รู้มั้ย.....จะตรวจหาการติดเชื้อไวรัสก่อโรคได้ยังงัย

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

สารบณั การตรวจจากตัวอย่างตรวจโดยตรง 1 การแยกและเพาะเลีย้ งไวรสั 4 การตรวจทาง serology 9 เอกสารอ้างอิง 10 บททดสอบ 11

เมื่อเรารู้สึกป่วย ไม่สบาย หลายครั้งจาเป็นต้องไปหาหมอเพ่ือตรวจ และรักษาอาการของโรค....รู้ม้ัยว่าคุณหมอทราบได้อย่างไรว่าเราป่วยด้วยสาเหตุใด วิธีการหนึ่งท่ีสาคัญคือการตรวจทางห้องปฏิบัติการ วิธีสาหรับการตรวจหาสาเหตุของโรคท่ีเกิดจาก การติดเชื้อไวรัส (เช่น โรคเริม โรคไข้เลือดออก โรคไข้หวัดใหญ่ โรคตับอักเสบบี โรคตับอักเสบซี โรคเอดส์ เป็นต้น) ทางหอ้ งปฏิบตั กิ ารได้แก่ การตรวจจากตัวอย่างตรวจโดยตรง การแยกและเพาะเลี้ยงไวรสั การตรวจทาง serology การตรวจจากตวั อยา่ งตรวจโดยตรง ไดแ้ กอ่ ะไรบา้ ง????????? คาถามแรกคือ การตรวจจากตวั อย่างตรวจโดยตรง ได้แก่อะไรบ้าง????????? คาตอบคอื เปน็ เรื่องของการตรวจหาตัวไวรัสหรือช้ินส่วนของไวรัสก็ได้เช่น สารพันธุกรรม หรือโปรตนี ของไวรสั ทเี่ รยี กว่า แอนติเจน (antigen; Ag) ในตวั อย่างสิง่ สง่ ตรวจ [ส่งิ ส่งตรวจจะได้มาจากตัวผปู้ ่วย ตวั อย่างได้แก่ เลอื ด อจุ จาระและช้นิ เนื้อ เป็นตน้ ] 1

คาถามถดั มาคอื สาหรับวธิ ีการตรวจมอี ะไรบา้ ง......... คาตอบคือ มหี ลากหลายวิธี การสอ่ งหาตัวไวรสั ด้วยกลอ้ งจุลทรรศนอ์ ิเล็กตรอน (electron microscope เรียกยอ่ ๆวา่ EM) การตรวจหาแอนติเจนของไวรัส...จะเป็นวิธีการที่อาศัยหลักการของปฎิกิริยา ระหว่างแอนตเิ จนกับแอนตบิ อดี [แอนตบิ อดเี ปน็ สารภูมคิ ุ้มกนั ท่รี า่ งกายสรา้ งข้นึ มาเพ่อื ตอบสนองต่อ แอนตเิ จนเชน่ เช้ือไวรสั ท่เี ข้ามาภายในรา่ งกาย] โดยวิธีนีแ้ อนติเจนจะอยู่ในตัวอย่างส่ิงส่งตรวจและในห้องปฏิบัติการก็ต้องมีแอนติบอดี สาหรบั ตรวจสอบ ตวั อย่างสดุ ท้ายเปน็ เร่อื งของ การตรวจหาสารพนั ธุกรรมของไวรัส....... ซึ่งอาจจะเป็น DNA หรือ RNA ทงั ้ นีก้ ็จะขนึ ้ อยกู่ บั ชนิดของไวรัสที่ทำให้เกิดโรค 2

ไวรัสมโี ครงสร้างหรือองค์ประกอบอย่างหนง่ึ ก็คอื สารพันธุกรรมที่อาจเปน็ ชนิด DNA หรือ RNA อยา่ งใดอยา่ งหนง่ึ ตวั อย่างเชน่ ไวรสั ท่ที าใหเ้ กดิ โรคพิษสนุ ขั บา้ จะมสี ารพันธกุ รรมชนดิ RNA สาหรับไวรัสที่ทาให้เกิดโรคเริม โรคหดู ก็จะมีสารพนั ธุกรรมชนิด DNA ไวรสั ....... สาหรับวิธีการตรวจหาสารพันธุกรรมของไวรัส...ที่ค่อนข้างนิยมมักใช้ วธิ ีทเ่ี รยี กว่า Polymerase chain reaction (PCR) หลักการง่ายๆคือ เป็นวิธีที่มีการเพิ่มจานวนของ DNA ท่ีมีอยู่น้อยให้มีมาก ขึน้ ซง่ึ จะทาในหลอดทดลอง โดยการนาเอาสิง่ สง่ ตรวจจากผปู้ ว่ ยเชน่ เลือด มาสกัดสาร พันธุกรรมของไวรัส แล้วทาปฎิกิริยาให้มี DNA เพ่ิมข้ึนเป็นจานวนมากมายท่ีสามารถ ตรวจสอบในลาดบั ต่อมาได้ 3

