دقت آزمایش PCR

دقت در آزمایشات PCR چطور محاسبه می شود؟

آزمایشات PCR یا واکنش زنجیرهای پلیمراز، روشی است که با استفاده از مواد ژنتیکی ویروس، عفونت فعلی کرونا را تشخیص میدهد. این آزمایشات به عنوان استاندارد اصلی برای تشخیص کرونا توسط سازمان های بهداشتی معتبر مانند CDC در نظر گرفته شده اند.

برای انجام آزمایش PCR، نمونه های از ترشحات بینی و حلق را با یک سواب پنبه ای جمع آوری میکنند و به آزمایشگاه میفرستند. در آزمایشگاه، با استفاده از چرخه های حرارتی و آنزیم های خاص، مقدار مواد ژنتیکی ویروس را در نمونه تکثیر و تشخیص میدهند.

برای محاسبه دقت آزمایشات PCR، باید دو عامل را در نظر گرفت: حساسیت (sensitivity) و اختصاصیت (specificity). حساسیت به احتمال تشخیص صحیح موارد مثبت اشاره دارد. به عبارت دیگر، حساسیت نشان میدهد که چند درصد از افراد مبتلا به کرونا را آزمایش PCR به درستی شناسایی میکند. اختصاصیت به احتمال تشخیص صحیح موارد منفی اشاره دارد. به عبارت دیگر، اختصاصیت نشان میدهد که چند درصد از افراد سالم را آزمایش PCR به درستی منفی نشان میدهد.

تست PCR یک روش ملکولی است که برای شناسایی ویروس ها و باکتری ها در نمونه های بالینی استفاده میشود. این روش با تکثیر ماده ژنتیکی هدف، از طریق واکنش زنجیره پلیمراز، قادر است حتی مقدار کمی از عامل عفونی را تشخیص دهد. برای ارزیابی کارایی تست PCR، دو معیار مهم حساسیت و اختصاصیت هستند.

حساسیت تست PCR نشان میدهد که چقدر تست قادر است نمونه های مثبت واقعی را شناسایی کند. به عبارت دیگر، حساسیت نسبت تعداد نمونه های مثبت تست شده به تعداد کل نمونه های مثبت واقعی است. حساسیت بالا به این معناست که تست خطای کمتری در شناسایی نمونه های مثبت دارد.

برای محاسبه حساسیت و اختصاصیت، باید جدول خطای دسته بند (confusion matrix) را بسازید. در این جدول، دو سطر و دو ستون وجود دارد که نشان میدهند که چقدر نتایج آزمایش با وضعیت واقعی هم خوانی دارند. در سطر اول، تعداد موارد مثبت واقعی (true positive) و منفی کاذب (false negative) را قرار میدهید. در سطر دوم، تعداد موارد منفی واقعی (true negative) و مثبت کاذب (false positive) را قرار میدهید.

 این جدول چهار خانۀ مختلف دارد:

• TP: True Positive یا مثبت واقعی: تعداد نمونه های مثبت واقعی که تست PCR آنها را به درستی شناسایی کرده است.

• TN: True Negative یا منفی واقعی: تعداد نمونه های منفی واقعی که تست PCR آنها را به درستی شناسایی کرده است.

• FP: False Positive یا مثبت غلط: تعداد نمونه های منفی واقعی که تست PCR آنها را به اشتباه مثبت شناسایی کرده است.

• FN: False Negative یا منفی غلط: تعداد نمونه های مثبت واقعي که تست PCR آنها را به اشتباه منفى شناسائى كرده است.

جدول خطای دسته بند به شکل زیر است:

با استفاده از این جدول، میتوان حساسیت و اختصاصیت تست PCR را به صورت زیر محاسبه کرد:

1. حساسیت (Sensitivity):

• حساسیت یعنی توانایی آزمایش در پیدا کردن موارد “واقعاً مثبت”.
• اگر کسی بیمار باشد یا ویروس داشته باشد، حساسیت نشان می‌دهد که آزمایش چقدر احتمال دارد آن شخص را به درستی به عنوان بیمار تشخیص دهد.
• اگر حساسیت بالا باشد، به این معنی است که آزمایش به ندرت افراد بیمار را نادیده می‌گیرد.

