पीसीआर परीक्षणं किम् ? तस्य विषये सरलतया वदामः!

यदा वयं PCR इति शब्दं शृणोमः तदा वयं Covid महामारी इति चिन्तयामः, किम्? यदा अस्माभिः नासिकायां स्वाबं लसयित्वा प्रतिवेदनस्य आगमनं प्रतीक्षितव्यम् आसीत्... सः कदापि न विस्मर्यते। परन्तु किं भवन्तः जानन्ति यत् PCR केवलं Covid इत्यस्य अन्वेषणार्थं न भवति? एषा वस्तुतः अतीव महत्त्वपूर्णा परीक्षा अस्ति या चिकित्साविज्ञाने महतीं सफलतां प्राप्तवती अस्ति । अतः अद्य, एतत् PCR परीक्षणं किम् अस्ति, अन्ये कानि वस्तूनि अन्वेष्टुं शक्नोति, कथं च सरलरीत्या कार्यं करोति इति विषये वदामः यत् भवान् अवगन्तुं शक्नोति।

पीसीआर सरलतया किम् ?

ठीकम्, एवं स्थापयामः। कल्पयतु यत् भवता एकस्य पुस्तकस्य एकस्मिन् पृष्ठे एकं शब्दं अन्वेष्टव्यम् आसीत्, एकस्मिन् विशाले पुस्तकालये सहस्राणि पुस्तकानि । तत् कियत् कठिनं स्यात् ? इदं DNA अथवा RNA , अस्माकं शरीरे कोशिकानां अन्तः आनुवंशिकसामग्रीणां लघुखण्डं अन्वेष्टुं इव अस्ति।

PCR (Polymerase Chain Reaction) प्रौद्योगिक्याः कारणात् तत् कठिनं कार्यं सुलभं भवति । एतेन किं भवति यत् वयं अन्विष्यामः तस्य लघुतमस्य DNA अथवा RNA इत्यस्य भागस्य प्रतिलिपिं लक्षशः, कोटिवारं अपि (प्रवर्धनम्) भवति । इदं पुस्तकालयस्य पुस्तके शब्दयुक्तं पृष्ठं अन्विष्य छायाप्रतियन्त्रे स्थापयित्वा प्रायः कोटिप्रतियाः करणं इव अस्ति । अथ यस्मात् सः दुर्गमः शब्दः इदानीं सर्वत्र अस्ति, अतः वयं तस्य परिचयं सुलभतया कर्तुं शक्नुमः ।

सरलतया वक्तुं शक्यते यत् पीसीआर इति एकः परीक्षणः यः अस्माकं शरीरात् कोशिकायाः ​​अत्यल्पं परिमाणं, रक्तस्य एकं बिन्दुं, नासिका-स्वाब् वा गृहीत्वा, तस्मिन् प्रयोगशालायां डीएनए-अथवा आरएनए-इत्यस्य विशिष्टं भागं कृत्रिमरूपेण वर्धयति, येन अस्माकं नमूने अस्ति वा न वा इति पुष्टिः भवति एषा अतीव संवेदनशीलपरीक्षा अस्ति। अत्यल्पमात्रायां अपि विषाणुः ज्ञातुं शक्नोति इति तात्पर्यम् । एषा पद्धतिः न्यूक्लियक् एसिड् एम्पलीफिकेशन टेस्ट् (NAAT) इति परीक्षणसमूहे अन्तर्भवति ।

PCR परीक्षणेन के रोगाः ज्ञातुं शक्यन्ते ?

यद्यपि कोविड्-महामारी-कारणात् पीसीआर-प्रकरणं लोकप्रियं जातम्, तथापि दशकैः चिकित्साजगति अस्य उपयोगः भवति । एतेन परीक्षणेन बहवः विषयाः ज्ञातुं शक्यन्ते । मुख्यानि कानिचन पश्यामः।

भवन्तः कथं PCR परीक्षणार्थं नमूना गृह्णन्ति ?

