นักวิจัยสหรัฐฯ คิดค้นอุปกรณ์ตรวจโรคติดเชื้อ วินิจฉัยได้ทันทีเพียงเชื่อมต่อกับมือถือ

เมื่อวันที่ 6 กุมภาพันธ์ 2020 เว็บไซต์ประจำมหาวิทยาลัยซินซินนาติ ได้เผยถึงงานวิจัยใหม่ในการประดิษฐ์อุปกรณ์ขนาดพกพาที่สามารถวินิจฉัยโรคติดเชื้อได้ เพียงแค่เชื่อมต่ออุปกรณ์นี้กับสมาร์ตโฟน

Microchannel capillary flow assay
แผ่นชิปสำหรับหยดเลือดหรือสารคัดหลั่ง พร้อมประกอบเข้าไปในแท่นที่เชื่อมต่อกับสมาร์ตโฟนผ่านพอร์ต USB

อุปกรณ์พกพาดังกล่าว มีลักษณะคล้ายชนิปขนาดพอ ๆ กับบัตรเครดิต วิธีการใช้งานนั้นง่ายมาก เพียงแค่คุณหยดเลือดหรือสารคัดหลั่ง เช่น น้ำลาย ในปริมาณที่พอเหมาะลงในตำแหน่งที่ถูกต้องบนชิป จากนั้นนำไปประกอบเข้ากับแท่นสำหรับเชื่อมต่อกับสมาร์ตโฟนผ่านพอร์ต USB พลังงานจากสมาร์ตโฟนจะถูกเติมเข้าไปในอุปกรณ์เพื่อเริ่มกระบวนการ Microchannel capillary flow assay ซึ่งใช้ในการตรวจจับการติดเชื้อในเลือดหรือสารคัดหลั่งของเรา แล้วรายงานผลขึ้นไปยังแอปพลิเคชันบนสมาร์ตโฟน อีกทั้งยังสามารถเก็บสถิติได้อีกด้วย

Microchannel capillary flow assay
ขั้นตอนการประกอบชิปเข้าไปในแท่นสำหรับเชื่อมต่อสมาร์ตโฟน

ทีนี้ผมจะขออธิบายในส่วนของกระบวนการ Microchannel capillary flow assay มันคือวิธีการหนึ่งที่ใช้ในการตรวจสารต่าง ๆ ที่ต้องการ ไม่ว่าจะเป็นการตรวจแอนติเจน (Antigen – ชิ้นส่วนของเชื้อโรค), แอนติบอดี (Antibody – สารเคมีจากระบบภูมิคุ้มกัน) กระทั่งฮอร์โมนจากร่างกายที่อาจสูงขึ้นผิดปกติ

Microchannel capillary flow assay
กระบวนการ Microchannel capillary flow assay

ลำดับถัดมาขั้นตอนการอธิบายจะซับซ้อนเล็กน้อยนะครับ ส่วนประกอบในการตรวจจับเชื้อโรค ได้แก่

1) แอนติบอดีที่เข้ากันได้กับแอนติเจนของเชื้อโรค – ขอขยายความให้ง่ายขึ้นนะครับ แอนติบอดีคือสารชนิดหนึ่งที่ถูกออกแบบให้มีรูปทรงเฉพาะเจาะจง สามารถจับเข้ากับสารใดก็ได้ที่มีรูปทรงเข้ากันได้ ยกตัวอย่างเช่น แอนติบอดีต่อเชื้อแบคทีเรีย ถูกสร้างขึ้นเพื่อตรวจจับโปรตีนบนผิวเซลล์ของแบคทีเรีย ซึ่งรูปร่างบริเวณตำแหน่งตัวรับของแอนติบอดีต้องเข้ากันได้กับโปรตีนของแบคทีเรียจึงจะสามารถทำงานได้

เช่นเดียวกันกับกรณีการตรวจเชื้อโรคในอุปกรณ์นี้ แอนติเจนของเชื้อเทียบเท่ากับโปรตีนของแบคทีเรียจากตัวอย่าง แอนติบอดีที่นำมาใช้ในอุปกรณ์นี้จะต้องถูกออกแบบให้มีตำแหน่งรับที่เข้ากันได้กับแอนติเจนของเชื้อนั่นเองครับ

Microchannel capillary flow assay
ชิปสำหรับหยดเลือดหรือสารคัดหลั่ง

2) แอนติบดีติดสารเรืองแสงเพื่อการประเมิน – เป้าหมายของแอนติบอดีชนิดนี้ ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อจับเข้ากับแอนติเจนของเชื้ออย่างเฉพาะเจาะจง แต่มันสามารถติดเข้ากับแอนติเจนใด ๆ ก็ได้ที่ผ่านเข้ามา และมีหน้าที่ในการแจ้งไปยังสมาร์ตโฟนว่า “เจอเชื้อแล้วนะ” โดยมีข้อแม้ว่ามันจะส่งสัญญาณต่อเมื่อแอนติเจนจับเข้ากับแอนติบอดีในข้อที่ 1) แล้ว

