จุลินทรีย์ก่อโรคคือจุลินทรีย์ที่สามารถบุกรุกร่างกายมนุษย์ ทำให้เกิดการติดเชื้อและแม้แต่โรคติดเชื้อหรือเชื้อโรคในบรรดาเชื้อโรค แบคทีเรียและไวรัสเป็นอันตรายมากที่สุด

การติดเชื้อเป็นสาเหตุหลักประการหนึ่งของการเจ็บป่วยและการเสียชีวิตของมนุษย์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 การค้นพบยาต้านจุลชีพได้เปลี่ยนการแพทย์สมัยใหม่ ทำให้มนุษย์มี "อาวุธ" ในการต่อสู้กับการติดเชื้อ และยังทำให้การผ่าตัด การปลูกถ่ายอวัยวะ และการรักษามะเร็งเป็นไปได้ด้วยอย่างไรก็ตาม มีเชื้อโรคหลายชนิดที่ก่อให้เกิดโรคติดเชื้อ ได้แก่ ไวรัส แบคทีเรีย เชื้อรา และจุลินทรีย์อื่นๆเพื่อปรับปรุงการวินิจฉัยและการรักษาโรคต่าง ๆ และเพื่อปกป้องสุขภาพของผู้คน

สุขภาพต้องการเทคนิคการทดสอบทางคลินิกที่แม่นยำและรวดเร็วยิ่งขึ้นเทคโนโลยีการตรวจหาเชื้อจุลินทรีย์มีอะไรบ้าง?

01 วิธีการตรวจจับแบบดั้งเดิม

ในกระบวนการตรวจหาเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคแบบดั้งเดิมนั้น ส่วนใหญ่จำเป็นต้องย้อมสี เพาะเลี้ยง และดำเนินการระบุทางชีวภาพบนพื้นฐานนี้ เพื่อให้สามารถระบุชนิดของจุลินทรีย์ได้ และค่าการตรวจจับสูงวิธีการตรวจจับแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ประกอบด้วยการใช้กล้องจุลทรรศน์แบบสเมียร์ การเพาะแยกและปฏิกิริยาทางชีวเคมี และการเพาะเลี้ยงเซลล์เนื้อเยื่อ

1 สเมียร์กล้องจุลทรรศน์

จุลินทรีย์ก่อโรคมีขนาดเล็กและส่วนใหญ่ไม่มีสีและโปร่งแสงหลังจากย้อมสีแล้ว จะสามารถใช้สังเกตขนาด รูปร่าง การจัดเรียง ฯลฯ โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ช่วยการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ด้วยการย้อมสีโดยตรงนั้นง่ายและรวดเร็ว และยังคงใช้ได้กับการติดเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคในรูปแบบพิเศษ เช่น การติดเชื้อ gonococcal, Mycobacterium tuberculosis, spirochetal infection เป็นต้น สำหรับการวินิจฉัยเบื้องต้นในระยะแรกวิธีการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์โดยตรงนั้นเร็วกว่าและสามารถใช้สำหรับการตรวจสอบเชื้อโรคในรูปแบบพิเศษด้วยสายตาไม่ต้องใช้เครื่องมือและอุปกรณ์พิเศษยังคงเป็นวิธีที่สำคัญมากในการตรวจหาเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคในห้องปฏิบัติการพื้นฐาน

2 การแยกเชื้อและปฏิกิริยาทางชีวเคมี

การเลี้ยงแยกส่วนใหญ่จะใช้เมื่อมีแบคทีเรียหลายชนิดและจำเป็นต้องแยกออกจากกันส่วนใหญ่ใช้ในเสมหะ อุจจาระ เลือด ของเหลวในร่างกาย ฯลฯ เนื่องจากแบคทีเรียเติบโตและเพิ่มจำนวนเป็นเวลานาน วิธีการทดสอบนี้ต้องใช้เวลาระยะหนึ่งและไม่สามารถประมวลผลเป็นกลุ่มได้ ดังนั้น วงการแพทย์จึงดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้อย่างต่อเนื่อง โดยใช้การฝึกอบรมอัตโนมัติและอุปกรณ์ระบุตัวตนเพื่อปรับปรุงวิธีการฝึกอบรมแบบดั้งเดิมและปรับปรุงความแม่นยำในการตรวจจับ

