В большинстве случаев пациентам приходится сталкиваться с такой ситуацией, когда для обследования или определения заболевания требуется ПЦР диагностика. Важно понимать, что она собой представляет и для чего необходима.
Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) – это такое исследование, которое помогает определить многие заболевания на начальных этапах развития. Суть его заключается в нахождении ДНК или РНК присутствующего в организме патогена. ПЦР позволяет определить возбудитель в тех случаях, когда другие виды исследования неэффективны.
Почему ПЦР-диагностика так популярна?
Популярность данного метода состоит в простоте и широте использования. Он применяется клиницистами для диагностики различных заболеваний. Позволяет быстро проводить сложные количественные и геномные исследования.
Одним из наиболее важных медицинских применений классического метода ПЦР является обнаружение микроорганизмов, которые способны вызывать патологические состояния.
Суть анализа ПЦР
ПЦР диагностика (что это такое, объясняется молекулярной биологией) является методом молекулярного клонирования, используемого для анализа короткой последовательности ДНК, которая присутствует в минимальных количествах в образцах, содержащих какой-либо генетический материал. Этот метод часто называют «копировальным аппаратом ДНК».
ПЦР диагностика осуществляется in vitro (вне тела) в лаборатории и основана на естественном процессе удвоения ДНК перед её делением. Кроме возможности обнаружить вирус, бактерию или другие микроорганизмы в образце, ПЦР позволяет идентифицировать их количество.
При таких заболеваниях, как заражение вирусом гепатита С или вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), вирусная нагрузка является хорошим показателем того, на каком этапе находится заболевание и насколько эффективной является терапия.
Вооруженные этой информацией, врачи могут определить, когда следует начинать лечение, а также контролировать сам процесс. Это позволяет составить индивидуальный подход для каждого пациента.
ПЦР диагностика включает три этапа, в каждом из которых количество ДНК-мишени увеличивается в разы. В результате такой реакции получается более одного миллиарда копий исходной или «целевой» ДНК, что и позволяет оценить присутствие вируса в организме. Это и является основным свойством метода ПЦР.
Преимущества и недостатки метода
ПЦР диагностика (что это такое, рассказано выше) была подробно описана Кери Муллисом в 1983 году. С тех пор метод пользуется огромной популярностью в лабораторной практике.
Основными преимуществами такого вида исследования является:
- универсальность;
- быстрота результатов;
- высокая вероятность получения достоверных результатов;
- специфичность;
- многообразие заболеваний, которые можно определить.
Универсальность метода ПЦР состоит в возможности использования любых физиологических материалов человека. Даже одного волоса достаточно для анализа.
Процесс обработки данных, благодаря автоматизации, может занять несколько часов. Специфичность состоит в выделении определённого ДНК-фрагмента, характерного для конкретного возбудителя. С помощью ПЦР-анализа могут быть диагностированы многие заболевания, как в стадии обострения, так и в стадии скрытого течения.
Но, несмотря на огромное количество достоинств, метод диагностики ПЦР имеет и недостатки:
- вероятность ложноположительных результатов;
- высокая чувствительность;
- изменчивость микроорганизмов.
Основной недостаток метода состоит в неспособности ПЦР отличить живые микроорганизмы от погибших. Как правило, это относится к ситуации, когда следует оценить успешность проводимого лечения. В этом случае, если болезнь пролечили, то мёртвые клетки ещё некоторое время находятся в организме человека и для полного его обновления необходимо некоторое время от 4 до 6 недель.
Высокая чувствительность является преимуществом и в то же время недостатком. Некоторые микроорганизмы в малом количестве присутствуют в организме. Поэтому в этом случае этот метод диагностики не является информативным, и рекомендуется применять другие типы исследования.
Любые микроорганизмы способны мутировать. И даже несмотря на то, что в процессе амплификации используется специфичный фрагмент, который наименее подвержен изменениям, он все равно может приобретать мутации и становиться невидимым для тест-системы. Такая ситуация объясняет тот факт, что различные системы лабораторных анализов могут показывать абсолютно разные результаты.
В каких сферах используется метод
Исследование ПЦР может применяться в клинической практике для идентификации различных заболеваний. Широко используется в гинекологии, урологии, гастроэнтерологии, онкологии и др. Кроме того, он эффективно применяется в криминалистике для установления личности и при установлении отцовства.
