Диагностировать коронавирус и клонировать мамонта: что такое ПЦР-тест?

Как ПЦР-исследование мазка помогает диагностировать коронавирусную инфекцию и почему иногда результат возвращается ложноотрицательным?
Диагностировать коронавирус и клонировать мамонта: что такое ПЦР-тест?

«Общий анализ мочи, общий анализ крови, биохимия» — такой набор анализов привычен нашему уху, так как именно его чаще всего назначают терапевты. Более специфические исследования знакомы нам меньше — в том числе, и ПЦР-тест.

Не занимайтесь самолечением! В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.

Коронавирус изменил ситуацию: увы, слишком многие из нас столкнулись с необходимостью проходить тестирование, а потом нервно ожидать результатов. Так что же такое ПЦР-тест и как он работает?

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как расшифровывается аббревиатура ПЦР?

ПЦР — это полимеразная цепная реакция. Может показаться, что слова «цепная реакция» относятся к чему-то химическому, ядерному и взрывоопасному, но ничего подобного. В данном тестировании используется метод работы с цепочками ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислоты), отсюда и название.

При лабораторном исследовании при помощи ПЦР из очень малого образца ДНК можно быстро изготовить миллионы ее копий, чтобы распознать их и хорошенько изучить. Именно поэтому ПЦР используется для обнаружения опасных патогенов, которые могут «прятаться» от других лабораторных анализов.

Полимеразная цепная реакция произвела революцию в начале 80-х годов прошлого века, когда впервые была разработана. Ее создатель, биохимик Кэри Маллис, получил Нобелевскую премию по химии за свою работу в 1993 г.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как работает ПЦР?

  1. Первым шагом ПЦР является создание праймеров. Это короткие последовательности молекул, совпадающие с концами образца ДНК, который вы пытаетесь обнаружить. Например, если вы сдаете анализ на ковид, то при исследовании будут использоваться уже готовые «хвостики» от РНК коронавируса.
  2. Следующим шагом в полимеразной цепной реакции становится нагревание образца. Тепло заставляет двойную спираль ДНК разделиться на две одиночные цепочки — этот процесс называется денатурацией нуклеиновых кислот.
  3. Температуру снижают и смешивают разделенную ДНК с праймерами. Те из них, что совпадают с концами цепочек, радостно с ними связываются, образуя шаблон.
  4. На следующем шаге в дело вступает ДНК-полимераза — специальный фермент, который участвует в репликации ДНК. Иными словами, это вещество контактирует с шаблоном и создает его копию (реплику). Был у нас один образец ДНК, а стало два — уже хорошо. В молекулярной биологии это называется амплификацией (от латинского лат. amplificatio — усиление, увеличение).
  5. Образец еще раз нагревается, ДНК снова разделяется на цепочки — и весь процесс повторяется. Из двух спиралей ДНК мы получаем четыре, потом восемь, шестнадцать — и так до тех пор, пока количества генетического материала не станет достаточно. Как правило, нужно от 20 до 40 циклов для понимания, присутствует ли ДНК искомого патогена.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Все этапы полимеразной цепной реакции — денатурация ДНК, нанесение праймеров и удлинение ДНК — происходят при различных температурах. Это означает, что после формирования «исходной смеси» шаги можно контролировать с помощью процесса, известного как «термоциклирование».

Термоциклирование означает, что температура поддерживается на необходимом уровне ровно столько, сколько требуется для выполнения каждого шага. С использованием специального оборудования участие человека минимально, а точность анализа очень высока.

Где применяют ПЦР-метод?

Сфера применения полимеразной цепной реакции очень обширна и не ограничивается только определением инфекции:

  • клонирование ДНК для секвенирования генома
  • клонирование генов
  • филогенез (изучение исторического развития организмов)
  • диагностика наследственных заболеваний
  • изучение древней ДНК
  • анализ «генетических отпечатков пальцев» (для ДНК-профилирования)
  • определение родительства
  • криминалистические исследования и т.д.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

А как работает ПЦР-тест для диагностики коронавируса?

Вопрос не праздный: в соответствии с Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ (от 7 июля 2020 г. № 18) каждый человек, въезжающий в Россию, должен пройти ПЦР-тест в течение 3 календарных дней — либо предоставить «свежую» справку с отрицательным результатом.

Анализ для определения коронавирусной инфекции проходит так же, как и для любого другого патогена.

У человека берется мазок из носоглотки, чтобы определить, присутствует ли на слизистых РНК вируса. При положительном результате заболевший опасен для окружающих, а значит, должен отправиться на карантин.

Как подготовиться к сдаче ПЦР-мазка на коронавирус?

За три часа до сдачи ПЦР-анализа нельзя есть и пить, чистить зубы, использовать полоскания и спреи, жевать жвачку, курить и рассасывать таблетки.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В лаборатории вам потребуется паспорт и медицинский полос, а для граждан других стран — паспорт их государства.

Какова точность ПЦР-тестирования на коронавирус?

Исследование, проведенное в американском Университете Джона Хопкинса и опубликованное в августе 2020 года показало, что каждый пятый проведенный ПЦР-тест является ложноотрицательным.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Показатели точности зависят от стадии инфекции, причем самый высокий процент ложноотрицательных результатов регистрируется в первые четыре дня после заражения. Если тестирование происходит на восьмой день инфекции (обычно — через три дня после появления симптомов), результаты более точны.

Как проходило исследование?

Чтобы оценить точность теста, ученые проанализировали данные семи предыдущих исследований, в ходе которых было изучено 1330 мазков из носоглотки пациентов. Затем специалисты сравнили данные ПЦР-тестов с историей контактов и временем появления симптомов у пациентов. Вот, каким было количество ложноотрицательных результатов:

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
  • В первый день после заражения — 100%
  • На четвертый день — 67%
  • На пятый день — 38%
  • На восьмой день — 20%

После восьмого дня точность тестов снова начала снижаться. Иными словами, при коронавирусе ПЦР-тестирование эффективно в довольно узком «окне» — слишком рано пройденный тест ничего не покажет так же, как и слишком поздно пройденный, даже при наличии симптомов.

Если вы знаете, когда могли заразиться, то попробуйте пройти тестирование примерно на 8 день после этой даты — или на третий после появления симптомов. И если результат будет отрицательным при наличии очевидных признаков коронавирусной инфекции, то лучше не рискуйте и оставайтесь дома, пока симптомы полностью не исчезнут.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Почему ПЦР-тесты на ковид не всегда точны?

Исследователи говорят, что одной из причин большого числа ложноотрицательных результатов может быть вариабельность выделения вируса. Тест проведен слишком рано? Вирус может не успеть выделиться в рото- и носоглотке. Слишком поздно? Вирус «спустился» ниже, в бронхи и легкие.

Неверными могут быть и методы отбора проб — например, если мазок взяли недостаточно «глубоко», или если пациент перед анализом выпил воды. Проблема может быть также в недостаточно качественных реагентах.

Как диагностируют коронавирус, если тест пришел ложноотрицательным?

Врачам помогает оценка симптомов, поиск маркеров воспаления (например, С-реактивного белка), компьютерная томография грудной клетки и проведение иммуноферментного анализа на антитела к коронавирусу.

Вы сдавали мазок на коронавирус?
Нет
Да!

Хотя ПЦР-тесты не дают 100% результата, их проведение по-прежнему крайне важно для отслеживания роста заболеваемости и сдерживания пандемии. Просто нужна «поправка на ветер» и дополнительные методы исследования.