การวิเคราะห์จีโนมในไมโตคอนเดรียของอะแคนธามีบาเพื่อการจำแนกจีโนไทป์โดยวิธีใหม่ การศึกษาสายวิวัฒนาการและการวินิจฉัย : รายงานการวิจัยฉบับสมบูรณ์ปีที่ 1

Abstract

โปรโตซัวที่ดำรงชีพเป็นอิสระในจีนัสอะแคนธามีบาสามารถก่อให้เกิดการติดเชื้อที่รุนแรงและถึงแก่ชีวิตในคนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาวะกระจกตาอักเสบและภาวะสมองและเยื่อหุ้มสมองอักเสบ ในธรรมชาติอะแคนธามีบาดำรงอยู่ในสภาวะแวดล้อมที่หลากหลาย อาทิ ในดิน ฝุ่น ระบบทำความเย็น น้ำเสียและแหล่งน้ำในธรรมชาติ เป็นต้น การจำแนกจีโนไทป์ของอะแคนธามีบาในปัจจุบันอาศัยการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ของไดแอกโนสติกแฟรกเม้นต์ 3 (DF3) ในยีนไรโบโซมหน่วยย่อยขนาดเล็กซึ่งมักมีปัญหาในการจัดเรียงลำดับนิวคลีโอไทด์ ดังนั้นการค้นหายีนอื่นจึงมีความจำเป็นเพื่อการจำแนกจีโนไทป์ของอะแคนธามีบา เช่น ยีนในจีโนมของไมโตคอนเดรีย ทั้งนี้จีโนมในไมโตคอนเดรียของอะแคนธามีบามีขนาดประมาณ 39.2 กิโลเบสถึง 41.6 กิโลเบส ประกอบด้วยยีนอย่างน้อย 55 ชนิดซึ่งยีนหนึ่งคือยีนสำหรับไซโตโครมบี ขอบเขตของการวิจัยนี้ครอบคลุมการศึกษาระบาดวิทยาของอะแคนธามีบาในแหล่งน้ำในธรรมชาติของประเทศไทยและการวิเคราะห์จีโนมของไมโตคอนเดรียของอะแคนธามีบาจากจีโน ไทป์ที่ชัดเจน ในการศึกษาอุบัติการณ์ของอะแคนธามีบาได้ทำการสำรวจแหล่งน้ำจืด 40 แห่งที่อยู่ใน 10 จังหวัดใน 5 ภูมิภาคของประเทศไทย ได้แก่ จังหวัดอุตรดิตถ์ ลำพูน สกลนคร ชัยภูมิ สระบุรี สุพรรณบุรี ปราจีนบุรี ระยอง ระนอง และพัทลุง โดยใช้ตัวอย่างทั้งสิ้น 4,000 ตัวอย่าง ทำการเพาะเลี้ยงโดยใช้วุ้นร้อยละ 1.5 ในจานเพาะเลี้ยงที่ มีแบคทีเรียเอสเชอริเชียโคไลที่ผ่านความร้อน ผลการศึกษาพบว่าสามารถตรวจพบอะแคนธามีบาจากแหล่งน้ำใน ทุกจังหวัดที่สำรวจ โดยมีอัตราการตรวจพบเฉลี่ยร้อยละ 14.43 ของตัวอย่างทั้งหมด อะแคนธามีบาที่พบมีทุกกลุ่ม จำแนกตามลักษณะของระยะซีสต์ซึ่งซีสต์ที่อยู่ในกลุ่ม 2 พบมากที่สุดคือร้อยละ 67.42 รองลงมาคือซีสต์ที่อยู่ใน กลุ่ม 3 และกลุ่ม 1 ตามลำดับ ตัวอย่างร้อยละ 22.01 มีซีสต์ที่อยู่ปะปนกันมากกว่า 1 กลุ่ม จากการวิเคราะห์ส่วน DF3 ในยีนไรโบโซมหน่วยย่อยขนาดเล็กจาก 214 ตัวอย่างพบว่าประกอบด้วยแฮปโปลไทป์ต่างกัน 74 แบบ อย่างไรก็ตามเมื่อวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ในยีนไรโบโซมหน่วยย่อยขนาดเล็กครอบคลุม 2.0 กิโลเบสถึง 2.2 กิโลเบส พบว่าตัวอย่างเหล่านี้สามารถจำแนกเป็นจีโนไทป์ได้ 16 แบบ ได้แก่ จีโนไทป์ T2/6b, T3, T4B, T4C, T4D, T4F, T4G, T4Neff, T5, T11, T12, T13, T17, T18, T20 และ New#1 ซึ่งเป็นจีโนไทป์ใหม่ เป็นที่น่าสังเกตว่าตัวอย่างอะแคนธามีบาทุกตัวอย่างจากผู้ป่วยกระจกตาอักเสบและตัวอย่างจากแหล่งน้ำในธรรมชาติที่มีจีโนไทป์ T4B, T4C, T4D และ T4G มีคุณลักษณะทนความร้อน โดยสามารถเจริญได้ที่อุณหภูมิ 42 องศาเซลเซียส ในการเพิ่มปริมาณดีเอนเอโดยวิธีปฏิกิริยาลูกโซ่โพลิเมอเรสเพื่อให้ได้ผลผลิตสายยาวจำนวน 6 ส่วนที่ครอบคลุมความความยาวตลอดทั้งจีโนมของไมโตคอนเดรียของอะแคนธามีบาโดยแต่ละส่วนมีความยาว 4.3 กิโลเบสถึง 9.4 กิโลเบสจาก 20 ตัวอย่างที่มีจีโนไทป์ต่างกันได้เป็นผลสำเร็จเพื่อใช้ในการเป็นดีเอนเอต้นแบบสำหรับการหาลำดับ นิวคลีโอไทด์ในการศึกษาต่อไป สำหรับการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ในยีนสำหรับไซโตโครมบีครอบคลุมความยาว 1,155 เบสจาก 65 ตัวอย่าง พบว่ามีการแทนที่ของนิวคลีโอไทด์จำนวนมากซึ่งสามารถใช้จำแนกจีโนไทป์โดยการวิเคราะห์สายใยพันธุกรรมได้เป็นจีโนไทป์ต่าง ๆ ที่สอดคล้องกับการจำแนกโดยใช้ข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ใน ยีนไรโบโซมหน่วยย่อยขนาดเล็ก โดยสรุปพบว่าแหล่งน้ำในธรรมชาติในประเทศไทยมีอะแคนธามีบาหลากหลายจีโนไทป์ปะปนอยู่และพบว่ายีนในจีโนมของไมโตคอนเดรียสามารถใช้เป็นเป้าหมายทางเลือกในการจำแนกจีโนไทป์ของอะแคนธามีบาได้