การจำแนกชนิดเชื้อแบคทีเรียด้วยเทคนิค MALDI-TOF Mass Spectrometry ร่วมกับฐานข้อมูล SARAMIS May 22, 2019

หลักการ MALDI-TOF Mass Spectrometry เครื่อง Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometer (MALDI-TOF MS) ใช้การตรวจชีวโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น โปรตีน โดยการตรึงโปรตีนหรือเปปไทด์กับผลึกของ matrix ซึ่งช่วยดูดซับพลังงาน เมื่อยิงแสงเลเซอร์ลงบนตัวอย่างโปรตีนจะเกิดการแตกตัวเป็นไอออน แล้วเคลื่อนที่ไปตามท่อสุญญากาศที่มีสนามไฟฟ้า โดยสารที่มวลโมเลกุลน้อยจะเคลื่อนที่ไปได้เร็วกว่าสารที่มีมวลโมเลกุลมาก และตกกระทบกับตัวตรวจจับ (detector) ระยะเวลาที่ไอออนเคลื่อนที่ไปตกกระทบกับตัวตรวจจับ เรียกว่า time-of-flight (TOF) จะถูกคำนวณเป็นน้ำหนักโมเลกุลของเปปไทด์ ได้เป็น m/z peak ที่เรียงตัวกันเป็น peptide mass fingerprint (PMF) แล้วสามารถนำมาวิเคราะห์จำแนกชนิดเชื้อโดยใช้ลักษณะ PMF เปรียบเทียบกับฐานข้อมูล

MALDI-TOF Mass Spectrometry การจำแนกชนิดแบคทีเรียมีความสำคัญ ช่วยให้แพทย์ทราบชนิดของเชื้อก่อโรค สามารถใช้ยาได้ตรงกับชนิดของเชื้อก่อโรค ทำให้การรักษามีประสิทธิภาพ ป้องกันเชื้อดื้อยาต้านจุลชีพและลดอัตราการตาย ปัจจุบันวิธีการจำแนกชนิดแบคทีเรียในห้องปฏิบัติการจุลชีววิทยา ใช้การเพาะเลี้ยงเชื้อบนอาหารแข็ง และทดสอบปฏิกิริยาทางชีวเคมี ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐาน แต่มีข้อจำกัดคือต้องปฏิบัติงานหลายขั้นตอนและใช้เวลานาน ความน่าเชื่อถือขึ้นอยู่กับทักษะและประสบการณ์ของผู้ทำการทดสอบ การจำแนกชนิดเชื้อแบคทีเรียด้วยเทคนิค MALDI-TOF MS เป็นการจำแนกชนิดเชื้อแบคทีเรียจากโคโลนีที่ได้จากการเพาะเชื้อจากสิ่งส่งตรวจ โดยวิเคราะห์แมสสเปคตรัมของเชื้อเปรียบเทียบกับสเปคตรัมในฐานข้อมูลมาตรฐาน SARAMIS เป็นอีกหนึ่งวิธีที่ทันสมัย น่าเชื่อถือ ใช้เวลาในการทดสอบน้อย จึงสามารถทราบชนิดของเชื้อได้อย่างรวดเร็ว เหมาะที่จะนำมาใช้ทดแทนวิธีการแบบเดิม ตารางเปรียบเทียบการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค MALDI-TOF MS เทคนิคชีวเคมีแบบดั้งเดิม และแบบอัตโนมัติ การตรวจวิเคราะห์ ค่าใช้จ่ายต่อตัวอย่าง เทคนิค ระยะเวลา MALDI-TOF MS 3-5 นาที 20 บาท ทดสอบทางชีวเคมีแบบดั้งเดิม 2-7 วัน 150-250 บาท ทดสอบทางชีวเคมีอัตโนมัติ 3-15 ชั่วโมง 120-150 บาท

ขั้นตอนการตรวจวินิจฉัยเชื้อก่อโรค Database (SARAMIS) วิธีเพาะเลี้ยงเชื้อ (Culture method) วิธี MALDI-TOF MS Standard of biochemical Key 2 - 7 วัน 3 – 5 นาที Clinical sample การเพาะแยกเชื้อ Isolation การระบุ/บ่งชี้ชนิดเชื้อ Identification การแปลผล Interpretation/ data analysis ตัวอย่างสิ่งส่งตรวจจากโรงพยาบาล แพทย์ทราบชนิดเชื้อก่อโรค/ ให้การรักษาที่ถูกต้อง (ร่วมกับการพิจารณาผล Antibiogram)

การตรวจวินิจฉัยเชื้อก่อโรควิธี MALDI-TOF MS Database (SARAMIS) ทราบชนิดเชื้อก่อโรค ภายใน 3 – 5 นาที Antibiogram: ข้อมูลความไวของเชื้อต่อยา ช่วยแพทย์ตัดสินใจเลือกใช้ยาในการรักษาเบื้องต้นก่อนที่จะได้รับทราบผลทดสอบความไวต่อยา (empirical antimicrobial therapy)  สนับสนุนการบริหารการสั่งใช้ยาอย่างเหมาะสม (antimicrobial stewardship)