รู้มั้ย.....จะตรวจหาการติดเชื้อไวรัสก่อโรคได้ยังงัย (ฉบับสมบูรณ์)

ร้มู ั้ย.....จะตรวจหาการติดเชอื้ ไวรัสกอ่ โรคไดย้ งั งยั ??? ผศ.ดร.อญั ชลี ศษิ ยนเรนทร์ ผศ.ดร.ดวงกมล ขนั ธเลศิ ภาควชิ าจลุ ชวี วทิ ยาและปรสติ วทิ ยา คณะวิทยาศาสตรก์ ารแพทย์ มหาวทิ ยาลยั นเรศวร

สารบัณ หน้าท่ี การตรวจจากตวั อย่างตรวจโดยตรง 1 การแยกและเพาะเลี้ยงไวรสั 4 การตรวจทาง serology 9 เอกสารอา้ งอิง 10 บททดสอบ 11

เมื่อเรารู้สึกป่วย ไม่สบาย หลายครั้งจาเป็นต้องไปหาหมอเพื่อตรวจ และรักษาอาการของโรค....รู้ม้ัยว่าคุณหมอทราบได้อย่างไรว่าเราป่วยด้วยสาเหตุใด วิธีการหนึ่งท่ีสาคัญคือการตรวจทางห้องปฏิบัติการ วิธีสาหรับการตรวจหาสาเหตุของโรคท่ีเกิดจาก การติดเชื้อไวรัส (เช่น โรคเริม โรคไข้เลือดออก โรคไข้หวัดใหญ่ โรคตับอักเสบบี โรคตับอักเสบซี โรคเอดส์ เป็นต้น) ทางหอ้ งปฏิบัตกิ ารได้แก่ การตรวจจากตัวอย่างตรวจโดยตรง การแยกและเพาะเลี้ยงไวรสั การตรวจทาง serology การตรวจจากตวั อยา่ งตรวจโดยตรง ไดแ้ กอ่ ะไรบ้าง????????? คาถามแรกคือ การตรวจจากตวั อย่างตรวจโดยตรง ไดแ้ ก่อะไรบ้าง????????? คาตอบคอื เปน็ เรื่องของการตรวจหาตัวไวรัสหรือชิ้นส่วนของไวรัสก็ได้เช่น สารพันธุกรรม หรือโปรตนี ของไวรสั ที่เรยี กว่า แอนติเจน (antigen; Ag) ในตวั อย่างสิง่ สง่ ตรวจ [ส่งิ ส่งตรวจจะได้มาจากตวั ผปู้ ่วย ตวั อย่างได้แก่ เลอื ด อจุ จาระและชิน้ เนื้อ เป็นต้น] 1

คาถามถดั มาคอื สาหรับวธิ ีการตรวจมอี ะไรบ้าง......... คาตอบคือ มหี ลากหลายวธิ ี การสอ่ งหาตัวไวรสั ด้วยกลอ้ งจลุ ทรรศน์อิเล็กตรอน (electron microscope เรยี กยอ่ ๆวา่ EM) การตรวจหาแอนติเจนของไวรัส...จะเป็นวิธีการท่ีอาศัยหลักการของปฎิกิริยา ระหว่างแอนตเิ จนกับแอนตบิ อดี [แอนตบิ อดเี ปน็ สารภูมคิ ุ้มกนั ที่ร่างกายสรา้ งขน้ึ มาเพือ่ ตอบสนองตอ่ แอนตเิ จนเชน่ เช้ือไวรสั ท่ีเขา้ มาภายในรา่ งกาย] โดยวิธีนีแ้ อนติเจนจะอยู่ในตัวอย่างส่ิงส่งตรวจและในห้องปฏิบัติการก็ต้องมีแอนติบอดี สาหรบั ตรวจสอบ ตวั อย่างสดุ ท้ายเปน็ เร่อื งของ การตรวจหาสารพนั ธุกรรมของไวรัส....... ซึ่งอาจจะเป็น DNA หรือ RNA ทงั ้ นีก้ ็จะขนึ ้ อยกู่ บั ชนิดของไวรัสท่ีทำให้เกิดโรค 2

