Результат пцр своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 05.10.2024
Важным условием получения достоверного результата исследования методом ПЦР на COVID–19 является правильный забор, хранение и своевременная доставка клинического материала в лабораторию.
Все процедуры по забору клинического материала выполняет медработник с использованием средств индивидуальной защиты.
- Мазки берут двумя сухими стерильными зондами. Для этого используют пластиковые зонды с синтетическим тампоном. Нельзя пользоваться зондом на деревянной основе с хлопковым тампоном, так как его применение может ингибировать реакцию и привести к ложноотрицательным результатам.
- Первый зонд вводят поочередно в обе полости носа пациента на глубину 2 см. Затем его направляют слегка вниз и вводят его в нижний носовой ход, прижимают наружную стенку носа и вращательным движением тщательно снимают слущенный эпителий. Вторым зондом берут мазок с поверхности миндалин, небных дужек и задней стенки ротоглотки, не касаясь корня языка.
- Мазок из носоглотки и мазок из ротоглотки помещают в одну пробирку с транспортной средой для большей концентрации вируса.
- Свободные концы зондов отламывают и герметично закрывают пробирку.
Взятый материал в течение 1-4 часов доставляют в лабораторию с соблюдением холодовой цепи. Допускается хранение биологического материала в течение 24 ч при температуре 2–8°С, более длительно – при температуре не выше минус 20° С. При нарушении сроков хранения и условий транспортировки генетический материал возбудителя может разрушаться, что приведет к ложноотрицательным результатам.
Достоверность результата ПЦР-теста зависит не только от соблюдения правил забора, но и от правильной подготовки к сдаче мазков со стороны пациента:
- мазок необходимо сдавать натощак или не ранее чем через 3 часа после последнего приёма воды и пищи;
- за 3 часа до взятия мазка нельзя курить, чистить зубы, использовать спрей-освежитель для ротовой полости или жевательную резинку;
- не менее чем за 3 часа до взятия мазка нельзя использовать лекарственные средства местного применения (капли, спреи, мази, рассасывающиеся таблетки, леденцы или пастилки).
Что будет, если есть или пить перед сдачей мазков для ПЦР-теста?
Коронавирус SARS-Cov-2 живет внутри эпителиальных клеток. Для ПЦР-исследования важно получить мазок с достаточным количеством инфицированных клеток. В момент проглатывания еды эпителиальные клетки механически слущиваются пищевым комком с поверхности слизистой оболочки. Если взять мазок сразу после еды, в пробирку может попасть недостаточное количество инфицированных клеток. В этом случае пациент может получить ложноотрицательный результат. То же касается питья. Вода смывает с поверхности миндалин, задней стенки глотки инфицированные клетки.
Можно ли пользоваться лекарственными средствами для носа и горла (капли, спреи, антисептики) перед сдачей мазков?
Перед взятием мазков нельзя использовать лекарственные средства для местного применения (капли, спреи и др). После их применения количество вируса на слизистой снижается и увеличивается вероятность получения ложноотрицательных результатов ПЦР-теста.
Почему нельзя чистить зубы перед сдачей ПЦР-теста?
Применение любых очищающих средств для полости рта снижает количество вируса в получаемом мазке. Зубная паста может содержать антисептические компоненты. Попадание ее остатков в пробирку с мазком может ингибировать реакцию, что приведет к недостоверным результатам.
О.А. Колесникова, биолог лаборатории вирусологических исследований и диагностики ВИЧ/СПИД
Новый коронавирус SARS-CoV-2, вызвавший пандемию несколько месяцев назад, пока недостаточно изучен. Ученые только постигают, чем лучше лечить COVID-19, какие осложнения он может вызвать, к каким отдаленным последствиям для здоровья привести. Однако диагностирование патологии вопросов практически не вызывает. Метод ПЦР, так называемый золотой стандарт в выявлении инфекций, оказался эффективен и в отношении этого возбудителя.
Принцип действия ПЦР
Полимеразная цепная реакция с высокой точностью определяет в биологических материалах любые виды чужеродных микробов, включая вирусы, грибки, бактерии. Лабораторному исследованию подвергают пробы сыворотки крови, мочи, слюны и других жидкостей организма, в которых предположительно могут присутствовать патогены. Образцы обрабатывают химическим реагентом, благодаря которому в них выделяются фрагменты генома возбудителей. Затем посредством амплификации ферментом полимеразой и воздействия слабых электротоков обнаруженные в анализах количество чужеродных нуклеиновых кислот увеличивают, делая их видимыми для компьютерного оборудования.
