โดย สุกฤษฏิ์พงศ์ ภักดีรัตน์, เกษร อังฉะกรรณ์, ชลิตา ชมเกตุแก้ว, ภูมิรพี บุญกลาง, อริญชย์ วงศ์พร้อมมูล
และ กมลชนก แคลร์ ชีวะปรีชา
ติดต่อเพิ่มเติม ด้านข้อมูลวิชาการ (claire@tropmedres.ac) และด้านข้อมูลโอกาสความร่วมมือ (dbt.thailand@fcdo.gov.uk)

 

หลังจากวิกฤตการแพร่ระบาดของเชื้อ SARS-CoV-2 รัฐบาลในหลายประเทศทั่วโลกได้ให้ความสำคัญกับการศึกษาโรคติดต่ออุบัติใหม่มากขึ้น ซึ่งมีทั้งโรคชนิดใหม่ที่เพิ่งระบาด โรคที่เคยระบาดในอดีตแล้วกลับมาระบาดซ้ำ โรคที่พบในพื้นที่ใหม่ หรือโรคที่เกิดจากเชื้อกลายพันธุ์ เทคโนโลยีด้านจีโนมิกส์ (genomics)  ได้เข้ามามีบทบาทสำคัญในการรับมือกับโรคระบาดเหล่านี้ โดยเฉพาะการใช้ข้อมูลทางพันธุกรรมในการจำแนกตัวเชื้อที่ระบาด สายพันธุ์ของเชื้อที่ระบาด  รวมทั้งการพยากรณ์ความรุนแรงของเชื้อ หรือแนวโน้มในการดื้อต่อยาที่ใช้รักษา อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ข้อมูลพันธุกรรมของเชื้อเพื่อประโยชน์ด้านงานระบาดดังกล่าว จำเป็นต้องใช้ฐานข้อมูลขนาดใหญ่ ซึ่งยากที่ฐานข้อมูลในระดับประเทศจะครอบคลุมไปถึง ความร่วมมือระหว่างประเทศกับประเทศที่มีความก้าวหน้าด้านการจัดเก็บข้อมูลพันธุกรรม จึงมีความสำคัญ ทั้งในด้านการรายงานสถานการณ์ระบาด การรายงานการพบเชื้อ การถอดรหัสพันธุกรรมของเชื้อ รวมถึงการแบ่งปันข้อมูลทางพันธุกรรม ซึ่งหนึ่งในตัวอย่างของความสำเร็จในการร่วมมือดังกล่าวคือ การควบคุมการแพร่ระบาดของเชื้อ SARS-CoV-2 การแบ่งปันข้อมูลทั่วโลกนำไปสู่ฐานข้อมูลทางพันธุกรรมของเชื้อ SARS-CoV-2 กว่า 16 ล้านข้อมูล (ข้อมูลจาก GISAID ณ วันที่ 22 กรกฎาคม 2567) ทำให้นักวิจัยสามารถติดตามการกลายพันธุ์ของเชื้อ ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพการวินิจฉัยโรค ตลอดจนสามารถพัฒนาและปรับปรุงวัคซีนได้อย่างรวดเร็ว

ประเทศไทยและสหราชอาณาจักรมีความสัมพันธ์อันดีในด้านวิชาการตลอดหลายสิบปีที่ผ่านมา มีการลงนามความร่วมมือ (MOU) ระหว่างกระทรวงสาธารณสุขของทั้ง 2 ประเทศ นำไปสู่หลายความร่วมมือด้านงานวิจัยด้านการแพทย์และสาธารณสุข ในด้านจีโนมิกส์ของโรคติดเชื้อนั้น สถาบันวิจัยและหน่วยงานในสหราชอาณาจักรหลายแห่ง เช่น Wellcome Sanger Institute, Genomics England และ Guy’s and St Thomas’ NHS Foundation Trust1 ซึ่งมีความเชี่ยวชาญในการถอดรหัส และวิเคราะห์ข้อมูลทางพันธุกรรมได้เข้ามาเป็นที่ปรึกษาพัฒนาทักษะบุคลากรชาวไทยให้มีความสามารถในการจัดการข้อมูลทางพันธุกรรม โดยปัจจุบันบุคลากรเหล่านี้ได้กระจายตัวอยู่ในหลายหน่วยงานของประเทศ ความร่วมมือทางพันธุกรรมระหว่างไทยกับสหราชอาณาจักรในยุคเริ่มต้นนั้น เริ่มจากการถอดรหัสพันธุกรรมของเชื้อก่อโรคเพียงไม่กี่ตัวเพื่อใช้เป็นจีโนมอ้างอิง2 ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีที่ใช้ในการถอดรหัสพันธุกรรมมีราคาลดลง จึงสามารถศึกษาเชื้อได้ในระดับประชากร3-5 เช่น เชื้อ Streptococcus pneumoniae ที่ติดต่อระหว่างแม่และเด็กในค่ายผู้ลี้ภัยที่ตั้งอยู่บริเวณรอยต่อพรมแดนไทยและเมียนมา หรือสายพันธุ์หลักของเชื้อ Burkholderia pseudomallei ที่กระจายตัวอยู่ทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย นอกจากพันธุกรรมของเชื้อแล้ว การศึกษาพันธุกรรมเชิงประชากรของคนไข้ร่วมกันกับเชื้อ Mycobacterium tuberculosis6 ยังสามารถช่วยระบุกลุ่มคนไข้ที่เสี่ยงต่อการติดเชื้อ และกลุ่มเชื้อที่มีความรุนแรง หรือควรเฝ้าระวัง ผลลัพธ์จากความร่วมมือด้านการวิจัยเหล่านี้ นำไปสู่ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ในเชิงการป้องกันทางสาธารณสุขในวงกว้างของประเทศไทยและประเทศข้างเคียง

