คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยทักษิณ
มหาวิทยาลัยทักษิณ l   วิทยาเขตพัทลุง   | EN
  Facebook twitter
    Instagram  line ID : sci.tsu
  
 
ข่าวประชาสัมพันธ์
เริ่มแสดง :: 26 ก.ค.64 ถึงวันที่ 26 ส.ค.64
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
หัวข้อข่าว : เพราะจุลชีววิทยา เป็นอะไรได้มากกว่าที่คิด ตอนชุดตรวจวินิจฉัยโรคแบบเร็ว หรือ rapid test kit
 
     

เพราะจุลชีววิทยา เป็นอะไรได้มากกว่าที่คิด
(ตอนชุดตรวจวินิจฉัยโรคแบบเร็ว หรือ rapid test kit)

เรียบเรียงโดย จุลชีววิทยา ณ. พัทลุง

ดูเหมือนว่าสถานการณ์การแพร่ระบาดของโรค COVID-19 ในประเทศไทยกำลังเข้าสู่จุดวิกฤตประเทศไทยมีผู้ติดเชื้อรายงาน เกินหมื่นราย และเสียชีวิตทุกวันไม่ต่ำกว่าร้อยราย ในขณะที่เตียงสำหรับผู้ป่วยวิกฤติมีไม่พอ เราเริ่มพบเห็นผู้เสียชีวิตที่ต้องรอเตียง นอนเสียชีวิตในบ้านของตัวเอง เลวร้ายกว่านั้น คือ ต้องนอนเสียชีวิตข้างถนน มาตรการป้องกันและควบคุมจากภาครัฐ มีออกมาให้เห็นทุกวันและก็เปลี่ยนแปลงแทบทุกวันเช่นกัน แต่สถานการณ์เองก็ยังไม่ดีขึ้น การควบคุมการระบาดที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด คือ วัคซีน แต่ก็ดูเหมือนจะล่าช้าและไม่เพียงพอ ระหว่างนี้คงต้องอาศัยมาตรการอื่น ๆ มาควบคุมแบบเข็มงวดมากขึ้น คือ การ lock down (เจ็บแต่อาจจะไม่จบ)

กลไกอีกอย่างหนึ่งซึ่งมีบทบาทสำคัญในการควบคุมโรค คือ การตรวจวินิจฉัยผู้ติดเชื้อและติดตามผลการรักษา ซึ่งประเด็นที่ผู้เขียนจะกล่าวถึงในบทความนี้ การตรวจวินิจฉัยที่มีประสิทธิภาพ แม่นยำ สำคัญอย่างมากต่อการควบคุมการระบาดเชิ่งรุก ช่วยให้เราสามารถคัดกรองผู้มีความเสี่ยงติดเชื้อ และผู้ติดเชื้อออกจากชุมชนได้อย่างรวดเร็วซึ่งจะลดการแพร่กระจายของไวรัส

วิธีการตรวจวินิจฉัย COVID-19 ทางห้องปฏิบัติการจุลชีววิทยาทางการแพทย์สามารถแบ่งออกได้ 3 หลักการใหญ่ คือ

  • การตรวจหาสารพันธุกรรมของไวรัส

การตรวจหาสารพันธุกรรมของ SARS-COV-2 สามารถทำได้หลายวิธี แต่วิธีหลักที่ห้องปฏิบัติการ จุลชีววิทยาทางการแพทย์ในประเทศไทย คือ วิธี Real-time Reverse transcriptase (RT) -PCR ซึ่งเป็นการตรวจหา สารพันธุกรรม RNA ของไวรัส ที่สำคัญ Real-time RT-PCR เป็นวิธีมาตรฐานสากล (gold standard) ที่องค์การอนามัยโลก (WHO) แนะนำให้ใช้เป็นมาตรฐานหลักสำหรับการตรวจวินิจฉัยและติดตามผลการรักษา [1] ซึ่งข้อดีของการตรวจแบบ Real-time RT-PCR คือ ความไว (sensitivity) และความจำเพาะ (specificity) สูง ทราบผลเร็วประมาณ 2-3 ชั่วโมง