Высокая чувствительность ПЦР обеспечивает точный результат даже при незначительном содержании инфекционных частиц в организме и отсутствии клинических признаков болезни. Это качественный анализ, отвечающий на главный вопрос: заражен человек или нет. Определить с его помощью, как давно был контакт с патогеном, какова инфекционная нагрузка и на какой стадии находится заболевание, невозможно. Для этого существуют другие методы диагностики.
Особенности теста ПЦР на новый коронавирус
Вирус SARS-CoV-2, как все респираторные агенты, проникает внутрь через слизистые оболочки носа, глаз или рта. В клетках он закрепляется, цепляясь специфическими шипами к рецепторам на их мембранах. Наиболее уязвимы для поражения ткани системы дыхания, мочевыделения, пищеварения, ЦНС, сердца. Их поверхность содержит рецепторы АПФ2 и ACE2, к которым тропны белки коронавируса.
В первые дни после заражения SARS-CoV-2 активно размножается в эпителии носоглотки. Инфекция содержится в отделяемом слизистом секрете и слюне. Носители, не подозревая об этом, распространяют ее при чихании, кашле, глубоком дыхании. Даже не имея симптомов такие люди опасны для окружающих. Выраженный COVID в большинстве случаев не отличается от обычных ОРВИ, специфических проявлений у него нет. Определить, заражен ли человек новым патогеном, способна только ПЦР.
В крови и лимфе коронавирусы не циркулируют. Пробы на анализ берут со слизистых оболочек носоглотки. Опыт медиков показал, что у людей с бессимптомным и манифестным течением болезни точностью исследования — около 80%, довольно велика вероятность ложноотрицательных результатов. На эпителии возбудитель долго не задерживается, подвергаясь иммунным атакам. По этой причине рационально повторять обследование несколько раз. А при длительном невыявлении вируса у людей с подозрением на COVID следует сдавать кровь на антитела к инфекции методом ИФА.
Кому необходим ПЦР-тест на коронавирус
Есть несколько основных категорий лиц, которые считаются приоритетными:
бывшие в контакте с людьми, у которых впоследствии был подтвержден COVID-19;
обнаружившие у себя симптомы гриппа или ОРЗ после визита в неблагополучные регионы или очаги повышенного заражения;
граждане старше 65 лет с признаками простуды;
состоящие в группе риска по состоянию здоровья: онкологические больные, с хроническими патологиями сердца, сосудов, легких, эндокринной системы;
прошедшие курс лечения от COVID, которым требуется подтверждение выздоровления.
Перечисленным группам исследование должно проводиться в рамках ОМС. Другие желающие провериться на наличие SARS-CoV-2, могут сделать это в лабораториях платно. Необходимые для исследования тестовые системы производятся только в научно-исследовательских институтах, имеющих государственную лицензию.
Условия проведения теста
Перед взятием биоматериала на анализ необходима подготовка. В противном случае риск ложноотрицательного результата возрастает. За сутки нужно:
отказаться от приема антимикробных препаратов;
избегать употребления алкоголя.
не принимать пищу, напитки и воду;
не употреблять освежающих леденцов, не чистить зубы;
не пользоваться жевательной резинкой, полосканиями для полости рта, назальными препаратами, ингаляторами.
Мазок на исследование берут из зева пациента. Диагностический набор может быть доставлен ему на дом бесконтактно курьером медцентра. Аппликатором со стерильным тампоном на конце несколько раз проводят по слизистой. Затем помещают взятый материал в герметичный пакет и отправляют в лабораторию.
Полный цикл анализа до получения результата занимает от 2 до 4 суток. Экспресс-диагностика проводится в течение 0,5–1 часа, но имеет большую погрешность. Ее данные считаются предварительными, требующими обязательной повторной проверки.
Результаты диагностики
Трактуются результаты исследования следующим образом:
РНК SARS-CoV-2 не обнаружена: тест отрицательный — вируса в биоматериале нет;
РНК SARS-CoV-2 обнаружена: тест положительный — инфекция в организме присутствует.
В зависимости от места прохождения теста ответ может быть выслан клиникой прльзователю на электронную почту или сообщен пациенту лечащим врачом. При сомнении в достоверности результатов рекомендуется пройти ПЦР-тестирование еще раз — через 4–5 дней. Повторное обследование требуется также закончившим лечение COVID-19 для подтверждения выздоровления.
