tes PCR

Maximilian Reindl belajar kimia dan biokimia di LMU di Munich dan telah menjadi anggota tim editorial sejak Desember 2020. Dia akan membiasakan diri dengan topik kebijakan medis, ilmiah dan kesehatan untuk Anda agar dapat dimengerti dan dipahami.

Lebih banyak posting oleh Maximilian Reindl Semua konten diperiksa oleh jurnalis medis.

Tes PCR telah menjadi bagian tak terpisahkan dari kedokteran modern dan diagnostik molekuler. Karena sangat tepat, mereka dianggap sebagai "standar emas". Mereka dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari deteksi patogen hingga skrining penyakit keturunan - yaitu di mana pun diperlukan untuk secara andal mendeteksi jejak terkecil dari materi keturunan. Cari tahu di sini mengapa tes PCR sangat tepat, di mana digunakan dan bagaimana cara kerjanya secara detail.

Apa itu tes PCR?

Tes PCR adalah metode laboratorium dari biologi molekuler dan kedokteran. Tes ini digunakan untuk deteksi langsung - dan karakterisasi - materi genetik. Metode PCR dianggap oleh para ahli mudah dilakukan, dapat diterapkan secara universal dan kuat.

Di laboratorium, tes PCR terdiri dari dua langkah. Pada langkah pertama, materi genetik yang ada direproduksi dengan bantuan reaksi berantai polimerase, atau disingkat PCR. Dengan cara ini, jejak DNA terkecil dapat diperiksa. Ini juga alasan mengapa tes PCR sangat sensitif.

Pada langkah kedua, materi genetik dipisahkan, “diurutkan” dan dengan demikian dicirikan menurut sifat-sifatnya. Jadi struktur halus DNA ditentukan.

Ada banyak kemungkinan kegunaan: Dokter menggunakan tes PCR untuk memeriksa, misalnya, smear untuk virus corona, donor darah untuk HIV atau menyaring bayi baru lahir untuk kemungkinan penyakit keturunan. Infeksi bakteri - misalnya dengan patogen tuberkulosis - atau infeksi parasit (malaria) juga dapat diklarifikasi dengan PCR.

Mereka juga membantu dalam kedokteran forensik untuk menghukum pelanggar berdasarkan sidik jari genetik mereka atau digunakan sebagai tes paternitas.

Semua aplikasi ini dirangkum dalam istilah diagnostik molekuler. PCR dengan demikian menemukan aplikasi praktis dalam penelitian, diagnostik dan forensik jauh melampaui deteksi patogen Sars-CoV-2.

(Corona) tes PCR versus tes PCR cepat

Biasanya, evaluasi tes PCR dilakukan di laboratorium khusus. Artinya bahan sampel dikirim dan diperiksa di sana. Hasilnya biasanya diterima beberapa hari kemudian.

Berbagai startup (GNA Biosolutions, Spindiag) baru-baru ini menghadirkan perangkat uji seluler jenis baru. Untuk ini mereka juga menerima persetujuan khusus dari Federal Institute for Drugs and Medical Devices (BfArM). Dengan bantuan perangkat tes PCR seluler ini, tes PCR juga dapat dilakukan tanpa laboratorium khusus.

Pendekatan ini memiliki potensi besar, karena hasil tes yang andal dapat tersedia dalam beberapa jam langsung di lokasi pengambilan sampel (pusat tes).

Sejauh mana sistem tes PCR cepat tersebut akan berlaku dalam praktiknya belum dapat dinilai. Juga belum diketahui seberapa cepat pusat pengujian akan dipasok dengan perangkat ini di seluruh papan.

Oleh karena itu, di masa mendatang, tes PCR berbasis laboratorium “biasa” akan terus dilakukan, yang menyebabkan penundaan tertentu antara pengambilan sampel dan hasil tes.

Seberapa andalkah tes PCR?