ข้อมูลด้านพันธุกรรมยังสามารถใช้ประโยชน์เชิงประยุกต์ในการช่วยวินิจฉัยโรคต่าง ๆ หนึ่งในตัวอย่างความร่วมมือคือ การพัฒนาชุดตรวจโรคเมลิออยด์ ซึ่งมีอัตราการเสียชีวิตเกือบร้อยละ 40 ในประชากรไทย ด้วยคนไข้ที่ติดโรคดังกล่าวมีอาการหลากหลาย เช่น ไข้สูง อาการติดเชื้อในกระแสเลือด อาการโรคปอดบวมรุนแรง หรือเกิดหนองตามอวัยวะ ซึ่งมีอาการคล้ายกับโรคอื่นทำให้ยากต่อการวินิจฉัย นอกจากนี้ การวินิจฉัยโรคในปัจจุบันยังใช้เทคนิคการเพาะเลี้ยงเชื้อ ซึ่งใช้เวลา 3-4 วัน งานศึกษาในกลุ่มคนไข้ที่เข้ามารับการรักษา ณ โรงพยาบาลในภาคตะวันออกเฉียงเหนือที่ร่วมงานวิจัยพบว่า ร้อยละ 22 ของคนไข้เสียชีวิตก่อนผลการเพาะเชื้อจะออก และสำหรับคนไข้ที่ยังมีชีวิตจนได้รับผลเพาะเชื้อยืนยัน ร้อยละ 26 เสียชีวิตภายใน 1 เดือนหลังเข้ารับการรักษา7 ชุดตรวจที่มีความไว แม่นยำ และใช้งานได้จริงในพื้นที่ชนบทของประเทศจึงมีความจำเป็น เนื่องจากเชื้อที่ก่อโรคเมลิออยด์มีความหลากหลายทางพันธุกรรมสูง การออกแบบตำแหน่งพันธุกรรมที่มีจำเพาะกับเชื้อดังกล่าวจึงจำเป็นต้องใช้ฐานข้อมูลพันธุกรรมขนาดใหญ่ ทางทีมวิจัยได้ใช้ฐานข้อมูลทางพันธุกรรมกว่า 3,000 ข้อมูล ที่สร้างขึ้นผ่านความร่วมระหว่างประเทศไทยและสหราชอาณาจักรในการออกแบบตำแหน่งพันธุกรรมสำหรับใช้ตรวจจับด้วยเทคโนโลยี CRISPR-Cas ส่งผลให้ชุดตรวจมีความจำเพาะสูง (specificity) นอกจากนี้ ทางทีมวิจัยยังได้เพิ่มความไว (sensitivity) ในการตรวจจับเชื้อ ทีมวิจัยได้ทดสอบประสิทธิภาพของชุดตรวจที่พัฒนาขึ้นกับสิ่งส่งตรวจจากคนไข้ที่สงสัยว่าได้รับเชื้อ พบว่าชุดตรวจดังกล่าวสามารถตรวจพบเชื้อเมลิออยด์ได้ไว มีความจำเพาะมากกว่าการเพาะเชื้อ และร่นระยะเวลาการวินิจฉัยลงจาก 3-4 วันด้วยเทคนิคการเพาะเชื้อเหลือ 3-4 ชั่วโมง การวินิจฉัยที่รวดเร็วและแม่นยำนี้ส่งผลให้แพทย์สามารถจ่ายยาฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพในการรักษาโรคมากขึ้น6 และอาจส่งผลให้คนไข้มีโอกาสรอดชีวิตจากการติดเชื้อมากขึ้นตามไปด้วย งานชิ้นนี้นับเป็นอีกหนึ่งตัวอย่างความสำเร็จในความร่วมมือด้านจีโนมิกส์ระหว่างประเทศไทยและสหราชอาณาจักร ที่ให้ผลลัพธ์ที่เป็นรูปธรรมและสามารถใช้ได้จริงในคลินิก