การแยกและเพาะเล้ยี งไวรสั เลีย้ งได้จริงม้ัย ทาได้อยา่ งไร???????? ก่อนอ่ืนต้องรู้ว่าไวรัสเป็นสิ่งท่ีมีลักษณะจาเพาะอย่างหนึ่ง...ก็คือจาเป็นต้องเข้าไป อาศยั อย่ใู นส่ิงมชี วี ติ ทเี่ ราเรียกว่า โฮสต์ (host) เพอื่ อะไร?...กเ็ พอื่ ใหม้ ีการเพ่มิ จานวนลกู หลาน (progeny) ของไวรัส พอมาถงึ ตรงจุดนก้ี ค็ งมคี าถามตามมาอกี มากมาย > โฮสต์ ไดแ้ ก่อะไรบา้ ง????? > แล้วถ้าไมอ่ ยูใ่ นโฮสต์.........จะเกดิ อะไรขึน้ กบั ไวรัส????? มาดูเรื่องโฮสตก์ นั ก่อน โฮสต์คือ ส่ิงมีชีวิตท่ีมีองค์ประกอบและปัจจัยบางอย่างท่ีไวรัสต้องการ เพราะว่า ไวรัสมโี ครงสร้างอย่างงา่ ยๆองคป์ ระกอบไมค่ รบท่ีจะจัดเปน็ เซลล์ แต่ไวรัสต้องมีการเพิ่มจานวน ให้เกิดลูกหลานข้ึนมา ดงั นน้ั ตอ้ งเข้าไปอาศัยปจั จัยจากโฮสต์เชน่ เอนไซมบ์ างชนิด เป็นตน้ ดงั นนั้ บางคนจึงเปรียบไวรสั ว่าเปน็ โจรสลัดของเซลล์ (pirates of the cell) แล้วถ้าไวรัสไม่ได้อยู่ในโฮสต์.........จะเกิดอะไรขึ้น? โดยปกติทั่วไป ไวรัสส่วนใหญ่ เมอ่ื อย่ภู ายนอกสิ่งมีชีวติ มกั จะทนอยู่ได้ระยะหน่ึงแต่มีไวรัสบางกลุ่มโดยเฉพาะไวรัสท่ีทาให้เกิด อาการกับทางระบบทางเดินอาหารเช่น โรคอุจจาระร่วง ไวรัสพวกน้ีจะมีความคงทนเม่ืออยู่ใน สภาพแวดลอ้ มภายนอกส่งิ มีชีวิต ยอ้ นกลับมาเรื่องของตัวอย่างโฮสต์ไดแ้ ก่อะไรบ้าง โฮสตข์ องไวรสั อาจเปน็ คน สัตว์ พชื หรือแม้กระท่งั จลุ ชพี อืน่ เช่น แบคทีเรยี หรอื เชือ้ ราก็ได้ 4

การแยกและเพาะเล้ยี งไวรัสสามารถทาได้โดย การเลือกโฮสตท์ ่ีมีความเหมาะสมกบั ชนดิ ของไวรัส วิธกี ารแยกและเพาะเล้ยี งไวรสั กม็ อี ยู่ 3 วิธกี าร การใชส้ ตั วท์ ดลองที่ไวรสั เขา้ ไปเพ่ิมจานวนได้ เช่น หนู กระต่าย ลิงหรือแม้กระท่ังยุง นาสิ่งส่งตรวจจากผู้ป่วยฉีดเข้าสัตว์ทดลอง.... จากนั้นรอระยะเวลาให้ไวรัสเพ่ิมจานวน แล้วจึงตรวจดูลักษณะต่างๆของสัตว์ทดลอง เช่น ป่วย มอี าการหรือตาย เปน็ ต้น น่นั กแ็ สดงใหเ้ ห็นวา่ ในสง่ิ สง่ ตรวจท่ีไดม้ าจากผู้ป่วยมีไวรสั อยู่ ท้ังน้ีลักษณะดังกลา่ วจะขึ้นอยกู่ บั ชนดิ ของไวรสั ดว้ ย หนู.....สตั วท์ ดลอง 5

ไข่ฟกั (Embryonated eggs) ก็คอื ไข่ทไี่ ด้รับการผสมและมีตัวออ่ นอยู่ เราสามารถนาสง่ิ ส่งตรวจทสี่ ่งสัยวา่ มีไวรสั หรือไม่ มาฉีดเขา้ ชอ่ งทางตา่ งๆของไข่ฟักเช่น ช่องทางถงุ ไขแ่ ดง (Yolk sac) หรอื เยือ่ คอรโิ ออลนั ตอยส์ (Chorioallantoic membrane) เป็นตน้ จากน้นั .................จึงเป็นการตรวจหาไวรสั ในไขฟ่ ักโดยการสงั เกตดวู ่าตัวอ่อนตายรไึ ม่ ดลู กั ษณะของจดุ สขี าวท่ีเกิดขนึ้ บนเย่ือคอรโิ ออลนั ตอยส์ เป็นตน้ นอกจากน้ีอาจใชว้ ธิ กี ารอ่นื และทงั้ นจี้ ะขึ้นอยู่กบั ชนดิ และคณุ ลกั ษณะของไวรสั ดว้ ย ....ไขฟ่ ัก.... 6

