Области применения молекулярно-биологических технологий
Молекулярно-биологические технологии широко внедряются в практику лабораторий и, в первую очередь, для решения проблем микробиологии и эпидемиологии. Методы с использованием ПЦР дополняют спектр традиционных методов микробиологической диагностики. Применение ПЦР наиболее эффективно для обнаружения микроорганизмов, трудно культивируемых в лабораторных условиях, атипичных форм бактерий, а также внутриклеточных паразитов и микроорганизмов, способных длительно находиться в организме хозяина без проявления клинических симптомов (микобактерии туберкулеза, вирусные инфекционные агенты). Так, с помощью набора реагентов для выявления микобактерий туберкулеза возможна дифференциальная диагностика вирусных и бактериальных пневмоний и туберкулеза.
Отечественная технология с применением гибридизации на биочипе с последующим считыванием флюоресценции ДНК-зонда, комплементарного району гена гров (81-я пара олигонуклеотидов), который содержит наиболее часто встречающиеся мутации штаммов микобактерии туберкулеза, устойчивые к рифампицину и изониазиду, позволяет в значительно более короткие сроки, чем определение лекарственной чувствительности стандартными микробиологическими методами, установить диагноз MDR-формы заболевания, устойчивой к лечению этими препаратами. Молекулярно-биологические технологии позволяют выявлять многие клинически значимые вирусы, в том числе вирусы герпеса различных типов, гепатитов А, В, С, D, G, мононуклеоза, ротавирусов, энтеровирусов, кальцивирусов: вирусов Норфолка 1-го и 2-го типов, астровирусов, флавивирусов, вируса крымской геморрагической лихорадки, краснухи, аденовирусов, коронави- руса, вируса, вызывающего тяжелый респираторный синдром, «ТОРС» («атипичная пневмония»).
Наиболее экономически обосновано использование этих технологий для выявления урогенитальных бактериальных инфекций, хламидиоза, уреаплазмоза, микоплазмоза, гарднереллеза, трихомоноза, сифилиса.
В целях диагностики инфекционных заболеваний применяют наборы реактивов для выявления сальмонелл, шигедл, микроорганизмов рода кампиллобактер, клостридий, листерий, иерсиний, возбудителей дифтерии (токсигенных штаммов), а также для диагностики протозойных инфекций (например, токсоплазмоза).
Молекулярно-биологические технологии высокочувствительны и специфичны при выявлении ДНК-фрагментов возбудителей туляремии, мониторинге природных очагов туляремии, возбудителя сибирской язвы.
Мультиплексная ПЦР используется для идентификации вируса натуральной оспы и других ортодоксвирусов (вирусов оспы коров, обезьян), патогенных для человека.
С помощью тест-систем на основе ПЦР осуществляется диагностика арбовирусных инфекций (что особенно важно в первые дни заболеваний), клещевого энцефалита и клещевого боррелиоза, диагностика риккетсиозных лихорадок, возможно проведение как первичного генотипирования возбудителя, так и эпидемиологическое расследование вспышек заболевания путем анализа нуклеотидной последовательности генома.
В диагностике особо опасных инфекций методы с применением ПЦР используются в качестве экспресс-тестов для исследования материала от больного (подозрительного на заболевание) при выполнении культурального и биологического методов и для идентификации подозрительных колоний, для индикации биологически патогенных агентов в объектах окружающей среды. По результатам анализа выдается предварительный ответ о наличии в пробе ДНК микроорганизма. При наличии очага инфекции положительные результаты ПЦР в комплексе с данными других экспресс-методов (ИФА, люминесцентная микроскопия и др.) могут быть основанием для окончательного положительного ответа и проведения противоэпидемических мероприятий. Эпидемиологическая значимость изолятов может быть оценена на основании выявления генетических маркеров вирулентности, например генов ctxA, tcpA у возбудителя холеры.
Огромный интерес ПЦР представляет для выявления онковирусов, например вирусов папилломы человека различных типов и, прежде всего, высокого канцерогенного риска.
Амплификационная диагностика занимает свое место в арсенале методов, направленных на выявление предрасположенности пациентов к онкологическим заболеваниям, микродиссеминации опухолей.
Микрочиповые микро- и нанотехнологии, как полагают разработчики ДНК-чипов, станут средствами быстрого и недорогого выявления генетически обоснованных заболеваний и состояний, ВИЧ, болезни Альцгеймера, цистофиброза, некоторых форм рака. С другой стороны, эти технологии позволят разработать стратегии для недорогого скрининга лекарств.
