นวัตกรรมตรวจมะเร็งสมองด้วยการวิเคราะห์ DNA และ Epigenome

มะเร็งสมองเป็นหนึ่งในโรคที่ท้าทายสำหรับวงการแพทย์ทั่วโลก เพราะการวินิจฉัยชนิดของเนื้องอกสมองมีความซับซ้อนสูง แพทย์จำเป็นต้องอาศัยข้อมูลหลายด้านร่วมกัน ทั้งประวัติและอาการทางคลินิก การตรวจภาพถ่ายรังสี (เช่น MRI, CT) รวมถึงการตรวจชิ้นเนื้อทางพยาธิวิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์ (histopathology) อย่างไรก็ตาม พบว่าการวินิจฉัยที่แม่นยำไม่สามารถอาศัยเพียงแค่ลักษณะทางพยาธิวิทยาแบบดั้งเดิมได้อีกต่อไป ปัจจุบันการตรวจทางอณูพันธุศาสตร์ (molecular genetics) เข้ามามีบทบาทอย่างมากในการวินิจฉัย และ การวางแผนการรักษามะเร็งสมอง โดยค่าใช้จ่ายของการตรวจทางอณูพันธุศาสตร์ถือเป็นสัดส่วนที่น้อยมากเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายโดยรวมในการดูแลผู้ป่วย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการตรวจวิเคราะห์ระดับ DNA และ epigenome ร่วมกับ ความก้าวหน้าด้านชีวสารสนเทศ (bioinformatics) ได้เข้ามามีบทบาทสำคัญในการช่วยแพทย์วินิจฉัยและจำแนกประเภทของเนื้องอกสมองอย่างแม่นยำยิ่งขึ้น วิธีการเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่การตรวจหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ (biomarkers) หลายชนิด ได้แก่ การกลายพันธุ์ของยีน (mutation) ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งสมอง การเปลี่ยนแปลงจำนวนชุดดีเอ็นเอ ในบางตำแหน่งของโครโมโซม หรือที่เรียกว่า copy number variation (CNV) และที่สำคัญคือข้อมูลระดับ epigenome โดยเฉพาะรูปแบบการเติมหมู่เมทิล (DNA methylation) ที่ผิดปกติ ซึ่งทั้งหมดนี้ล้วนสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้สำคัญในการวินิจฉัยและจำแนกผู้ป่วยมะเร็งสมองได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ล่าสุด Siriraj Long-read Lab (Si-LoL) ภายใต้ ศูนย์จีโนมิกส์ศิริราช (Siriraj Genomics) คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล ได้สร้างนวัตกรรมที่ช่วยพยาธิแพทย์ในการวินิจฉัยผู้ป่วยมะเร็งสมองได้อย่างแม่นยำและรวดเร็วยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังมีค่าใช้จ่ายที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการส่งชิ้นเนื้อไปตรวจที่ต่างประเทศ โดยทางคณะผู้วิจัยได้รับการสนับสนุนจากศูนย์ขับเคลื่อนนวัตกรรมเพื่อความเป็นเลิศ (Siriraj Excellent Innovation Center (SIEIC) ทำการยื่นคำขอสิทธิบัตรระหว่างประเทศ (PCT) ภายใต้ชื่อ “Method for Brain Tumor Classification based on The Integrative Analysis of Multiple Biomarkers”

นวัตกรรมการวิเคราะห์แบบผสาน (Integrative Analysis) เพื่อความแม่นยำสูงสุด

หัวใจของนวัตกรรมนี้ คือการนำชิ้นเนื้อมะเร็งจากผู้ป่วยไม่ว่าจะเป็นชิ้นเนื้อสดจากห้องผ่าตัด หรือ ชิ้นเนื้อจาก Formalin-Fixed Paraffin-Embedded (FFPE) หรือชิ้นเนื้อ cytology* (*ผ่านการสนับสนุนโดยทีมของ ศ.นพ. ชนพ ช่วงโชติ) โดยนำมาสกัดเพื่อแยก DNA จากนั้นใช้เทคโนโลยี Oxford Nanopore ในการอ่าน DNA อย่างละเอียด ข้อมูลที่ได้จะถูกวิเคราะห์พร้อมกันในหลายมิติทางชีวโมเลกุล ได้แก่

1. การกลายพันธุ์ของยีน (Gene mutation): ตรวจสอบความผิดปกติที่เกิดขึ้นเฉพาะจุดในลำดับพันธุกรรม

2. การแปรผันของจำนวนชุดดีเอ็นเอ (CNV): มองภาพรวมว่ามียีนใดถูกทำซ้ำหรือหายไป

3. การเติมหมู่เมทิลบนดีเอ็นเอ (DNA methylation profiling): ศึกษาระดับเหนือ DNA หรือ epigenome เนื่องจากใช้เป็น biomarker ในการแยกกลุ่มผู้ป่วยได้อย่างแม่นยำ

การรวมข้อมูลจากตัวบ่งชี้ชีวภาพหลายชนิด (multiple biomarkers) ในการตรวจครั้งเดียว ช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ครอบคลุมกว่าการตรวจแบบเดิมที่ต้องทำหลายวิธีแยกกัน ทำให้ทั้งลดเวลา ลดค่าใช้จ่าย และเพิ่มความแม่นยำในการจำแนกประเภทมะเร็งสมอง

สอดคล้องกับมาตรฐานสากล

องค์การอนามัยโลก (WHO) ได้ปรับปรุง CNS tumor classification ฉบับล่าสุด ให้เริ่มมีการใช้ผล methylation profiling ในการวินิจฉัย นวัตกรรมที่ศิริราชพัฒนาขึ้นนี้จึงตอบโจทย์ตรงตามแนวทางสากล และยังช่วยให้พยาธิแพทย์ (pathologist) มีข้อมูลเชิงลึกเพื่อสนับสนุนการตัดสินใจเลือกแนวทางการรักษาที่เหมาะสมยิ่งขึ้น

การนำไปใช้จริงในโรงพยาบาลศิริราช

ปัจจุบัน โรงพยาบาลศิริราชได้เริ่มนำนวัตกรรมนี้มาให้บริการจริง ผ่านช่องทาง Advance Lab Service (ALS) ศูนย์บริหารจัดการสิ่งส่งตรวจศิริราช (SiSC) ซึ่งเปิดรับชิ้นเนื้อจากผู้ป่วยทั่วประเทศทั้งชาวไทย