Reading Time: 4 minutes

مع الانتشار العالمي المتزايد لفيروس كورونا المستجد، بدأ الاهتمام بالتحاليل الطبية كوسيلة للاطمئنان على الصحة العامة. يعتبر تحليل «بي سي آر» (تفاعل البلمرة المتسلسل) أحد أكثر التحاليل التي لا غنى عنها عند حدوث مثل تلك الأوبئة العالمية. لذلك طور مركز السيطرة على الأمراض اختباراً يعتمد على هذا التحليل، حيث اعتمد المركز مجموعة اختبارات لتستخدمها مؤسسة الغذاء والدواء الأميركية في حالات الطوارئ.

اختبار بسيط داخل أنبوب

تفاعل البلمرة المتسلسل «بي سي آر»، هو تقنية حيوية تستخدم لصنع نسخ متعددة من شريحة معينة من الحمض النووي بسرعة وبدقة. تم تطوير هذا الاختبار الإنزيمي البسيط عام 1983 بواسطة «كاري موليس» عالم الكيمياء الحيوية الأميركي، والحاصل على جائزة نوبل عام 1993.

يتم الاختبار عن طريق تضخيم وتوليد نسخ من شظايا الحمض النووي. كانت تلك العملية تستهلك الكثير من الوقت، أما اليوم فتقوم آلات خاصة بإجراء التحليل، حيث تقوم بجولات متكررة من تحليل البلمرة المتسلسل، لتنتج مليارات النسخ من شظايا الحمض النووي في غضون ساعات قليلة.

كتب «كاري موليس» في مجلة ساينتيفيك أميركيان: «بداية من جزيء واحد من الحمض النووي للمادة الوراثية، يمكن لتفاعل البلمرة المتسلسل توليد 100 مليار جزيء مماثل في فترة في بضع ساعات، كما أنه سهل التنفيذ، فلا يتطلب أكثر من أنبوب اختبار وبعضاً من الكواشف البسيطة ومصدراً للحرارة».

  • الحمض النووي: هو مادة كيميائية عضوية ذات بنية جزيئية معقدة، توجد في جميع الخلايا بدائية النواة، كما توجد كذلك في العديد من الفيروسات، فهو بمثابة «المادة الوراثية»، للبشر ولجميع الكائنات الحية الأخرى.

استخدامات التحليل

يعد «تحليل تفاعل البلمرة المتسلسل» واحد من أهم الإجراءات الطبية للكشف عن مسببات الأمراض، حيث يتميز بأنه تقنية بسيطة لها نتائج سريعة ودقيقة للغاية، لذا لا غنى عنه في مختبرات البحوث الطبية والكيمياء الحيوية، حيث يستخدم في عدة مجالات منها:

1. الإجراءات الطبية

يستخدم التحليل في الاختبارات الجينية كالأمراض الوراثية، وقبل زرع الأعضاء، وصياغة علاجات لمرض السرطان.

2. إجراءات الطب الشرعي

يجري تحليل البصمات الوراثية للإدانة أو اثبات البراءة في الجرائم المختلفة، كما أنه اختبار ناجح لإثبات النسب حيث يجري في هذه الحالة للطفل ووالده. يمكن من خلاله تحديد الهوية من بقايا جثة مجهولة، حيث يتمتع التحليل بميزة تحليل أحجام العينات بالغة الصغر، حتى لو كانت متدهورة، بشرط عدم خلطها بحمض نووي أخر أثناء جمع العينة أو تخزينها ونقلها.

3. الكشف عن البكتيريا والفيروسات

يمكن للتحليل الكشف عن الأمراض المعدية، وتحديد الإصابة بالفيروسات مثل فيروس نقص المناعة المكتسب، أو فيروسات أخرى. كما يمكن للأطباء بواسطته الاكتشاف المبكر لعدة أنواع من السرطان، بما في ذلك سرطان الدم والأورام اللمفاوي حيث يتم الكشف عن فيروس الخلايا اللمفاوية التائية الأولى، والفيروسات التي تسببت في انتشار الأوبئة.

أثبت التحليل جدارته في الكشف عن مرض «الداء العليقي»  وهو مرض بكتيري جلدي مزمن يصيب الأطفال الذين تقل أعمارهم عن 15 عاماً، كما يمكنه أيضا الكشف عن الإصابة بـ «حمى الضنك» وهي نوع من الإصابة الفيروسية تنتقل بواسطة البعوض، فضلاً عن الكشف عن الإصابة بفيروس «إيبولا» الذي يصل معدل الوفيات لدى المصابين به إلى 90%.

كما يمكن للتحليل أن يكشف عن الإصابة بـ «الحمى الصفراء»، وهو مرض نزفي فيروسي حاد ينتقل عن طريق البعوض، حيث يتعرض المصابين به إلى مضاعفات خطيرة يمكن أن تودي بحياتهم في غضون 7 أو 10 أيام.