"Nothing is one hundred percent perfect" รวมทั้ง Real time RT-PCR เช่นกัน วิธีการดังกล่าว มีข้อจำกัด คือ ต้องอาศัยเครื่องมือจำเพาะเช่นเครื่องสกัดสารพันธุกรรม เครื่องทำปฏิกิริยา real-time PCR และระดับความปลอดภัยของห้องปฏิบัติการที่เหมาะสม (BSL-2 enhanced) ซึ่งเป็นข้อจำกัดที่ทำให้กำลังในการตรวจวินิจฉัยสำหรับประเทศไทยอาจจะไม่สามารถรับมือได้หากการระบาดของไวรัสเพิ่มมากขึ้นมากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน

  • การตรวจหาแอนติบอดี หรือภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นจากการติดเชื้อ

การตรวจหาแอนติบอดีในผู้ติดเชื้อ อาจจะไม่ค่อยมีประโยชน์มากนักในแง่มุมของการคัดกรองผู้ติดเชื้อและควบคุมโรค เพราะหากเป็นการติดไวรัสครั้งแรก กว่าที่ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายจะตอบสนองและสร้างแอนติบอดี จนตรวจพบได้ ต้องใช้วเวลา 1-2 สัปดาห์ หรืออาจจะยาวนานกว่านั้นในกรณีผู้ติดเชื้อที่ไม่แสดงอาการ หรือมีอาการ เพียงเล็กน้อย [2] ในขณะที่ไวรัสสามารถแพร่กระจายไปยังผู้อื่นได้เพียง 2- 3 หลังจากติดเชื้อโดยที่ผู้ติดเชื้อยังไม่ปรากฏอาการของโรค ปัญหาอีกประการหนึ่ง คือ การตรวจพบแอนติบอดีหากไม่เป็นการแยกชนิดซัปคลาสของแอนติบอดี หรือวัดการเพิ่มขึ้นของระดับแอนติบอดี (seroconversion) เป็นการยากที่จะบ่งบอกว่า บุคลผู้นั้นกำลังติดเชื้อ เคยติดเชื้อ หรือเคยได้รับวัคซีนมาก่อน ดังนั้นในแง่มุมของการควบคุมการระบาดของไวรัส การตรวจหาแอนติบอดีอาจจะก่อให้เกิดความความสับสน เสี่ยงต่อการแพร่กระจายเชื้อไวรัส หากผลการตรวจนั้นเป็นลบ

  • การตรวจหาแอนติเจนของไวรัส

ที่สุดแล้วเมื่อประเทศไทยเดินทางมาถึงจุดวิกฤติ ที่จำนวนผู้ป่วย (ในพื้นที่ กทม. และปริมณฑล) เกินกว่าที่ระบบสาธารณสุข ในเขตพื้นที่สามารถจะรองรับได้ จำนวนตัวอย่างที่ส่งตรวจวินิจฉัยการติดเชื้อหลายหมื่นรายต่อวัน เกินกำลังห้องปฏิบัติการจะรับมือได้ เราจึงได้เห็นปรากฏการณ์ที่ผู้คนที่ต้องการตรวจหาเชื้อ ต้องแย่งกันมานอนรอคิว หน้าสถานที่รับตรวจโรค ซึ่งมีอยู่จำกัด และรับตรวจได้ในจำนวนที่จำกัด โดยข้อมูลตัวเลข ศักยภาพของห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ที่สามารถตรวจวินิจฉัยโดยวิธี Real time RT-PCR รวม ๆ กันแล้ว 68,000 กว่าตัวอย่างต่อวัน (ข้อมูลวันที่ 17/7/2564) [3] ในขณะที่ผู้ติดเชื้อเพิ่มสูงขึ้น การตรวจเชิงรุกอาจจะต้องสามารถรองรับการตรวจได้มากว่าที่เป็นอยู่ ซึ่งประมาณแล้วอาจจะต้องมากกว่า 100,000 ตัวอย่างต่อวัน ซึ่งน่าจะเป็นปัญหาอย่างมากเมื่อถึงเวลานั้น หากการตรวจวินิจฉัยโรคยังคงต้องพึ่งพาห้องปฏิบัติการที่ไม่สามารถรองรับจำนวนตัวอย่างได้อย่างปัจจุบัน เมื่อไม่สามารถตรวจคัดกรองผู้ติดเชื้อ และไม่สามารถแยกผู้ติดเชื้อได้การแพร่ระบาดก็จะเกิดขึ้นในวงกว้างมากขึ้น สุดท้ายแล้วก็อาจจะไม่สามารถยับยั้งการระบาดได้

