PCR 검사란 무엇입니까?
PCR 테스트는 분자 생물학 및 의학에서 사용되는 실험실 방법입니다. 이 테스트는 유전 물질의 직접 검출 및 특성화에 사용됩니다. 전문가들은 PCR 방법을 수행하기 쉽고 보편적으로 적용할 수 있으며 강력하다고 생각합니다.
실험실에서 PCR 테스트는 두 단계로 구성됩니다. 우선 기존의 유전물질을 이용한폴리 메라 제 연쇠 반응(영어: Polymerase Chain Reaction, 줄임말: PCR) 복제됨. 이러한 방식으로 DNA의 가장 작은 흔적을 검사할 수 있습니다. 이것이 PCR 검사가 민감한 이유이기도 합니다.
두 번째 단계에서는 유전 물질을 특성에 따라 "분류"하여 특성화합니다. 따라서 DNA의 미세 구조가 결정됩니다.
가능한 용도는 다양합니다. 의사는 PCR 검사를 사용하여 코로나 바이러스의 존재 여부를 면봉으로 검사하거나, HIV에 대한 헌혈을 하거나, 가능한 유전병에 대해 신생아를 선별합니다. 박테리아 감염 - 예를 들어 결핵 병원체 - 또는 기생충 감염(말라리아) PCR로 명확히 할 수 있습니다.
그들은 또한 법의학에서 유전자 지문을 기반으로 가해자를 유죄 판결하거나 친자 확인 검사로 사용됩니다.
이러한 모든 응용 프로그램은 용어에 포함됩니다.분자 진단요약. 따라서 PCR은 Sars-CoV-2 병원체의 검출을 훨씬 넘어서는 연구, 진단 및 법의학에서 실용적인 응용을 찾습니다.
PCR 검사는 얼마 동안 유효합니까?
PCR 검사 결과는 일반적으로 검체 채취 시점으로부터 48시간 동안 유효합니다.
PCR 검사는 얼마나 신뢰할 수 있습니까?
PCR은 분자 진단 및 의학 분야에서 검증된 검출 방법입니다. 오류율이 매우 낮은 소위 황금 표준으로 간주됩니다. 테스트는 특히 매우 높은 민감도와 특이성을 특징으로 합니다.
민감도는 검사에서 검출할 유전 물질을 찾는 신뢰도를 의미합니다.
특이성은 문제의 유전 물질이 샘플에 존재하지 않는다는 검사 결과의 확실성을 의미합니다.
Sars-CoV-2 감염의 경우 PCR 검사는 언제 작동합니까?
원칙적으로 PCR 검사는 증상 발현 2~3일 전부터 증상 발현 후 20일까지 코로나 감염 여부를 검출한다. 완전히 증상이 없는 감염된 사람의 경우에도 검사는 다른 사람을 감염시킬 수 있는 중요한 시간 창에서 작동합니다.
개별적인 경우에는 질병의 증상이 시작된 후 60일이 지나도 증명이 가능합니다.
코로나 감염 후 첫날에는 감염이 있어도 PCR 검사가 음성일 수 있습니다. 그런 경우 면봉시에는 충분하지 않았습니다.바이러스인두에 존재. 그럼에도 불구하고 정당한 감염 의심이 있는 경우 의사는 일반적으로 다음 날 또 다른 PCR 검사를 수행합니다.
가능한 오류 원인
DNA 복사 과정의 오류율은 실제로 무시할 수 있습니다. DNA 중합효소는 결코 오류가 없을 수 없지만 PCR 테스트 절차에서 거의 역할을 하지 않습니다.
실제로 오류의 가능한 원인은 샘플링에 더 많이 있습니다. 따라서 숙련된 의료진이 스미어를 수행하는 것이 중요합니다. 특정 상황에서 타액 및 가글 샘플은 희석 효과가 발생하기 때문에 정확도를 감소시킬 수 있습니다.
PCR 검사는 어떻게 작동합니까?
예를 들어 가정의 또는 특수 테스트 센터에서 PCR 테스트를 수행합니다. 먼저, 의사 또는 숙련된 의료 전문가가 샘플을 채취합니다. 일반적으로 검사를 위해 상기도에서 면봉을 채취합니다. 이것은 일반적으로 입 또는 코-목 면봉의 형태를 취합니다.
그것도양치질하다헹굼 용액으로 가능합니다. 혈액 샘플은 코로나 검출에 비정형이지만, 예를 들어 신생아 선별 검사에서 널리 사용됩니다.