Все представленные на сайте материалы предназначены исключительно для образовательных целей и не предназначены для медицинских консультаций, диагностики или лечения. Администрация сайта, редакторы и авторы статей не несут ответственности за любые последствия и убытки, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.
Анализ ПЦР
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – это метод молекулярно-генетической диагностики, позволяющий обнаружить в организме человека различные инфекционные заболевания. В его основе лежит многократное увеличение малых концентраций фрагментов РНК и ДНК. Полимеразная цепная реакция была изобретена в 1983 году американским биохимиком Кэри Муллисом. Он хотел добиться того, чтобы можно было создать множество копий ДНК за счет фермента ДНК-полимеразы, который участвует в ее репликации. За это Муллис получил Нобелевскую премию по химии. Известно, что еще в начале 1970-х годов похожий метод был представлен другим ученым, однако задумку так и не смогли реализовать. Позже анализ был значительно усовершенствован и широко используется в биологической, биохимической и медицинской практике.
Как работает ПЦР
Для проведения анализа необходимо сложное, современное оборудование.
Применение ПЦР
ПЦР-тест обнаруживает наличие возбудителей вирусных заболеваний, когда другими методами этого сделать нельзя. Например, иммунологическими, бактериологическими и микроскопическими исследованиями. Также значительную роль играет фактор времени, потому что анализ делается довольно быстро по сравнению с другими.
Полимеразную цепную реакцию применяют в криминалистике, когда нужно сделать анализ ДНК с места преступления, его потом сравнивают с генетическим материалом подозреваемого. Также используется для установления отцовства или материнства, нахождения в организме человека вирусов и бактерий, выявления аллергии на некоторые лекарства или их токсичности.
Проведение ПЦР
Для анализа требуется ДНК- или РНК-матрицы, участки которых нужно скопировать, два праймера с необходимыми ферментами, термостабильная ДНК-полимераза, а также некоторые другие компоненты. Метод ПЦР выявляет любую ДНК или РНК живого или мертвого возбудителя. Для их определения используют особые праймеры, в которых содержатся вырожденные позиции РНК или ДНК.
Подготовка материала
Этот этап чрезвычайно важен для проведения анализа ПЦР, потому что большинство ошибок, до 70% случаев, совершается именно во время пробоподготовки, что влияет на конечный результат анализа. Чтобы этого избежать, нужно правильно забрать материал для тестирования и подготовить его. Поэтому во многих лабораториях при заборе крови используются вакуумные системы, которые меньше травмируют человека и не допускают того, чтобы материал для анализа контактировал с окружающей средой или персоналом.
Какие биологические материалы исследуются
В исследовании обычно используются различные биоматериалы:
– Моча. Такой анализ позволяет выявить инфекции мочеполового тракта у мужчин и мочевыделительных органов у женщин.
– Мокрота. Применяется для обнаружения туберкулеза и некоторых других заболеваний легких.
– Биологические жидкости – околоплодная, спинномозговая, суставная и т.д.
– Соскобы со слизистых оболочек, например, носа или ротоглотки. В основном применяется для обнаружения заболеваний, которые передаются половым путем, а также коронавируса.
– Кровь, сыворотка, плазма. Используются для определения вирусов ЦМВ (цитомегаловируса), ВИЧ, гепатитов B, C, D, G, герпеса, а также исследований человеческих генов.
– Биоптаты. Их забирают методом биопсии.
Преимущества и недостатки метода
ПЦР отличается от других исследований тем, что может обнаружить несколько разных возбудителей одновременно. Для него нужно сдать только один анализ, никаких дополнительных тестов не требуется.
По словам Андрея Кондрахина, к одному из минусов теста относятся сложности при заборе материала:
Загрязнение материала для теста может произойти также, если при его транспортировке были допущены ошибки, из-за непригодности реагентов, попадании в них крови, клеток эпителия, большого количества слизи.
Разновидности ПЦР
ПЦР-тест бывает нескольких видов:
– ПЦР с обратной транскрипцией. Его применяют для амплификации РНК.
– Инвертированная ПЦР используется, если для анализа есть маленький участок последовательности ДНК или РНК.
– Вложенная ПЦР нужна для уменьшения побочных реакций, для этого в амплификатор помещают два праймера.