แต่ทางเลือกนั้นก็ยังคงมีอยู่ เสียงเรียกร้องให้รัฐอนุญาตให้ประชาชนทั่วไปสามารถหาซื้อชุดตรวจแอนติเจนสำหรับ COVID-19 เพื่อการวินิจฉัยโรคอย่างเร็ว (rapid test) ด้วยตัวเอง เริ่มดังมากขึ้น จนที่สุดแล้ว วันที่ 12 กรกฎาคม 2564 ราชกิจจานุเบกษา ได้เผยแพร่ประกาศกระทรวงสาธารณสุข เรื่องชุดตรวจและน้ำยาที่เกี่ยวข้องกับการวินิจฉัยการติดเชื้อ SARS-COV-2 แบบตรวจด้วยตนเอง หรือ rapid test มีใจความสำคัญหลายส่วน แต่ที่ผู้เขียนเห็นว่าสำคัญ คือ การเปิดโอกาสให้คลีนิคเวชกรรม คลีนิคเทคนิคการแพทย์ และสถานที่ขายยาแผนปัจจุบันทั่วไปที่มีเภสัชกรควบคุมโดยการกำกับขององค์การอาหารและยา สามารถจำหน่ายชุดตรวจวินิจฉัยด้วยตนเองได้ [4] แปลความได้ว่า ประชาชนทั่วไปสามารถเข้าถึงและหาซื้อชุดตรวจวินิจฉัยดังกล่าวมาตรวจได้ ซึ่งน่าจะเป็นทางออกที่ดีในการแบ่งเบาภาระการตรวจคัดกรองการติดเชื้อ แต่นั้นหมายถึงว่ารัฐต้องมีระบบรองรับที่ดีหลังจากการตรวจพบว่าเป็นผลบวกด้วยนะ

การใช้ rapid test ตรวจวินิจฉัยด้วยตนเอง มีข้อพึ่งระวัง ผู้ตรวจจำเป็นต้องมีความรู้ เข้าใจ เพื่อให้สามารถใช้ rapid test ได้อย่างถูกต้อง

อะไรคือ rapid test และมีหลักการอย่างไร ?

ชุดตรวจวินิจฉัยแบบเร็ว หรือ rapid test, strip test หรือ lateral flow test หรือหากจะเรียกชื่อตามหลักการ คือ immunochromatographic assay ด้วยระบบการไหลของสารน้ำผ่านตัวกลาง คือ แผ่น nitrocellulose membrane ไปทางด้านข้าง จึงเรียกว่า lateral flow และด้วยการไหลดังกล่าวสามารถแยกสารออกจากกันได้โดยหลักการ chromatography และปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นปฏิกิริยาการจับกันระหว่างแอนติเจนและแอนติบอดี ดังนั้นจึงเรียกว่าหลักการชุดทดสอบนี้ว่า immunochromatographic assay