PCR adalah metode deteksi yang terbukti dalam diagnostik molekuler dan kedokteran. Ini dianggap sebagai standar emas dengan tingkat kesalahan yang sangat rendah. Tes ini secara khusus dicirikan oleh sensitivitas dan spesifisitas yang sangat tinggi.

Sensitivitas berarti reliabilitas yang digunakan tes untuk menemukan materi genetik yang akan dideteksi.

Spesifisitas berarti kepastian yang tes menentukan bahwa materi genetik yang bersangkutan tidak hadir dalam sampel.

Kapan tes PCR bekerja jika terjadi infeksi Sars CoV-2?

Sebagai aturan, tes PCR mendeteksi infeksi korona dua hingga tiga hari sebelum dan hingga 20 hari setelah timbulnya gejala. Bahkan dengan orang yang terinfeksi yang tetap benar-benar bebas gejala, tes ini bekerja di jendela waktu yang kritis ketika mereka dapat menginfeksi orang lain.

Dalam kasus individu, bukti ini bahkan mungkin 60 hari setelah gejala penyakit muncul.

Pada hari pertama setelah infeksi corona, tes PCR juga bisa negatif, meskipun ada infeksi. Dalam kasus seperti itu, tidak ada cukup virus di tenggorokan pada saat tes smear. Namun, jika ada kecurigaan infeksi yang wajar, dokter biasanya melakukan tes PCR lagi pada hari-hari berikutnya.

kemungkinan sumber kesalahan

Tingkat kesalahan dalam proses penyalinan DNA dalam praktiknya dapat diabaikan. Meskipun DNA polimerase tidak pernah bekerja dengan baik, mereka hampir tidak berperan dalam proses tes PCR.

Dalam praktiknya, kemungkinan sumber kesalahan terletak pada proses pengambilan sampel: Oleh karena itu, penting bagi staf medis terlatih untuk melakukan apusan. Sampel air liur dan obat kumur mungkin dapat mengurangi akurasi, karena efek pengenceran terjadi di sini.

Bagaimana cara kerja tes PCR?

Tes PCR dilakukan misalnya oleh dokter keluarga atau di pusat tes khusus. Pertama, dokter atau profesional kesehatan terlatih mengambil sampel. Biasanya, swab diambil dari saluran napas atas untuk tes. Ini biasanya berbentuk swab mulut atau hidung dan tenggorokan.

Berkumur dengan larutan bilas juga dimungkinkan. Sampel darah tidak khas untuk deteksi korona - tetapi tersebar luas, misalnya, dalam skrining bayi baru lahir.

Terlepas dari jenis sampel yang diambil, materi genetik ditemukan pada kapas, dalam larutan pembilas atau dalam setetes darah. Bahan sampel ini dikirim ke laboratorium, di mana ia diisolasi dan dimurnikan.

Tes PCR kemudian dibagi menjadi dua langkah:

• PCR: Pada langkah ini, jumlah materi genetik asli dikalikan.
• Elektroforesis: Pada langkah kedua, segmen genom "diurutkan" menurut ukuran. Dengan cara ini, sampel dapat dicirikan - struktur halus materi genetik ditentukan.

Langkah 1: PCR - "Reaksi berantai polimerase"

"PCR" adalah yang pertama dari dua langkah kerja: Di sini jumlah DNA awal yang ada dikalikan. Karena hanya jika materi genetik tersedia dalam jumlah yang cukup baru dapat diperiksa. Sebagian besar ini adalah DNA manusia; tes untuk virus corona adalah RNA virus.

Singkatan PCR adalah singkatan dari istilah bahasa Inggris "Polymerase Chain Reaction".

Apa yang dibutuhkan untuk PCR?

DNA awal terletak di bejana reaksi dengan zat khusus. Materi genetik yang ada berfungsi sebagai cetakan, yang disalin dengan adanya enzim tertentu (Taq polimerase) dan blok pembangun DNA dasar tertentu.

Proses penyalinan berlangsung dalam beberapa - berulang - berjalan (siklus).