ไวรัสมโี ครงสร้างหรือองค์ประกอบอย่างหนง่ึ ก็คอื สารพันธกุ รรมที่อาจเปน็ ชนิด DNA หรือ RNA อยา่ งใดอย่างหน่งึ ตวั อย่างเชน่ ไวรัสท่ที าใหเ้ กดิ โรคพิษสนุ ขั บา้ จะมสี ารพันธุกรรมชนดิ RNA สาหรับไวรัสที่ทาให้เกิดโรคเริม โรคหดู กจ็ ะมีสารพนั ธุกรรมชนิด DNA ไวรสั ....... สาหรับวิธีการตรวจหาสารพันธุกรรมของไวรัส...ที่ค่อนข้างนิยมมักใช้ วธิ ีทเ่ี รยี กว่า Polymerase chain reaction (PCR) หลักการง่ายๆคือ เป็นวิธีที่มีการเพิ่มจานวนของ DNA ที่มีอยู่น้อยให้มีมาก ขึน้ ซง่ึ จะทาในหลอดทดลอง โดยการนาเอาสิง่ สง่ ตรวจจากผูป้ ว่ ยเชน่ เลือด มาสกัดสาร พันธุกรรมของไวรัส แล้วทาปฎิกิริยาให้มี DNA เพ่ิมข้ึนเป็นจานวนมากมายที่สามารถ ตรวจสอบในลาดบั ต่อมาได้ 3

การแยกและเพาะเลี้ยงไวรสั เลยี้ งไดจ้ รงิ ม้ัย ทาไดอ้ ย่างไร???????? ก่อนอื่นต้องรู้ว่าไวรัสเป็นสิ่งท่ีมีลักษณะจาเพาะอย่างหนึ่ง...ก็คือจาเป็นต้องเข้าไป อาศยั อยู่ในส่ิงมีชวี ิตท่เี ราเรยี กวา่ โฮสต์ (host) เพื่ออะไร?...ก็เพือ่ ให้มกี ารเพิม่ จานวนลูกหลาน (progeny) ของไวรสั พอมาถึงตรงจุดนี้ก็คงมคี าถามตามมาอีกมากมาย > โฮสต์ ไดแ้ ก่อะไรบา้ ง????? > แล้วถ้าไมอ่ ยู่ในโฮสต.์ ........จะเกดิ อะไรข้นึ กบั ไวรัส????? มาดูเรื่องโฮสตก์ นั ก่อน โฮสต์คือ สิ่งมีชีวิตที่มีองค์ประกอบและปัจจัยบางอย่างที่ไวรัสต้องการ เพราะว่า ไวรัสมโี ครงสรา้ งอยา่ งงา่ ยๆองค์ประกอบไมค่ รบท่ีจะจัดเปน็ เซลล์ แต่ไวรัสต้องมีการเพิ่มจานวน ให้เกิดลูกหลานข้ึนมา ดงั นนั้ ตอ้ งเขา้ ไปอาศยั ปัจจยั จากโฮสต์เชน่ เอนไซม์บางชนิด เป็นตน้ ดังน้ันบางคนจงึ เปรยี บไวรสั วา่ เปน็ โจรสลัดของเซลล์ (pirates of the cell) แล้วถ้าไวรัสไม่ได้อยู่ในโฮสต์.........จะเกิดอะไรขึ้น? โดยปกติทั่วไป ไวรัสส่วนใหญ่ เมอ่ื อย่ภู ายนอกสงิ่ มชี วี ิตมักจะทนอยู่ได้ระยะหน่ึงแต่มีไวรัสบางกลุ่มโดยเฉพาะไวรัสท่ีทาให้เกิด อาการกับทางระบบทางเดินอาหารเช่น โรคอุจจาระร่วง ไวรัสพวกน้ีจะมีความคงทนเม่ืออยู่ใน สภาพแวดล้อมภายนอกส่ิงมีชีวิต ยอ้ นกลับมาเร่อื งของตัวอยา่ งโฮสต์ไดแ้ ก่อะไรบา้ ง โฮสต์ของไวรสั อาจเปน็ คน สัตว์ พชื หรือแมก้ ระทั่งจุลชพี อนื่ เช่น แบคทีเรยี หรือเชอ้ื ราก็ได้ 4

การแยกและเพาะเล้ยี งไวรสั สามารถทาไดโ้ ดย การเลือกโฮสตท์ ่ีมีความเหมาะสมกับชนิดของไวรสั วิธกี ารแยกและเพาะเลยี้ งไวรสั ก็มีอยู่ 3 วิธกี าร การใชส้ ตั วท์ ดลองที่ไวรสั เขา้ ไปเพมิ่ จานวนได้ เช่น หนู กระต่าย ลิงหรือแม้กระท่ังยุง นาส่ิงส่งตรวจจากผู้ป่วยฉีดเข้าสัตว์ทดลอง.... จากนั้นรอระยะเวลาให้ไวรัสเพ่ิมจานวน แล้วจึงตรวจดูลักษณะต่างๆของสัตว์ทดลอง เช่น ป่วย มอี าการหรือตาย เปน็ ต้น น่นั กแ็ สดงใหเ้ ห็นวา่ ในสง่ิ สง่ ตรวจทไี่ ดม้ าจากผู้ป่วยมไี วรสั อยู่ ท้ังนลี้ ักษณะดังกลา่ วจะขึ้นอยูก่ บั ชนดิ ของไวรัสด้วย หนู.....สตั ว์ทดลอง 5