– Количественная ПЦР применяется для наблюдения за изменением цепной реакции.
– Ступенчатая ПЦР позволяет снизить связывание праймеров.
Кроме этого, есть асимметричная ПЦР и групп-специфическая ПЦР.
Какие инфекции позволяет выявить
Полимеразная цепная реакция позволяет обнаружить у человека инфекционные заболевания, например:
– уреаплазмоз половых органов;
– наличие раковых клеток;
Также тестирование помогает выявить наследственную предрасположенность человека к некоторым заболеваниям и оценить гормональный фон.
ПЦР-тест на COVID-19
Для ПЦР-теста на коронавирус у человека берется мазок из носа и ротоглотки. Во время пандемии его рекомендуют сдать всем, кто болеет ОРВИ, гриппом, пневмонией и т.д. Берут материал для анализа амбулаторно, также специалист может выехать на дом. Согласно требованиям, пациента выписывают после двух отрицательных тестов на наличие инфекции. ПЦР-тесты могут давать ложноположительный или ложноотрицательный результат, в таком случае необходимо повторное исследование.
Как подготовиться к сдаче анализа
Перед мазком также не рекомендуется пить кофе, чай, иные напитки, чистить зубы, полоскать рот освежающими смесями, жевать жевательную резинку, курить. Нос нельзя промывать, закапывать туда капли или мазать лекарствами. Если берут кровь, то ее необходимо сдавать натощак, чтобы результат был максимально точным. Мочу следует собирать в утреннее время суток натощак или через 2-3 часа после приема пищи. Желательно сделать это сразу после сна.
Расшифровка анализа ПЦР
После проведения теста результаты оцениваются и аппаратурой, и специалистами-медиками.
Насколько точна ПЦР-диагностика инфекций
При этом из-за того, что зачастую встречаются ошибки при взятии биологического материала и существует вероятность попадания инородных частичек, могут возникать ложноположительные или ложноотрицательные результаты тестирования на коронавирус.
— Первый вопрос: а как вообще выглядит тест на коронавирус? Экспресс-тест на ВИЧ мы все видели: белая лопаточка с ручкой и пробирка с реагентом. Через 15 минут готов результат. Новый коронавирус тестируется по методу полимеразной цепной реакции (ПЦР). Насколько вообще его сложно производить?
— Выглядит тест на коронавирус как пробирки с прозрачными жидкостями в коробочке или пакетике, как-то так. Но чтобы провести саму реакцию и получить результат, нужно еще специальное оборудование.
Комплект для ОТ-ПЦР в реальном времени производства компании BGI Group
Производить тест умеренно сложно, это высокие технологии, но очень хорошо отлаженные за много лет. Ограничения — как на любом производстве: реагенты и материалы, производственные мощности и должная культура производства — не надо объяснять, что будет, если чихнуть в пробирку, — плюс кадры. Каких объемов реально достигнуть — зависит от того, какие мощности будут задействованы: если, например, какие-то линии, которые сейчас производят ПЦР-тесты для других инфекционных заболеваний, волевым решением перебросить на SARS-CoV-2, производство возрастет.
— Почему сейчас тестируют коронавирус именно по методу ПЦР, а не иммуноферментного анализа, например, как ВИЧ? С ИФА диагностика была бы быстрее, дешевле? Или это вообще не имеет значения?
За подробностями лучше обратиться к специалистам в области молекулярной диагностики. Но, на мой взгляд, ПЦР с обратной транскрипцией, а именно он используется в случае с COVID-19, — хороший метод. Для ПЦР-тестов характерна высокая чувствительность. В их основе лежит амплификация нуклеиновой кислоты, то есть даже при малом количестве копий в образце можно получить хороший сигнал. Кроме того, для разработки таких тестов нужен, по большому счету, только геном вируса или часть генома.
— По факту ПЦР-тесты для COVID-19 появились почти сразу после того, как китайцы опубликовали расшифровку генома вируса. То есть для того, чтобы начать их разработку, не нужно было никаких образцов, хватило журнальной публикации и специалистов, способных быстро разработать технологию.
— Да. В том и прелесть ПЦР-теста, что для него достаточно генома вируса. Зимой, как только первый геном был опубликован, специалисты во всех странах начали заказывать синтез генетического материала nCoV-19. Зная нуклеотидную последовательность генома, в лаборатории можно получить участок этого генома и дальше экспериментировать уже с ним. В частности, проверить чувствительность и специфичность теста, используя вместо клинических образцов растворы ДНК.