Secara khusus, zat-zat berikut digabungkan:

• DNA awal: bahan sampel yang akan direplikasi.
• Blok pembangun DNA dasar: Ini adalah nukleobasa adenin, timin, sitosin, dan guanin.
• DNA polimerase: Enzim yang menghubungkan blok bangunan DNA individu untuk membentuk untai DNA yang terdefinisi dengan baik. Untaian yang baru diperoleh adalah gambar cermin (pelengkap) dari bahan awal asli.
• Larutan penyangga: Reaksi berantai polimerase berlangsung dalam larutan penyangga fisiologis. Ini memastikan kondisi yang serupa dengan yang ditemukan di sel manusia. Larutan ini menjaga pH tetap stabil dan juga mengandung ion magnesium. Kondisi terkendali ini diperlukan untuk memastikan fungsionalitas DNA polimerase.
• Primer: Mereka terdiri dari 16 hingga 24 pasangan basa dan berfungsi sebagai posisi awal dan sinyal awal. Primer menunjukkan DNA polimerase pada titik mana (dari DNA awal) proses penyalinan dimulai.

Bagaimana tes PCR dilakukan?

Karena semua zat yang diperlukan untuk PCR sekarang berada di dalam wadah reaksi, proses penyalinan materi genetik yang sebenarnya dapat dimulai. Ini hanya dimulai, dikendalikan dan dihentikan lagi oleh suhu.

Bejana reaksi akibatnya dipanaskan atau didinginkan dengan cara yang ditargetkan ke suhu yang berbeda. Ini dilakukan dengan perangkat khusus - yang disebut pengendara sepeda termal. Reaksi keseluruhan memakan waktu sekitar satu hingga dua jam.

Langkah-langkah individu dari siklus PCR adalah:

• Denaturasi untai ganda DNA: Sampel dipanaskan hingga sekitar 90 derajat Celcius. Akibatnya, untai ganda DNA asli pecah menjadi dua untai tunggal (komplementer) yang terpisah.
• Lampiran primer: Suhu diturunkan sedikit di bawah 60 derajat Celcius. Akibatnya, primer (primer maju, primer terbalik) menempel pada posisi yang ditentukan pada untai tunggal DNA yang sesuai.
• Perpanjangan: Suhu meningkat sedikit di atas 70 derajat Celcius. DNA polimerase sekarang mulai bekerja pada suhu optimum ini. Ini menempel pada posisi primer dan memperpanjang untai tunggal asli DNA langkah demi langkah sampai salinan (pelengkap) yang tepat tersedia (sintesis DNA).

Setelah siklus selesai, suhu dinaikkan lagi menjadi sekitar 90 derajat Celcius - siklus dimulai dari awal lagi.

Menggunakan metode PCR, sekuens DNA dapat direplikasi hingga sekitar tiga pasangan kilobase (kbp). Ini sesuai dengan sekitar 3.000 blok pembangun DNA dasar yang terhubung untuk membentuk "rantai". Sebagai perbandingan: genom manusia menyimpan cetak biru dan informasi untuk pengoperasian sel di sekitar tiga miliar pasangan basa - genom virus corona, di sisi lain, terdiri dari 30.000 pasangan basa. Tes PCR hanya dapat digunakan untuk mereproduksi dan memeriksa bagian pendek dari total DNA.

Primer sangat penting

Pemilihan primer sangat penting untuk proses PCR. Dalam diagnostik Sars-CoV-2, misalnya, beberapa primer digunakan (multipleks PCR).

Tes PCR Corona mencari tiga gen virus yang berbeda: Spesifisitas keseluruhan meningkat hingga hampir 99,99%.Ini berarti bahwa dengan hit rate yang tinggi ini, hanya ada satu tes positif palsu per 10.000 pemeriksaan (jika sampel diambil dengan benar).

Berapa banyak materi genetik yang disalin yang ada sekarang?

Mari kita asumsikan bahwa setelah siklus pertama ada dua untai ganda DNA yang identik.

