การประยุกต์วิธีการวินิจฉัยมาลาเรียจากตัวอย่างปัสสาวะและน้ำลายเพื่อประเมินสภาวะของโรคมาลาเรียในเชิงระบาดวิทยา

Abstract

การจำแนกชนิดของเชื้อมาลาเรียได้อย่างถูกต้องและการตรวจหาเชื้อมาลาเรียที่มีความไวสูงนับเป็นพื้นฐานอันสำคัญในการรักษาและควบคุมโรคมาลาเรียซึ่งเป็นโรคติดเชื้อที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งของมนุษยชาติ โดยทั่วไปการวินิจฉัยโรคมาลาเรียอาศัยการตรวจหาเชื้อจากฟิล์มโลหิตที่ผ่านการย้อมสียิมซาอันทำให้การรักษาโรคเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพในเวชปฏิบัติทั่วไป อย่างไรก็ตามมีผู้ติดเชื้อมาลาเรียหลายรายที่มีปริมาณเชื้อในกระแสเลือดต่ำกว่าระดับที่สามารถตรวจพบได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ดังนั้นจึงมีผู้ติดเชื้อจำนวนมากที่ยังประสบปัญหาความเจ็บป่วยและอาจเสียชีวิตได้รวมทั้งยังเป็นการสูญเสียทางเศรษฐกิจร่วมด้วย นอกจากนี้การจำแนกชนิดของเชื้อมาลาเรียในฟิล์มโลหิตอาจพบลักษณะเชื้อที่ไม่จำเพาะชัดเจนทำให้การวินิจฉัยดังกล่าวขาดความแม่นยำนอกเหนือไปจากปัจจัยในด้านความแตกต่างในทักษะและความสามารถของจุลทรรศนากร ในภายหลังจากการพัฒนาการตรวจหาและจำแนกชนิดของเชื้อมาลาเรียโดยอาศัยปฏิกิริยาลูกโซ่โพลิเมอเรส (PCR) ทำให้สามารถวินิจฉัยมาลาเรียได้โดยปราศจากอุปสรรคที่พบในการตรวจหาเชื้อภายใต้กล้องจุลทรรศน์ การประยุกต์ใช้วิธี PCR ในการตรวจวินิจฉัยมาลาเรียนั้นยังเป็นการสร้างโอกาสให้มีการใช้ตัวอย่างน้ำลายและปัสสาวะในการเป็นแหล่งดีเอ็นเอทางเลือกสำหรับการตรวจดังกล่าวแม้ว่าความไวในการวินิจฉัยยังด้อยกว่าผลที่ได้จากการตรวจหาเชื้อภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ในการศึกษานี้คณะผู้วิจัยได้พัฒนาวิธี PCR เพื่อตรวจและจำแนกมาลาเรียทั้ง 5 ชนิดที่ก่อโรคในคนโดยอาศัยยืนเป้าหมายคือไซโตโครมอ๊อกซิเดสหน่วยย่อยที่ 1 (PCR-COXI) ไซโตโครมอ๊อกซิเดสหน่วยย่อยที่ 3 (PCR-COXIII และ PCR-COXIII-3) และไซโตโครมบี (PCR-Cytb-New) ในจีโนมของไมโตคอนเดรีย จากการวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบพบว่า PCR-Cytb-New มีประสิทธิภาพในการวินิจฉัยได้ทัดเทียมกับ PCR-Cytb ที่คณะผู้วิจัยได้พัฒนามาก่อนหน้านี้ เพื่อเป็นการพัฒนาความไวและประเมินประสิทธิภาพของการใช้ตัวอย่างน้ำลายและปัสสาวะในการวินิจฉัยโรคมาลาเรีย คณะผู้วิจัยได้รวบรวมผู้ป่วยที่มีไข้ที่มารับการตรวจวินิจฉัยโรคมาลาเรีย ณ มาลาเรียคลินิกในพื้นที่จังหวัดตาก เชียงใหม่ เชียงราย แม่ฮ่องสอนและจันทบุรีในการศึกษาครั้งนี้ ผลการตรวจวินิจฉัยโดยกล้องจุลทรรศน์พบผู้ที่ติดเชื้อพลาสโมเดียมฟัลซิปารั่ม 110 ราย ผู้ที่ติดเชื้อพลาสโมเดียมไวแวกซ์ 128 ราย และมีผู้ติดเชื้อทั้งสองชนิดร่วมกัน 3 ราย เมื่อทำการเพิ่มปริมาณตัวอย่างเลือด น้ำลายและปัสสาวะเป็น 200 