นั่นหมายความว่า แอนติเจนใด ๆ ก็ตามที่เข้ามา แอนติบอดีในข้อ 2) จะจับได้หมด แล้วจะพาไปหาแอนติบอดีในข้อที่ 1) ถ้าเข้ากันได้ แอนติบอดีในข้อ 2) จะแจ้งเตือนไปยังสมาร์ตโฟน แต่ถ้าเข้ากันไม่ได้ แอนติบอดีในข้อ 2) จะไม่แจ้งเตือน

ทั้งหมดนี้คือกลไกการทำงานของอุปกรณ์มหัศจรรย์ จุดเด่นสำคัญของมันคือความรวดเร็วในการนำไปใช้งาน ปกติการตรวจหาเชื้อในห้องปฏิบัติการทางการแพทย์จะใช้เวลานานพอสมควร แต่อุปกรณ์นี้สามารถตรวจจับได้อย่างง่ายดายเพียงแค่การหยดเลือกหรือสารคัดหลั่งลงไป ช่วยเพิ่มความสะดวกในการวินิจฉัยอย่างคร่าว ๆ โดยเฉพาะในช่วงที่ต้องการความรวดเร็ว และที่สำคัญมันสามารถประยุกต์ใช้ในการตรวจหาการติดเชื้อ “ไข้อู่ฮั่น” ได้ด้วย !!

Microchannel capillary flow assay
การรายงานผล และบันทึกสถิติด้วยแอปพลิเคชันบนสมาร์ตโฟน

อย่างไรก็ตาม อันนี้เป็นความเห็นของผมเลยนะ มองว่าโอกาสที่เราจะตรวจเจอแอนติเจนของเชื้อโรคในเลือดของเราค่อนข้างยากอยู่ แถมถ้าคุณเจอแอนติเจนในเลือดนั่นอาจหมายถึงภาวะติดเชื้อในกระแสเลือดก็เป็นได้ ดังนั้น ในอนาคตอาจจะเพิ่มระบบการตรวจสอบทางอ้อม คือไม่ต้องใช้แอนติเจนของเชื้อโรคโดยตรง แต่เป็นการตรวจแอนติบอดีที่ภูมิคุ้มกันผู้ป่วยสร้างขึ้นเพื่อกำจัดเชื้อโรคอีกที (วิธีการคล้ายกันเลยครับ เพียงแค่ในกระบวนการ Microchannel capillary flow assay เราเปลี่ยนจากแอนติเจนของเชื้อโรค เป็นแอนติบอดีต่อเชื้อโรคแทน) ซึ่งมันช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวินิจฉัยได้มากขึ้น เพราะคุณอาจติดเชื้อจริง เพียงแต่เชื้อยังไม่เข้ากระแสเลือดนั่นเอง

และจุดด้อยอีกอย่างหนึ่งอุปกรณ์นี้ คือความสามารถในการตรวจเชื้อโรคนั้น อุปกรณ์สามารถตรวจได้เพียงเชื้อ 1 ชนิดเท่านั้น ดังนั้น หากคุณต้องการตรวจหามาลาเรียและไข้อู่ฮั่นด้วย คุณจะต้องซื้อชิปสำหรับตรวจมาลาเรียและไข้อู่ฮั่นโดยเฉพาะ

Microchannel capillary flow assay

สรุป – นักวิจัยกล่าวว่า ขณะนี้อุปกรณ์ยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา เพื่อให้ได้อุปกรณ์ที่มีความสะดวกในการวินิจฉัยโรค และที่สำคัญคือต้องมีราคาไม่แพง คาดว่าในอนาคตอันใกล้เราคงได้เห็นการนำมาทดสอบสู่สาธรณชนนะครับ

Fact – กระบวนการของเครื่องมือตรวจการตั้งครรภ์เอง ใช้วิธีการที่เรียกว่า Fluorescence Lateral Flow Assays ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับวิธีการที่ผมได้กล่าวไว้ในบทความ โดยเครื่องมือตรวจการตั้งครรภ์จะประกอบด้วย 1) แอนติบอดีหลักที่จับเข้ากับฮอร์โมน HCG (ฮอ์โมนสร้างจากรก) และ 2) แอนติบอดีติดสารสี เมื่อหยดปัสสาวะลงไป ฮอร์โมนในปัสสาวะจะจับเข้ากับแอนติบดีติดสารสี แล้วไหลไปจับเข้ากับแอนติบอดีหลัก หากจับกันได้พอดีจะแถบสีเกิดขึ้นนั่นเอง