R., Gilligan TM., LeBrun A., He N., Zheng T., Zhang T., Hamilton M., Chen YP. A novel method for the detection and diagnosis of virus infections in honey bees. // J Virol Methods - 2021 - Vol293 - NNULL - p.114163; PMID:33864854
  • Giannella M., Pankey GA., Pascale R., Miller VM., Miller LE., Seitz T. Antimicrobial and Resource Utilization with T2 Magnetic Resonance for Rapid Diagnosis of Bloodstream Infections: Systematic Review with Meta-analysis of Controlled Studies. // Expert Rev Med Devices - 2021 - Vol - NNULL - p.; PMID:33863237
Похожие статьи

Подпишитесь на наши новости, чтобы получать их первыми