ศูนย์จีโนมฯ ถอดรหัสพันธุกรรม"ฝีดาษลิง"สำเร็จ เร่งพัฒนาชุดตรวจ!

วันนี้( 23 พ.ค.65) ศูนย์จีโนมทางการแพทย์ (Center for Medical Genomics) คณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยมหิดล ได้โพสต์ข้อความเกี่ยวกับโรค ฝีดาษลิง  (MONKEYPOX)

โดยระบุว่า "การถอดรหัสพันธุกรรมทั้งจีโนมของไวรัสก่อโรคฝีดาษลิง (MONKEYPOX) จะช่วยบ่งชี้ว่าเป็นไวรัสสายพันธุ์ใด เหมือนหรือต่างจากสายพันธุ์ที่เคยระบาดในอดีต และที่กำลังระบาดในปัจจุบัน และอาจกลายพันธุ์แพร่ระบาดได้ในอนาคต สามารถนำข้อมูลจีโนมไปใช้ในการป้องกัน เช่นการพัฒนาวัคซีน การพัฒนายาต้านไวรัสใช้ในการรักษา รวมทั้งการติดตามการระบาดเพื่อช่วยตอบคำถามมากมาย เช่นทำไมจึงมีการระบาดของโรคฝีดาษลิงพร้อมกันกว่า 100 รายในหลายประเทศนอกทวีปแอฟริกา(ซึ่งถือเป็นโรคประจำถิ่น) ทั้งในทวีปยุโรป ทวีปอเมริกาเหนือ และ ทวีปออสเตรเลีย เป็นต้น

การตรวจวินิจฉัยไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงทางห้องปฏิบัติการด้วยการถอดรหัสพันธุกรรมทั้งจีโนม ทางศูนย์จีโนมทางการแพทย์ฯพร้อมร่วมกับหน่วยงานภาครัฐในการถอดรหัสพันธุกรรมไวรัสจากสิ่งส่งตรวจ และเพื่อเป็นการลดค่าใช้จ่ายในการตรวจคัดกรองตัวอย่างส่งตรวจจำนวนมากหากมีการระบาดใหญ่ของไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงในอนาคต ทางศูนย์จีโนมทางการแพทย์ฯจึงพัฒนาการตรวจสอบ 40 ตำแหน่งบนจีโนม (massarray genotyping)ของไวรัสก่อโรคฝีดาษลิง (เพื่อป้องกันผลบวกและผลลบปลอม) ใช้เวลาในการพัฒนาประมาณ 2 สัปดาห์ เมื่อแล้วเสร็จสามารถตรวจคัดกรองไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงได้ภายใน 48 ชั่วโมง

หมายเหตุ การถอดรหัสพันธุกรรมทั้งจีโนมของไวรัสก่อโรคฝีดาษลิง และการพัฒนาการตรวจจีโนมของไวรัสก่อโรคฝีดาษลิง 40 ตำแหน่ง เป็นทั้งงานวิจัยและการดำเนินการเพื่อปิดช่องว่างในขณะที่ยังไม่มีชุดตรวจ PCR  ต่อไวรัสก่อโรคฝีดาษลิง ที่ผ่าน อย. เป็นการดำเนินการอยู่เฉพาะที่ศูนย์จีโนมทางการแพทย์ฯ เท่านั้น มิได้มีการผลิตเป็นชุดน้ำยาออกจำหน่ายเชิงพาณิชย์แต่ประการใด 

ปรับปรุง 23/5/2565 เวลา 15.35 น.

ในช่วง 3 วัน ที่ผ่านมา มีรายงานจาก WHO พบผู้ติดเชื้อที่ยืนยันจากผลแลปในห้องปฏิบัติการ และผู้ต้องสงสัยติดเชื้อมากกว่า 100 ราย จาก 12 ประเทศคือ สเปน, โปรตุเกส, สหรัฐ, แคนาดา, สวีเดน, อิตาลี, เบลเยียม, ฝรั่งเศส, เยอรมนี, เนเธอร์แลนด์, ออสเตรเลีย, และ อิสราเอล. ยังไม่คำตอบที่ชัดเจนว่าทำไหมมีการระบาดของโรคฝีดาษลิงในหลายประเทศทั่วโลกพร้อมกันในขณะนี้ พบเพียงว่าจากการถอดรหัสพันธุกรรมทั้งจีโนมของไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงที่พบในโปรตุเกสและเบลเยียมในเดือนพฤษภาคม 2565 ปรากฏว่าเป็นสายพันธุ์จากแอฟริกาตะวันตกและมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับไวรัสฝีดาษลิงที่เคยแพร่ระบาดจากประเทศไนจีเรียมายังหลายประเทศในยุโรประหว่างปี 2561 และ 2562 อันได้แก่ สหราชอาณาจักร อิสราเอล และสิงคโปร์ ขณะนี้มีวัคซีนและย้าต้านไวรัสที่คาดว่าใช้ป้องกันและรักษาโรคฝีดาษลิงได้ แต่อาจต้องประเมินผลอีกครั้งจากการใช้จริงในปัจจุบัน 

โรคฝีดาษลิง หรือโรคไข้ทรพิษลิง (Monkeypox) เกิดจากไวรัสที่มีจีโนมเป็นดีเอ็นเอ สายคู่ เป็นไวรัสที่มีขนาดใหญ่เกือบเท่ากับแบคทีเรีย (ขนาด 281 ± 18 nm × 220 ± 17 nm) มีวิวัฒนาการก้าวล้ำกว่าไวรัสประเภทอื่น จนสามารถเพิ่มจำนวนได้ในไซโตพลาสซึมของเซลล์เหมือนแบคทีเรียไม่ใช่ในนิวเคลียสเหมือนไวรัสทั่วไป มีอัตราการกลายพันธุ์ต่ำกว่าไวรัสโคโรนา 2019 มากเนื่องจากมีเอนไซม์ของไวรัสเองที่สร้างขึ้นมาคอยแก้ไขตำแหน่งกลายพันธุ์บนจีโนม (proof-reading enzyme) ไม่ได้ก่อโรคติดเชื้อรุนแรงเมื่อเทียบกับไวรัสไข้ทรพิษ (Smallpox) ซึ่งมีอัตราการเสียชีวิตสูงถึง 30 เปอร์เซ็นต์ ผู้ติดชื้อโรคฝีดาษลิงจะมีอาการไข้และออกผื่นเป็นตุ่มน้ำพองและมีหนอง และต่อมามีการตกสะเก็ด เกิดเป็นแผลเป็น มีสองสายพันธุ์หลัก: สายพันธุ์คองโกซึ่งรุนแรงกว่า

โดยมีผู้เสียชีวิตมากถึง 10 เปอร์เซ็นต์ และสายพันธุ์แอฟริกาตะวันตกซึ่งมีอัตราการเสียชีวิต 1 เปอร์เซ็นต์ ส่วนใหญ่หายเองได้ สายพันธุ์ที่มีรายงานการระบาดในยุโรป อเมริกา และออสเตรเลีย ในขณะนี้นั้นจากการถอดรหัสพันธุกรรมพบว่าเป็นสายพันธุ์แอฟริกาตะวันตกซึ่งไม่รุนแรง(mild) 

ส่วนใหญ่เป็นการติดต่อจากสัตว์ฟันแทะหรือลิงป่าจากแอฟริกาสู่คนด้วยการที่คนถูกสัตว์กัดหรือข่วน แตะต้องสัตว์ป่วย หรือกินเนื้อสัตว์ป่าที่ไม่สุก 

ในกรณีการติดต่อระหว่างคนสู่คน การติดต่อของโรคฝีดาษลิงแตกต่างจากไวรัสโคโรนา 2019 ซึ่งแพร่ติดต่อผ่านละอองน้ำลายที่ลอยอยู่ในอากาศที่เรียกว่าละอองลอย(aerosols) ส่วนไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงจะแพร่กระจายจากการสัมผัสใกล้ชิดกับของเหลวในร่างกาย เช่น น้ำลายจากการไอ หรือน้ำหรือหนองจะตุ่มแผลที่ปนเปื้อนตามที่นอนและของใช้ นั่นหมายความว่าคนที่เป็นโรคฝีดาษลิงมีแนวโน้มที่จะแพร่เชื้อได้น้อยกว่าคนที่เป็นโรคโควิด-19 มาก 

ไวรัสทั้งสองชนิดในระยะแรกจะมีอาการคล้ายไข้หวัดใหญ่ หรือหัด แต่ไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงจะกระตุ้นให้ต่อมน้ำเหลืองโต ซึ่งเป็นลักษณะเด่นแยกจากโรค หัด สุกใส งูสวัด ฝีดาษคน และในที่สุดเกิดเป็นตุ่มแผลที่เต็มไปด้วยของเหลวมีลักษณะเฉพาะที่ใบหน้า มือ และเท้า คนส่วนใหญ่หายจากโรคฝีดาษลิงภายในไม่กี่สัปดาห์โดยไม่ต้องรักษา แต่อาจมีแผลเป็นเกิดขึ้นตามตัวและใบหน้า จีโนมของไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงประกอบด้วยลำดับเบส (A,T,G, หรือ C) เรียงสลับกันไปมาประมาณ 196,858 ตำแหน่งหรือตัวอักษร การวิเคราะห์สายวิวัฒนาการ (phylogenetic tree) จากรหัสพันธุกรรมทั้งจีโนมบ่งชี้ว่าไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงที่ระบาดในปี 2565 ในประเทศโปรตุเกสและเบลเยียมเป็นสายพันธุ์จากแอฟริกาตะวันตกและมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดที่สุดกับไวรัสฝีดาษลิงที่แพร่จากประเทศไนจีเรียไปยังหลายประเทศในยุโรประหว่างปี 2561 และ 2562 อันได้แก่ สหราชอาณาจักร อิสราเอล และสิงคโปร์ 