भवन्तः यथा PCR परीक्षणार्थं नमूना गृह्णन्ति तत् भवन्तः कीदृशं रोगं अन्विष्यन्ति इति अवलम्बते। नमूनाग्रहणस्य विधिः प्रत्येकस्य अवस्थायाः कृते भिन्ना भवति ।

अधिकांशतः PCR परीक्षणस्य सज्जतायै भवता किमपि विशेषं कर्तुं आवश्यकता नास्ति । परन्तु केषुचित् सन्दर्भेषु यथा बायोप्सी इत्यादि किमपि कुर्वन् भवतः वैद्यः पूर्वमेव आवश्यकान् निर्देशान् दास्यति ।

पीसीआर-प्रौद्योगिकी कथं कार्यं करोति ?

ठीकम्, अधुना पश्यामः यत् एषा आश्चर्यजनकप्रौद्योगिकी वस्तुतः कथं कार्यं करोति। इदं किञ्चित् वैज्ञानिकं, परन्तु अहं सरलतया व्याख्यास्यामि।

1. नमूनानिर्माणम् : प्रथमं भवतः गृहीतनमूनात् (रक्तं, स्रावम् इत्यादयः) DNA अथवा RNA पृथक् भवति।

2. मिश्रणस्य निर्माणम् : तदनन्तरं एतत् पृथक्कृतं DNA/RNA केनचित् विशेषरसायनैः सह मिश्रितं भवति । अस्मिन् मिश्रणे मुख्यं वस्तु DNA Polymerase इति एन्जाइमम् अस्ति | एषः एव मुख्यः यः छायाप्रतिलिपिकार्यं करोति ।

3. तापनशीतलनचक्रम् : अधुना एतेन मिश्रणेन सह लघुनलिकां विशेषयन्त्रे स्थाप्यते। एतत् यन्त्रं अतीव शीघ्रं तापमानं वर्धयति, न्यूनीकरोति च ।

• विकृतीकरणम् : प्रथमं तापमानं प्रायः ९५ डिग्री सेल्सियसपर्यन्तं वर्धते । अनेन द्वयोः DNA-धातुयोः पृथक्करणं भवति ।
• एनीलिंग् : तदनन्तरं तापमानं प्रायः ५५ डिग्रीपर्यन्तं न्यूनीकरोति । ततः, वयं अन्विष्यमाणस्य DNA-खण्डस्य सङ्गतिं कुर्वन्तः DNA (primers) इत्यस्य लघुखण्डाः पृथक्कृतेषु DNA-धातुषु संलग्नाः भवन्ति ।
• पुनः तापनम् (Extension): ततः तापमानं प्रायः ७२ डिग्रीपर्यन्तं वर्धते । ततः DNA polymerase एन्जाइमम् आगत्य तस्मात् प्राइमरात् नूतनं DNA strand निर्माति यत् मूल DNA strand इत्यनेन सह सङ्गतम् अस्ति ।

4. प्रतिलिपिः : अधुना एकस्य DNA-धातुस्य द्वौ प्रतिलिपौ निर्मितौ । एतत् तापमानचक्रं प्रायः ३०-४० वारं पुनरावृत्तिः भवति । एकस्मिन् चक्रे DNA इत्यस्य परिमाणं द्विगुणं भवति । द्वौ चत्वारः, चत्वारः अष्टौ, अष्टौ षोडशौ... प्रायः ३० चक्राणां अनन्तरं मूल एकस्मात् डीएनए-खण्डात् एककोटिभ्यः अधिकाः प्रतिकृतयः निर्मिताः सन्ति।

अधुना सः DNA/RNA खण्डः, यः पूर्वं ज्ञातुं अतिलघुः आसीत्, सः सुलभतया ज्ञातुं पर्याप्तः विशालः अभवत् ।

किं पीसीआर परीक्षणस्य प्रकाराः सन्ति ?