В январе у ученых большинства стран вообще и не было другого выхода, настоящие пациенты имелись только в Китае. К такому методу могут быть претензии. Например, если чувствительность теста проверяется по растворам кДНК, не учитываются потери при обратной транскрипции. Тут разные другие тонкости. Но в целом ученые сработали очень оперативно.
КАК УСТРОЕН МЕТОД ПЦР?
ПЦР (полимеразная цепная реакция) — это метод тестирования, который способен находить генетический материал вируса непосредственно в крови пациента, слюне или любой другой жидкости, изобретенный в 1983 году американским биохимиком Кэрри Муллисом.
Как это работает?
Сначала вирусную ДНК выделяют из материала, представленного в лабораторию, денатурируют: на этом этапе двухцепочечную ДНК-матрицу нагревают до 94—96 °C, чтобы цепи ДНК разошлись. Затем добавляют так называемые праймеры — начальные звенья цепочки, которые необходимы для старта синтеза новой копии, и так называемую полимеразу — тот самый фермент, который и будет заниматься репликацией ДНК.
Схема: как ДНК-полимераза копирует каждую из цепочек ДНК по отдельности. РНК-праймер изображен белым прямоугольником в начале каждой из двух цепей
Как правило, для лабораторной ПЦР используются ДНК-полимеразы из термофильных бактерий, поскольку в течение реакции смесь многократно охлаждают и нагревают. На следующем этапе в смесь из ДНК, полимеразы и праймеров добавляются нуклеотиды — то есть строительный материал для воспроизводства, после чего емкость с нею нагревается до 37°C, и процесс запускается.
На последующей стадии элонгации полимераза начинает синтез на каждой из двух цепочек разделенной ДНК недостающей пары. Происходит это по принципу комплементарности: фермент присоединяет напротив каждого нуклеотида, из которых состоят ДНК, противоположный. По завершении реакции цикл неоднократно повторяется (см. видео ниже).
Общая схема полимераной цепной реакции. Цифрами обозначены ее этапы.
Ингибиторы обратной транскриптазы — одни из самых распространенных видов лекарств от ВИЧ-инфекции. К ним относятся, например, зидовудин и ламивудин — самые первые препараты АРВТ, разработанные еще в 80-х.
Производится ПЦР на специальных приборах, амплификаторах, или так называемых термоциклерах (Thermal cycler).
Наглядно, как работает метод ПЦР, можно посмотреть на приведенном ниже видео.
— Что касается ИФА-тестов для коронавируса, их разработать так и не успели?
— Почему? Тесты на определение антител к антигенам SARS-CoV-2 в крови существуют. У теста на антитела свои преимущества. Но я бы сказала так: они с ПЦР-тестом дополняют друг друга. Тест на антитела лучше работает на поздних стадиях. Антитела в крови сохраняются и тогда, когда вирус исчезает из организма, то есть с помощью такого теста можно узнать, кто переболел COVID-19 в прошлом.
— Даже если у пациента не было выраженных симптомов и дело обошлось без госпитализации?
— А что за организации, кто в нашей стране занимается этими тестами? Роспотребнадзор?
У каждого теста есть погрешность. При низкой заболеваемости ложноположительных результатов может быть намного больше, чем выявленных реальных пациентов, даже если тест вполне хороший.
На первом заседании координационного совета по борьбе с коронавирусом вице-премьер РФ Татьяна Голикова сказала, что правительство ждет от регионов предложений о том, на базе каких еще лабораторий можно будет проводить эти исследования. Частные компании тоже смогут делать тесты на коронавирус на платной основе. Возможно, в самом скором времени будет новая информация о том, как все это будет происходить.
— На 15 марта появилась информация, что в России было произведено почти 110 тысяч тестов на коронавирус. Это много для наших масштабов или мало?
— По поводу возможности произвести достаточное количество тестов — тут много вопросов: производственные мощности, которыми мы располагаем, количество реагентов, которые понадобятся, наконец, лаборатории с необходимой техникой и обученным персоналом, где эти тесты проводить. Мало нам будет пользы и от миллиона тестов, если не хватит рук, чтобы эти тесты запускать. Все эти вопросы надо исследовать.
Тест ПЦР на коронавирус американского производства, фото: US Centers for Disease Control and Prevention
Читайте также: