Kuidas töötab PCR-test? Vaatame asja kanala näitel

Artikli kuulamine on saadaval MINU TELEGRAM tellijatele

15. november 2020 kell 19:22



Koroonaviiruse “juhtumite arvud” määravad poliitika. Kuid PCR-test, millega neid mõõdetakse, ei erista, kas organismis on patogeenne viirus või kõigest selle mitteaktiivsed fragmendid. See võib olla üks põhjustest, miks juhtumite arv kasvab ja haigestumised ning surmad jäävad alla igatalviste ülemiste hingamisteede viiruste keskmise. Probleemile on hiljuti tähelepanu pööranud ka näiteks The New York Times.

 

PCR-tehnoloogia, mille leiutas 1983. aastal Nobeli preemia võitnud Kary Mullis, kannab nimetust “polümeraasi ahelreaktsioon”.

See elegantne, kuid keerukas biotehnoloogilline protsess võimaldab toota väga väikesest “millegi” hulgast suuremas koguses “midagi”, ehk paljundada see koguseks, millega saab edasi töötada.

Seega on PCR-tehnoloogia omamoodi bioreaktor või täpsemalt öeldes rafineeritud kordistaja. Tegemist on fantastilise leiutisega, sest sõltuvalt uurimistöö materjalist, võite lasta replikaatoril lihtsalt kauem töötada, suurendades amplifikatsiooni tsükleid.

Uuritav materjal võib olla näiteks koroonaviiruse geenilõik, ehk siis uuritakse nukleiinhapete järjestust. Kuna seda on inimese sekretsioonis (proov saadakse ninaneelust tampooniga võetud materjalist) äärmiselt väikestes kogustes – kui üldse – siis tuleb eelpool kirjeldatud bioreaktor või replikaator nagu tellitult.

Aga kuidas saab reprodutseeritud materjali kindlalt tuvastada? Keeruline lugu.

Kuid ainult selgete, valideeritud ja kontrollitavate standardite korral saab replikaatorist teha testimisseade ja kehtestada PCR-meetod, mida testi leiutaja Kary Mullis alati rõhutas.

Viiruse tuvastamise jaoks peaks olemas olema selge identiteediga võrdlusaine, mille põhjal saab kindlaks teha viiruse olemasolu. Seda võib võtta kui raudreeglit, kuid PCR-testil selline võrdlusaine puudub, ühelgi laboril ei ole olemas konteinerit isoleeritud ja puhtal kujul SARS-CoV-2-ga.

Küll aga on laboritel olemas see, mida Hiina Wuhani teadlased on tuvastanud kui omavahel ühendatud erinevate nukleiinhapete seeriana (umbes 30 000) – tähistatud väga pika tähereaga: genoomi kood, mida nimetatakse SARS-CoV-2-ks.

Teadlaste seisukoht oli, et kui selles pikas reas leidub kaks järjestust – näiteks peas ja sabas, – mis esinevad eranditult selles genoomis ja mitte üheski teises sellega seotud koroonaviiruste perekonnas, siis on meil vähemalt kaks tunnust.

Ja see toimib järgnevalt: reagentide ja keeruka biokeemilise protsessiga saab need kaks järjestust panna fluorestseeruma ehk helendama. Seda valgust saab mõõta. Ja ainuüksi see muudab PCR-meetodi testimise tehnoloogiaks. Erinevalt rasedustestist, kus on tulemuseks jah või ei, sõltub replikaatoris toodetud kogus sellest, mitu tsüklit tehti. Kuid millisest tsüklite arvust, (mis mõjutab testitava materjali kogust), tuleks tulemus hinnata kas positiivseks või negatiivseks?

 

PCR-testi võrdlus kanalaga

Kujutame endale ette õhurikast loomalauta, mis on valmistatud puidust liistudest. Minnes sinna öösel taskulambiga näeme selle valgusvihus ühte sulge – annab see alust arvata, et seal on kodulinde (võttes arvesse PCR-meetodit)?

Kas kodulinnud on elus või surnud? Kas neid on mitu? Kas nad paljunevad? Või polegi seal enam ühtegi lindu ja on jäänud vaid üksikud suled? Ühelegi küsimusele pole selget vastust.

Niisiis tiirutame taskulambiga kanakuudis veel mitu korda ringi, mida võib võrrelda eelpool mainitud tsüklitega. Pärast umbes 35 tiiru pole me ei kana ega kukke näinud (PCR-testimise meetod seda teha ei saa, sest mõõdab ainult geenijärjestusi), kuid nüüd oleme näinud oma tosinat sulge. Oletame, et paljud kodulinnud on kas elutsenud või elavad veel praegugi kanalas. Selle oletuse tõenäosust suurendab asjaolu, et me nägime juba pärast paari tiiru päris palju sulgi.

Meie kanala näide PCR-testile ülekantuna: kui inimese proovis on viiruskoormus kõrge, saame selge signaali juba pärast 25 tsüklit. Aga mis siis, kui meil pole 25 tsükli jooksul selget signaali?

Peame kordama alguses esitatud küsimust: millisest tsüklite arvust alates tuleks tulemust hinnata positiivseks või negatiivseks?

Otsustame: kui näiteks sulgede nägemine suureneb umbes 33 tsükli möödudes ja kokku oleme näinud 13 sulge, peaks kehtima järgmine: kana on olemas, tulemus on positiivne. Kui sulgi on ainult seitse, kehtib järgmine: kana pole, tulemus on negatiivne.

See piir, kus algab nägemise tõenäosuse suurenemine, ei ole selgelt piiritletud ja valitakse seetõttu mõnevõrra meelevaldselt nii kanala näites kui ka reaalselt läbiviidud PCR-testides.

Saksa epidemioloog Angela Spelsberg usub, et enam kui 25 tsükliga PCR-testid pole enam mõttekad. USA-s on tsüklite arvu vähendatud 40-lt 30-le. Šveitsis pole see arv ametlikult määratletud. Enamik laboreid teeb 35-40 tsüklit. Näiteks Kuressaare haigla avaldas 13. novembril, et nende koroonaviiruse tuvastamiseks kasutatud PCR-testide tsüklite arv on 40.

Ühtse standardi puudumist saab kuritarvitada kahel viisil. Tsüklite arvu suurendamine tõstab positiivsete testitulemuste arvu, tsüklite redutseerimine vähendab neid. Samuti on kahtlus, et viimast tehti Hiinas, kuna positiivsete testitulemuste arv langes ootamatult kiiresti, mis andis soovitud poliitilise signaali: meil on olukord kontrolli all. Ning vastupidine protseduur – viies läbi rohkem tsükleid tooks kaasa “nakatunute arvu” kasvu, mis omakorda õigustaks teatuid poliitikute poolt kehtestatud piiranguid. Kalibreerimise ja kehtivate standardite puudumise tõttu on PCR-testil suur manipuleerimise potentsiaal.

 

Allikad: Corona TransitionNCBI

Foto: thomaszobl / Adobe Stock

 

Tõlkis ATCG Tõlkebüroo

Toimetas Madis Mark



Kommentaarid

Kommentaare lugeda ja kommenteerida saavad vaid Minu Telegrami tellinud kasutajad. Tellimuse esitamiseks kliki siia või logi sisse siit.