Данный тип исследования используется на этапе планирования и во время беременности. Анализ на TORCH-инфекции проводится для того, чтобы выявить присутствие инфекции в организме женщины. Заболевания, вызванные одной из инфекций, могут протекать в легкой форме для женщины, но вызывать серьёзные врождённые дефекты плода, вплоть до его гибели.
Также метод ПЦР диагностики помогает определить генетическую предрасположенность человека к развитию определённых заболеваний в будущем.
Какие инфекции выявляет диагностика методом ПЦР
Метод ПЦР помогает выявить вирусы, бактерии и грибки.
Наиболее распространённые болезни, которые можно диагностировать с его помощью:
- инфекционные неврологические заболевания (менингит, миелит);
- злокачественные процессы (лейкемия, лимфома);
- вирусные заболевания (ВИЧ, вирус папилломы человека, цитомегаловирус, энтеровирус, вирусные гепатиты, краснуха, аденовирусы и др.);
- бактериальные инфекции;
- заболевания, передающиеся половым путём (уреплазмоз, хламидиоз, трихомониаз);
- заболевания, вызванные грибками (кандидоз, микоплазмоз);
- герпес;
- болезнь Филатова;
- туберкулёз, пневмония, дифтерия как вирусного, так и бактериального происхождения;
- болезни желудка, спровоцированные хеликобактерной инфекцией и другие.
Какие биологические материалы исследуются
Учитывая заболевание, симптомы и цели исследования ПЦР-диагностика может использовать любую жидкость физиологического характера или частичку ткани.
Это может быть:
- кровь;
- слюна;
- мокрота;
- моча;
- испражнения;
- мазок из ротоглотки;
- кусочек поражённой ткани;
- синовиальная жидкость;
- соскоб из влагалища у женщин или из уретры у мужчин;
- эякулят;
- волосы и другие.
При заболеваниях мочеполовой системы берётся моча, мазок из влагалища у женщин или из уретры у мужчин. Венозная кровь сдаётся для диагностики таких заболеваний, как ВИЧ, гепатиты различных типов, TORCH-инфекции.
Для того, чтобы исключить или подтвердить онкологию, во время хирургических вмешательств изымаются кусочки ткани на биопсию.
Как подготовиться к анализу
Особенности подготовки к исследованию зависят от биоматериала, который сдаётся. Также следует помнить о том, что необходимо исключить приём антибиотиков и других медикаментозных средств. Для контроля эффективности лечения следует выдержать интервал после приёма препаратов не менее 4 недель.
Кровь сдаётся с утра натощак. Моча и кал должны быть помещены в предназначенный для этого, абсолютно стерильный контейнер. При этом, перед сбором мочи необходимо провести гигиену внешних половых органов.
Если сдаётся мазок, необходимо:
- не мочиться в течение 3-х часов;
- не рекомендуется подмываться и спринцеваться накануне (для женщин);
- за сутки прекратить половую жизнь;
- женщинам мазок следует сдавать в середине цикла.
Этапы ПЦР-исследования
Перед началом ПЦР, ДНК должна быть выделена из образца. Выделение ДНК представляет собой многоступенчатый процесс, который может быть выполнен вручную или инструментально.
После подготовки образца начинается трехступенчатый процесс ПЦР:
- разделение целевой ДНК (денатурация);
- амплификация (размножение) ДНК-фрагментов;
- детекция (выявление) амплифицированных фрагментов ДНК.
Первый этап ПЦР имеет название денатурация. Суть его состоит в том, что пробирку с ДНК образцами нагревают до высоких температур (приблизительно 90 градусов). Из-за высоких температур разрушаются слабые связи между нуклеотидами, образующими код молекул. В результате этого происходит разделение двухцепочечной ДНК или РНК на две отдельные нити.
Для «чистоты» исследования в исследуемый биоматериал добавляется специальный раствор, который растворяет органические вещества. Продолжительность данного этапа зависит от вида исследуемого материала и возбудителя инфекции.
ПЦР диагностика (что это такое, описано выше) на втором этапе осуществляет размножение ДНК-фрагментов на основе самой ДНК инфекции. ПЦР не копирует всю нуклеиновую кислоту в образце. Он копирует только особую последовательность генетического кода, короткий фрагмент (праймер).
