Xét nghiệm PCR là gì? Nguyên lý và ứng dụng trong chẩn đoán tác nhân gây bệnh

02/10/2026

Xét nghiệm PCR là một trong những kỹ thuật sinh học phân tử được ứng dụng phổ biến trong phát hiện tác nhân gây bệnh. Nhờ khả năng khuếch đại một lượng nhỏ vật chất di truyền đặc hiệu, phương pháp này hỗ trợ nhận diện nhiều loại virus, vi khuẩn và các tác nhân khác trong mẫu bệnh phẩm. Hãy cùng Onelab tìm hiểu nguyên lý và ứng dụng của phương pháp này.

1. Xét nghiệm PCR hoạt động theo nguyên lý nào?

PCR là viết tắt của Polymerase Chain Reaction – phản ứng chuỗi polymerase. Về nguyên lý, kỹ thuật này giúp khuếch đại một đoạn DNA mục tiêu từ số lượng rất nhỏ thành hàng triệu bản sao, nhờ đó hệ thống xét nghiệm có thể phát hiện và phân tích trình tự cần tìm.

Quá trình PCR cơ bản gồm ba giai đoạn: biến tính DNA, bắt cặp đoạn mồi với trình tự mục tiêu và kéo dài mạch DNA mới nhờ enzyme DNA polymerase. Các chu kỳ được lặp lại nhiều lần, làm số lượng DNA mục tiêu tăng nhanh. [1]

Với những tác nhân có vật chất di truyền là RNA, chẳng hạn nhiều loại virus đường hô hấp, RNA cần được chuyển thành DNA bổ sung thông qua quá trình phiên mã ngược trước khi khuếch đại. Kỹ thuật này được gọi là RT-PCR (Reverse Transcription PCR).

Một biến thể cũng được sử dụng phổ biến hiện nay là real-time PCR. Phương pháp xét nghiệm PCR này theo dõi tín hiệu huỳnh quang trong quá trình khuếch đại, từ đó ghi nhận sự hiện diện của trình tự mục tiêu mà không cần chờ đến khi toàn bộ phản ứng kết thúc.

Xét nghiệm PCR giúp khuếch đại vật chất di truyền mục tiêu để phục vụ phân tích

2. Xét nghiệm PCR sử dụng những mẫu bệnh phẩm nào?

Mẫu bệnh phẩm phụ thuộc vào tác nhân cần phát hiện, vị trí nhiễm trùng và yêu cầu của từng bộ xét nghiệm. Vì vậy, không có một loại bệnh phẩm chung áp dụng cho mọi xét nghiệm.

Một số loại bệnh phẩm thường gặp gồm:

Mẫu đường hô hấp: như dịch ngoáy mũi họng, dịch họng, đờm, dịch hút khí quản hoặc dịch rửa phế quản – phế nang. Loại mẫu cụ thể tùy thuộc tác nhân và vị trí nhiễm trùng.
Máu, huyết thanh hoặc huyết tương: được sử dụng trong một số xét nghiệm phân tử nhằm phát hiện vật chất di truyền của tác nhân trong máu.
Dịch sinh dục và nước tiểu: có thể được dùng trong các xét nghiệm khuếch đại acid nucleic để phát hiện một số tác nhân lây truyền qua đường tình dục như Chlamydia trachomatis hoặc Neisseria gonorrhoeae.
Dịch não tủy và các dịch cơ thể khác: được sử dụng trong một số bệnh cảnh nhiễm trùng hệ thần kinh trung ương hoặc nhiễm trùng tại cơ quan chuyên biệt.
Mẫu mô hoặc sinh thiết: có thể được áp dụng trong một số trường hợp cần phát hiện vật chất di truyền tại vị trí tổn thương.