Setelah setiap siklus, jumlah materi genetik (disalin) berlipat ganda. Jadi jumlah DNA tumbuh secara eksponensial.

Dengan kata lain: setelah siklus kedua ada empat untaian ganda yang identik - setelah siklus ketiga delapan untaian ganda - setelah siklus keempat 16 untai ganda dan setelah siklus kelima sudah 32 untai ganda.

Profesional medis biasanya mengulangi proses ini sekitar dua puluh hingga tiga puluh kali.

Secara metaforis, ini berarti: Bahkan jika hanya satu untai ganda DNA ditemukan dalam sampel di awal, setelah dua puluh siklus akan ada satu juta salinan identik dalam wadah reaksi.

Apa yang dimaksud dengan nilai Ct?

Jumlah siklus PCR yang diselesaikan diberikan dalam bentuk yang disebut nilai Ct. “Ct” berasal dari istilah bahasa Inggris “cycle threshold”. Nilai Ct ini memungkinkan pernyataan dibuat tentang jumlah materi genetik yang dicari.

Pada nilai Ct rendah 20, ada banyak materi genetik awal. Namun, jika nilai Ct tinggi - sekitar 30 siklus - hanya ada sedikit DNA. Oleh karena itu, siklus PCR harus dijalankan lebih sering.

Langkah 2: Elektroforesis "Penyortiran berdasarkan Ukuran"

Akhirnya, jika ada cukup materi genetik yang “diperkaya”, apa yang dikenal sebagai elektroforesis dapat terjadi. Para ilmuwan menggunakan sifat tertentu DNA: muatan listriknya.

Blok pembangun DNA individu dihubungkan satu sama lain melalui tulang punggung gula-fosfat bermuatan (negatif). Semakin panjang urutan DNA tertentu, semakin tinggi muatan listriknya.

Jika materi genetik ditempatkan dalam media pembawa tertentu (agarosa) dan tegangan listrik diterapkan, segmen DNA mulai bergerak karena muatannya. Karena bentangan DNA yang lebih panjang bergerak lebih cepat daripada fragmen yang lebih pendek, mereka terpisah menurut ukuran.

Dengan cara ini, materi genetik dapat diperiksa dan dikarakterisasi. Dalam praktiknya, sampel yang tidak diketahui dengan referensi yang diketahui biasanya diterapkan pada "garis awal" dan dibandingkan satu sama lain setelah jangka waktu tertentu.

Jika "kecepatan migrasi" sama untuk kedua urutan, ini berarti: Deteksi kemungkinan besar positif - gen yang Anda cari terkandung dalam sampel.

Kasus khusus virus corona: preparasi sampel dan RT-PCR

Deteksi patogen untuk virus corona adalah kasus khusus, Sars-CoV-2 adalah salah satu yang disebut virus RNA. Artinya genom Sars-CoV-2 berupa RNA (asam ribonukleat).

RNA berbeda dari DNA hanya dalam beberapa hal. Antara lain, tersedia sebagai untai tunggal dan didasarkan pada gula ribosa, bukan 2 "deoksiribosa. Timin nukleobase juga telah digantikan oleh urasil sebagai basa keempat.

RNA virus ini harus "ditranskripsi" ke dalam DNA sebelum tes PCR biasa. Proses ini disebut reverse transcription (RT) - maka istilahnya RT-PCR. Selama proses ini, untai cDNA tunggal ("DNA komplementer") diperoleh. Pada langkah selanjutnya, untai cDNA tunggal dilengkapi dengan untai DNA kedua yang dibalik cermin.

Pada akhir preparasi sampel, terdapat untai ganda DNA yang sesuai dengan cetak biru asli RNA virus: Hanya untai ganda ini yang sekarang dapat digunakan sebagai cetakan dalam tes PCR.

Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan hasilnya?

Setelah mengirimkan sampel ke laboratorium, Anda biasanya akan menerima hasilnya setelah satu atau dua hari kerja. Di pusat pengujian, yang sering memeriksa sampel di lokasi, ini hanya bisa memakan waktu beberapa jam. Jangka waktu sangat tergantung pada pusat pengujian masing-masing dan logistiknya.