На втором этапе пробирка охлаждается. Весь процесс ПЦР автоматизируется с помощью машины, называемой термостатом или амплификатором, и может быть завершен в течение нескольких часов. Машина ПЦР запрограммирована на изменение температуры реакционной смеси каждые несколько минут. Это происходит для того, чтобы короткие фрагменты смогли связаться с одноцепочечной матрицей.
Амплификация происходит в 30-40 циклов. В этот период врач-лаборант копирует ДНК-фрагмент и увеличивает его количество методом цепной реакции. Таким образом, с каждым циклом, количество копий возрастает до нескольких миллионов или даже миллиардов.
В третьей фазе исследования происходит выявление присутствия ДНК вирусов и бактерий. Это осуществляется путём распределения полученной смеси и добавления в неё специального раствора. Эта жидкость позволяет фрагментам ДНК приобретать определённую окраску под действием ультрафиолетовых лучей. Это и является индикатором того, что патогенные микробы присутствуют в организме человека.
ПЦР во время беременности
ПЦР диагностика (что это такое, описано выше) впервые может назначаться при беременности, так как является обязательной процедурой. Этот метод помогает выявить скрытые инфекции и угрозу развития пороков у плода.
Для проведения анализа используют:
- мазок из влагалища;
- венозную кровь;
- мочу;
- околоплодные воды и ткань плаценты;
- спинномозговую или суставную жидкость.
Существуют заболевания инфекционного характера, которые могут негативно влиять на развитие плода, вызывая пороки, стать причиной преждевременных родов и выкидышей. Они особенно опасны в первом триместре беременности и, в большинстве случаев, являются медицинским показанием для прерывания беременности. Эти инфекции имеют общее название TORCH-комплекса.
Анализ ПЦР помогает установить наличие или отсутствие инфекции в организме беременной женщины. Зачастую проводится на этапе планирования беременности или в первом триместре. В случае положительного результата, требуется повторное проведение исследования. И только после подтверждения результатов, назначается соответствующее лечение.
ПЦР для диагностики ВИЧ
Метод ПЦР для диагностики ВИЧ-инфекции является дорогостоящим анализом и используется по особым показаниям. К ним относится донорство, а также он может быть назначен пациентам, пострадавшим в автомобильной аварии с людьми, носителями ВИЧ.
ПЦР помогает установить наличие инфекции на ранних сроках до того, как организм выработает антитела к ВИЧ. Результат с высоким процентом вероятности исследование может показать уже через 5-14 дней после проникновения вируса.
В других случаях наличие вируса в организме человека помогает установить имунноферментный анализ (ИФА). Он определяет антитела к ВИЧ в крови человека, которые начинают вырабатываться через 1-3 месяца после заражения. Количественное определение анализ микроорганизмов необходимо для контроля лечения пациентов.
ПЦР для диагностики гепатитов
Вирусный гепатит С является тяжёлым заболеванием, которое может привести к развитию цирроза печени. В инкубационный период, который может составлять до 12 месяцев, вирус никак себя не проявляет, пациент практически не заразен, и вирус невозможно определить по обычному анализу крови.
Чаще всего, при несвоевременном лечении, заболевание переходит в хроническую форму и грозит множественными осложнениями.
При заражении гепатитом В, инкубационный период не так продолжителен и первые симптомы могут наблюдаться уже через 4 недели. Именно в этот период ИФА может показать присутствие вируса в организме.
Метод ПЦР позволяет:
- выявить болезнь на этапе инкубационного развития;
- разрешить сомнительные анализы других исследований;
- оценить эффективность противовирусной терапии.
Отсутствие ДНК-вируса гепатита после проведённого лечения – признак его эффективности.
Анализ на туберкулез
Развитие туберкулёза провоцирует палочка Коха, которая может попасть в организм человека воздушно-капельным путём. Заболевание имеет две формы: скрытую и открытую. В первом случае инфицированный человек не является носителем инфекции и микобактерии в мокроте не выявляются даже при помощи ПЦР. Опасность эта форма всё же имеет, так как способна переходить в открытую стадию.