หากสงสัยว่ามีการระบาดของโรคฝีดาษลิงในคนเกิดขึ้นในประเทศเป็นจำนวนมาก หน่วยงานที่เกี่ยวข้องสามารถทำการ “สวอป” น้ำลาย ส่วนน้ำหรือหนองจากตุ่มแผล ลงในน้ำยาฆ่าจุลชีพและไวรัส (inactivated transport medium)  ส่งมายังศูนย์จีโนมทางการแพทย์ฯเพื่อให้ร่วมด้วยช่วยกันถอดรหัสพันธุกรรม 

ในระยะแรกที่ยังไม่มีชุดตรวจ PCR แพร่หลาย ทางศูนย์จีโนมทางการแพทย์สามารถร่วมถอดรหัสพันธุกรรมด้วยเทคโนโลยี long-read nanopore sequencingในลักษณะของ “shortgun metagenomic sequencing” กล่าวคือไม่จำเป็นต้องทราบว่าในสิ่งส่งตรวจมีจุลชีพหรือไวรัสประเภทใดได้สำเร็จภายในเวลา 48 ชั่วโมง หากใช้ “ชิพ (flow cell) ขนาดเล็ก”ในการถอดรหัสพันธุกรรม จะสามารถถอดรหัสพันธุกรรมได้ประมาณ 20 ตัวอย่างต่อชิพ แต่หากใช้ชิพใหญ่ในการถอดรหัสพันธุกรรมไวรัสโรคฝีดาษลิงทั้งจีโนม จะสามารถตรวจสอบหรือถอดรหัสพันธุกรรมได้มากกว่า 4,000 ตัวอย่างต่อชิพ ผลลัพธ์ที่ได้คือจะทราบว่ามีจุลชีพหรือไวรัสประเภทใดบ้างและจำนวนเท่าไรในตัวอย่างส่งตรวจนั้นๆ 

ล่าสุดมีการถอดรหัสพันธุกรรมทั้งจีโนมของไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงในโปรตุเกสและเบลเยียมได้สำเร็จ ซึ่งทางศูนย์จีโนมทางการแพทย์ฯได้ใช้รหัสพันธุกรรมดังกล่าวเป็นพิมพ์เขียวในการสร้างชุดตรวจจีโนมไวรัสก่อโรคฝีดาษลิง 40 ตำแหน่งพร้อมกันเพื่อป้องกันการเกิดผลบวก หรือผลลบปลอม (ต่างจาก PCR ซึ่งตรวจจีโนมได้ 1-2 ตำแหน่ง) ใช้เวลาในการตรวจประมาณ 24 ชั่วโมงด้วยเทคโนโลยี “Massarray genotyping” สามารถตรวจได้ 100 ตัวอย่างต่อวัน ด้วยต้นทุนการตรวจต่ำกว่าการถอดรหัสพันธุกรรมทั้งจีโนม โดยมีค่าใช้จ่ายและระยะเวลาที่ใช้ตรวจไม่ต่างจากการตรวจ PCR ที่ใช้ตรวจคัดกรองเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 

ศูนย์จีโนมทางการแพทย์ฯคาดว่าจะสามารถพัฒนาชุดตรวจด้วยเทคโนโลยี Massarray genotyping ได้แล้วเสร็จในอีกประมาณ 2 สัปดาห์จากนี้ หวังว่าจะไม่มีการระบาดของไข้ฝีดาษลิงหรือไข้ทรพิษลิงเกิดขึ้นในประเทศไทย

อ้างอิง

First monkeypox genome from latest outbreak shows links to 2018 strain

https://www.newscientist.com/.../2321407-first.../...

Monkeypox goes global: why scientists are on alert (Nature)

https://www.nature.com/articles/d41586-022-01421-8...

https://virological.org/.../first-draft-genome.../799

https://english.jagran.com/.../who-calls-emergency...

https://reader.elsevier.com/.../sd/pii/S0042682202914467...

รหัสพันธุกรรมทั้งจีโนมของไวรัสก่อโรคฝีดาษลิงจากโปรตุเกสบางส่วนจากทั้งจีโนมประมาณ 2 แสนเบส

>Monkeypox/PT0001/2022 | sampling date 2022-05-04"

ที่มา Center for Medical Genomics

ภาพจาก รอยเตอร์