Terlepas dari proses kerja yang kompleks, laboratorium modern mampu melakukan tes PCR dengan throughput yang tinggi. Perangkat otomatis khusus membantu implementasi.

Tes PCR masih dianggap sebagai metode deteksi yang relatif "lambat" tetapi semuanya lebih dapat diandalkan.

Apa yang terjadi jika hasilnya positif?

Jika sampel diambil dengan benar, tes PCR positif berarti orang yang diuji sangat mungkin terinfeksi Sars-CoV-2.

Jika sudah dipastikan terinfeksi virus corona dengan bantuan tes PCR, maka dinas kesehatan akan menerima pesan dari laboratorium masing-masing tentang hasil tes positif. Dalam kasus seperti itu, departemen kesehatan akan memerintahkan isolasi atau karantina.

Apakah saya otomatis menular jika hasil tes PCR positif?

Sebagian besar waktu, ya. Tapi tidak selalu. Hasil tes PCR harus selalu ditafsirkan dalam konteks. Tes positif terutama berarti Anda memiliki materi virus di dalam diri Anda.

Jika Anda baru saja menderita Covid 19 (beberapa hari), tes PCR masih bisa positif - meskipun Anda sudah sehat kembali. Ini adalah kasus khusus dan kelemahan dari tes yang sangat sensitif, karena juga dapat mendeteksi fragmen virus yang tidak dapat bereproduksi.

Tes antibodi tambahan terkadang berguna

Dalam kasus seperti itu, tes antibodi memberikan kepastian yang memastikan validitas tes PCR. Sebaiknya diskusikan hal ini dengan dokter Anda. Mereka dapat membantu Anda menafsirkan hasil tes PCR dengan benar.

Apa yang harus dilakukan jika hasilnya negatif?

Hasil tes PCR negatif berarti kemungkinan besar Anda tidak tertular Covid-19 saat sampel diambil dan karena itu saat ini tidak menular. Namun, Anda bisa berada di tahap awal infeksi.

Biasanya, infeksi corona baru bisa terdeteksi pada hari kedua atau ketiga setelah terinfeksi. Jadi hasilnya bukan tiket gratis. Oleh karena itu, Anda harus terus mematuhi aturan jarak dan kebersihan serta terus memakai masker FFP2 - untuk diri sendiri dan untuk perlindungan orang lain.

Tes PCR pada anak-anak

Tes PCR pediatrik tidak berbeda dengan tes PCR dewasa. Baik pengambilan sampel maupun interpretasi hasil berlaku untuk anak-anak dan orang dewasa.

Apa risiko dari tes PCR?

Tes PCR tidak menimbulkan risiko fisik. Hanya pengambilan sampel dengan swab nasofaring yang dianggap mengganggu atau tidak menyenangkan oleh sebagian orang.

Berapa biaya tes PCR?

Semua biaya yang dikeluarkan untuk tes PCR akan ditanggung jika dokter yang merawat Anda atau departemen kesehatan menyetujui tes tersebut. Penggantian biaya biasanya dipertimbangkan jika Anda sudah memiliki gejala sendiri atau Anda telah melakukan kontak langsung dengan orang yang terinfeksi.

Bahkan jika rapid test atau self test positif, Anda berhak mendapatkan tes PCR gratis.

Harap diperhatikan: Jika Anda telah menguji diri sendiri di rumah dan menerima hasil positif, Anda harus segera membuat janji dengan dokter keluarga Anda melalui telepon. Dokter yang merawat Anda akan mendiskusikan prosedur lebih lanjut dengan Anda melalui telepon.

Atau, yang terbaik adalah menelepon 116 117 untuk mendaftar tes PCR. Sampai tes konfirmasi, Anda idealnya tinggal di rumah untuk melindungi diri sendiri dan orang lain.

Tag:  kebugaran olahraga makanan diet