เทคโนโลยี MedFluid NAST System กับการทดสอบความไวต่อยาปฏิชีวนะในสัตว์เลี้ยง

เทคโนโลยี MedFluid NAST System กับการทดสอบความไวต่อยาปฏิชีวนะในสัตว์เลี้ยง

          ในยุคที่ปัญหาเชื้อดื้อยากลายเป็นประเด็นสำคัญทั้งในด้านการสัตวแพทย์และสาธารณสุข การมีเครื่องมือที่ช่วยให้ได้ข้อมูล antimicrobial susceptibility testing (AST) เร็วขึ้น ถือเป็นการพัฒนาและความก้าวหน้าที่น่าสนใจ โดยเฉพาะในคลินิกสัตว์เล็กและห้องปฏิบัติการที่มีข้อจำกัดด้านเวลา ทรัพยากรเครื่องมือและบุคคล และความพร้อมของห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตาม “ความเร็ว” เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ หากผลตรวจนั้นจะถูกนำไปใช้จริงในทางคลินิก สิ่งสำคัญยิ่งกว่าคือการรู้ว่าเครื่องมือนั้นทำอะไรได้บ้าง มีข้อจำกัดอะไร และควรวางไว้ตรงไหนในระบบการทำงาน รวมถึงตระหนักถึงการใช้ยาปฏิชีวนะอย่างสมเหตุผล

          เทคโนโลยี MedFluid NAST System ถูกออกแบบมาเพื่อประเมินความไวของ aerobic และ facultative anaerobic bacteria ต่อยาปฏิชีวนะในชุดทดสอบ (ภาพที่ 1) โดยประยุกต์ใช้หลักการ simplified broth microdilution method ที่อ้างอิงจากแนวทางของ Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) gold standard แต่เครื่องมือนี้ไม่ใช่สิ่งทดแทนวิธีมาตรฐานของ CLSI และผลลัพธ์มีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เป็นข้อมูลช่วยในการวินิจฉัยทางสัตวแพทย์และงานวิจัยเป็นหลัก นอกจากนี้ ข้อจำกัดของ MedFluid NAST System คือ ยังไม่สามารถระบุชนิดเชื้อแบคทีเรียได้เอง (species/strain identification) และแนะนำให้ใช้กับตัวอย่างที่มี single bacterial strain เพื่อลดความเสี่ยงต่อการเกิดผลคลาดเคลื่อนของการทดสอบ

ภาพที่ 1 : เครื่อง MedFluid NAST System

 
          ในเชิงการทำงาน MedFluid NAST System ใช้เทคนิค microfluidic reaction chambers ร่วมกับ colorimetric detection เพื่อติดตามการเจริญของเชื้อภายใต้ยาหลายชนิดพร้อมกัน ทำให้สามารถย่อขั้นตอนของ broth microdilution มาอยู่ในรูปแบบที่ใช้งานในคลินิกได้ง่ายขึ้น โดยการทำงานของอุปกรณ์จะสามารถรายงานค่า Minimal Inhibitory Concentration (MIC) หรือที่เราเรียกกันว่า ค่าความเข้มข้นต่ำสุดของยาต้านจุลชีพที่ยับยั้งเชื้อได้ และรายงานผล S/I/R (Susceptible, Intermediate, Resistant) ซึ่งเป็นเกณฑ์การแปลผลค่า MIC ในรายงานผลเพาะเชื้อแบคทีเรีย โดย S = เชื้อไวต่อยา, I = เชื้อดื้อยาปานกลาง/ไวต่อยาในปริมาณสูง, และ R = เชื้อดื้อยา โดยเครื่อง MedFluid NAST System รองรับยาปฏิชีวนะหลายรายการ เช่น ampicillin, amoxicillin/clavulanate, azithromycin, cefadroxil, cefixime, cephalexin, clindamycin, doxycycline, enrofloxacin, erythromycin, gentamicin, meropenem, metronidazole, minocycline และ trimethoprim/sulfamethoxazole เป็นต้น โดยสามารถทดสอบ MIC ได้ หลังผ่านขั้นตอน pre-culture และ assay ภายในช่วงเวลาที่สั้นกว่างานเพาะเลี้ยงเพิ่มจำนวนเชื้อแบบดั้งเดิม โดย pre-culture ใช้เวลา 2–16 ชั่วโมง และการทดสอบ MIC/AST อยู่ที่ประมาณ 3–10 ชั่วโมง