Ngoài loại mẫu, thời điểm lấy, kỹ thuật thu thập, bảo quản và vận chuyển cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng phát hiện của xét nghiệm PCR. Do đó, bệnh phẩm cần được lấy và xử lý theo yêu cầu của từng xét nghiệm. [3][4]

Mẫu bệnh phẩm phù hợp là yếu tố quan trọng trong xét nghiệm PCR

3. Ứng dụng của xét nghiệm PCR trong chẩn đoán tác nhân gây bệnh

Nhờ khả năng phát hiện trực tiếp vật chất di truyền đặc hiệu trong bệnh phẩm, PCR được ứng dụng rộng rãi trong chẩn đoán các bệnh truyền nhiễm do virus, vi khuẩn và một số tác nhân khác. Một số ứng dụng thường gặp gồm:

Phát hiện virus đường hô hấp: PCR và các xét nghiệm khuếch đại acid nucleic có thể phát hiện vật chất di truyền của các virus như cúm, SARS-CoV-2 hay RSV. CDC cho biết xét nghiệm phân tử thường có độ nhạy cao hơn xét nghiệm kháng nguyên trong phát hiện virus đường hô hấp. [5]
Phát hiện tác nhân khó hoặc mất nhiều thời gian để nuôi cấy: PCR không yêu cầu phải chờ vi sinh vật phát triển trong môi trường nuôi cấy mà tìm trực tiếp trình tự DNA hoặc RNA mục tiêu. Đây là một trong những ứng dụng nổi bật được đề cập trong các tài liệu về PCR.[6]
Hỗ trợ xác định tác nhân ở nhiều vị trí nhiễm trùng: tùy loại bệnh phẩm và bộ xét nghiệm, PCR có thể được ứng dụng trong nhiễm trùng đường hô hấp, hệ thần kinh trung ương, đường tiêu hóa hoặc các bệnh lây truyền qua đường tình dục.
Phát hiện một số gen liên quan đến kháng thuốc: các kỹ thuật PCR được thiết kế phù hợp có thể nhận diện những gen kháng thuốc cụ thể, hỗ trợ cung cấp thêm thông tin về đặc điểm của tác nhân.[7]

Tuy nhiên, kết quả xét nghiệm PCR cần được xem xét cùng loại bệnh phẩm, thời điểm lấy mẫu và bối cảnh lâm sàng. Việc phát hiện vật chất di truyền không phải lúc nào cũng đồng nghĩa tác nhân còn sống hoặc đang gây bệnh tại thời điểm xét nghiệm.

Xét nghiệm PCR được ứng dụng rộng rãi trong phát hiện tác nhân gây bệnh

4. Ưu và nhược điểm của xét nghiệm PCR

Một ưu điểm của PCR là khả năng khuếch đại và phát hiện lượng nhỏ vật chất di truyền mục tiêu. Với những xét nghiệm được thiết kế, thẩm định và thực hiện phù hợp, kỹ thuật phân tử có thể đạt độ nhạy và độ đặc hiệu cao.

Trong xét nghiệm cúm, CDC ghi nhận các xét nghiệm phân tử có độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn nhiều phương pháp phát hiện kháng nguyên. [2]

Tuy nhiên, mỗi bộ xét nghiệm chỉ khảo sát những mục tiêu mà nó được thiết kế để phát hiện. Kết quả còn chịu ảnh hưởng bởi loại bệnh phẩm, thời điểm lấy mẫu, tải lượng tác nhân và quy trình thực hiện. [2][3]

Một hạn chế khác là nguy cơ nhiễm chéo. WHO lưu ý PCR có khả năng khuếch đại lượng acid nucleic rất nhỏ, do đó việc phát tán sản phẩm khuếch đại (amplicon) trong phòng xét nghiệm có thể gây kết quả dương tính giả nếu quy trình kiểm soát không phù hợp. [8]

Ngoài ra, việc phát hiện DNA hoặc RNA không phải lúc nào cũng đồng nghĩa vi sinh vật còn sống hoặc đang trực tiếp gây bệnh. PCR cũng đòi hỏi thiết bị, hóa chất, quy trình kiểm soát chất lượng và nhân sự chuyên môn phù hợp.

Với khả năng phát hiện trực tiếp vật chất di truyền của tác nhân, xét nghiệm PCR là một kỹ thuật quan trọng trong chẩn đoán nhiều bệnh truyền nhiễm. Nếu cần tìm hiểu thêm về danh mục xét nghiệm, yêu cầu bệnh phẩm hoặc quy trình lấy mẫu, bạn có thể liên hệ Onelab để được hỗ trợ thông tin chi tiết.