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Polymerase-Kettenreaktion (PCR) bei der Diagnose von Infektionskrankheiten
Zuletzt überprüft: 05.07.2025
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Die PCR ist eine der DNA-Diagnosemethoden, mit der die Anzahl der Kopien des nachgewiesenen Abschnitts des Genoms (DNA) von Bakterien oder Viren mithilfe des Enzyms DNA-Polymerase millionenfach erhöht werden kann. Der getestete Abschnitt der für ein bestimmtes Genom spezifischen Nukleinsäure wird vielfach vervielfältigt (amplifiziert), wodurch er identifiziert werden kann. Zunächst wird das DNA-Molekül von Bakterien oder Viren durch Erhitzen in zwei Stränge geteilt. Dann binden diese in Gegenwart synthetisierter DNA-Primer (die Nukleotidsequenz ist spezifisch für das zu bestimmende Genom) an komplementäre DNA-Abschnitte, und der zweite Nukleinsäurestrang wird nach jedem Primer in Gegenwart thermostabiler DNA-Polymerase synthetisiert. Man erhält zwei DNA-Moleküle. Der Vorgang wird viele Male wiederholt. Ein DNA-Molekül, d. h. ein Bakterien- oder Viruspartikel, reicht für die Diagnostik aus. Die Einführung eines zusätzlichen Reaktionsschritts – der DNA-Synthese auf einem RNA-Molekül mithilfe des Enzyms Reverse Transkriptase – ermöglichte die Untersuchung von RNA-Viren wie dem HCV-Virus. Die PCR ist ein dreistufiger Prozess, der sich zyklisch wiederholt: Denaturierung, Primer-Annealing und DNA-Synthese (Polymerisation). Die synthetisierte DNA-Menge wird mittels ELISA oder Elektrophorese identifiziert.
Für die PCR können verschiedene biologische Materialien verwendet werden – Blutserum oder -plasma, Harnröhrenabstriche, Biopsien, Pleuraflüssigkeit, Zerebrospinalflüssigkeit usw. Die PCR wird hauptsächlich zur Diagnose von Infektionskrankheiten wie Virushepatitis B, Virushepatitis C, Virushepatitis D, CMV-Infektionen, sexuell übertragbaren Infektionen (Gonorrhoe, Chlamydien, Mykoplasmen, Ureaplasma-Infektionen), Tuberkulose, HIV-Infektionen usw. verwendet.
Der Vorteil der PCR bei der Diagnose von Infektionskrankheiten gegenüber anderen Forschungsmethoden ist folgender:
- der Infektionserreger kann in jeder biologischen Umgebung des Körpers nachgewiesen werden, einschließlich in Material, das bei einer Biopsie gewonnen wurde;
- es ist möglich, Infektionskrankheiten im Frühstadium der Krankheit zu diagnostizieren;
- es ist möglich, die Forschungsergebnisse quantitativ auszuwerten (wie viele Viren oder Bakterien sind im untersuchten Material enthalten);
- hohe Sensitivität der Methode; beispielsweise beträgt die Sensitivität der PCR zum Nachweis von Hepatitis-B-Virus-DNA im Blut 0,001 pg/ml (ungefähr 4 × 10 2 Kopien/ml), während die Sensitivität der DNA-Hybridisierungsmethode unter Verwendung verzweigter Sonden 2,1 pg/ml (ungefähr 7 × 10 5 Kopien/ml) beträgt.
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