검체 채취 방법과 관계없이 면봉, 헹굼액, 방울 등에 유전 물질이 존재합니다.피. 이 시료 물질은 실험실로 보내져 분리되고 정제됩니다.
그런 다음 PCR 테스트는 두 단계로 나뉩니다.
- PCR:이 단계에서 원래 유전 물질의 양을 곱합니다.
- 전기영동:두 번째 단계에서는 유전 물질의 섹션을 크기에 따라 "분류"합니다. 이러한 방식으로 샘플을 특성화할 수 있습니다. 게놈의 미세 구조가 결정됩니다.
1단계: PCR - "중합 효소 연쇄 반응"
"PCR"은 두 가지 작업 단계 중 첫 번째입니다. 여기에서 기존 시작 DNA의 양이 곱해집니다. 유전 물질이 충분한 양으로 이용 가능한 경우에만 검사할 수 있습니다. 이것은 일반적으로 인간 DNA이며 코로나 바이러스에 대한 테스트는 이에 상응하는 바이러스 RNA입니다.
약어 PCR은 영어 용어 "중합 효소 연쇄 반응"을 나타냅니다.
PCR에 필요한 것은 무엇입니까?
시작 DNA는 특수 물질이 담긴 반응 용기에 있습니다. 기존의 유전 물질은 특정 효소(Taq polymerase)와 특정 기본 DNA 빌딩 블록의 존재 하에 복제되는 주형 역할을 합니다.
복사 프로세스는 몇 번의 – 반복 – 실행(주기)으로 실행됩니다.
구체적으로 다음 물질이 결합됩니다.
- 시작 DNA:복제할 샘플 자료.
- DNA 기본 빌딩 블록:이들은 핵염기 아데닌, 티민, 시토신 및 구아닌입니다.
- DNA 중합효소:개별 DNA 빌딩 블록을 연결하여 잘 정의된 DNA 가닥을 형성하는 효소. 새로 얻은 가닥은 원래 출발 물질의 거울상(보완적) 이미지입니다.
- 완충액:중합효소 연쇄반응은 생리학적 완충액에서 일어난다. 이것은 인간 세포에서 발견되는 것과 유사한 조건을 보장합니다. 이 솔루션은PH 값안정하고 또한 마그네슘 이온을 포함합니다. 이러한 통제된 조건은 DNA 중합효소의 기능을 보장하는 데 필요합니다.
- 뇌관:이들은 16~24개의 염기쌍으로 구성되며 시작 위치 및 시작 신호 역할을 합니다. 프라이머는 복제 과정이 시작되는 지점(시작 DNA)에서 DNA 중합효소를 보여줍니다.
PCR 검사는 어떻게 수행됩니까?
이제 PCR에 필요한 모든 물질이 반응 용기에 있으므로 유전 물질의 실제 복제 과정을 시작할 수 있습니다. 이것은 온도에 의해서만 시작, 제어 및 중지됩니다.
따라서 반응 용기는 연속적으로 다른 온도로 선택적으로 가열되거나 냉각됩니다. 이것은 소위 열 순환기라고 하는 특수 장치를 사용하여 수행됩니다. 전체 반응에는 약 1~2시간이 소요됩니다.
PCR 주기의 개별 단계는 다음과 같습니다.
- DNA 이중 가닥의 변성:샘플은 약 섭씨 90도까지 가열됩니다. 이렇게 하면 원래 DNA 이중 가닥이 두 개의 개별(상보적) 단일 가닥으로 분리됩니다.
- 프라이머의 첨가:온도는 섭씨 60도 약간 아래로 낮아집니다. 결과적으로 프라이머(정방향 프라이머, 역방향 프라이머)는 해당 DNA 단일 가닥의 정의된 위치에 부착됩니다.
- 갱신:온도는 섭씨 70도를 약간 넘습니다. DNA 중합효소는 이제 이 최적 온도에서 작업을 시작합니다. 그것은 프라이머 위치에 축적되고 정확한(보완적인) 사본이 이용 가능할 때까지(DNA 합성) 원래 DNA 단일 가닥을 단계적으로 늘립니다.
사이클이 완료되면 온도가 다시 섭씨 90도까지 올라갑니다. 사이클이 처음부터 다시 시작됩니다.