Открытая (активная) стадия представляет опасность для окружающих даже в случае строгого соблюдения правил личной гигиены. Для диагностики заболевания используют флюорографию, томографию и рентген грудной клетки. Также с этой целью применяют кожную туберкулированную пробу (пробу Манту). Но наиболее эффективным методом исследования является ПЦР.
В качестве исследуемых образцов используют:
- кровь;
- мокроту;
- жидкость бронхов.
ПЦР для диагностики ВПЧ
Диагностика на ВПЧ проводится в случае наличия симптомов заболевания таких как, папилломы и бородавки в области половых органов. Также исследование назначается на этапе планирования беременности, в случае бесплодия, выкидышей, а также в ситуации заражения одного из партнёров, так как один из механизмов передачи вируса – половой.
Наиболее опасным является не само присутствия вируса в организме, а его тип. Некоторые его виды (16 и 18) являются высокоонкогенными и могут вызывать рак шейки матки у женщин. Метод ПЦР может назначаться совместно с другими видами исследования. Для анализа чаще всего используют мазок из половых органов. Кровь, моча и выделения из влагалища в качестве биоматериала используются крайне редко.
При герпесе
Этот тест диагностирует генитальную инфекцию вирусом простого герпеса 1 и 2 типа (HSV1 / HSV2). При положительном результате HSV2, следует пройти тест на ВИЧ и другие ЗППП. Для анализа требуется венозная кровь пациента. 
Также может исследоваться моча, выделения и содержимое высыпаний при наличии симптомов.
Комплексное обследование ПЦР
В случае наличия показаний или же с целью профилактики заболеваний может быть назначен комплекс анализов методом ПЦР. Чаще всего инициатором выступает сам пациент, бывают случаи, когда комплексное обследование назначается для предотвращения вспышек определённых заболеваний в конкретном регионе.
ПЦР-12 – это комплексное исследование, которое охватывает следующие инфекции:
- Гепатит.
- ВИЧ.
- Герпес.
- ЗППП.
- Туберкулёз.
- Энцефалит.
- Кандидоз.
- Хеликобактерная инфекция.
- Цитомегаловирус.
- Мононуклеоз.
- Онковирусы.
- Листериоз.
Расшифровка анализа ПЦР
После проведения анализа методом ПЦР может быть озвучен положительный или отрицательный результат.
В случае положительного результата, рекомендуется повторная сдача анализов и количественное исследование ПЦР. Это помогает определить концентрацию инфекции в организме с целью назначения правильного лечения.
Точность ПЦР-диагностики
В большинстве случаев ПЦР диагностика предоставляет высокоточные результаты. Но в некоторых случаях для подтверждения правильности диагноза требуются дополнительные методы исследования.
Из-за чего может получиться ложный результат?
Ложноположительные результаты могут получиться в результате несоблюдения правил сбора анализа и проведения самой процедуры исследования.
Сам пациент может быть виновником ложной информативности в случае ненадлежащей подготовки к сдаче биоматериала. Оснащённость лаборатории и профессионализм врача непосредственно могут влиять на результаты исследования.
Где пройти ПЦР-диагностику
ПЦР диагностика производится в частных клиниках и лабораториях по назначениям врача или по инициативе самого пациента с целью профилактики. 
Предпочтение следует отдавать клиникам и лабораториям с современным оборудованием, которые существуют не первый год на медицинском рынке и зарекомендовали себя.
ПЦР анализ: стоимость и сроки
Этот метод диагностики отличается высокой стоимостью. Его цена колеблется от 200 до 500 рублей за каждый вид. Комплексное обследование на наличие нескольких инфекций позволяет значительно сэкономить, по сравнению с оплатой каждого отдельного исследования.
Срок проведения исследования зависит от типа инфекции и может занять от 1 до 5 дней. Также эти показатели зависят от оснащённости лаборатории и квалификации медицинского работника.
ПЦР диагностика (о том, что это такое, подробно описано в данной статье) является наиболее точным и быстрым методом исследования. Она является одним из важнейших открытий в ХХ ст. в области медицины.
Благодаря этому методу стало возможным полное излечение от многих болезней. Но не стоит забывать о том, что ПЦР имеет и некоторые недостатки, и его эффективность иногда повышается совместно с использованием других методов исследования.
Оформление статьи: Владимир Великий
Видео про ПЦР диагностику
Про точность ПЦР: