อาจารย์คณะสหเวชศาสตร์ จุฬาฯ พัฒนาชุดตรวจวัณโรคแบบอ่านผลด้วยตาเปล่า MTB Strip ใช้งานง่าย แสดงผลแม่นยำ การันตีด้วยรางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้นประจำปี 2566 จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) อีกหนึ่งความหวัง ลดการแพร่กระจายเชื้อวัณโรคในประเทศไทย

วัณโรค – หนึ่งในโรคติดต่อที่ยังคงท้าทายระบบสาธารณสุขในปัจจุบัน แม้องค์การอนามัยโลกจะตั้งเป้าให้ปี 2035 (อีก 12 ปีข้างหน้า) เป็นปีที่ยุติสถานการณ์วัณโรคทั่วโลก แต่แนวโน้มของวัณโรคก็ยังน่าเป็นห่วง

“ประเทศไทยเป็นหนึ่งใน 14 ประเทศที่มีอุบัติการณ์วัณโรครุนแรงที่สุด โชคดีที่เชื้อวัณโรคชนิดดื้อยาในประเทศไทย ได้ถูกลบออกจากลิสต์ประเทศที่มีอุบัติการสูงสุดขององค์การอนามัยโลกแล้ว ยังคงเหลือแต่ผู้ป่วยวัณโรคธรรมดาเท่านั้น” รองศาสตราจารย์ ดร.เทคนิคการแพทย์หญิง ปาหนัน รัฐวงศ์จิรกุล อาจารย์ประจำภาควิชาเวชศาสตร์การธนาคารเลือดและจุลชีววิทยาคลินิก คณะสหเวชศาตร์ จุฬาฯ กล่าวถึงสถานการณ์ของวัณโรคในประเทศไทย

วัณโรคเป็นโรคติดต่อทางอากาศ เกิดจากเชื้อแบคทีเรียชื่อว่า “ไมโครแบคทีเรียม ทูเบอร์คูโลซิส” เชื้อนี้แพร่กระจายจากผู้ป่วยวัณโรคไปสู่ผู้อื่น ผ่านทางละอองเสมหะขนาดเล็ก ที่มาจากการไอ จาม หรือพูดคุย จึงติดต่อกันง่ายและแพร่กระจายเชื้อได้รวดเร็ว

“หนึ่งในกลไกที่จะช่วยยุติการเกิดโรควัณโรคได้คือการระบุตัวผู้ป่วยวัณโรคให้เร็วและมากที่สุด เพื่อควบคุมและจำกัดการแพร่เชื้อวัณโรค” รศ.ดร.ทนพญ.ปาหนัน กล่าวถึงที่มาของโครงการวิจัยพัฒนาชุดตรวจวัณโรคแบบอ่านผลด้วยตาเปล่า MTB Strip (Mycobacterium tuberculosis Strip) ที่ใช้งานง่าย สะดวก อ่านผลได้รวดเร็วและแม่นยำ ที่สำคัญคือค่าใช้จ่ายไม่สูง เพื่อให้เป็นเครื่องมือที่เข้าถึงระบบบริการสาธารณสุขในท้องถิ่น

“หากเราสามารถกระจายชุดตรวจนี้ไปยังโรงพยาบาลขนาดเล็กได้ทุกที่แบบปูพรม ก็จะช่วยให้เราระบุตัวผู้ป่วยได้ภายใน 2 ชั่วโมง และคัดกรองผู้ป่วยที่มีผลเป็นบวกให้เข้ามาในระบบการรักษาได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งเราเชื่อว่าจะช่วยให้จำนวนผู้ป่วยวัณโรคในบ้านเราลดลงอย่างแน่นอน” รศ.ดร.ทนพญ.ปาหนัน ย้ำเป้าหมายของการพัฒนานวัตกรรม MTB Strip

ข้อดี-ข้อด้อยของวิธีตรวจหาเชื้อวัณโรคในปัจจุบัน

รศ.ดร.ทนพญ.ปาหนัน กล่าวถึงการตรวจหาเชื้อวัณโรคในปัจจุบันว่ามีข้อดี-ข้อด้อยแตกต่างกัน ดังนี้

1. การนำเสมหะของผู้ป่วยมาย้อมสีพิเศษที่เรียกว่า “สีทนกรด” เป็นวิธีที่ง่าย สามารถทำในโรงพยาบาลขนาดเล็กได้ แต่ข้อเสียคือต้องมีจำนวนเชื้อมากพอในเสมหะของผู้ป่วย จึงจะตรวจพบเชื้อ
2. การนำเสมหะของผู้ป่วยมาเพาะเลี้ยงบนอาหารเลี้ยงเชื้อ เป็นวิธีมาตรฐานของการวินิจฉัยวัณโรค แต่ทำได้ในบางโรงพยาบาลเท่านั้น เนื่องจากวิธีการนี้ต้องทำในห้องที่มีระบบนิรภัยสูง เพื่อป้องกันเชื้อแพร่ออกมาภายนอก และต้องใช้เวลากว่าหนึ่งเดือนจึงจะทราบผล ซึ่งจะส่งผลให้การรักษาล่าช้า

3. การตรวจหาสารพันธุกรรมของเชื้อ เป็นการนำเสมหะของผู้ป่วยมาสกัดเอาสารพันธุกรรมและเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรม จากนั้นจึงตรวจหาเชื้อโดยเครื่อง Realtime PCR ข้อเสียของวิธีนี้คือค่าใช้จ่ายสูง และต้องทำในห้องปฏิบัติการที่มีบุคลากรผู้เชี่ยวชาญในระดับหนึ่งเท่านั้น จึงสามารถทำได้เฉพาะในโรงพยาบาลขนาดใหญ่

จากข้อดีและข้อจำกัดของวิธีการต่าง ๆ ที่ใช้ในการตรวจหาเชื้อวัณโรค ทำให้ทีมผู้วิจัยพัฒนาชุดตรวจวัณโรคแบบอ่านผลด้วยตาเปล่า MTB Strip ขึ้น

ตรวจคัดกรองวัณโรค เร็วกว่า ง่ายกว่า ด้วย MTB Strip

ชุดตรวจวัณโรคแบบอ่านผลด้วยตาเปล่า MTB Strip ประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก คือ 1. ส่วนเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรม เป็นน้ำยา Isothermal amplification ร่วมกับ primer ที่ถูกดัดแปลงและออกแบบอย่างจำเพาะ 2. แถบตรวจสารพันธุกรรม ซึ่งผลิตจากโรงงานอุตสาหกรรมที่ได้รับรองมาตรฐาน ISO การผลิตเครื่องมือแพทย์

รศ.ดร.ทนพญ.ปาหนัน อธิบายวิธีการใช้ชุดตรวจนี้ว่า “เมื่อได้เสมหะจากผู้ป่วยแล้ว เราจะใส่ตัว primer ที่ออกแบบพิเศษโดยเฉพาะเพื่อเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรมใน DNA ของเชื้อที่อยู่ในเสมหะของผู้ป่วย จากนั้นจึงนำไปสกัด ก่อนเข้าสู่กระบวนการ Isothermal amplification โดยใช้เทคนิคที่ชื่อว่า recombinase polymerase amplification ใช้เวลาเพียง 20 – 40 นาทีที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส จากนั้น ก็นำแถบตรวจที่พัฒนาขึ้นมา จุ่มลงไปในสารพันธุกรรมที่เพิ่มปริมาณเสร็จเรียบร้อยแล้ว ผลก็จะขึ้นที่แถบแผ่นตรวจ อ่านผลบวก-ลบ เหมือนการตรวจ ATK ที่เราคุ้นเคยกัน”

จุดเด่นสำคัญของชุดตรวจวัณโรค MTB Strip คือความไวต่อเชื้อวัณโรค แค่มีเชื้อวัณโรคในเสมหะเพียงเล็กน้อย ชุดตรวจก็สามารถพบและแสดงผลได้ นอกจากนี้ กระบวนการตรวจใช้เวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง และไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษแต่อย่างใด

“ผลการตรวจมีแม่นยำถึง 96 % เมื่อเทียบกับการตรวจแบบอณูชีววิทยา Realtime PCR และวิธีการตรวจแบบย้อมสีทนกรดที่ใช้กันอยู่ทั่วไป ที่สำคัญ ชุดตรวจนี้ราคาถูกกว่าการตรวจทางอณูชีววิทยา เพราะไม่ต้องอาศัยเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์แต่อย่างใด” รศ.ดร.ทนพญ.ปาหนัน กล่าวเน้น

การทำงานของชุดตรวจ MTB Strip ใช้หลักการการเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรมภายใต้อุณหภูมิเดียวคงที่ ร่วมกับกล่องที่ให้ความร้อน ซึ่งในห้องปฏิบัติการทั่วไปมีกล่องประเภทนี้อยู่แล้ว โรงพยาบาลขนาดเล็กก็สามารถใช้เทคนิคนี้ได้

“ชุดตรวจวัณโรค MTB Strip ที่เราพัฒนาขึ้นนี้จะทำให้โรงพยาบาลขนาดเล็กและขนาดกลางที่มีอยู่เป็นจำนวนมากในประเทศไทย สามารถตรวจคัดกรองผู้ป่วยวัณโรค เพื่อให้ผู้ป่วยได้รับการรักษาที่เหมาะสม รวดเร็ว ซึ่งจะเป็นการลดจำนวนผู้ป่วยวัณโรคและการแพร่กระจายเชื้อวัณโรคได้”

สู้วัณโรค มุ่งกระจาย MTB strip สู่ท้องถิ่น

ชุดตรวจวัณโรคแบบอ่านผลด้วยตาเปล่า MTB Strip ได้นำไปใช้จริงเป็นโมเดลตัวอย่างแล้วที่โรงพยาบาลอุ้มผาง จ.ตาก เมื่อปี 2562-2563 ซึ่งได้ผลดีในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม รศ.ดร.ทนพญ.ปาหนัน ไม่หยุดคิดค้นพัฒนาวิธีการและนวัตกรรมเพื่อลดจำนวนผู้ป่วยวัณโรคในประเทศไทย

“แม้ชุดตรวจ MTB Strip จะใช้งานได้ผลเป็นที่น่าพอใจ แต่เรายังอยากพัฒนาความไวในการตรวจให้มากกว่านี้ โดยการเพิ่มศักยภาพในการสกัด DNA ด้วยวิธีที่ง่าย เพื่อนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับทดสอบกับชุดตรวจ”

นอกจากนี้ รศ.ดร.ทนพญ.ปาหนัน ยังวางแผนจะต่อยอดการตรวจวัณโรคและโรคข้างเคียง ด้วยการพัฒนาชุดสกัด DNA ให้สามารถใช้งานได้ง่ายขึ้น และพัฒนาชุดตรวจหาวัณโรคที่สามารถระบุได้ว่าเป็นวัณโรคแบบดื้อยาได้ตั้งแต่ครั้งแรกที่ตรวจ เพื่อปรับแนวทางการรักษาให้เฉพาะเจาะจงยิ่งขึ้น

“ตอนนี้ เรากำลังศึกษาวิจัยเชิงลึกเรื่องการตัดต่อพันธุกรรมของเชื้อวัณโรค โดยใช้เทคนิคการตัดต่อพันธุกรรมแบบใหม่ของสิ่งมีชีวิตที่ชื่อว่า CRISPR Cas-9 Interference เพื่อตัดต่อยีนบางชนิดของวัณโรค ทำให้เชื้อมีความรุนแรงในการก่อโรคน้อยลง และมีความไวในการตอบสนองต่อยาต้านวัณโรคมากขึ้น และเมื่อพัฒนากระบวนการนำระบบ CRISPR Cas-9 Interference ดังกล่าวเข้าสู่ตัวผู้ป่วยวัณโรคได้ อาจใช้ควบคู่กับการรักษาด้วยยาต้านวัณโรคในปัจจุบัน”

หากการศึกษาวิจัยดังกล่าวสำเร็จก็จะเป็นแนวทางรักษาวัณโรคแบบใหม่ในอนาคต ซึ่ง รศ.ดร.ทนพญ.ปาหนัน มั่นใจว่าจะช่วยให้อัตราผู้ป่วยวัณโรคลดลงตามเป้าหมายองค์การอนามัยโลกแน่นอน

โรงพยาบาลขนาดเล็กที่สนใจชุดตรวจวัณโรคนี้สามารถติดต่อได้ที่ รศ.ดร.ทนพญ.ปาหนัน รัฐวงศ์จิรกุล หน่วยวิจัยนวัตกรรมตรวจวินิจฉัยเชื้อดื้อยา ภาควิชาเวชศาสตร์การธนาคารเลือดและจุลชีววิทยาคลินิก คณะสหเวชศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย อีเมล์ panan.p@chula.ac.th