For English-version news, please visit : PigXY-AMP: A sensitive and rapid one-step colorimetric LAMP detection kit for African swine fever virus

โรคอหิวาต์แอฟริกาในสุกร (African swine fever: ASF) เป็นโรคติดต่อร้ายแรงที่ทำให้สุกรมีอัตราป่วยและตายเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ ส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมการเลี้ยงสุกรและเศรษฐกิจในภาพรวมอย่างมาก สาเหตุสำคัญที่ทำให้การควบคุมการระบาดของโรคนี้เป็นไปได้ยากมาจากการที่เชื้อไวรัสก่อโรค ASF มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมสูง อีกทั้งยังไม่มีวัคซีนและยาที่ช่วยป้องกันและรักษาโรคได้ ทำให้การป้องกันและเฝ้าระวังการระบาดใหม่ยังคงต้องพึ่งพาการตรวจวินิจฉัยทางห้องปฏิบัติการเป็นสำคัญ ผู้ประกอบการที่กลับมาเริ่มธุรกิจฟาร์มสุกรจึงทำได้เพียงตรวจคัดกรองลูกสุกรก่อนนำเข้าเลี้ยงในฟาร์มเท่านั้น ล่าสุดองค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติ (FAO) รายงานว่าช่วงเดือนกันยายนถึงพฤศจิกายนปี 2566 ยังพบการระบาดของโรคนี้ใน 3 ทวีป คือ แอฟริกา ยุโรป และเอเชีย ขณะที่ประเทศไทยสามารถควบคุมโรคให้สงบได้แล้วหลังเผชิญการระบาดใหญ่ในปี 2565 อย่างไรก็ตามกรมปศุสัตว์ยังคงมีมาตรการให้ทุกฟาร์มตรวจคัดกรองโรคเพื่อป้องกันการแพร่ระบาดของเชื้อไวรัส ASF อย่างเคร่งครัดต่อไป

ในช่วงเริ่มแรกของการระบาดของโรค ASF ในภูมิภาคเอเชียตั้งแต่ปี 2561 แต่ยังไม่พบการระบาดในประเทศไทย สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) ได้เดินหน้าเชิงรุกเตรียมความพร้อมด้านชุดตรวจวินิจฉัยก่อนการระบาด โดยนำองค์ความรู้ทางด้านอณูชีววิทยาร่วมกับเทคนิคการตรวจวัดสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตมาออกแบบและพัฒนา ‘ต้นแบบชุดตรวจหาเชื้อโรค ASF ด้วยเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียว ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการตรวจวินิจฉัยสมัยใหม่ ที่มีประสิทธิภาพสูง ราคาย่อมเยา และใช้ง่าย’ ต่อมาในปี 2565 เมื่อพบการระบาดของโรคในประเทศไทย จึงได้มีการนำตัวอย่างเชื้อที่ได้รับการสนับสนุนจากพันธมิตรภาคเอกชนมาทดลองใช้ร่วมกับต้นแบบชุดตรวจที่พัฒนาขึ้น และพัฒนาน้ำยาสกัดดีเอ็นเอจากเลือดสุกรแบบรวดเร็ว (rapid DNA extraction) เพิ่มเติม เพื่อการใช้งานแบบครบวงจร ได้เป็น PigXY-AMP ชุดตรวจโรค ASF ในสุกรด้วยเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียว ปัจจุบันการวิจัยและพัฒนาประสบความสำเร็จ และได้ถ่ายทอดเทคโนโลยีให้แก่บริษัทเอกชนไทยเรียบร้อยแล้ว

คุณวรรณสิกา เกียรติปฐมชัย นักวิจัยอาวุโส หัวหน้าทีมวิจัยเทคโนโลยีวิศวกรรมชีวภาพและการตรวจวัด ไบโอเทค สวทช. หัวหน้าโครงการวิจัยอธิบายว่า วิธีมาตรฐาน (gold standard) ของการตรวจโรค ASF ที่ใช้กันทั่วโลกคือเทคนิค real-time PCR (real-time polymerase chain reaction) เพราะเป็นวิธีการตรวจที่มีความไว (sensitive) สูง ตรวจได้แม้ในตัวอย่างมีปริมาณเชื้อน้อย อย่างไรก็ตามวิธีการนี้มีค่าใช้จ่ายในการตรวจสูง เพราะต้องใช้อุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ราคาหลักล้านและน้ำยาเฉพาะ ทำให้อัตราค่าบริการสูงถึง 1,000-1,500 บาท ต่อ 1 ตัวอย่าง เป็นข้อจำกัดในการตรวจคัดกรองโรค

“เพื่อสนับสนุนการลดค่าใช้จ่ายในการตรวจคัดกรอง ทีมวิจัยจึงได้พัฒนา ‘PigXY-AMP’ ชุดตรวจโรค ASF ในสุกรด้วยเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียว การตรวจทำได้ง่ายเพียงใช้ก้านสำลีปาดเลือดสดจากหางลูกสุกร แล้วนำไปจุ่มแช่ในน้ำยาสกัดดีเอ็นเอแบบรวดเร็ว ทิ้งไว้ 5 นาที แล้วนำดีเอ็นเอที่ได้ไปผสมกับน้ำยาแลมป์เปลี่ยนสีสำเร็จรูปซึ่งมีสีม่วง จากนั้นนำไปบ่มที่อุณหภูมิ 63 องศาเซลเซียสในกล่องให้ความร้อน (heating block) นาน 1 ชั่วโมง ก็จะสามารถอ่านผลการตรวจด้วยตาเปล่าได้แล้ว โดยหากในตัวอย่างมีเชื้อไวรัส ASF น้ำยาจะเปลี่ยนสีจากสีม่วงเป็นสีเหลือง แต่ถ้ายังคงเป็นสีม่วงแสดงว่าไม่มีเชื้อ”