ไมโครลิตรในการเตรียมดีเอ็นเอสำหรับการตรวจโดยวิธี PCR-Cytb พบว่าตัวอย่างเลือดให้ผลการตรวจจำแนกชนิดของมาลาเรียอย่างชัดเจนและสามารถตรวจ พบมาลาเรียทั้ง 5 ชนิดในประชากรที่ศึกษาและพบผู้ติดเชื้อมาลาเรียต่างชนิดร่วมกันเพิ่มขึ้นเป็น 11 ราย ในขณะที่ผลการตรวจโดยใช้ตัวอย่างน้ำลายให้ความไวสูงกว่าผลการตรวจหาเชื้อพลาสโมเดียมฟัลซิปารั่ม และพลาสโมเดียมไวแวกซ์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์เล็กน้อย แม้ว่าผลการตรวจโดยใช้ตัวอย่างปัสสาวะจะมีความไวต่ำกว่าผลการตรวจหาเชื้อภายใต้กล้องจุลทรรศน์แต่ความแตกต่างดังกล่าวมีเพียงเล็กน้อยซึ่งไม่น่าจะเป็นอุปสรรคต่อการใช้ตัวอย่างปัสสาวะในการเป็นแหล่งดีเอ็นเอทางเลือกสำหรับการตรวจวินิจฉัยโดยวิธีการทางอณูชีววิทยา นอกจากนี้ยังพบว่าตัวอย่างน้ำลายและปัสสาวะยังสามารถใช้ตรวจความหลากหลายในรูปแบบอัลลีลของยีนสำหรับโปรตีนบนผิวเมอร์โรซอยต์ชนิดที่ 2 ของเชื้อพลาสโมเดียมฟัลซิปารั่มและยีนสำหรับโปรตีนบนผิวเมอร์โรซอยต์ชนิดที่ 1 ของเชื้อพลาสโมเดียมไวแวกซ์ ซึ่งพบว่าอัลลีลในกลุ่ม 3D7 ของยีนสำหรับโปรตีนบนผิวเมอร์โรซอยต์ชนิดที่ 2 อัลลีล Sal-1/Belem type b ของยีนสำหรับโปรตีนบนผิวเมอร์โรซอยต์ชนิดที่ 1 มีอุบัติการณ์สูงสุดในประชากรที่ศึกษา แม้ว่าการตรวจสอบอัลลีลเหล่านี้จากตัวอย่างปัสสาวะจะให้ผลด้อยกว่าการตรวจจากตัวอย่างเลือดประมาณร้อยละ 30 และร้อยละ 60 ตามลำดับแต่พบว่าผลการตรวจสอบการกระจายของอัลลีลในประชากรที่ศึกษามีความสอดคล้องกันชัดเจนไม่ว่าจะใช้ตัวอย่างใดก็ตาม ในการติดตามผู้ติดเชื้อพลาสโมเดียมฟัลซิปารั่มจำนวน 17 รายและพลาสโมเดียมไวแวกซ์จำนวน 18 รายพบว่าไม่สามารถตรวจพบดีเอ็นเอของมาลาเรียได้ในตัวอย่างเลือด น้ำลายและปัสสาวะในวันที่ 7 14 21 และ 28 ยกเว้นมีผู้ป่วยที่ติดเชื้อพลาสโมเดียมฟัลซิปารั่ม 2 รายที่ยังคงให้ผลบวกในการตรวจโดยใช้ตัวอย่างเลือดในวันที่ 7 ทั้งนี้ผลดังกล่าวน่าจะเกิดจากการที่ดีเอ็นเอของเชื้อมาลาเรียถูกกำจัดออกจากร่างกายได้ช้ากว่าปกติในผู้ติดเชื้อเหล่านี้เนื่องจากตัวอย่างในภายหลังวันที่ 7 ล้วนให้ผลการตรวจเป็นลบทั้งที่ผู้ติดเชื้อเหล่านี้ไม่ได้รับยาต้านมาลาเรียเพิ่มเติมอีกเลย โดยสรุปจากการศึกษานี้พบว่าการเพิ่มปริมาตรของตัวอย่างสิ่งส่งตรวจทำให้สามารถใช้ตัวอย่างน้ำลายและปัสสาวะเพื่อเป็นแหล่งดีเอ็นเอทางเลือกสำหรับการตรวจโดยวิธี PCR ที่มีความไวสูงสำหรับการวินิจฉัยและจำแนกมาลาเรียทั้ง 5 ชนิดที่ก่อโรคในคนรวมทั้งสามารถตรวจสอบการกระจายของรูปแบบอัลลีลของยีนที่สร้างโปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของวัคซีนป้องกันโรคมาลาเรีย อย่างไรก็ตามการประเมินวิธีการที่พัฒนาขึ้นในการศึกษานี้โดยใช้ตัวอย่างจำนวนมากขึ้นนับเป็นสิ่งจำเป็นก่อนการนำไปประยุกต์ในเวชปฏิบัติซึ่งจะนำมาซึ่งวิธีการวินิจฉัยโรคมาลาเรียแนวใหม่ที่ไม่ต้องทำการเจาะเลือดจากผู้ป่วยอีกต่อไป