Các phương pháp nhận dạng dựa trên acid nucleic phát hiện các chuỗi DNA hoặc RNA cụ thể được lấy ra từ vi sinh vật. Trên in vitro các trình tự có thể hoặc không thể khuếch đại được.
Nhận dạng dựa trên acid nucleic (phân tử) đã trở nên phổ biến ở các cơ sở lâm sàng; kết quả nhận dạng nhanh cho phép bệnh nhân được điều trị kháng sinh đặc hiệu và tránh điều trị kinh nghiệm kéo dài hoặc dùng thuốc không thích hợp.
Các phương pháp dựa trên acid nucleic nói chung là đặc hiệu và có độ nhạy cao; có thể được sử dụng cho tất cả các loại căn nguyên. Xét nghiệm cho kết quả nhanh chóng. Bởi vì mỗi xét nghiệm là đặc trưng cho một sinh vật đơn lẻ, bác sĩ lâm sàng phải biết các khả năng chẩn đoán có thể xảy ra và yêu cầu xét nghiệm theo đó. Ví dụ, nếu một bệnh nhân có các triệu chứng gợi ý cúm nhưng mùa cúm đã kết thúc thì nên làm một xét nghiệm chẩn đoán virus thông thường hơn (ví dụ như nuôi cấy virus) hơn là xét nghiệm cúm đặc hiệu vì một virus khác (ví dụ như parainfluenza, adenovirus) có thể gây triệu chứng tương tự.
Những tiến bộ gần đây đã dẫn đến sự phát triển các xét nghiệm đa mồi, trong đó một xét nghiệm acid nucleic duy nhất có thể phát hiện và phân biệt ≥ 2 vi sinh vật gây bệnh. Các xét nghiệm đa hợp hiện có sẵn để phát hiện các tác nhân chiến tranh sinh học, các biến thể SARS-CoV-2 và một số tác nhân gây bệnh đường hô hấp (ví dụ: xét nghiệm đa hợp bao gồm một nhóm vi rút hô hấp như RSV [vi rút hợp bào hô hấp], adenovirus, cúm, á cúm, như các mầm bệnh không phải vi rút như là phế cầu khuẩn, mycoplasmas và chlamydiae). Các xét nghiệm đa phương tiện có độ nhạy và độ đặc hiệu tương tự như các xét nghiệm đích đơn lẻ nhưng chủ yếu là định tính và có thể khó giải thích hơn ở một bệnh nhân nhất định.
Các xét nghiệm dựa trên axit nucleic là định tính, nhưng có các phương pháp định lượng đối với một số trường hợp nhiễm trùng hạn chế nhưng ngày càng gia tăng (ví dụ: viêm gan B, viêm gan C, HIV, cytomegalovirus, vi rút lympho bào T ở người); những phương pháp này có thể hữu ích để chẩn đoán và theo dõi đáp ứng với điều trị.
Xét nghiệm không khuếch đại
Các kỹ thuật nhắm đến các trình tự acid nucleic nhưng không đòi hỏi phải khuếch đại các trình tự này thường được giới hạn trong các tình huống mà trong đó vi khuẩn đã được nuôi cấy lần đầu tiên hoặc có nồng độ cao trong mẫu vật (ví dụ như viêm họng do Streptococcus nhóm A, trong nhiễm trùng sinh dục gây ra bởi Chlamydia trachomatis hoặc Neisseria gonorrhoeae).
Khuếch đại acid nucleic
Các kỹ thuật khuếch đại acid nucleic (NAAT) lấy một lượng DNA hoặc RNA rất nhỏ, nhân chúng lên nhiều lần, và do đó có thể phát hiện dấu vết của một vi sinh vật trong bệnh phẩm, tránh được sự cần thiết phải nuôi cấy. Những kỹ thuật này đặc biệt hữu ích cho các sinh vật khó nuôi cấy hoặc khó xác định bằng các phương pháp khác (ví dụ như virus, vi khuẩn nội bào, nấm, mycobacteria, một số vi khuẩn khác) hoặc vi sinh vật có số lượng ít.
Những xét nghiệm này bao gồm
Khuếch đại mục tiêu (ví dụ, phản ứng chuỗi polymerase [PCR], sao chép ngược-PCR [RT-PCR], khuếch đại dịch chuyển vùng, khuếch đại phiên mã)
khuếch đại tín hiệu (ví dụ, phân tách DNA, chụp lai)
Khuếch đại đầu dò (ví dụ, phản ứng dây chuyền ligase, phân tách và xâm nhập, đầu dò chu kỳ)
Phân tích sau ghép (ví dụ, trình tự phân tích sản phẩm, phân tích vi phân và phân tích đường cong nóng chảy, như đã làm trong PCR thực tiễn)
Thu thập bệnh phẩm phù hợp và lưu trữ trước khi vận chuyển đến phòng xét nghiệm phân tử là rất quan trọng. Bởi vì các phương pháp khuếch đại rất nhạy cảm, các kết quả dương tính giả từ dấu vết nhiễm bẩn của mẫu vật hoặc thiết bị có thể dễ dàng xảy ra.
Mặc dù có độ nhạy cao nhưng kết quả âm tính giả đôi khi xảy ra ngay cả khi bệnh nhân có triệu chứng (ví dụ như ở nhiễm vi rút West Nile). Kết quả âm tính giả có thể được giảm thiểu bằng cách sau:
Tránh sử dụng gạc có phần bằng gỗ hoặc tăm bông (cần phải sử dụng tăm bông đã được chứng thực có khả năng sử dụng cho xét nghiệm khuếch đại)
Vận chuyển bệnh phẩm nhanh chóng
Đóng băng hoặc làm lạnh mẫu vật nếu vận chuyển có thể > 2 giờ
Đông lạnh là phương pháp lưu trữ điển hình cho các xét nghiệm khuếch đại acid nucleic. Tuy nhiên, mẫu vật nên được làm lạnh thay vì đông lạnh nếu các virus không ổn định (ví dụ virus varicella-zoster, virus cúm, HIV-2) hoặc nếu cần nuôi cấy virus (mẫu đông lạnh có thể không sử dụng được cho nuôi cấy chuẩn).