3 การเพาะเลี้ยงเซลล์เนื้อเยื่อ

เซลล์เนื้อเยื่อส่วนใหญ่ประกอบด้วยหนองในเทียม ไวรัส และริกเกตเซียเนื่องจากประเภทของเซลล์เนื้อเยื่อในเชื้อโรคต่างๆ นั้นแตกต่างกัน หลังจากนำเนื้อเยื่อออกจากจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคแล้ว เซลล์ที่มีชีวิตจึงต้องเพาะเลี้ยงโดยการเพาะเลี้ยงย่อยเพาะเชื้อจุลินทรีย์ก่อโรคเข้าสู่เซลล์เนื้อเยื่อเพื่อเพาะเลี้ยงเพื่อลดการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิสภาพของเซลล์ให้ได้มากที่สุดนอกจากนี้ ในกระบวนการเพาะเลี้ยงเซลล์เนื้อเยื่อ สามารถเพาะเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคได้โดยตรงในสัตว์ที่บอบบาง จากนั้นจึงทดสอบลักษณะของเชื้อโรคตามการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อและอวัยวะของสัตว์

02 เทคโนโลยีการทดสอบทางพันธุกรรม

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของระดับเทคโนโลยีทางการแพทย์ในโลก การพัฒนาและความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการตรวจจับทางอณูชีววิทยาซึ่งสามารถระบุจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยังสามารถปรับปรุงสถานะปัจจุบันของการประยุกต์ใช้ลักษณะทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาภายนอกในกระบวนการตรวจจับแบบดั้งเดิม และสามารถใช้ยีนที่ไม่ซ้ำกัน ลำดับชิ้นส่วนระบุประเภทของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ดังนั้นเทคโนโลยีการทดสอบทางพันธุกรรมจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในด้านการทดสอบทางการแพทย์ทางคลินิกโดยมีข้อดีเฉพาะตัวของมันเอง

1 ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR)

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (Polymerase Chain Reaction, PCR) เป็นเทคนิคที่ใช้ไพรเมอร์โอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่รู้จักเพื่อนำทางและขยายชิ้นส่วนของยีนจำนวนเล็กน้อยเพื่อทดสอบในส่วนที่ไม่รู้จักในหลอดทดลองเนื่องจาก PCR สามารถขยายยีนที่จะทดสอบได้ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวินิจฉัยการติดเชื้อก่อโรคในระยะเริ่มต้น แต่ถ้าไพรเมอร์ไม่เฉพาะเจาะจง อาจทำให้เกิดผลบวกลวงได้เทคโนโลยี PCR ได้พัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา และความน่าเชื่อถือได้ค่อยๆ ดีขึ้นตั้งแต่การขยายยีนไปจนถึงการโคลนและการแปลงยีน และการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมวิธีนี้ยังเป็นวิธีหลักในการตรวจหาไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ในการแพร่ระบาดครั้งนี้ด้วย

Foregene ได้พัฒนาชุด RT-PCR โดยใช้เทคโนโลยี Direct PCR สำหรับการตรวจจับยีนปกติ 2 ยีน 3 ยีน และสายพันธุ์จากสหราชอาณาจักร บราซิล แอฟริกาใต้ และอินเดีย สายเลือด B.1.1.7 (สหราชอาณาจักร) สายเลือด B.1.351 (ZA) สายเลือด B.1.617 (IND) และสายเลือด P.1 (BR) ตามลำดับ

เทคโนโลยีชิป 2 ยีน

เทคโนโลยีชิปยีนหมายถึงการใช้เทคโนโลยี microarray เพื่อติดชิ้นส่วน DNA ความหนาแน่นสูงกับพื้นผิวที่เป็นของแข็ง เช่น เมมเบรนและแผ่นกระจกตามลำดับหรือการจัดเรียงผ่านหุ่นยนต์ความเร็วสูงหรือการสังเคราะห์ในแหล่งกำเนิดด้วยโพรบดีเอ็นเอที่ติดป้ายด้วยไอโซโทปหรือสารเรืองแสง และด้วยความช่วยเหลือของหลักการของการผสมข้ามพันธุ์โดยสมบูรณ์ จึงมีการดำเนินการวิจัยจำนวนมาก เช่น การแสดงออกของยีนและการตรวจสอบการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชิปยีนในการวินิจฉัยเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคสามารถลดระยะเวลาการวินิจฉัยได้อย่างมากพร้อมกันนี้ยังสามารถตรวจสอบได้ว่าเชื้อโรคมีการดื้อยา ดื้อยาอะไร ไวต่อยาอะไร เพื่อใช้อ้างอิงในการใช้ยาทางคลินิกอย่างไรก็ตาม ต้นทุนการผลิตของเทคโนโลยีนี้ค่อนข้างสูง และจำเป็นต้องปรับปรุงความไวในการตรวจจับชิปดังนั้นเทคโนโลยีนี้จึงยังคงใช้ในการวิจัยในห้องปฏิบัติการและยังไม่ได้ใช้อย่างแพร่หลายในทางคลินิก