ไขฟ่ กั (Embryonated eggs) กค็ อื ไขท่ ไี่ ด้รับการผสมและมีตัวออ่ นอยู่ เราสามารถนาสง่ิ สง่ ตรวจที่สง่ สัยวา่ มีไวรสั หรือไม่ มาฉีดเขา้ ชอ่ งทางตา่ งๆของไข่ฟักเช่น ชอ่ งทางถงุ ไขแ่ ดง (Yolk sac) หรอื เยือ่ คอรโิ ออลนั ตอยส์ (Chorioallantoic membrane) เป็นตน้ จากน้นั .................จึงเป็นการตรวจหาไวรสั ในไขฟ่ ักโดยการสงั เกตดูว่าตัวออ่ นตายรึไม่ ดลู กั ษณะของจดุ สขี าวท่ีเกิดขนึ้ บนเย่ือคอรโิ ออลนั ตอยส์ เป็นต้น นอกจากนอ้ี าจใชว้ ธิ กี ารอ่นื และทงั้ นจี้ ะขึ้นอยู่กบั ชนดิ และคณุ ลกั ษณะของไวรัสดว้ ย ....ไขฟ่ ัก.... 6

เซลลเ์ พาะเลี้ยง เปน็ การนาเซลลจ์ ากสิ่งมีชวี ติ เชน่ คนหรือสัตว์มาเพาะเล้ียงในหลอดทดลองทมี่ อี าหารเลย้ี งเซลล์ สิง่ สง่ ตรวจจากผ้ปู ่วยที่สงสัยวา่ มีไวรัสหรือไม่ นามาเพาะเลี้ยงในเซลลเ์ พาะเลยี้ ง ถา้ มีไวรัสในส่งิ สง่ ตรวจน้ันๆ ไวรัสจะมกี ารเพมิ่ จานวนในเซลล์และอาจจะทาใหเ้ ซลลเ์ กดิ การ เปลีย่ นแปลงเชน่ เซลลม์ ีการเปลี่ยนแปลงรูปรา่ งไปจากปกติ เซลลข์ นาดใหญ่มีหลายนิวเคลยี ส..เคา้ เรียกกนั ว่า multinucleated giant cell หรอื เซลลบ์ วมคลา้ ยบอลลนู เซลล์ตายหลดุ ออกมาจาก ผิวหลอดทดลอง เปน็ ตน้ ทงั้ นี้อาจใช้วิธีการอนื่ โดยข้นึ อยกู่ บั ชนดิ และคุณลกั ษณะของไวรัสและชนดิ ของเซลล์เพาะเลย้ี งด้วย เซลล์เพาะเลี้ยง 7

เซลล์เกดิ การเปล่ียนแปลง เม่อื แยกและเพาะเลีย้ งไวรัสได้แลว้ ตอ่ ไปต้องพิสูจนว์ ่าเปน็ ไวรัสชนดิ ท่ีสงสยั ท่ีทาใหเ้ กิดโรคกับผ้ปู ่วย ไวรัสท่ีแยกได้จากสัตว์ทดลอง ไข่ฟักหรือเซลล์เพาะเล้ียงก็เปรียบเสมือนเป็นแอนติเจน ดังน้ันจึงสามารถตรวจหาชนิดของไวรัสโดยอาศัยหลักการของปฎิกิริยาระหว่างแอนติเจนกับ แอนตบิ อดีท่ีจาเพาะกบั ไวรสั นั้นๆ 8

