Преимущества и сферы применения полимеразной цепной реакции

Преимуществами полимеразной цепной реакции являются:

1. Прямое определение наличия возбудителя.

   Полимеразная цепная реакция рассчитана на выявление нуклеиновых кислот возбудителя. Этим она выгодно отличается от других традиционных методов диагностики, которые обеспечивают обнаружение косвенных признаков инфекции (антител, белковых маркеров, являющихся продуктами жизнедеятельности инфекционных агентов), дающих опосредованное свидетельство о наличии заболевания.

2. Высокая специфичность метода, обусловленная тем, что в исследуемом материале выявляется характерный только для данного возбудителя фрагмент ДНК. Это определяется нуклеотидной последовательностью праймеров, что исключает возможность получения ложных результатов в отличие от иммуноферментного анализа, где нередки ошибки в связи с перекрестно-реагирующими антигенами. Полимеразная цепная реакция аналогична росту бактерий на питательных средах, при которой одна микробная клетка образует видимую колонию, амплифицируется в 10⁵-10⁶ раз, давая возможность определить свойства бактерии. Как питательные среды могут быть селективными (поддерживающими росттолько одного микроорганизма), так и праймеры, определяющие специфичность полимеразной цепной реакции, могут быть строго видоспецифичными, или с их помощью можно выявить род или семейство микроорганизмов.

3. Высокая чувствительность метода.

   Полимеразная цепная реакция обладает высокой чувствительностью, дающей возможность обнаружить единичные бактериальные клетки или вирусные частицы в тех случаях, когда другими методами (иммунологическим, бактериологическим, микроскопическим) это сделать невозможно. С помощью ПЦР-диагностики можно определить инфекционный агент непосредственно в биологическом материале с исключительно высокой чувствительностью - порядка 1,0-0,5 микроорганизмов или вирусных частиц при высокой специфичности, обеспечиваемой последовательностью нуклеотидов синтезируемого фрагмента ДНК (чувствительность иммунологических и микроскопических тестов 1О³-10⁵ клеток).

4. Универсальность процедуры выявления различных возбудителей. Материалом для исследования служит ДНК, РНК возбудителя. Полимеразная цепная реакция основана на обнаружении фрагмента ДНК, РНК, являющегося специфичным для конкретного организма. Сходство химического состава нуклеиновых кислот позволяет применять унифицированные методы лабораторных исследований. Это дает возможность диагностировать несколько возбудителей из одной биопробы.

5. Высокая скорость реакции.

   Для ПЦР-диагностики не требуется выделение и выращивание культуры возбудителей, что занимает много времени. Унифицированный метод обработки материала и идентификации продуктов реакции, автоматизация процесса амплификации дают возможность провести полный анализ за 5 часов.

6. Возможность диагностики не только острых, но и латентных инфекций.

Особенно эффективна полимеразная цепная реакция для диагностики трудно культивируемых, некультивируемых и персистирующих форм микроорганизмов, с которыми приходится сталкиваться при латентных и хронических инфекциях, поскольку этот метод позволяет избежать сложностей выращивания таких микроорганизмов в лабораторных условиях. Применение полимеразной цепной реакции также эффективно в отношении возбудителей с высокой антигенной активностью и внутриклеточных паразитов, способных длительно персистировать в организме хозяина.

Внедрение в практику полимеразной цепной реакции существенно расширило возможности современной микробиологии, так как использование культуральных методов является проблематичным, что связано с недостаточной диагностической ценностью и сложностью анализа, основанного на заключении исследователя.

Рационально и эффективно применение полимеразной цепной реакции для обнаружения микроорганизмов, труднокультивируемых в лабораторных условиях, а также атипичных форм бактерий. К ним относятся внутренние паразиты и микроорганизмы, способные длительно персистировать в организме хозяина без клинических симптомов. Особое место в этом ряду занимает Mycobacterium tuberculosis и вирусные агенты.

Наиболее эффективна и обоснованна ПЦР-диагностика при урогенитальных инфекциях: трихомониазе, хламидиозе, уреа-, микоплазмозе, гонорее, герпесе, гарднереллезе.

В пульмонологии данный метод используется для дифференциации вирусных и бактериальных пневмоний, туберкулеза; в гастроэнтерологии - для выявления хеликобактериоза; в клинике инфекционных болезней - для диагностики вирусных гепатитов В, С, D; в гематологии - с целью обнаружения цитомегаловирусной инфекции, вируса Эпштейна - Барр.

Особое практическое значение имеет полимеразная цепная реакция при определении устойчивости микрофлоры к антибиотикам тетрациклину и эритромицину, что обоснованно в тех случаях, когда другие методы недостаточно эффективны или приемлемы (например, рост Мсb. Тbс). Исследование чувствительности к противотуберкулезным препаратам занимает 1-2 месяца; в процессе культурального выделения происходит искажение результата из-за снижения активности лекарственных препаратов.

Но применение полимеразной цепной реакции этим не ограничивается, она широко используется не только для диагностики и идентификации, но и для субвидового типирования и анализа генетического родства выделенных штаммов микроорганизмов, особенно при эпидемиологических исследованиях.

По сравнению с традиционными фенотипическими методами (био-, фаго-, серотипированием) генотипирование на основе полимеразной цепной реакции отличается универсальностью, более глубоким уровнем дифференциации, возможностью использовать качественный подход к оценке идентичности штамма.

Таким образом, ПЦР-диагностика является наиболее современным незаменимым методом молекулярно-генетического анализа, имеющим перспективу широкого внедрения в медицинскую науку и практику.

=================
Вы читаете тему:
Полимеразная цепная реакция. Сущность метода, его преимущества и возможности.

1. Сущность ПЦР и циклы синтеза ДНК.
2. Преимущества и сферы применения полимеразной цепной реакции.

Костюк С. А. БелМАПО.
Опубликовано: "Медицинская панорама" № 9, ноябрь 2003.