ตัวอย่างทั้งหมดนี้ชี้ชัดให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ยาวนานในด้านความร่วมมือในการวิจัยด้านจีโนมิกส์ของโรคติดเชื้อที่ยังเป็นปัญหาสาธารณสุขในประเทศไทย ซึ่งนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ได้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกันและการรักษาโรคอีกหลากหลายกลุ่มในอนาคต นอกจากนี้ ยังมีงานอีกหลายศาสตร์ที่ความร่วมมือระหว่างไทยและสหราชอาณาจักรผ่านการแลกเปลี่ยนความรู้ ข้อคิดเห็น ข้อมูล และบุคลากรทั้งภาครัฐและเอกชนจะสามารถขับเคลื่อนให้งานดำเนินไปได้อย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น โดยปัจจุบันมีหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง อาทิ กระทรวงธุรกิจและการค้าสหราชอาณาจักรประจำประเทศไทย (dbt.thailand@fcdo.gov.uk) ที่สามารถให้คำปรึกษาด้านโอกาส รวมถึงช่องทางที่สามารถนำไปสู่ความร่วมมือดังกล่าว

เพราะเชื้อโรคไม่จำเป็นต้องขอวีซ่าในการเข้าประเทศ ความร่วมมือระหว่างประเทศจึงมีความความจำเป็น

References

             1. ความร่วมมือระหว่างสถาบันอื่น ๆ เช่น University of Cambridge, University of Oxford, Imperial College London และ The London School of Hygiene & Tropical Medicine เป็นต้น

           2. Holden MT, Titball RW, Peacock SJ, Cerdeño-Tárraga AM, Atkins T, Crossman LC, Pitt T, Churcher C, Mungall K, Bentley SD, Sebaihia M, Thomson NR, Bason N, Beacham IR, Brooks K, Brown KA, Brown NF, Challis GL, Cherevach I, Chillingworth T, Cronin A, Crossett B, Davis P, DeShazer D, Feltwell T, Fraser A, Hance Z, Hauser H, Holroyd S, Jagels K, Keith KE, Maddison M, Moule S, Price C, Quail MA, Rabbinowitsch E, Rutherford K, Sanders M, Simmonds M, Songsivilai S, Stevens K, Tumapa S, Vesaratchavest M, Whitehead S, Yeats C, Barrell BG, Oyston PC, Parkhill J. Genomic plasticity of the causative agent of melioidosis, Burkholderia pseudomallei. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004 Sep 28;101(39):14240-5. doi: 10.1073/pnas.0403302101. Epub 2004 Sep 17. PMID: 15377794.

         3. Harris SR, Feil EJ, Holden MT, Quail MA, Nickerson EK, Chantratita N, Gardete S, Tavares A, Day N, Lindsay JA, Edgeworth JD, de Lencastre H, Parkhill J, Peacock SJ, Bentley SD. Evolution of MRSA during hospital transmission and intercontinental spread. Science. 2010 Jan 22;327(5964):469-74. doi: 10.1126/science.1182395. PMID: 20093474; PMCID: PMC2821690.

        4. Chewapreecha C, Harris SR, Croucher NJ, Turner C, Marttinen P, Cheng L, Pessia A, Aanensen DM, Mather AE, Page AJ, Salter SJ, Harris D, Nosten F, Goldblatt D, Corander J, Parkhill J, Turner P, Bentley SD. Dense genomic sampling identifies highways of pneumococcal recombination. Nat Genet. 2014 Mar;46(3):305-309. doi: 10.1038/ng.2895. Epub 2014 Feb 9. PMID: 24509479

       5. Seng R, Chomkatekaew C, Tandhavanant S, Saiprom N, Phunpang R, Thaipadungpanit J, Batty EM, Day NPJ, Chantratita W, West TE, Thomson NR, Parkhill J, Chewapreecha C, Chantratita N. Genetic diversity, determinants, and dissemination of Burkholderia pseudomallei lineages implicated in melioidosis in Northeast Thailand. Nat Commun. 2024 Jul 7;15(1):5699. doi: 10.1038/s41467-024-50067-9. PMID: 38972886

       6. Phelan J, Gomez-Gonzalez PJ, Andreu N, Omae Y, Toyo-Oka L, Yanai H, Miyahara R, Nedsuwan S, de Sessions PF, Campino S, Sallah N, Parkhill J, Smittipat N, Palittapongarnpim P, Mushiroda T, Kubo M, Tokunaga K, Mahasirimongkol S, Hibberd ML, Clark TG. Genome-wide host-pathogen analyses reveal genetic interaction points in tuberculosis disease. Nat Commun. 2023 Feb 1;14(1):549. doi: 10.1038/s41467-023-36282-w. PMID: 36725857

        7. Pakdeerat S, Boonklang P, Angchagun K, Chomkatekaew C, Apichaidejudom N, Dokket Y, Faosap A, Wongsuwan G, Wuthiekanun V, Aramrueung P, Khamnoi P, Thananchai H, Siriboon S, Chamnan P, Peacock SJ, Day NPJ, Thomson NR, Uttamapinant C, Wongpalee SP, Chewapreecha C. Benchmarking CRISPR-BP34 for point-of-care melioidosis detection in low-income and middle-income countries: a molecular diagnostics study. Lancet Microbe. 2024 Apr;5(4):e379-e389. doi: 10.1016/S2666-5247(23)00378-6. Epub 2024 Mar 13. PMID: 38493790