หากจะว่าไปแล้ว หลายคนอาจจะคุ้นเคยกับ rapid test แบบนี้ดี บางคนอาจจะเคยมีประสบการณ์ ใช้งานมาก่อนด้วยซ้ำไป rapid test ที่ว่า คือ ชุดตรวจสอบการตั้งครรภ์ ที่มีจำหน่ายในร้านสะดวกซื้อทั่วไป ชุดตรวจ การตั้งครรภ์ เป็นการตรวจหาระดับฮอร์โมน human chorionic gonadotropin (HCG) ในตัวอย่างปัสสาวะหญิงที่ตั้งครรภ์ แต่ก็อาศัยหลักการเดียวกับชุดตรวจวินิจฉัยการติดเชื้อ SARS-COV-2

สำหรับ rapid test ที่ใช้ตรวจการติดเชื้อ SARS-COV-2 ที่ผลิตจำหน่ายมีทั้งชุดตรวจหาแอนติบอดี แต่ดังที่ได้กล่าวไปข้างต้นว่า การตราวจหาแอนติบอดีมีข้อจำกัด และอาจจะไม่ช่วยในการตรวจคัดกรองผู้ติดเชื้อเท่าใดนัก ดังนั้นในสถาณการณ์ที่มีการระบาดของไวรัสอย่างกว้างขวาง จึงไม่ควรใช้ชุดตรวจหาแอนติบอดี มาคัดกรองการติดเชื้อไวรัส ดังนั้น rapid test สำหรับการตรวจวินิจฉัยการติดเชื้อ SARS-COV-2 ที่มีประสิทธิภาพและมีประโยชน์ในการตรวจคัดกรองผู้ติดเชื้อ คือ ชุดตรวจหาแอนติเจนของไวรัส ซึ่งผู้เขียนจะกล่าวถึงหลักการของ rapid test สำหรับการตรวจแอนติเจนของ SARS-COV-2 เท่านั้น

หลักการของชุดทดสอบ Immunochromatography

การทดสอบอาศัยหลักการทาง enzyme linked immunoassay ร่วมกับหลักการของ chromatogaraphy โดยให้สารที่ต้องการตรวจสอบแพร่ไหลไปบนแผ่น nitrocellulose membrane ทางด้านข้าง (lateral flow) แผ่น nitrocellulose membrane strip จะถูกแบ่งออกเป็น 3 บริเวณ คือ reaction (R) line, test (T) line และ control (C) line (รูปที่ 1)

บริเวณ R จะเคลือบ (coated) ไว้ด้วยแอนติบอดีที่จำเพาะต่อแอนติเจนของ SARR-COV-2 โดยแอนติบอดีดังกล่าวจะถูกติดฉลาก (label) ไว้ด้วยเอนไซม์ ถัดมาในส่วนบริเวณ T จะเคลือบด้วยแอนติบอดีที่จำเพาะต่อสาร ที่ต้องการตรวจสอบเช่นเดียวกับบริเวณ R แต่แอนติบอดีนั้นต้องจำเพาะต่อ epitope ที่ต่างกันกับแอนติบอดีที่อยู่บริเวณ R นอกจากนี้ที่บริเวณ T ยังถูกเคลือบไว้ด้วยซับสเตรทที่จำเพาะของเอนไซม์ ในบริเวณ C เป็นบริเวณที่ถูกเคลือบไว้ด้วยแอนติบอดีที่จำเพาะกับแอนติบอดีจากสัตว์ในสปีชีส์ที่ใช้ในการผลิตแอนติบอดีที่เคลือบไว้ในบริเวณของ R และ T เช่น ถ้าแอนติบอดีในส่วนของ R และ T เป็นแอนติบอดีที่ผลิตจากหนู mouse แอนติบอดีในบริเวณของ C จะเป็นแอนติบอดีที่จำเพาะต่อแอนติบอดีของหนู mouse (anti-mouse antibody) (ภาพที่ 1)



