Молекулярно-генетические методы в практике современных медико-биологических исследований. Часть II: использование ПЦР в диагностике инфекционных заболеваний человека
Аннотация
ПЦР-диагностика является одним из наиболее современных и технологичных методов выявления микроорганизмов. Основанная на амплификации нуклеиновых кислот, ПЦР позволяет достичь высокой диагностической чувствительности и специфичности в сочетании с высокой скоростью выполнения исследования. В отличие от бактериологического метода ПЦР-диагностика не требует предварительного культивирования исследуемых микроорганизмов для их идентификации, что позволяет применять метод для обнаружения некультивируемых бактерий и вирусов. В лекции обсуждаются молекулярные процессы, положенные в основу современных технических решений для молекулярно-генетической диагностики. Рассматриваются фундаментальные и прикладные аспекты выполнения мультиплексной ПЦР и ПЦР с обратной транскрипцией. Анализируются способы качественного и количественного выявления возбудителей в биологических материалах с помощью молекулярно-генетических методов. Приводятся примеры использования ПЦР-исследования для решения конкретных диагностических задач. Лекция ориентирована на студентов медико-биологических специальностей, а также молодых специалистов, планирующих использовать в своей практической деятельности молекулярно-генетические методы исследований.
Об авторах
А. Н. Волков
ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Волков Алексей Николаевич, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии с основами генетики и паразитологии; старший научный сотрудник центральной научно-исследовательской лаборатории
650056, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а
Л. В. Начева
ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Начева Любовь Васильевна, доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой биологии с основами генетики и паразитологии
650056, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а
Ю. В. Захарова
ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Захарова Юлия Викторовна, доктор медицинских наук, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии
650056, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а
Список литературы
1. Waller JV, Kaur P, Tucker A, Lin KK, Diaz MJ, Henry TS, Hope M. Diagnostic tools for Coronavirus disease (COVID-19): Comparing CT and RT-PCR viral nucleic acid testing. AJR Am J Roentgenol. 2020;215(4):834-838. https://doi.org/10.2214/AJR.20.23418
2. Long C, Xu H, Shen Q, Zhang X, Fan B, Wang C, Zeng B, Li Z, Li X, Li H. Diagnosis of the Coronavirus disease (COVID-19): rRT-PCR or CT? Eur J Radiol. 2020;126:108961. https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2020.108961
3. Волков А.Н., Начева Л.В. Молекулярно-генетические методы в практике современных медико-биологических исследований. Часть I: Теоретические основы ПЦР-диагностики. Фундаментальная и клиническая медицина. 2020;5(4):133-140 https://doi.org/10.23946/2500-0764-2020-5-4-133-140
4. Pardee K, Green AA, Takahashi MK, Braff D, Lambert G, Lee JW, Ferrante T, Ma D, Donghia N, Fan M, Daringer NM, Bosch I, Dudley DM, O'Connor DH, Gehrke L, Collins JJ. Rapid, Low-Cost Detection of Zika Virus Using Programmable Biomolecular Components. Cell. 2016;165(5):1255-1266. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.04.059
5. Zhou L, Chandrasekaran AR, Punnoose JA, Bonenfant G, Charles S, Levchenko O, Badu P, Cavaliere C, Pager CT, Halvorsen K. Programmable low-cost DNA-based platform for viral RNA detection. Sci Adv. 2020;6(39):eabc6246. https://doi.org/10.1126/sciadv.abc6246
6. Wong Y, Othman S, Lau Y, Radu S, Chee H. Loop-mediated isothermal amplifcation (LAMP): a versatile technique for detection of micro-organisms. J Appl Microbiol. 2018;124(3):626-643. https://doi.org/10.1111/jam.13647
