Как расшифровывается ПЦР, насколько эта методика эффективна и стоит ли доверять её результатам? Где и в каких случая она применяется? Поговорим о тестах, ставших повседневными, и о тестах не столь известных. А также о том, что показывает ПЦР анализ, далее в этой статье.
ПЦР тестирование
Полимеразная цепная реакция — это технология, позволяющая выделить из двойной спирали ДНК участок с конкретным геном, размножить его и изучить. Открытие ПЦР в биологии и генетике по своей значимости можно сравнить с изобретением микропроцессора в сфере компьютерных технологий. Новые возможности, которые дало исследование, взбудоражили научный мир.
Методика вдохнула новую жизнь в молекулярно-генетические исследования и сделала возможными многие тестирования, которые по разными причинам были невыгодны или недоступны широким массам.
Из плюсов:
Как и у большинства сложных и высоких технологий, у полимеразного метода присутствуют и достоинства, и недостатки. В двух словах ситуация выглядит так.
Из полюсов:
- Превосходная точность результатов исследования. Если вся скрупулезно технология соблюдена, то вероятность ошибки в результатах стремится к сотым долям процента.
- Обширный выбор материалов для анализа. Полимеразная цепная реакция позволяет извлечь из образца любой генетический материал, который может в нём содержаться. Благодаря этому можно с равным успехом исследовать образцы слюны, крови, волос (с луковицами), ногтей, окурков от сигарет и т.д.
- Сверхраннее диагностирование. Других универсальных методик, способных обнаружить любую известную инфекцию на ранней стадии и до возникновения симптомов инфекционного заболевания, нет. Эта же методика позволяет обнаружить дремлющие наследственные болезни, которые проявляют себя в разных поколениях по-разному.
- Один метод ПЦР породил множество тестов, отвечающих разным тематикам исследований во многих отраслях человеческой деятельности.
Из минусов:
- Высокая стоимость. Конечно, тестов много и стоят они по-разному, но самые информативные исследования всё ещё довольно дорогостоящи. Но надо учитывать, что всего за пару десятилетий технология сделала скачок стоимости от 100.000$ за полное исследование ДНК одного человека в лаборатории США до ценника в районе 20-30 тысяч рублей в вашем или соседнем городе.
- Нехватка специалистов высокого уровня профессиональной подготовленности. Отчасти это сказывается и на конечной стоимости тестирования: генетика — отрасль относительно молодая и развивающаяся. Общество не успевает изменяться под новые потребности в специалистах, как и само медленно привыкает к новым услугам и инновациям.
- Результаты теста будут искажены, если образец для исследования был случайно или намеренно загрязнён. Тот момент, когда в очередной раз кажется, что безупречность почти достигнута. Но точность анализа настолько высока, что это является её плюсом и минусом одновременно.
Кому нужен анализ на ПЦР
Поскольку ПЦР позволяет выявить даже мигрирующие из поколения в поколение наследственные заболевания в их скрытой фазе, провести такое исследование будет полезно каждому. Конечно, не всем такие знания кажутся насущными и необходимыми здесь и сейчас. Но, думается, по мере развития цивилизации будут расти и успехи медицины и генетики. А новые открытия позволят далеко продвинуться в достижении долголетия и здоровья. К тому моменту тест на наследственность вполне может стать обыденным и обязательным для всех анализом.
Пока же этого не случилось, чаще всего тест необходим в таких случаях:
- При возникновении подозрений о получение заболевания половым путем или через укол, попадании зараженной крови на слизистые или открытые раны (достаточно небольшого пореза), нападении диких и одичавших животных, при случайной травме об окружающие предметы, например, если не посчастливилось наступить в поле на старый гвоздь.
- Для уточнения диагноза, сделанного иными средствами, особенно в случаях, когда лечение даёт неспецифическую реакцию организма.
- Для установления родственных связей для заявления прав на наследство или в алиментной тяжбе.
- Для идентификации личности человека.
Остальные цели тестирования больше относятся к сферам индивидуальных интересов. Кому-то интересно узнать, что показывает расшифровка всех народностей в его роду. Кто-то пытается планировать будущего ребенка и тестируется на совместимость. Кто-то решил заменить ДНК-тестом диетолога и получить индивидуальные инструкции, советы по правильному питанию. К примеру, такой цели можно достичь с помощью ДНК-теста MyWellness.
Специфика
Специфика всех тестов на основе метода обследования ПЦР в том, что его результаты не могут быть ложноположительными. То есть, если анализ фиксирует присутствие молекулы ДНК возбудителя болезни, она точно имеется в пробе. Но такая точность требует стерильных условий для всего процесса исследования, иначе есть риск получения недостоверных данных из-за загрязненной пробы или несоблюдения техники забора или проведения анализа. В этом, как уже говорилось, заключается некоторая уязвимость методики.
Поэтому лучше всего обращаться за ДНК-тестированием в специализированную клинику с собственной хорошо оборудованной лабораторией. Создание таких учреждений происходит за счет больших вложений как в оборудование, так и в квалифицированный персонал.
Применение ПЦР
Спектр применения технологии полимеразной цепной реакции столь широк, что позволяет проводить различные исследования молекулярно-генетической направленности. Метод используется как для ДНК-тестов, ставших быстрыми и повседневными, так и для изучения ещё не исследованных структур ДНК.
И всё благодаря тому, что технология позволяет извлечь из любого количества ДНК интересующий исследователя участок, размножить его и провести глубокий анализ его свойств в различных формах посредством изучения химических реакций. Таким образом, ПЦР выявляет, позволяет наблюдать зависимости между генами и изучать их совместные реакции на искусственные экспериментальные раздражители.