PigXY-AMP ไม่เพียงใช้งานได้ง่ายแต่ยังมีประสิทธิภาพการตรวจทั้งด้านความไว (sensitivity) ความจำเพาะ (specificity) และความแม่นยำ (accuracy) เทียบเท่ากับเทคนิคมาตรฐานอีกด้วย ปัจจัยสำคัญที่ทำให้น้ำยาแลมป์เปลี่ยนสีของ PigXY-AMP มีประสิทธิภาพในการตรวจจับเชื้อสูงและแม่นยำ อีกทั้งยังมีขีดจำกัดของการตรวจวัด (limit of detection) เทียบเท่ากับเทคนิคมาตรฐานคือ real- time PCR (Ct = 36-37) คือ การใช้ไพรเมอร์สำหรับเทคนิคแลมป์จำนวน 2 ชุด หรือ 16 เส้น ตรวจจับยีนที่ทำหน้าที่สร้างโปรตีนหุ้มอนุภาคไวรัส (p72 capsid protein)

คุณระพีพัฒน์ สุวรรณกาศ หนึ่งในทีมวิจัยเทคโนโลยีวิศวกรรมชีวภาพและการตรวจวัด ไบโอเทค สวทช. ผู้ร่วมวิจัยหลัก อธิบายว่า จุดเด่นสำคัญของ PigXY-AMP คือมีประสิทธิภาพในการตรวจสูงเทียบเท่าเทคนิค real-time PCR แต่มีราคาถูกกว่า ใช้เวลาตรวจสั้นกว่า (เพียง 70 นาที) ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่มีราคาสูงและผู้เชี่ยวชาญในการทำงานและอ่านผล อีกทั้งยังเหมาะสำหรับการใช้ตรวจภาคสนามมากกว่า ทำให้ในภาพรวม PigXY-AMP สามารถช่วยลดต้นทุนด้านการตรวจคัดกรองโรคให้แก่ผู้ประกอบได้เป็นอย่างดี และส่งผลให้ผลิตภัณฑ์​มีศักยภาพด้านการตลาดในระยะยาวทั้งในไทยและต่างประเทศสูงอีกด้วย โดยช่วงต้นปี 2566 บริษัทเอ็ม จี ฟาร์มา จำกัด ได้เข้ารับถ่ายทอดเทคโนโลยีการผลิตเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ปัจจุบันอยู่ในขั้นตอนการขอขึ้นทะเบียนอุปกรณ์ทางการแพทย์กับทางสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.)

“สำหรับการวิจัยต่อยอด หากได้รับการสนับสนุนต่อจากทั้งภาครัฐและเอกชน ทีมวิจัยมุ่งเป้าที่จะพัฒนาชุดตรวจโรค ASF เพื่อรองรับการตรวจพื้นผิวคอก โรงเรือน และสิ่งแวดล้อมภายในฟาร์มสุกร รวมถึงสิ่งส่งตรวจชนิดอื่น ๆ ที่ไม่ใช่เลือด เพื่อเป็นทางเลือกนอกเหนือจากเทคนิค real-time PCR ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านการตรวจสอบสภาพแวดล้อมในฟาร์มสุกรให้แก่ผู้ประกอบการได้เป็นอย่างดี”

PigXY-AMP เป็นตัวอย่างการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อสนับสนุนการยกระดับอุตสาหกรรมเกษตรและอาหารของไทยตามแนวทางโมเดลเศรษฐกิจ BCG โดยเทคโนโลยีที่นักวิจัยไบโอเทค สวทช. พัฒนาขึ้น ไม่เพียงช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านการเฝ้าระวังโรคได้เท่านั้น แต่ยังเป็นเครื่องมือสำคัญที่จะช่วยป้องกันการระบาดของโรค ลดความเสียหายที่จะเกิดขึ้นจากการระบาดของโรคภายในประเทศ ทั้งด้านการขาดทุน การขาดแคลนอาหาร รวมไปถึงการสูญเสียความเชื่อมั่นต่อผลิตภัณฑ์อาหารไทย ซึ่งล้วนส่งผลกระทบต่อภาพรวมเศรษฐกิจเป็นอย่างยิ่ง ทั้งนี้ผลงาน PigXY-AMP ได้รับรางวัลประดิษฐ์คิดค้นระดับดี สาขาเกษตรและชีววิทยา จากงานวันนักประดิษฐ์ ประจำปี 2566 ที่จัดโดยสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) เป็นเครื่องการันตีประสิทธิภาพของงานวิจัยด้วย

ผู้ที่สนใจร่วมสนับสนุนการทำวิจัยต่อยอด ติดต่อสอบถามได้ที่ ฝ่ายพัฒนาธุรกิจเทคโนโลยีชีวภาพ(BBD) โทรศัพท์ 0 2564 6700 ต่อ 3301 (คุณลินดา) และติดตามการวางจำหน่ายผลิตภัณฑ์ได้จากบริษัทเอ็ม จี ฟาร์มา จำกัด

เรียบเรียงโดย ภัทรา สัปปินันทน์ ฝ่ายสร้างสรรค์สื่อและผลิตภัณฑ์ สวทช.
อาร์ตเวิร์กโดย ภัทรา สัปปินันทน์
ภาพประกอบโดย ภัทรา สัปปินันทน์ และไบโอเทค สวทช.