ภาพที่ 1 หลักการของชุดทดสอบ immunechromatographic assay, A) ส่วนประกอบต่าง ๆ ของ strip test B) แสดงหลักการการทดสอบและการเกิดปฏิกิริยาของชุดทดสอบ
ที่มา: https://www.creative-diagnostics.com/Immunochromatography-guide.htm

วิธีการทดสอบ

ก่อนการทดสอบจะต้องทำการเตรียมตัวอย่างโดยใช้ไม้พันสำลี (cotton swab) ป้ายตัวอย่าง สารคัดหลั่งจากเนื้อเยื่อที่อยู่หลังโพรงจมูก (nasopharyngeal swab) ตัวอย่างจากหลังโพรงจมูกจะได้ผลดีกว่าเนื่องจาก มีโอกาสตรวจพบไวรัสได้มากกว่า การทำ nasopharyngeal swab ทำได้อยากต้องแยงก้าน swab เข้าไปด้านในให้ลึกพอสมควร หากจะให้บุคคลทั่วไปทำดัวยตัวเอง อาจจะเกิดอันตรายได้ ผู้ที่จะทำการ swab ต้องมีความชำนาญ และใช้ก้าน swab ที่มีความยาวซึ่งทำด้วย nylon ที่มีความอ่อนและยืดหยุ่นดี ซึ่งชุดทดสอบดังกล่าวจะเป็น professional use สำหรับบุคลากรทางการแพทย์ใช้งานเป็นหลัก ประชาชนทั่วไปไม่ควรซื้อ professional use มาใช้เอง

ดังนั้นหากจะทำการทดสอบด้วยตนเอง ควรเลือกใช้ชุดทดสอบชนิด home use หรือ self-test ซึ่งลักษณะของชุดทดสอบชนิด home use จะมีก้าน swab ที่สั้นกว่า เพื่อใช้สำหรับการทำ nasal swab ที่แยงก้าน swab เข้าไปลึกประมาณ 2-4 เซ็นติเมตร ก็เพียงพอ (ภาพที่ 2) ประเด็นการเก็บตัวอย่างโดยการทำ nasal swab ด้วยตนเอง มีรายละเอียดพอสมควร ดังนั้นผู้จะทำการตรวจควรมีการศึกษาวิธีการเพิ่มเติม ซึ่งสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมจากฉลากแนะนำการใช้งานในชุดทดสอบ หรือได้จากทาง youtube (ที่น่าเชื่อถือ)

ปัจจุบันมีชุดทดสอบ rapid test จำหน่ายจำนวนมาก ทั้งตามร้านขายยาและทางออนไลน์ ซึ่งผู้ซื้อควรพิจารณาเลือกซื้อชุดทดสอบที่ผ่านการขึ้นทะเบียนรับรองโดยองค์การอาหารและยา (อย.) เท่านั้น และสำหรับการใช้ชุดทดสอบด้วยตนเอง ผู้ใช้ควรเลือกชุดทดสอบชนิด self-test ที่ได้รับการรับรองจาก อย. ซึ่งสามารถตรวจสอบรายละเอียดได้จาก ลิงค์ https://www.fda.moph.go.th/sites/Medical/SitePages/test_kit_covid19.aspx




ภาพที่ 2 ความแตกต่างระหว่างการทำ nasopharyngeal swab และ nasal swab
ที่มา: JOHNS HOPKINS School of Medicine, COVID-19 Efforts from the Department of Art as Applied to Medicine, https://medicalart.johnshopkins.edu/covid-19/ [5]