          หลักการดังกล่าวสอดคล้องกับทิศทางของ CLSI ที่ให้ความสำคัญกับวิธีมาตรฐานสำหรับ disk diffusion และ dilution/MIC testing ในเชื้อแบคทีเรียจากสิ่งส่งตรวจจากสัตว์ รวมถึงการตีความผล susceptibility ภายใต้กรอบ breakpoint ที่เหมาะสมกับเชื้อ ยา และชนิดสัตว์แต่ละแบบ ขณะเดียวกัน CLSI ยังมีแนวทางเฉพาะสำหรับการ verify หรือ validate ระบบ commercial AST ก่อนนำไปใช้จริงในห้องปฏิบัติการ เพื่อให้มั่นใจว่าผลที่ได้มีความถูกต้องและมีคุณภาพสม่ำเสมอ
          จุดแข็งของระบบลักษณะนี้ไม่ได้อยู่ที่การพยายาม “แทนที่ทุกอย่าง” ในห้องปฏิบัติการ แต่อยู่ที่การทำให้ AST ขยับเข้าใกล้หน้างานจริงมากขึ้น เพราะในโลกความเป็นจริง คลินิกจำนวนไม่น้อยยังไม่มีระบบ culture-based reference AST ที่ครบทุกขั้นตอนอยู่ภายในหน่วยงานของตนเอง การมีแพลตฟอร์มที่ช่วยให้ได้ rapid clinical reference data เร็วขึ้น จึงมีประโยชน์ในมิติของ clinical and laboratory workflow โดยเฉพาะในเคสที่ต้องการข้อมูลประกอบการตัดสินใจเร็วกว่าเดิม

          จากการประเมินประสิทธิภาพของเครื่อง MedFluid NAST System ในการหาค่า MIC ที่ส่งไปทดสอบ ณ ห้องปฏิบัติการจุลชีววิทยา (แบคทีเรียวิทยา) ศูนย์ตรวจวินิจฉัยทางการสัตวแพทย์ คณะสัตวแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และเปรียบเทียบกับ conventional bacteriology method และ VITEK II compact โดยมีตัวอย่างปัสสาวะจำนวน 50 ตัวอย่าง ที่มีการส่งมาตรวจและเป็นส่วนหนึ่งของงานบริการวิชาการ (routine service) ตัวอย่างทั้งหมดมาจากสุนัข 32 ตัวและแมว 18 ตัว ทำการเก็บตัวอย่างด้วยวิธี cystocentesis 42 ตัวอย่าง และ catheterisation 8 ตัวอย่าง ผลเพาะเชื้อมาตรฐานพบ bacterial culture-positive 38/50 (76.0%) และ no bacterial growth 12/50 (24.0%) (ตารางที่ 1) ที่สำคัญคือ เมื่อเทียบผล “มีเชื้อหรือไม่มีเชื้อ” ระหว่าง conventional method กับ MedFluid NAST System พบว่าให้ผลสอดคล้องกัน 100% ในชุดตัวอย่างนี้ โดยเชื้อที่พบส่วนใหญ่สอดคล้องกับภูมิทัศน์ทั่วไปของ urinary tract infection ในสัตว์เลี้ยง (ตารางที่ 2) โดยฝั่ง Gram-negative มี Escherichia coli 10 isolates และ Proteus mirabilis 9 isolates เป็นกลุ่มเด่น ส่วนฝั่ง Gram-positive พบ Staphylococcus pseudintermedius 5 isolates มากที่สุด รองลงมาคือ Staphylococcus aureus 3 isolates นอกจากนี้ ยังพบ mixed growth บางตัวอย่างด้วย ซึ่งเป็นรายละเอียดที่มีนัยสำคัญต่อการตีความ เนื่องจากโดยข้อจำกัดของตัวเครื่องเองเหมาะกับตัวอย่างที่มีเชื้อเดี่ยวมากกว่า

ตารางที่ 1: ผลการเพาะเชื้อแบคทีเรียจากตัวอย่างปัสสาวะของสุนัขและแมว

          อย่างไรก็ดี การอ่านผล validation อย่างเป็นธรรมจำเป็นต้องพิจารณารายละเอียดเชิงวิธีวิทยาด้วย การทดสอบชี้ให้เห็นว่าการเปรียบเทียบระหว่างแพลตฟอร์มไม่ได้เป็น molecule-to-molecule matching ทุกตำแหน่งเสมอไป และมีบางกลุ่มยาที่แสดงผลสอดคล้องได้ดีกว่าบางกลุ่มอย่างชัดเจน รายชื่อยาปฏิชีวนะที่ใช้ในการทดสอบแสดงในตารางที่

ตารางที่ 3: รายชื่อยาปฏิชีวนะที่ใช้ในการทดสอบโดยเครื่อง MedFluid NAST System, conventional disk diffusion, และ VITEK II compact