เซลลเ์ พาะเลี้ยง เปน็ การนาเซลลจ์ ากสิ่งมีชวี ติ เชน่ คนหรือสัตว์มาเพาะเล้ียงในหลอดทดลองทมี่ อี าหารเลย้ี งเซลล์ สิง่ ส่งตรวจจากผ้ปู ่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 ต้น ทงั้ นี้อาจใช้วิธกี ารอนื่ โดยข้นึ อยกู่ บั ชนดิ และคุณลกั ษณะของไวรัสและชนดิ ของเซลล์เพาะเลย้ี งด้วย เซลล์เพาะเลี้ยง 7

เซลล์เกดิ การเปล่ียนแปลง เม่อื แยกและเพาะเลีย้ งไวรัสได้แลว้ ตอ่ ไปต้องพิสูจน์วา่ เปน็ ไวรัสชนดิ ท่ีสงสยั ท่ีทาใหเ้ กิดโรคกับผ้ปู ่วย ไวรัสท่ีแยกได้จากสัตว์ทดลอง ไข่ฟักหรือเซลล์เพาะเล้ียงก็เปรียบเสมือนเป็นแอนติเจน ดังน้ันจึงสามารถตรวจหาชนิดของไวรัสโดยอาศัยหลักการของปฎิกิริยาระหว่างแอนติเจนกับ แอนตบิ อดีท่ีจาเพาะกบั ไวรสั น้ันๆ 8

การตรวจทาง serology เอะ๊ ... ตรวจไดอ้ ยา่ งไร???????? อย่างแรกต้องทาความเขา้ ใจกอ่ นว่า จะนาอะไรมาตรวจ .....ถ้านาเลอื ดจากผปู้ ว่ ยใส่หลอดทดลอง (ถ้าไม่ใสส่ ารกันเลอื ดแข็งตวั ) แล้วตงั้ ทิง้ ไว้ เลือด จะเกดิ การแขง็ ตัว (clot) เมอ่ื นาไปเขา้ เครอื่ งปนั่ จะสามารถแยกไดส้ ว่ นของก้อนเลอื ดกับส่วนท่ี เป็นของเหลวสเี หลอื งขา้ งบน ตรงนกี้ ค็ อื ซรี ัม่ แต่ถา้ มีการใส่สารกนั เลือดแข็งตวั เมอื่ นาเลือดไปปน่ั จะสามารถแยกไดส้ ว่ นข้างลา่ งกบั ส่วนที่เป็นขา้ งบน ตรงน้ีกค็ อื พลาสมา ท้ังซีรมั่ และพลาสมา .....เปน็ ตวั อย่างสิ่งส่งตรวจทใี่ ช้ตรวจหาแอนติบอดีได้ โดยท่ัวไปการตรวจทาง serology มักเป็นการตรวจหาแอนติบอดี เป็นวิธีการที่อาศัย หลกั การของปฎกิ ริ ิยาระหวา่ งแอนติเจนกบั แอนติบอดี (ถา้ ลืมว่า แอนติบอดี คืออะไร.....ทบทวนได้ในหัวข้อการตรวจหาแอนติเจนของไวรัส) โดยวิธีนแ้ี อนตบิ อดจี ะอย่ใู นตัวอยา่ งส่ิงสง่ ตรวจและในหอ้ งปฏิบตั กิ ารก็ต้องมีแอนติเจนของ 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

เม่ืออ่านจบและศึกษาเพิม่ เตมิ แล้ว........ลองมาฝึกสมองกัน คาถามแรกคือ ตวั อยา่ งสิ่งสง่ ตรวจจากผปู้ ่วยไดแ้ กอ่ ะไรบา้ ง? คาตอบคอื ………………………………………………………………………………………………………….. คาถามถดั ไปคือ ถา้ ต้องการเหน็ ตวั ไวรสั สามารถตรวจดว้ ยวิธีอะไร? คาตอบคอื ………………………………………………………………………………………………………….. คาถามถัดไปคอื สารพนั ธุกรรมของไวรัสท่ีทาให้เกิดโรคเอดส์เป็นชนดิ อะไร? คาตอบคือ ………………………………………………………………………………………………………….. คาถามถดั ไปคอื ทาไม......บางคนจงึ เปรยี บไวรัสว่าเปน็ โจรสลดั ของเซลล์ ? คาตอบคือ ………………………………………………………………………………………………………….. 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 ด้….? คาตอบคือ ………………………………………………………………………………………………………….. หมายเลข 2 หมายเลข 1 15

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