2. اختصاصیت (Specificity):

• ویژگی یعنی توانایی آزمایش در شناسایی موارد “واقعاً منفی”.
• اگر کسی سالم باشد یا ویروس نداشته باشد، ویژگی نشان می‌دهد که آزمایش چقدر احتمال دارد او را به درستی به عنوان سالم تشخیص دهد.
• اگر ویژگی بالا باشد، به این معنی است که آزمایش به ندرت افراد سالم را به اشتباه به عنوان بیمار تشخیص می‌دهد.

مثال: فرض کنید 100 نمونه بالینی را با تست PCR برای شناسایی هلیکوباکتر پیلوری آزمایش کردهایم. از این 100 نمونه، 40 نمونه مثبت واقعی و 60 نمونه منفی واقعی هستند. تست PCR 35 نمونه مثبت واقعی را به درستی شناسایی کرده است (TP)، اما 5 نمونه مثبت واقعی را به اشتباه منفی شناسایی کرده است (FN). همچنین تست PCR 55 نمونه منفی واقعی را به درستی شناسایی کرده است (TN)، اما 5 نمونه منفی واقعی را به اشتباه مثبت شناسایی کرده است (FP). در این صورت جدول خطای دسته بند به شکل زیر خواهد بود:

حساسیت = 35 / (35 + 5) = 0.875

اختصاصیت = 55 / (55 + 5) = 0.917

بیشتر بخوانید:بیماری های ژنتیکی خاص؛ که با روش NIPT قابل تشخیص است!

برای اندازه‌گیری دقت در آزمایش‌های PCR (واکنش زنجیره‌ای پلیمراز) از دو مفهوم اصلی استفاده می‌شود: حساسیت و ویژگی. هر دوی این‌ها به طور ساده توضیح می‌دهند که آزمایش PCR چقدر درست کار می‌کند.

مثال ساده:

فرض کنید 100 نفر آزمایش می‌دهند:

• از این 100 نفر، 20 نفر واقعاً بیمار هستند.
• اگر آزمایش 18 نفر از آن‌ها را به درستی بیمار تشخیص دهد، حساسیت بالاست.
• همچنین اگر از 80 نفر سالم، 75 نفر را به درستی سالم تشخیص دهد، ویژگی هم بالاست.

نتیجه:

• حساسیت: نشان می‌دهد چند نفر بیمار به درستی تشخیص داده شده‌اند.
• ویژگی: نشان می‌دهد چند نفر سالم به درستی تشخیص داده شده‌اند.

پس دقت PCR به این دو عامل بستگی دارد: چند نفر بیمار یا سالم به درستی تشخیص داده می‌شوند و چند نفر به اشتباه شناسایی نمی‌شوند.

دقت کلی (Accuracy):

دقت کلی یک آزمایش PCR نشان می‌دهد که چقدر نتایج به‌طور کلی درست هستند، یعنی چند درصد از تمام نتایج (چه مثبت و چه منفی) درست تشخیص داده شده‌اند. فرمول آن به صورت زیر است:

نتایج مثبت و منفی کاذب:

گاهی اوقات آزمایش PCR ممکن است خطا داشته باشد و نتیجه‌ای اشتباه بدهد:

• مثبت کاذب (False Positive): زمانی که آزمایش نشان می‌دهد شخصی بیمار است در حالی که در واقع سالم است.
• منفی کاذب (False Negative): زمانی که آزمایش نشان می‌دهد شخصی سالم است در حالی که در واقع بیمار است.

عامل‌های موثر بر دقت PCR:

چندین عامل می‌توانند بر دقت آزمایش PCR تأثیر بگذارند:

• کیفیت نمونه‌گیری: اگر نمونه به درستی گرفته نشود، ممکن است نتیجه اشتباه باشد.
• مقدار ویروس یا عامل بیماری‌زا: اگر مقدار ویروس در بدن فرد کم باشد، ممکن است نتیجه منفی کاذب رخ دهد.
• مرحله بیماری: در مراحل اولیه یا پایانی بیماری، احتمال مثبت یا منفی کاذب بیشتر است.
• واکنش‌گرها و دستگاه‌ها: کیفیت مواد شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی می‌تواند بر دقت PCR تأثیر بگذارد.