PCR 방법을 사용하면 DNA 서열을 최대 약 3kbps까지 증폭할 수 있습니다. 이것은 "사슬"을 형성하기 위해 연결된 약 3,000개의 기본 DNA 빌딩 블록에 해당합니다. 비교를 위해: 인간 게놈은 약 30억 개의 염기쌍에 세포 작동에 대한 청사진과 정보를 저장합니다. 반면 코로나바이러스 게놈은 30,000개의 염기쌍으로 구성됩니다. 따라서 PCR 테스트는 전체 DNA의 짧은 부분만 증폭하고 검사할 수 있습니다.
프라이머가 중요합니다
프라이머의 선택은 PCR 과정에서 매우 중요합니다. 예를 들어 Sars-CoV-2 진단에서는 여러 프라이머가 사용됩니다(다중 PCR).
Corona PCR 테스트는 세 가지 다른 바이러스 유전자를 검색합니다. 이렇게 하면 전반적인 특이성이 거의 99.99%로 증가합니다. 이것은 이 높은 적중률로 10,000번의 검사에서 단 하나의 위양성 테스트가 있음을 의미합니다(샘플을 올바르게 채취한 경우).
현재 이용 가능한 복제 유전 물질은 얼마나 됩니까?
첫 번째 주기 후에 두 개의 동일한 DNA 이중 가닥이 있다고 가정합니다.
주기가 완료될 때마다 (복사된) 유전 물질의 양은 이제 두 배가 됩니다. 따라서 DNA의 양은 기하급수적으로 증가합니다.
즉, 두 번째 주기 후에는 4개의 동일한 이중 가닥이 있고 세 번째 주기 후에는 8개의 이중 가닥이 있습니다. 네 번째 주기 후에는 16개의 이중 가닥이 있고 다섯 번째 주기 후에는 이미 32개의 이중 가닥이 있습니다.
의사는 보통 이 과정을 20~30회 정도 반복합니다.
비유적으로 말하자면, 이것은 처음에 샘플에서 단일 DNA 이중 가닥만 찾았더라도 20주기 후에 반응 용기에 이미 백만 개의 동일한 복제본이 있음을 의미합니다.
Ct 값은 무엇을 의미합니까?
완료된 PCR 주기의 수는 소위 Ct 값의 형태로 제공됩니다. "Ct"는 영어 용어 "주기 임계값"에서 파생됩니다. 이 Ct 값은 찾고 있는 유전 물질의 양에 대한 진술을 가능하게 합니다.
Ct 값이 20으로 낮으면 시작 유전 물질이 많습니다. 그러나 Ct 값이 높으면(약 30주기) DNA가 거의 없습니다. 따라서 PCR 주기를 더 자주 실행해야 합니다.
2단계: 전기영동 "크기 조정"
마지막으로, 충분한 "농축된" 유전 물질이 있는 경우 소위 전기영동이 발생할 수 있습니다. 그렇게 함으로써 과학자들은 DNA의 특정 속성인 전하를 이용합니다.
개별 DNA 빌딩 블록은 (음으로) 하전된 당-인산 백본을 통해 서로 연결됩니다. 특정 DNA 서열이 길수록 전하가 높아집니다.
유전 물질을 특정 운반체(아가로스)에 넣고 전압을 가하면 DNA 섹션이 전하로 인해 움직이기 시작합니다. 길이가 긴 DNA가 짧은 조각보다 더 빨리 이동하기 때문에 크기별로 분리됩니다.
이러한 방식으로 유전 물질을 조사하고 특성화할 수 있습니다. 실제로, 알려지지 않은 샘플은 일반적으로 "시작 라인"의 알려진 참조에 대해 플롯되고 특정 시간 후에 비교됩니다.
"이동 속도"가 두 서열에 대해 동일한 경우 이는 다음을 의미합니다. 검출이 양성일 가능성이 매우 높습니다. 찾는 유전자가 샘플에 포함되어 있습니다.
특별 사례 코로나바이러스: 샘플 준비 및 RT-PCR
코로나바이러스에서 병원체를 검출한 것은 특수한 경우로, Sars-CoV-2는 소위 RNA 바이러스 중 하나입니다. 이것은 Sars-CoV-2 게놈이 RNA(리보핵산) 형태라는 것을 의미합니다.
RNA는 몇 가지 면에서 DNA와 다릅니다. 무엇보다도 단일 가닥으로 사용할 수 있으며 2'-데옥시리보스 대신 당 리보스를 기반으로 합니다. 핵염기인 티민도 네 번째 염기인 우라실로 대체됩니다.
이 바이러스 RNA는 일반 PCR 테스트 전에 DNA로 "전사"되어야 합니다. 이 과정을 역전사(RT)라고 합니다.RT-PCR. 이 과정의 일부로 cDNA 단일 가닥("상보적 DNA")을 얻습니다. 추가 단계에서 cDNA 단일 가닥은 두 번째 거울상 DNA 가닥으로 보완됩니다.
