บทคัดย่อ
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
บทคัดย่อ
Tuberculosis (TB) remains a global public health challenge, including in Thailand, where it is
most commonly caused by Mycobacterium tuberculosis. While TB morbidity and mortality
rates in Thailand have been steadily declining, the current “passive” approach to TB control
has resulted in a reduction rate that remains too slow to achieve the national goal of "End
TB" by 2030, in alignment with the Sustainable Development Goals. We believe that if large
outbreak clusters can be identified and resources can be strategically allocated to target
highly drug-resistant strains with prompt treatment or preventive measures in a more
“proactive” manner, TB transmission could be more effectively reduced.
This project aims to develop a bioinformatics pipeline for whole-genome sequencing (WGS)
analysis of M. tuberculosis to detect large outbreak clusters, identify strains, and characterise
drug resistance patterns. The findings will support targeted TB investigations, and
prioritisation efforts, as well as capacity-building initiatives for healthcare professionals to
enhance the efficiency and effectiveness of TB diagnosis, treatment, and outbreak
investigations. Chiang Rai province, designated as a high-burden TB area with significant strain
diversity, has been selected as the study site. The project has a total duration of two years.
In year 1, the project collected and performed preliminary analyses on whole-genome
sequences of M. tuberculosis isolates from Chiang Rai and other provinces in Thailand. The
analysis identified four predominant lineages in Chiang Rai: L1, L2, L3, and L4. L2 exhibited a
significantly higher overall drug resistance rate than L1. The spatial distribution of each
lineage varied across Chiang Rai, but all regions faced comparable levels of drug-resistant TB.
Over the past two decades (1999–2023), no significant increase or decrease was observed in
the proportion of any particular lineage or drug-resistant strain. Data suggest that L1 is more
frequently found among elderly patients, while L2 is more common in pediatric and
working-age populations. Lineages L3 and L4 were detected across all age groups.
Additionally, no significant association was found between drug resistance patterns and
patient age. However, lineage distribution showed a significant correlation with patient
nationality and ethnicity, as well as TB outcomes, whereas drug resistance patterns were
only associated with nationality.
Clustering and phylogenetic analyses indicate that TB outbreaks in Chiang Rai are linked to
outbreaks in other Thai provinces. Notably, different drug-resistant strains were sometimes
found within the same WGS cluster. Further analysis suggests that drug-resistant strains,
particularly RR-TB and Pre-XDR-TB, tend to be able to sustain transmission more effectively
compared to non-resistant strains, with transmission potential varying by drug resistance
type and lineage. Specific lineages of interest include L2.2.M3MDR-TB, 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.M4.2
Other DR type, and L2.2.M4.2Pre-XDR-TB, all of which exhibited an average of more than
five WGS lineages at an SNP cut-off of 20. These findings have been shared with public
health authorities to support targeted TB investigations in Chiang Rai and have been
presented at multiple scientific conferences organised or attended by the project team.
Currently, the project is developing a WGS data analysis pipeline for M. tuberculosis, which is
expected to be completed in year 2. Once finalised, the tool will be publicly released for
broader application and impact.