دقت در آزمایش PCR (واکنش زنجیره‌ای پلیمراز) بسیار مهم است و کاربردهای مختلفی دارد. در ادامه توضیح می‌دهم که چرا دقت در PCR اهمیت دارد:

تشخیص دقیق بیماری‌ها:

• PCR یکی از بهترین روش‌ها برای تشخیص بیماری‌های عفونی، از جمله ویروس‌ها (مانند ویروس کرونا، HIV) و باکتری‌ها است. هرچه دقت آزمایش بالاتر باشد، نتایج صحیح‌تری به دست می‌آید، یعنی بیمارها به درستی تشخیص داده می‌شوند و افراد سالم به اشتباه بیمار اعلام نمی‌شوند.
• در مواقعی که بیماری‌ها قابل انتقال هستند، مانند ویروس کرونا، تشخیص دقیق بسیار حیاتی است تا افراد آلوده سریعاً قرنطینه و درمان شوند و از انتشار بیماری جلوگیری شود.

جلوگیری از مثبت یا منفی کاذب:

• دقت بالای PCR باعث می‌شود تعداد مثبت‌های کاذب (افرادی که به اشتباه بیمار تشخیص داده شده‌اند) و منفی‌های کاذب (افرادی که به اشتباه سالم تشخیص داده شده‌اند) کمتر باشد. این موضوع بسیار مهم است، چرا که:
  • مثبت کاذب ممکن است منجر به درمان اشتباه یا قرنطینه غیرضروری شود.
  • منفی کاذب می‌تواند منجر به عدم درمان یا ادامه انتشار بیماری توسط فرد بیمار شود.

کاربرد در تحقیقات پزشکی و زیستی:

• در تحقیقات پزشکی و زیست‌شناسی، از PCR برای بررسی و شناسایی ژن‌ها، جهش‌های ژنتیکی، یا عوامل بیماری‌زا استفاده می‌شود. اگر آزمایش دقت کافی نداشته باشد، نتایج تحقیقاتی می‌تواند اشتباه یا غیرقابل اعتماد باشد، و این به ویژه در حوزه‌هایی مثل تحقیقات سرطان یا بیماری‌های ژنتیکی حیاتی است.

کنترل و پیشگیری از بیماری‌ها:

• دقت PCR به سیاست‌گذاری‌های بهداشتی و کنترل شیوع بیماری‌ها کمک می‌کند. زمانی که یک بیماری شیوع پیدا می‌کند، اگر آزمایش PCR دقیق باشد، می‌توان با اعتماد به نتایج، اقداماتی مثل قرنطینه یا واکسیناسیون را دقیق‌تر انجام داد و از گسترش بیماری جلوگیری کرد.

کمک به انتخاب درمان مناسب:

• دقت بالای PCR باعث می‌شود پزشکان بتوانند بر اساس نتایج صحیح، بهترین و مناسب‌ترین روش‌های درمانی را انتخاب کنند. اگر دقت پایین باشد، ممکن است بیماران درمان اشتباه دریافت کنند یا بیماری‌های جدی به درستی شناسایی نشوند.

اطمینان بیشتر به نتایج آزمایش:

• دقت PCR باعث می‌شود که اعتماد بیشتری به نتایج آزمایش‌ها وجود داشته باشد. این موضوع برای بیمار، پزشک و سیستم‌های بهداشتی مهم است، زیرا باعث می‌شود تصمیمات درمانی بر اساس داده‌های درست اتخاذ شوند.

کاربرد در زمینه‌های غیرپزشکی:

• دقت در PCR فقط محدود به پزشکی نیست. در زمینه‌های زیست‌محیطی، شناسایی گونه‌های موجودات زنده در محیط یا بررسی آلودگی‌های زیستی نیز با استفاده از PCR انجام می‌شود. در این موارد هم دقت بالا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است تا نتایج به درستی منعکس‌کننده وضعیت محیطی باشند.

در کل، دقت در PCR به معنی داشتن نتایج صحیح و قابل اعتماد است که هم در تشخیص بیماری‌ها و هم در پیشگیری و درمان آن‌ها نقش حیاتی دارد.

شما عزیزان میتوانید بر داشتن اطلاعات بیشتر و خرید دستگاه ترمال سایکلر  و همچنین برای مشاوره تست های مولکولی و خرید مواد مولکولی با کارشناسان ما در شرکت مانا تک در تماس باشید.