4. بحوث البيولوجيا الجزيئية

يستخدم في بحوث البيولوجيا الجزيئية، حيث يتم من خلاله معرفة تسلسل الحمض النووي، واستنساخ التعبير الجيني. فالتحليل ينتج كميات هائلة من عينات الحمض النووي النقي من مصدر محدود، بالتالي يساعد على تحليل الحمض النووي من مصادر قديمة ومحدودة. على سبيل المثال كما هو الحال في اختبارات ما قبل الولادة، أو عندما لا يتوفر قدراً مناسباً من الحمض النووي مثلما يحدث عادة في القضايا المتعلقة بالطب الشرعي.

5. اكتشاف المومياوات

بالإضافة للاستخدامات الواسعة للتحليل، فهو يستخدم كذلك في دراسة التطور البشري، وتحليل الحمض النووي للمومياوات. ففي عام 1912 تم إجراء تحديد للجنس بواسطة التحليل على 8 مومياوات لأشخاص بالغين، ومومياء واحدة لطفل تم اكتشافهم في صحراء «تاكلاماكان» في بالصين. يحتفظ متحف لوشون بالصين حالياً بتلك المومياوات التي ترجع لشخصيات عاشت في القرن السابع الميلادي، أي قبل أكثر من 1300 عام.

تم إجراء تحديد الجنس المفترض على أساس الشكل الخارجي لـ 6 من البالغين الثمانية، لكن تعسر تحديد الجنس للإثنين الآخرين ولمومياء الطفل، نظراً للتدمير الملحوظ الذي لحق بهم بمرور الأعوام. هذا الأمر أنجزه تحليل «تفاعل البلمرة المتسلسل» بدقة وسرعة، بعد جمعت عينات من الشعر والعضلات والجلد من كل مومياء بالغة، وعينات من الجلد والضلع من مومياء الطفل، حيث أجريت 40 دورة من دورات التحليل على المومياوات المتأكلة.

كيف يتم إجراء التحليل؟

هناك مكونات رئيسية لإجراء التحليل، وهي البلمرة والإشعال والقالب والنيوكليوتيدات. يتم تجميع مادة الاختبار في أنبوب اختبار مع توفر العوامل المساعدة التي يحتاجها الإنزيم، ثم تعرّض لموجات متكررة من التدفئة والتبريد خلال دورات تتراوح بين 30 – 40 دورة، من خلال جهاز خاص يسرع تسخين وتبريد أنابيب الاختبار التي تحتوي على خليط التفاعل. في الخطوة الأخيرة تتغير طبيعة الهيكل الصلب المستخدم ويتمدد، وتحدث هذه العملية في درجات حرارة مختلفة. هذه الخطوات كالتالي:

1. تغيير المدة

تتم من خلالها إذابة الحمض النووي المزدوج في درجة 94 مئوية. يوفر هذا قالب واحد من الحمض النووي الذى يتم العمل عليه بداية من الخطوة الثانية.

2. التلدين

تتم عند درجات حرارة متوسطة، حوالي 54 درجة مئوية، حيث يتم فيها تبريد التفاعل حتى يتمكن الاشعال من ربط تسلسلها التكميلي على الحمض النووي، والذي اتخذ قالباً مفرداً في الخطوة الأولى.

3. الامتداد

يتم من خلالها رفع درجة حرارة إلى 72 درجة مئوية، حيث تعمل البلمرة بشكلٍ أفضل، ومن ثم تبدأ عملية توليف مسارات جديدة من الحمض النووي.

تكاليف مرتفعة

يعد التحليل من التحاليل باهظة التكلفة، خاصة عندما يستخدم الأنظمة المتطورة السريعة، بسبب ارتفاع تكاليف المواد التي يستهلكها. هذه العوامل جعلته غير متاح في كافة المعامل الطبية والبحثية، ومع ذلك يفضل الباحثون والمختصون إجراء هذا التحليل مرتفع التكلفة، نظراً لسرعته ودقته في فحص العينات.

في بداية انتشار فيروس كورونا في منطقة الشرق الأوسط؛ اشترطت بعض الدول العربية، خاصة دول الخليج، أن يحمل الوافدين المقيمين لديها شهادة تثبت أن الشخص معافى وليس مصاباً (حاملاً) لفيروس كورونا، عبر إجراء التحليل. على سبيل المثال، وفي مطلع شهر مارس/ آذار، كانت قد أعلنت المملكة العربية السعودية منع دخول أى مواطن لا يحمل شهادة «بي سي آر» الطبية التي تؤكد أن الشخص غير مصاب بالفيروس. يتم إجراء هذا التحليل عادةً في المستشفيات التي تحددها سفارتها في الدول التي ظهر فيها فيروس كورونا، من خلال مختبرات معينة معتمدة من قبل المركز الوطني للوقاية من الأمراض ومكافحتها.

كما أعلنت وزارة الصحة المصرية في وقتٍ سابق أن التحليل سيتم من خلال المعامل المركزية بوزارة الصحة والسكان، كما حددت سعر موحد للتحليل هو 1000 جنيه للمصريين، و 70 دولار للأجانب، ولا توجد أسعار أخرى. تصدر نتيجة التحليل خلال 24 ساعة من تاريخ أخذ العينة موثقة من المعامل المركزية.