3 เทคโนโลยีการผสมกรดนิวคลีอิก

การไฮบริไดเซชันของกรดนิวคลีอิกเป็นกระบวนการที่นิวคลีโอไทด์สายเดี่ยวที่มีลำดับที่สมบูรณ์ในจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคหลอมรวมกันในเซลล์เพื่อสร้างเฮเทอโรดูเพล็กซ์ปัจจัยที่นำไปสู่การผสมพันธุ์คือปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างกรดนิวคลีอิกและโพรบเพื่อระบุจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคในปัจจุบัน เทคนิคการผสมข้ามกรดนิวคลีอิกที่ใช้ในการตรวจหาเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคส่วนใหญ่ประกอบด้วยการผสมกรดนิวคลีอิกในแหล่งกำเนิดและการผสมข้ามเยื่อการผสมพันธุ์ของกรดนิวคลีอิกในแหล่งกำเนิดหมายถึงการผสมพันธุ์ของกรดนิวคลีอิกในเซลล์ของเชื้อโรคด้วยโพรบที่มีป้ายกำกับการผสมพันธุ์แบบเมมเบรนบล็อตหมายความว่าหลังจากที่ผู้ทดลองแยกกรดนิวคลีอิกของเซลล์เชื้อโรคแล้ว จะมีการทำให้บริสุทธิ์และรวมกับส่วนรองรับที่มั่นคง จากนั้นจึงผสมกับโพรบบัญชีเทคโนโลยีการผสมพันธุ์ทางบัญชีมีข้อดีของการทำงานที่สะดวกและรวดเร็ว และเหมาะสำหรับจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคที่ละเอียดอ่อนและมีเป้าหมาย

03 การทดสอบทางเซรุ่มวิทยา

การทดสอบทางเซรุ่มวิทยาสามารถระบุเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคได้อย่างรวดเร็วหลักการพื้นฐานของเทคโนโลยีการทดสอบทางซีรั่มคือการตรวจหาเชื้อโรคผ่านแอนติเจนและแอนติบอดีของเชื้อโรคที่รู้จักเมื่อเทียบกับการแยกเซลล์และการเพาะเลี้ยงแบบดั้งเดิม ขั้นตอนการปฏิบัติงานของการทดสอบทางซีรั่มนั้นง่ายมากวิธีการตรวจจับที่ใช้กันโดยทั่วไป ได้แก่ การทดสอบการเกาะติดกันของน้ำยางและเทคโนโลยีอิมมูโนแอสเสย์ที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอิมมูโนแอสเสย์ที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์สามารถปรับปรุงความไวและความจำเพาะของการทดสอบทางซีรั่มวิทยาได้อย่างมากไม่เพียงตรวจจับแอนติเจนในตัวอย่างทดสอบเท่านั้น แต่ยังตรวจจับส่วนประกอบของแอนติบอดีได้อีกด้วย

ในเดือนกันยายน 2020 สมาคมโรคติดเชื้อแห่งอเมริกา (IDSA) ได้ออกแนวทางปฏิบัติสำหรับการตรวจทางเซรุ่มวิทยาสำหรับการวินิจฉัยโรคโควิด-19

04 การทดสอบภูมิคุ้มกัน

การตรวจจับทางภูมิคุ้มกันเรียกอีกอย่างว่าเทคโนโลยีการแยกบีดด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเทคโนโลยีนี้สามารถแยกแบคทีเรียก่อโรคและไม่ก่อโรคในเชื้อก่อโรคหลักการพื้นฐานคือ: การใช้ไมโครสเฟียร์ของเม็ดแม่เหล็กเพื่อแยกแอนติเจนเดี่ยวหรือเชื้อโรคเฉพาะหลายชนิดแอนติเจนรวมตัวกันและแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคจะถูกแยกออกจากเชื้อโรคผ่านปฏิกิริยาของร่างกายแอนติเจนและสนามแม่เหล็กภายนอก

ฮอตสปอตการตรวจหาเชื้อก่อโรค-การตรวจหาเชื้อก่อโรคในระบบทางเดินหายใจ

“ชุดตรวจหาแบคทีเรียก่อโรคระบบทางเดินหายใจ 15 ชุด” ของ Foregene อยู่ระหว่างการพัฒนาชุดตรวจนี้สามารถตรวจหาแบคทีเรียก่อโรคได้ 15 ชนิดในเสมหะ โดยไม่จำเป็นต้องทำให้กรดนิวคลีอิกในเสมหะบริสุทธิ์ในแง่ของประสิทธิภาพ ช่วยลดเวลาจากเดิม 3 ถึง 5 วันเหลือ 1.5 ชั่วโมง