เนื่องจากตัวอย่าง swab ที่ได้เป็นตัวอย่างแห้ง ไม่สามารถไหลผ่านไปบนแผ่น nitrocellulose membrane ได้ ดังนั้นก่อนทำการทดสอบจึงต้องนำ cotton swab ที่ป้ายตัวอย่างสารคัดหลั่งไปเขย่าในหลอด ที่มีสารละลายบัฟเฟอร์ที่ให้มากับชุดทดสอบ (ภาพที่ 3) เพื่อให้ไวรัสหลุดออกมาอยู่ในสารละลายบัฟเฟอร์ หลังจากนั้นจึงนำ strip นั้นลงไปจุ่มในหลอดสารละลายบัฟเฟอร์ที่มีตัวอย่างอยู่ สำหรับชุดตรวจบางยี่ห้ออาจจะทำ package ในรูปกรอบพลาสติก ก็อาจต้องใช้วิธีการหยดตัวอย่างลงไปทางช่องหยดตัวอย่าง (ภาพที่ 3) ปริมาณที่จะต้องหยดลงไปเท่าไหร่ ขึ้นอยู่กับที่ชุดทดสอบนั้นระบุ รอให้ตัวอย่างไหลไปตามแผ่น nitrocellulose membrane และปล่อยทำปฏิกิริยาโดยเฉลี่ยประมาณ 15-30 นาที (เวลาอาจจะต่างกันแล้วแต่ยี่ห้อของชุดทดสอบ) สังเกตผลแถบสีที่เกิดขึ้ที่บริเวณ T-line และ C-line



ภาพที่ 3 ขั้นตอนการทดสอบด้วยชุดทดสอบ rapid test แอนติเจนของไวรัส SARS-COV-2
ที่มา: Prognosis Biotech, https://www.prognosis-biotech.com/ [6]

การอ่านผล

ตัวอย่างที่ให้ผลบวก จะต้องปรากฏแถบสีเกิดขึ้น 2 แถบทั้ง T และ C-line หากเป็นผลลบ จะปรากฏแถบสีเฉพาะใน C-line เท่านั้น (ภาพที่ 4) อย่างไรก็ตามหากแถบสีที่ปรากฏบริเวณ T-line จางมาก ๆ อาจจะต้องพิจารณาทำการตววจซ้ำ



ภาพที่ 4 การผลการทดสอบด้วยชุดทดสอบ rapid test สำหรับตรวจหาแอนติเจนของ SARS-COV-2
ที่มา: ACON Laboratories, Inc,https://www.aconlabs.com/sars-cov-2-antigen-rapid-test/ [7]

เอกสารประกอบการเรียบเรียง

  1. World Health, O., Laboratory testing for coronavirus disease 2019 (COVID-19) in suspected human cases: interim guidance, 2 March 2020. 2020, World Health Organization: Geneva.
  2. Centers for Disease Control and Prevention. Interim Guidelines for COVID-19 Antibody Testing in Clinical and Public Health Settings. 2021 [cited 2021 Mar. 17,]; Available from: https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/lab/resources/antibody-tests-guidelines.html.
  3. จำนวนการตรวจและน้ำยาในการตรวจ COVID-19 ทั้งภาครัฐและเอกชน. [cited 2021 22 July]; Available from: http://nextcloud.dmsc.moph.go.th/index.php/s/wbioWZAQfManokc?path=%2F.
  4. ประกาศกระทรวงสาธารณสุข เรื่อง ชุดตรวจและน้ำยาที่เกี่ยวข้องกับการวินิจฉัย SARS-COV-2, กระทรวงสาธารณสุข, Editor. 2564, ราชกิจจานุเบกษา.
  5. JOHNS HOPKINS School of Medicine, COVID-19 Efforts from the Department of Art as Applied to Medicine. [cited 2021 17 July]; Available from: https://medicalart.johnshopkins.edu/covid-19/
  6. Prognosis Biotech, RAPID SURFACE TESTING FOR COVID-19. 2021 [cited 2021 17 July]; Available from: https://www.prognosis-biotech.com/.
  7. ACON Laboratories, Inc, Flowflex™ SARS-CoV-2 Antigen Rapid Test. [cited 2021 17 July]; Available from: https://www.aconlabs.com/sars-cov-2-antigen-rapid-test/.