丁香医生医学团队
颜国志放射科主治医师
发布时间 2021年09月01日
最后修订时间 2023年08月18日
PCR ,是「聚合酶链式反应」的缩写。PCR核酸检测,是一种快速而准确地扩增已知的特定基因(即「目的基因」)进而分析结果的检验技术,被广泛应用于临床的诊断与评估中。
这项技术可以把单个 DNA 扩增上百万倍,就像能放大声音的「扩音器」。本来 DNA 片段(基因)难以被检测出来,通过这一「扩音器」得以被检测到。
此外,通过扩音器「放大后」的声音大小,可以了解「扩音器」放大前的声音大小,即原样本中目的基因的数量。
PCR 检测技术相对廉价、准确性高,并且只需要相对简单的条件与设备即可完成,但只能针对已知的特定基因(即「目的基因」)有没有、有多少。比如,要检测某个 DNA 片段(基因)是否存在、定量测定某个 DNA 片段的含量等。
总的来说,当临床上需要了解某个已知的特定 DNA 片段是否存在、存在的量多少时,会考虑进行 PCR 检测。总的来说,有以下几类:
1. 肿瘤的评估:
恶性肿瘤细胞与正常细胞长得不一样,可能存在一个或若干个潜在的基因突变。相应的靶向药物可以针对这些基因突变起到抗肿瘤的作用。
因此,在恶性肿瘤中,PCR检测可以了解这些基因是否发生突变,进而预测某种靶向药物对患者是否有效。
这里还需要特别指出下面两种情况:
2. 遗传病评估
一些临床疾病通过检测一个或少数的若干个基因即可诊断,如地中海贫血。这时候,通过 PCR 检测可以有效而准确地进行诊断、分型。
对于一些可能存在遗传性肿瘤综合征的情况,如对于有家族性乳腺癌风险的人群,可以对相关基因位点进行 PCR 检测以明确风险。
这里需要特别指出的是:
遗传病无法治愈。 孕妇的血液中存在胎儿的 DNA ,因此可以从特定遗传病的高风险孕妇的血液中分离胎儿 DNA 进行检测,以降低有关遗传疾病的风险。
3. 感染性疾病诊断与评估
PCR 检测可以快速、高效、即时地检测样本中是否存在特定病原体的核酸序列,从而检验是否存在该病原体的感染。
例如, PCR 检测目前广泛用于人类免疫缺陷病毒( HIV )的早期感染检测。
通过 PCR 检测,对于一些常见导致感染的病原体,可以在 4~8 小时内明确具体是哪一种病原体导致的感染,相对传统的病原体培养技术(往往需要 2~3 天)要更加高效。
但这里也要指出, PCR 检测在病原体的检验上也存在显著的局限性,无法取代传统的病原体培养技术。
此外,对于已知的慢性病毒感染,例如乙肝病毒感染、人乳头瘤病毒( HPV )感染, PCR 检测可以了解病毒 DNA 的含量,以评估目前感染的情况。
注意,这里和NGS测序不一样, PCR 只能设定一个或少数几个病原体为「目标」去检测。
这里需要特别指出的是,新冠疫情期间,我国存在大面积的核酸检测普筛,这里的核酸检测即是通过 PCR 技术,可以识别人群中存在的感染者。
还可以对环境样品进行 PCR 检测,以明确病原体对环境的污染情况。
4. 验证NGS测序结果
PCR 检测就像文档中的「查找」工具,必须要有一个已知的 DNA 片段作为「目标」,然后去检测「有没有」、「有多少」。
而在并不知道这个「目标」在哪里的时候,就需要通过NGS测序去寻找。对于NGS测序得出的结果,如果需要验证,可以通过 PCR 技术。
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临床诊疗中, PCR 检测前,患者方需要充分地知情同意,包括价格、必要性和隐私保护事项。同时,要注意保存好有关医疗文书。
如果是通过手术或有创活检获取 PCR 检测所需要的组织标本,那么需要遵循手术或有创活检的有关注意事项,包括禁食时间、饮食内容、运动和用药。
如果正在服药,那么需要咨询医生是否需要停药,并严格遵守。
在社区新冠筛查中,进行 PCR 检测前,需要做到:
PCR 检测使用相应的样本进行。
样本包括:鼻咽拭子、咽拭子、鼻咽抽取物或呼吸道抽取物、痰液、支气管或肺泡灌洗液、粪便、肛拭子、血液和血清、脑脊液、腹水、胸水、肿瘤组织等。
采样人员在获取标本后,会将标本经妥善处理后进行检测。如果需要采集血液样本,就需要抽血了。
对于新冠疫情期间的社区新冠筛查核酸检测,采取鼻咽拭子或咽拭子进行检测。
鼻咽拭子: 采样人员会一手轻扶被检测者的头部,一手执拭子贴鼻孔轻轻进入,待拭子顶端到达鼻咽腔后壁时,轻轻旋转一周,然后缓缓取出拭子,将拭子头浸入含 2~3 ml 病毒保存液的管中,尾部弃去,旋紧管盖。
咽拭子: 被检测者需要先用生理盐水漱口,采样人员会将拭子先用无菌生理盐水湿润。之后,被检测者需要头部微仰,嘴张大,并发「啊」音。
这时采样人员会将拭子越过舌根,在被检测者的两侧扁桃体稍微用力来回擦拭至少3次,然后再在咽后壁上下擦拭至少 3 次,将拭子头浸入含 2~3 ml 病毒保存液的管中,尾部弃去,旋紧管盖。
无特别注意事项,具体取决于获取标本的途径,获取标本后需要严格遵守医嘱。
对于新冠疫情期间的社区新冠筛查核酸检测,如果是鼻咽拭子采集,可能出现少量鼻腔出血,一般不需要特殊处理,如出血量较多请及时到医院进行处理。
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一般在采样的 24~72 小时内出结果。
对于产前诊断,可能需要更多时间。
对于新冠疫情期间的社区新冠筛查核酸检测,6 小时即可出结果,有阳性结果有关部门会迅速进行通知。
取决于送检样品质量是否符合标准。
如果符合标准、检测过程按照操作规程进行,那么 PCR 检测本身具备很高的准确性。
PCR 检测检测的是某个 DNA 片段「有没有」、「有多少」。这个 DNA 被称为「目的 DNA 」。
如果结果为阴性,代表样本中没有检测出该目的 DNA 片段的存在。
如果结果为阳性,那么后面可能会给出「有多少」的数值,即该目的 DNA 的含量,单位是「IU/ml」或「拷贝/ml」。数值越大,每毫升样品中该目的 DNA 的含量越高。具体的数据需要专业人士进行分析,对于普通患者,只需要关注结论即可。
影响价格的主要是 PCR 检测类型、样本处理的难度和具体检测的 DNA 片段是否常见。
目前,临床上进行的核酸检测方式主要为 PCR 与各种形式的基因测序,基因测序中又以 NGS 测序为多见。
PCR 检测技术相对基因测序而言,如果仅检测已知的单个或少数几个目的 DNA 片段有没有、有多少,要更加廉价,并且只需要相对简单的条件与设备即可完成。
但是,如果不知道要查的具体 DNA 片段是什么(比如新冠疫情刚开始的时候,人类对新冠病毒还没有任何了解)的时候, PCR 检测是无法胜任的。
而当需要检测数量较多的 DNA 片段(10个左右或更多)的时候,测序技术往往相对 PCR 检测要廉价。