7. Forbes BA, Hall GS, Miller MB, Novak SM, Rowlinson M-C, Salfnger M, Somoskövi A, Warshauer DM, Wilson ML. Practice guidelines for clinical microbiology laboratories: mycobacteria. Clin Microbiol Rev. 2018;31(2):e00038-17. https://doi.org/10.1128/CMR.00038-17
8. Mikheecheva NE, Zaychikova MV, Melerzanov AV, Danilenko VN. A nonsynonymous SNP catalog of Mycobacterium tuberculosis virulence genes and its use for detecting new potentially virulent sublineages. Genome Biol Evol. 2017;9(4):887-899. https://doi.org/10.1093/gbe/evx053
9. Torfs E, Piller T, Cos P, Cappoen D. Opportunities for overcoming Mycobacterium tuberculosis drug resistance: emerging mycobacterial targets and host-directed therapy. Int J Mol Sci. 2019;20(12):2868. https://doi.org/10.3390/ijms20122868
10. Chae H, Han SJ, Kim S-Y, Ki C-S, Huh HJ, Yong D, Koh W-J, Shin SJ. Development of a one-step multiplex PCR assay for differential detection of major Mycobacterium species. J Clin Microbiol. 2017;55(9):2736-2751. https://doi.org/10.1128/JCM.00549-17
11. Sea-liang N, Sereemaspun A, Patarakul K, Gaywee J, Rodkvamtook W, Srisawat N, Wacharaplusadee S, Hemachudha T. Development of multiplex PCR for neglected infectious diseases. PLoS Negl Trop Dis. 2019;13(7):e0007440. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0007440
12. Волков А.Н. Апробация тест-системы для одновременного ПЦР-анализа пяти пародонтопатогенных микроорганизмов в биологическом образце. Медицина в Кузбассе. 2014;13(4):14-18
13. Onderdonk AB, Delaney ML, Fichorova RN. The human microbiome during bacterial vaginosis. Clin Microbiol Rev. 2016;29(2):223-238. https://doi.org/10.1128/CMR.00075-15
14. Pacha-Herrera D, Vasco G, Cruz-Betancourt C, Galarza JM, Barragán V, Machado A. Vaginal microbiota evaluation and Lactobacilli quantifcation by qPCR in pregnant and non-pregnant women: A pilot study. Front Cell Infect Microbiol. 2020;10:303. https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.00303
15. Kralik P, Ricchi M. A Basic guide to Real Time PCR in microbial diagnostics: defnitions, parameters, and everything. Front Microbiol. 2017;8:108. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00108
16. Zhu H, Zhang H, Xu Y, Laššáková S, Korabečná M, Neužil P. PCR past, present and future. BioTechniques. 2020;69(4):317- 325. https://doi.org/10.2144/btn-2020-0057
17. Нарвская О.В. Вирус папилломы человека. Эпидемиология, лабораторная диагностика и профилактика папилломавирусной инфекции. Инфекция и иммунитет. 2011;1(1):15-22
18. Holl K, Nowakowski AM, Powell N, McCluggage WG, Pirog EC, Collas De Souza S, Tjalma WA, Rosenlund M, Fiander A, Castro Sánchez M, Damaskou V, Joura EA, Kirschner B, Koiss R, O'Leary J, Quint W, Reich O, Torné A, Wells M, Rob L, Kolomiets L, Molijn A, Savicheva A, Shipitsyna E, Rosillon D, Jenkins D. Human papillomavirus prevalence and typedistribution in cervical glandular neoplasias: Results from a European multinational epidemiological study. Int J Cancer. 2015;137(12):2858-2868. https://doi.org/10.1002/ijc.29651
19. Hu W-S, Hughes SH. HIV-1 reverse transcription. Cold Spring Harb Perspect Med.2012;2(10):a006882. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a006882
20. Casamassimi A, Federico A, Rienzo M, Esposito S, Ciccodicola A. Transcriptome profling in human diseases: new advances and perspectives. Int J Mol Sci. 2017;18(8):1652. https://doi.org/10.3390/ijms18081652
Рецензия
Для цитирования:
Волков А.Н., Начева Л.В., Захарова Ю.В. Молекулярно-генетические методы в практике современных медико-биологических исследований. Часть II: использование ПЦР в диагностике инфекционных заболеваний человека. Фундаментальная и клиническая медицина. 2021;6(1):77-85. https://doi.org/10.23946/2500-0764-2021-6-1-77-85
For citation:
Volkov A.N., Nacheva L.V., Zakharova Yu.V. Molecular genetic techniques in current biomedical research. Part II: PCR applications in diagnostics of human infectious diseases. Fundamental and Clinical Medicine. 2021;6(1):77-85. (In Russ.) https://doi.org/10.23946/2500-0764-2021-6-1-77-85
Просмотров: 761
Послать статью по эл. почте 