आम्, मुख्यतया द्वौ प्रकारौ स्तः येषां विषये अस्माभिः अवगन्तुं आवश्यकम्।

• रिवर्स-ट्रांस्क्रिप्टेज पीसीआर (RT-PCR) : केचन वायरसाः, यथा Covid, influenza, HIV च, तेषां आनुवंशिकसूचना DNA इत्यस्य अपेक्षया RNA इत्यत्र भवति । सामान्यं पीसीआर केवलं डीएनए प्रतिलिपिं कर्तुं शक्नोति। अतः, भवन्तः RT-PCR इत्यस्मिन् यत् कुर्वन्ति तत् प्रथमं तस्य RNA इत्यस्य DNA मध्ये 'परिवर्तनं' कर्तुं विशेषस्य एन्जाइमस्य (`Reverse Transcriptase`) उपयोगः भवति । ततः प्राप्तं DNA पूरक DNA (cDNA) इति कथ्यते । ततः सामान्या पीसीआर प्रक्रिया भवति ।

• वास्तविकसमये PCR / Quantitative PCR (Q-PCR): एषा किञ्चित् अधिका उन्नता पद्धतिः अस्ति । अस्मिन् किं भवति यत् यथा यथा DNA प्रतिलिपितः भवति तथा तथा तस्मिन् प्रतिदीप्तलेबलं संलग्नं भवति । यथा यथा प्रतिलिपिकृतस्य DNA इत्यस्य परिमाणं वर्धते तथा तथा एतत् प्रतिदीप्तिः अपि वर्धते । यन्त्रेण एतत् प्रतिदीप्तिः मापनं कर्तुं शक्यते । अतः, यदा वयं प्रतीक्षामहे, अर्थात् वास्तविकसमये , वयं द्रष्टुं शक्नुमः यत् प्रासंगिकं DNA नमूने वर्तते वा न वा। न केवलं, मूलनमूने (वायरल लोड्) कियत् वायरसः आसीत् इति अपि रूक्षं विचारं दातुं शक्नोति । एतयोः पद्धतयोः संयोजनं कृत्वा Real-time RT-PCR test इत्यस्य उपयोगः प्रायः Covid.

पीसीआर-रिपोर्ट् इत्यस्य किं अर्थः ?

यदा भवन्तः PCR रिपोर्ट् प्राप्नुवन्ति तदा अवगन्तुं अतीव महत्त्वपूर्णम् अस्ति।

• Detected / Positive: यदि भवतः प्रतिवेदने "Detected" अथवा "Positive" इति लिखितम् अस्ति तर्हि तस्य अर्थः अस्ति यत् भवतः नमूने तेषां अन्विष्यमाणस्य वायरसस्य अथवा आनुवंशिकसामग्रीणां भागाः आसन्। सरलतया वक्तुं शक्यते यत् भवतः सम्भवतः संक्रमणम् अस्ति।

• न ज्ञातम् / नकारात्मकम् : अस्य अर्थः अस्ति यत् परीक्षिते नमूने प्रासंगिकाः DNA/RNA-खण्डाः न प्राप्यन्ते स्म । भवतः सम्भवतः सः संक्रमणः नास्ति इति तात्पर्यम् ।

परिणामं प्राप्तुं कियत्कालं भवति इति क्रियमाणपरीक्षायाः आधारेण भिद्यते । नासिकास्वाबस्य (कोविड्, इन्फ्लूएन्जा इव) प्रायः २४ घण्टेषु एव परिणामः प्राप्यते । परन्तु आनुवंशिकरोगाणां अन्वेषणार्थं रक्तपरीक्षा, बायोप्सी च सप्ताहं वा अधिकं वा यावत् समयः भवितुं शक्नोति ।

यदि भवतः PCR परीक्षणस्य वा तस्य परिणामस्य वा विषये किमपि प्रश्नं चिन्ता वा अस्ति तर्हि तस्य विषये स्वचिकित्सकेन सह अवश्यं वार्तालापं कुर्वन्तु।