開展 PCR 應(yīng)具有一定的條件。需要一個正規(guī)的 pCR 實驗室,采集標(biāo)本、核酸提取、擴增及產(chǎn)物分析應(yīng)在不同的房間進行;需有嚴(yán)密的防污染措施、假陽性和假陰性結(jié)果的質(zhì)控等。實驗者應(yīng)具有一定的分子生物學(xué)理論知識及實驗技能,能夠及時發(fā)現(xiàn)和糾正實驗中的問題。目前,我國在 PCR 應(yīng)用中尤其是在臨床診斷中存在問題較多,主要表現(xiàn)為: PCR 試劑的考核、審查工作薄弱,許多單位實驗條件不符合要求,部分操作人員的理論和實驗知識水平較低。 PCR 的應(yīng)用范圍過寬等,因此造成 PCR 實驗結(jié)果的可靠性差,出現(xiàn)較多的假陽性、假陰性結(jié)果。
一、假陽性:
實驗中設(shè)立的陰性對照可提示有無假陽性結(jié)果出現(xiàn)。如果一次實驗中的幾個陰性對照中出現(xiàn)一個或幾個陽性結(jié)果,提示本次實驗中其它標(biāo)本的檢測結(jié)果可能有假陽性。造成假陽性的原因包括樣品污染、擴增試劑污染、擴增產(chǎn)物交叉污染等。常見的污染來源包括實驗室環(huán)境、加樣器、操作中形成的噴霧、 DNA 抽提儀器、試劑及任何與擴增產(chǎn)物接觸的東西。預(yù)防措施:(1)工作區(qū)隔離。(2)改進實驗操作,如在加樣過程中避免試劑飛濺、吸頭離心管使用前高壓處理、試劑分裝成小份一次使用后棄去等。(3)操作程序合理化,如后加陽性對照等。
交叉污染的處理方法: 交叉污染指擴增產(chǎn)物對將要擴增的樣品或反應(yīng)管的污染。由于 PCR 的敏感性和效率特別高,所以少量的擴增產(chǎn)物污染標(biāo)本或反應(yīng)管即可出現(xiàn)假陽性。交叉污染的處理方法包括 :
1 .在 DNA 模板和多聚酶加入前,紫外線照射反應(yīng)管內(nèi)容物以破壞污染的 PCR 產(chǎn)物。一般選用波長 254nm 照射 30min ( Nature , 1990 , 34:27 )
2 . PCR 實驗中使用 dUTP ,而不用 dTTP 。在擴增前使用 UraciI N 一 g1ycosylase (尿-嘧-啶糖基化酶)處理可降解交叉污染的 PCR 產(chǎn)物,而不降解基困組 DNA 模板,然后熱滅活此酶,再進行擴增反應(yīng)( Gene , 1990 , 93 : 125 )。美國 PE 公司提供此類試劑盒( PCR carry-over preventionkit 。
3 .在 PCR 反應(yīng)前加入一種光化學(xué)試劑,反應(yīng)完成后激活該試劑,光化學(xué)試劑可交聯(lián) DNA 鏈,使之不能再擴增( Nucleic Acids Res , 1991 , 19 : 99 )。
二、假陰性:
如果實驗中設(shè)置的陽性對照未能擴增成陽性結(jié)果,提示本次實驗中可能有假陰性結(jié)果。但這里應(yīng)注意,許多國產(chǎn) PCR 試劑盒中陽性對照采用質(zhì)粒 DNA ,和標(biāo)本相比來說,不需純化提取核酸的步驟,因此,如果在標(biāo)本核酸純化提取步驟有問題,即使陽性對照均呈陽性,標(biāo)本檢測中還可能有假陰性。
造成假陰性的原因包括: (1) DNA 抽提過程不當(dāng)。 (2) DNA 樣品中含有 Taq 聚合酶抑制劑,如尿素、 DMSO 、 SDS 等物質(zhì),可抑制 Taq 酶活性, DNA 樣品中的蛋白質(zhì)和重金屬離子等亦影響 Taq 酶活性,尤其是含有較多膿液或分泌物的標(biāo)本,其中雖有待查菌,但卻因標(biāo)本處理不當(dāng)而出現(xiàn)假陰性 。
設(shè)置內(nèi)對照是判斷假陰性較好的指示系統(tǒng)。在每一反應(yīng)管中加入內(nèi)對照,若內(nèi)對照未能擴增出來,說明該反應(yīng)管的結(jié)果可能有問題。
三、PCR產(chǎn)物的鑒定
PCR 產(chǎn)物通過瓊脂糖凝膠電泳可判斷其長度是否為預(yù)期的長度,但只有通過雜交試驗或序列分析等才能判斷其特異性。嚴(yán)格說來, PCR 產(chǎn)物均應(yīng)通過實驗證實其特異性。在我國一些科研論文和臨床檢測中缺乏這一環(huán)節(jié)。
綜上所述, PCR 具有其優(yōu)點,但也有不足之處,它是一種很好的科研手段,但作為常規(guī)診斷方法尚需進一步改進和提高。目前的關(guān)鍵問題是如何正確應(yīng)用 PCR 。雖然 PCR 尚未在包括美國等發(fā)達國家作為常規(guī)診斷方法,但如果具備開展 PCR 需要的條件, PCR 是可作為輔助診斷手段使用的。目前,只有針對 PCR 應(yīng)用中存在的問題,采取措施,正確應(yīng)用 PCR ,才能使這一技術(shù)在科研和臨床工作中發(fā)揮應(yīng)有的作用。