การตรวจทาง serology เอะ๊ ... ตรวจไดอ้ ยา่ งไร???????? อย่างแรกต้องทาความเขา้ ใจกอ่ นวา่ จะนาอะไรมาตรวจ .....ถ้านาเลอื ดจากผปู้ ่วยใสห่ ลอดทดลอง (ถ้าไม่ใสส่ ารกันเลอื ดแขง็ ตัว) แล้วตง้ั ทิง้ ไว้ เลือด จะเกดิ การแขง็ ตัว (clot) เมอ่ื นาไปเข้าเครอื่ งปนั่ จะสามารถแยกไดส้ ว่ นของก้อนเลอื ดกับส่วนท่ี เป็นของเหลวสเี หลอื งขา้ งบน ตรงนก้ี ็คอื ซรี ัม่ แต่ถา้ มีการใส่สารกนั เลือดแข็งตวั เมอื่ นาเลือดไปปน่ั จะสามารถแยกได้ส่วนขา้ งล่างกบั ส่วนที่เป็นข้างบน ตรงนี้ก็คอื พลาสมา ท้ังซีรมั่ และพลาสมา .....เป็นตวั อย่างสิ่งส่งตรวจทใี่ ช้ตรวจหาแอนติบอดีได้ โดยท่ัวไปการตรวจทาง serology มักเป็นการตรวจหาแอนติบอดี เป็นวิธีการที่อาศัย หลกั การของปฎกิ ริ ิยาระหวา่ งแอนตเิ จนกับแอนติบอดี (ถา้ ลืมว่า แอนติบอดี คืออะไร.....ทบทวนได้ในหัวข้อการตรวจหาแอนติเจนของไวรสั ) โดยวิธีนแ้ี อนตบิ อดจี ะอยใู่ นตวั อยา่ งส่ิงสง่ ตรวจและในหอ้ งปฏิบตั ิการก็ต้องมีแอนตเิ จนของ ไวรัสสาหรับการตรวจสอบ serum 9

เอกสารอา้ งองิ 1.พิไลพันธุ์ พุธวัฒนะและคณะ. บรรณาธิการ. ไวรัสวิทยา, พิมพ์คร้ังท่ี 2. กรุงเทพมหานคร: โรงพิมพ์ อกั ษรสมยั , 2559. 2.Fenner and White’s. Medical Virology, 5th ed. Elsevier, 2017. 3.Murray, PR, Rosenthal, KS, Pfaller, MA. Medical Microbiology, 8th ed. Elsevier, 2015. 4.Cann, AJ. Principles of Molecular Virology. Academic Press, 2016. 10

เม่ืออา่ นจบและศกึ ษาเพิม่ เตมิ แล้ว........ลองมาฝึกสมองกัน คาถามแรกคอื ตัวอย่างสิ่งสง่ ตรวจจากผปู้ ่วยไดแ้ กอ่ ะไรบา้ ง? คาตอบคือ ………………………………………………………………………………………………………….. คาถามถดั ไปคือ ถ้าต้องการเหน็ ตวั ไวรสั สามารถตรวจดว้ ยวิธีอะไร? คาตอบคือ ………………………………………………………………………………………………………….. คาถามถดั ไปคอื สารพนั ธุกรรมของไวรัสท่ีทาให้เกิดโรคเอดส์เป็นชนดิ อะไร? คาตอบคอื ………………………………………………………………………………………………………….. คาถามถดั ไปคือ ทาไม......บางคนจงึ เปรยี บไวรัสว่าเปน็ โจรสลดั ของเซลล์ ? คาตอบคอื ………………………………………………………………………………………………………….. 11

เมอ่ื อ่านจบและศกึ ษาเพม่ิ เตมิ แลว้ ........ลองมาฝึกสมองกนั คาถามถัดไปคือ ตวั อย่างไวรัสน้ชี ื่อวา่ .....อะไร? คาตอบคอื ………………………………………………………………………………………………………….. 12

เมอื่ อ่านจบและศกึ ษาเพมิ่ เตมิ แลว้ ........ลองมาฝึกสมองกนั คาถามถดั ไปคือ บรเิ วณท่ลี ูกศรช้ีคือ.....อะไร? คาตอบคือ ………………………………………………………………………………………………………….. ??????? 13

เมื่ออา่ นจบและศึกษาเพิม่ เติมแล้ว........ลองมาฝึกสมองกัน คาถามถดั ไปคือ เซลล์เพาะเล้ยี งเกดิ การเปลี่ยนแปลงลกั ษณะนี้ เรยี กวา่ ...อะไร? คาตอบคอื ………………………………………………………………………………………………………….. ??????? 14

เม่อื อ่านจบและศึกษาเพม่ิ เติมแล้ว........ลองมาฝึกสมองกนั คาถามถดั ไปคอื บรเิ วณไหนคอื ส่วนที่นาไปตรวจหาแอนติบอดไี ด…้ .? คาตอบคือ ………………………………………………………………………………………………………….. หมายเลข 2 หมายเลข 1 15

รู้มั้ย.....จะตรวจหา การตดิ เช้อื ไวรสั กอ่ โรคไดย้ งั งยั ??? ภาควิชาจุลชีววทิ ยาและปรสิตวทิ ยา คณะวทิ ยาศาสตร์การแพทย์ มหาวิทยาลัยนเรศวร