샘플 준비가 끝나면 바이러스 RNA의 원래 구성 계획에 해당하는 DNA 이중 가닥이 있습니다. 이제 이 이중 가닥만 PCR 테스트에서 템플릿으로 사용할 수 있습니다.
결과를 얻는 데 얼마나 걸립니까?
검체를 검사실로 보낸 후 일반적으로 근무일 기준 1~2일 후에 결과를 받습니다. 종종 현장에서 샘플을 검사하는 테스트 센터에서는 몇 시간 밖에 걸리지 않습니다. 기간은 주로 각 테스트 센터와 해당 물류에 따라 다릅니다.
복잡한 워크플로우에도 불구하고 최신 실험실에서는 처리량이 많은 PCR 테스트를 수행할 수 있습니다. 특수 자동화 장치가 이를 수행하는 데 도움이 됩니다.
PCR 테스트는 여전히 상대적으로 "느리지만" 보다 신뢰할 수 있는 검출 방법으로 간주됩니다.
결과가 긍정적이면 어떻게 됩니까?
샘플을 올바르게 채취한 경우 양성 PCR 검사는 검사를 받은 사람이 Sars-CoV-2에 감염되었을 가능성이 매우 높다는 것을 의미합니다.
PCR 검사를 통해 귀하의 사례에서 코로나바이러스 감염이 확인된 경우, 보건부는 해당 검사실로부터 양성 검사 결과에 대한 메시지를 받게 됩니다. 이 경우 보건부는 격리 또는건강격리.
PCR 검사가 양성이면 자동으로 전염되나요?
대부분 그렇습니다. 하지만 항상 그런 것은 아닙니다. PCR 검사 결과는 항상 문맥에 따라 해석되어야 합니다. 양성 테스트는 주로 귀하가 바이러스성 물질을 가지고 있다는 것을 의미합니다.
최근에야(며칠) Covid-19에서 회복된 경우 PCR 검사는 여전히 양성일 수 있습니다. 이미 다시 건강해졌더라도 말입니다. 이것은 바이러스의 비복제 단편도 감지할 수 있기 때문에 매우 민감한 테스트의 단점이자 특수한 경우입니다.
보충 항체 검사가 때때로 유용합니다
이러한 경우 항체 검사는 PCR 검사의 유효성을 보장하는 확실성을 제공합니다. 의사와상의하는 것이 가장 좋습니다. PCR 검사 결과를 올바르게 해석하는 데 도움이 될 수 있습니다.
부정적인 결과는 어떻게 해야 합니까?
음성 PCR 검사 결과는 샘플을 채취한 시점에 Covid-19에 걸리지 않았으므로 현재 전염성이 없다는 높은 확률을 의미합니다. 그러나 그들은 감염의 초기 단계에 있을 수 있습니다.
코로나 감염은 보통 감염 후 2~3일째부터만 감지할 수 있습니다. 따라서 결과는 무료 티켓이 아닙니다. 따라서 자신과 다른 사람을 보호하기 위해 거리두기 및 위생 규칙을 계속 준수하고 FFP2 마스크를 계속 착용하십시오.
어린이의 PCR 검사
어린이용 PCR 검사는 성인용 PCR 검사와 다르지 않습니다. 결과의 샘플링과 해석은 어린이와 성인 모두에게 적용됩니다.
PCR 검사의 위험은 무엇입니까?
PCR 검사는 신체적 위험을 수반하지 않습니다. 어떤 사람들은 비인두 면봉을 통해 샘플을 채취하는 것이 번거롭거나 불편하다고 생각합니다.
PCR 검사 비용은 얼마입니까?
PCR 검사로 인해 발생하는 모든 비용은 담당 의사나 보건부가 해당 검사를 주선하는 경우 보장됩니다. 빠른 테스트 또는 자체 테스트가 양성인 경우 무료 PCR 테스트를 받을 자격도 있습니다.
참고: 집에서 자가 테스트를 하고 양성 결과를 받은 경우 즉시 전화로 가정의와 약속을 잡아야 합니다. 귀하를 치료하는 의사가 귀하와 전화로 다음 단계에 대해 논의할 것입니다.
또는 116 117로 전화하여 PCR 테스트를 등록하는 것이 가장 좋습니다. 확진 검사 전까지는 자신과 타인을 보호하기 위해 집에 머무르는 것이 이상적입니다.