Проведение ПЦР
Что значит ПЦР исследование? ПЦР диагностика проводится в специальном аппарате – амплифакторе. Это прибор, в который устанавливаются пробирки с биологическими пробами. В зависимости от исследования амплифактор настраивается на нужное количество циклов и начинает попеременно нагревать и охлаждать пробирки, в которых в это время идут реакции. При этом создаётся однородность температуры по всей внутренней камере, необходимая температура задается буквально в один миг и регулируется с точностью до 0,1 градуса.
Такая точность при нагреве и охлаждении необходима для того, чтобы не превысить пороговые значения и не испортить биоматериал.
Что необходимо для проведения анализа методом ПЦР:
- Буферный раствор;
- ДНК-матрица с содержанием искомого участка генов для амплификации;
- Термоустойчивая ДНК-полимераза;
- Ионы Mg2+;
- Два коротких фрагмента нуклеиновой кислоты для запуска синтеза комплементарной цепи с помощью ДНК-полимеразы.
Ход реакции
Один цикл реакции протекает в три стадии:
- Стадия нагревания. Спираль ДНК в пробе нагревается на 94-96 градусов в течение периода от половины до двух минут. Под воздействием высоких температур цепи ДНК распадаются на отдельные фрагменты.
- На второй стадии необходимые фрагменты как бы вылавливаются с помощью праймеров и сплавляются. Эта стадия называется «отжиг» и проходит при температуре немного ниже, на 4-5 градусов. Продолжительность стадии также варьируется от половины до двух минут.
- Добавляется специальный фермент для запуска самовоспроизводства (синтеза) «пойманного» участка генов – ДНК-полимераза. И этот фермент запускает реакцию удваивания фрагмента, используя стартовый фрагмент как матрицу для синтезирования копии. Протекает реакция при 72 градусов от 10 до 12 минут.
Обычно одно исследование составляет от 20 до 35 подобных циклов.
Подготовка материала
Главное при подготовке биоматериала для анализа — собрать его в как можно более стерильном виде, без посторонних примесей. Для этого имеются рекомендации к гигиеническому графику, употреблению фармакологических веществ и прочие.
Похожие требования и к транспортировке проб – они должны быть упакованы в подходящие для этого чистые контейнеры, а в некоторых случаях также требуется соблюдение особого теплового режима хранения.
Сдача анализов методом ПЦР
Анализ методом ПЦР требует особой аккуратности. Поскольку главное требование всей процедуры — это идеально чистый образец для пробы, многие анализы сдаются непосредственно в клинике: кровь, другие физиологические жидкости, иногда ткани.
Самый простой метод сбора биоматериала — это сбор слюны с внутренней поверхности полости рта на ватную палочку. Способ прост, выполняется на дому, но подходит не для всех тестов.
Подготовка нестандартных проб требует иного порядка действий, который у каждой клиники индивидуален. Лучше проконсультироваться в выбранной вами медицинской организации.
Как подготовиться к анализу ПЦР мужчине
Для мужчин особых требований при сдаче анализов на различные тесты нет. Но в случае тестирования на наличие половых инфекций рекомендуется повышенная интимная гигиена, не менее пары суток воздержания, а также рекомендовано не справлять естественные малые потребности за три часа до процедуры.
Как подготовиться к анализу ПЦР женщине
Для женщин наставлений, запретов и рекомендаций к сдаче несколько больше:
- Важно не переусердствовать с интимной гигиеной и не использовать мыла с антибиотиками.
- Запрещен вообще любой прием антибиотиков менее чем за 4 недели до сдачи анализов.
- Имеются запреты и на специфические интимные средства. Поэтому для точного соблюдения допусков желательно ограничиться стандартной гигиеной не менее чем за месяц до сдачи анализов.
- Запрещена сдача анализов в особо острые дни месячных женских циклов.
- Запрещаются близкие интимные контакты за 48 часов до проведения процедур.
Расшифровка результатов ПЦР теста
Когда из всего спектра возможностей ПЦР диагностики речь идет всего лишь о выявлении заболевания,сам тест и его расшифровка довольно просты. Высокая точность анализа позволяет выявить самые незначительные следы присутствия чужеродной ДНК, размножить её до необходимых объемов и исследовать.
С непривычки такое точное диагностирование, выявляющее заболевания на сверхранней стадии, может вызвать недоверие к результатам. Симптомов нет, самочувствие хорошее, а результаты теста говорят об обратном. Если в теме о проблемах здоровья вообще уместно говорить о везении, то возможность выявить заболевание так рано и сразу начать его лечение — это своего рода удача.
Тем временем за расшифровкой каждого известного гена стоят десятилетия непрерывных исследований ведущих университетов разных стран мира. Например, один из самых длительных исследовательских проектов — проект «Геном человека» — продолжался без малого 13 лет кряду. За время проведения только этих исследований было изучено около 25 тысяч генов, составляющих человеческую ДНК.
Проверка на ВИЧ
У ДНК-анализа на ВИЧ имеется несколько специфических особенностей и рекомендаций:
- Если произошел нежелательный контакт с ВИЧ-инфицированным человеком, то анализы на проведение диагностики необходимо сдавать не ранее чем через 14 суток после него.
- Во время проведения диагностирования в образце происходит поиск не ДНК-вируса, а клеток, им уже поврежденных. Эти клетки несут в себе специфическую вирусную информацию, которая самокопируется в незаражённые клетки.
- Хоть синдром иммунодефицита и остаётся одной из самый опасных болезней, но период истерии средств массовой информации сильно усугубилопасные особенности. Заразность даже при попадании инфицированной крови в кровь здоровую составляет не 100%, а лишь 85%. При прочих же контактах она составляет не более чем от 1% до 10%.
- Сроки получения готовых результатов анализов находятся в пределах от 4 до 7 дней.
