การประมวลผลข้อมูลพันธุกรรมทั้งจีโนมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสอบสวนผู้สัมผัสจากการระบาดของวัณโรคในเชียงราย

Abstract

วัณโรคยังคงเป็นปัญหาสังคมทั่วโลกรวมถึงประเทศไทย เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรีย Mycobacterium tuberculosis แม้ว่าอัตราการเจ็บป่วยและการตายจากวัณโรคในประเทศไทยจะลดลงตามลำดับ แต่ด้วยวิธีการรับมือโดยเน้นเป็นแบบ “เชิงรับ” ในปัจจุบัน อัตราการเกิดโรคก็ยังคงลดลงช้ากว่าที่จะสามารถบรรลุเป้าหมาย “ยุติวัณโรค” ภายในปี พ.ศ. 2573 ตามเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนของประเทศได้ คณะผู้วิจัยเชื่อว่า ถ้าสามารถติดตามการระบาดของเชื้อที่มีการระบาดเป็นลักษณะกลุ่มก้อนขนาดใหญ่ และเน้นทรัพยากรไปที่เชื้อที่มีการดื้อยามากและให้ยารักษาอย่างรวดเร็วหรือป้องกัน “แบบเชิงรุก” ได้มากขึ้น ก็อาจจะช่วยลดการระบาดของวัณโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โครงการนี้จึงจัดทำขึ้นเพื่อพัฒนาโปรแกรมประมวลผลข้อมูลลำดับสารพันธุกรรมทั้งจีโนมของเชื้อวัณโรคเพื่อการตรวจจับกลุ่มก้อนการระบาดขนาดใหญ่ การระบุสายพันธุ์ และเชื้อดื้อยาต่าง ๆ เพื่อนำผลมาใช้ในการชี้เป้าหมายและจัดลำดับความสำคัญของการสอบสวนวัณโรค รวมถึงจัดฝึกอบรมบุคลากรที่เกี่ยวข้องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผลของการรักษาและการติดตามสอบสวนควบคุมโรค โดยโครงการจะใช้จังหวัดเชียงราย ซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นที่สีแดงทางวัณโรค และมีความหลากหลายของเชื้อวัณโรคสูงของประเทศ เป็นพื้นที่ในการศึกษา โครงการนี้มีระยะเวลาดำเนินการรวมทั้งสิ้น 2 ปี ในปีที่ 1 นี้ โครงการได้รวบรวมข้อมูลลำดับสารพันธุกรรมทั้งจีโนมของเชื้อวัณโรคที่เก็บในจังหวัดเชียงรายและจังหวัดอื่น ๆ ในประเทศไทยมาทำการวิเคราะห์ข้อมูลในเบื้องต้นแล้ว คณะผู้วิจัยพบว่า เชื้อวัณโรคในเชียงรายมี 4 สายพันธุ์หลัก คือ L1, L2, L3, และ L4 เชื้อสายพันธ์ L2 มีอัตราการดื้อยาโดยรวมที่สูงกว่า L1 เชื้อแต่ละสายพันธุ์มีการกระจายตัวเชิงพื้นที่ไม่เหมือนกันในจังหวัดเชียงราย แต่ทุกพื้นที่เผชิญปัญหาวัณโรคดื้อยาพอ ๆ กัน โดยตลอดระยะเวลามากกว่า 20 ปีที่ผ่านมา, ตั้งแต่ปี 1999 ถึง 2023 นั้น, ไม่มีเชื้อสายพันธุ์ใด หรือเชื้อดื้อยาประเภทใดที่ลดลงหรือเพิ่มขึ้นเป็นพิเศษ ข้อมูลจากกลุ่มผู้สูงอายุส่วนใหญ่มักจะเป็นของสายพันธุ์ L1 ในขณะที่ข้อมูลจากกลุ่มผู้ป่วยเด็กและวัยทำงานมักจะเป็นของสายพันธุ์ L2 ส่วนสายพันธุ์ L3 และ L4 สามารถถูกพบเจอได้ในทุกช่วงอายุพอกัน ๆ ทั้งนี้ การกระจายตัวของเชื้อดื้อยาประเภทต่าง ๆ ไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญกับอายุผู้ป่วย การวิเคราะห์ข้อมูลยังสนับสนุนด้วยว่าการกระจายตัวของเชื้อสายพันธุ์ต่าง ๆ มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับสัญชาติและเผ่าพันธุ์ของผู้ป่วยรวมถึงผลลัพธ์ของวัณโรค ในขณะที่ประเภทดื้อยานั้นมีความสัมพันธ์กับสัญชาติของผู้ป่วยเพียงเท่านั้น Clustering และ phylogenetic analyses สนับสนุนว่าการระบาดของเชื้อวัณโรคในเชียงรายมีความสัมพันธ์กับการระบาดในจังหวัดอื่นของประเทศไทยและเป็นที่น่าสนใจว่าเชื้อประเภทดื้อยาแตกต่างกันสามารถถูกพบใน WGS cluster เดียวกันได้ โดยผลการวิเคราะห์เพิ่มเติมสนับสนุนว่าเชื้อดื้อยามีแนวโน้มที่จะระบาดได้ต่อเนื่องมากกว่าเชื้อที่ไม่ดื้อยาโดยรวมโดยเฉพาะ RR-TB และ Pre-XDR-TB และความสามารถในการระบาดแตกต่างกันไปตามประเภทของการดื้อยาและสายพันธุ์ สายพันธุ์ที่น่าจับตามองเป็นพิเศษ ได้แก่ L2.2.M3MDRTB, L2.2.M3Pre-XDR-TB, L2.2.AA3.2RR-TB, L4.4.2MDR-TB, L2.1Pre-XDR-TB, L2.2.M2.3MDR-TB, L2.2.M2.3Pre-XDR-TB, L2.2.M4.2HR-TB, L2.2.M4.2Other DR type, และ L2.2.M4.2Pre-XDR-TB ซึ่งมีจำนวน WGS linages มากกว่า 5 โดยเฉลี่ย ที่ SNP cut-off เท่ากับ 20 ผลการวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้ถูกส่งต่อไปให้กับบุคลากรทางสาธารณสุขที่เกี่ยวข้องเพื่อนำไปใช้ในการชี้เป้าหมายและจัดลำดับความสำคัญของการสอบสวนวัณโรคในจังหวัดเชียงรายแล้วในเบื้องต้น รวมถึงเผยแพร่ไปแล้วหลายครั้งในการประชุมวิชาการต่าง ๆ ที่โครงการได้จัดขึ้น และหรือมีส่วนร่วม ขณะนี้ โครงการกำลังพัฒนาโปรแกรมประมวลผลข้อมูล WGS ของเชื้อวัณโรคอยู่ คาดว่าน่าจะเสร็จสิ้นในปีที่ 2 ของโครงการ ซึ่งจะถูกทำการเผยแพร่อย่างเป็นสาธารณะเพื่อให้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ต่อไป