          โดยในภาพรวมของ 41 bacterial isolates นั้น MedFluid NAST System ให้ overall accuracy ค่อนข้างดีเมื่อเทียบกับ disk diffusion ใน enrofloxacin 87.18%, oxytetracycline 81.48%, gentamicin 78.05%, trimethoprim-sulfamethoxazole 75.61% และ meropenem 72.22% (ตารางที่ 4) ขณะที่เมื่อเทียบกับ VITEK II compact ให้ผลเด่นใน minocycline 90.00%, gentamicin 83.78%, enrofloxacin 82.05% และ doxycycline 77.78% ในทางตรงกันข้าม MedFluid NAST System ให้ผล accuracy ต่ำกว่าชัดเจนใน amoxicillin/clavulanic acid, clindamycin, erythromycin และกลุ่ม 3rd-generation cephalosporins

ตารางที่ 4: ผลการประเมินค่าความแม่นยำในการทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพจากแบคทีเรียทั้ง 41 ไอโซเลท โดยเปรียบเทียบระหว่าง MedFluid NAST System, conventional disk diffusion, และ VITEK II compact

          ผลการวิเคราะห์ sensitivity ของ MedFluid NAST System เมื่อเปรียบเทียบกับทั้งวิธี disk diffusion และ VITEK แสดงให้เห็นว่า ระบบมีประสิทธิภาพที่ดีในยาปฏิชีวนะบางกลุ่ม (ตารางที่ 5) โดยเฉพาะในการตรวจจับเชื้อที่ไวต่อยา เมื่อเทียบกับ disk diffusion พบว่า NAST ให้ค่า sensitivity สูงมากสำหรับ meropenem (95.65%) และ oxytetracycline (100%) รวมถึงกลุ่ม 3rd-generation cephalosporins (90%) อย่างไรก็ตาม ค่า sensitivity อยู่ในระดับปานกลางสำหรับ azithromycin (66.66%) และ amoxicillin/clavulanic acid (64.71%) และลดลงชัดเจนใน erythromycin (50%) และเมื่อเปรียบเทียบกับ VITEK II compact พบว่า NAST ให้ค่า sensitivity สูงที่สุดใน doxycycline (100%) และ oxytetracycline (100%) แต่ค่า sensitivity ลดลงใน enrofloxacin (64.71%) และ clindamycin (40%)

ตารางที่ 5 ผลการประเมินค่าความไวในการทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพจากแบคทีเรียทั้ง 41 ไอโซเลท โดยเปรียบเทียบระหว่าง MedFluid NAST System, conventional disk diffusion, และ VITEK II compact

          จากผลการวิเคราะห์ specificity พบว่า NAST MedFluid NAST System มีประสิทธิภาพค่อนข้างดีในการระบุเชื้อดื้อยาสำหรับยาปฏิชีวนะบางชนิด (ตารางที่ 6) โดยเฉพาะเมื่อเปรียบเทียบกับวิธี disk diffusion ระบบให้ค่า specificity สูงมากใน enrofloxacin (95.45%) นอกจากนี้ยังพบค่า specificity ที่ค่อนข้างดีใน oxytetracycline (79.16%) และ azithromycin (71.42%) ในขณะที่ amoxicillin/clavulanic acid (29.17%) และ 3rd-generation cephalosporins (30.77%) อยู่ในระดับรองลงมา และเมื่อเปรียบเทียบกับ VITEK II compact พบว่า MedFluid NAST System ให้ค่า specificity ค่อนข้างดีใน doxycycline (81.48%) และ minocycline (80%) ในขณะที่ clindamycin (50%) และ erythromycin (50%) อยู่ในระดับรองลงมา

ตารางที่ 6 ผลการประเมินค่าความจำเพาะในการทดสอบความไวต่อยาต้านจุลชีพจากแบคทีเรียทั้ง 41 ไอโซเลท โดยเปรียบเทียบระหว่าง MedFluid NAST System, conventional disk diffusion, และ VITEK II compact

          ภาพรวมนี้มีความหมายอย่างยิ่งต่อ antibiotic stewardship เพราะ stewardship ไม่ได้หมายถึงการใช้ยาให้น้อยที่สุด แต่หมายถึงการใช้ยาให้ถูกเชื้อ ถูกเวลา และเหมาะกับบริบทของผู้ป่วยมากที่สุด ขณะเดียวกันก็ลดแรงกดดันต่อการเกิด antimicrobial resistance ให้มากที่สุด โดยหากมองอีกนัยหนึ่ง MedFluid NAST System มีส่วนสนับสนุนในเชิง stewardship อาทิ ช่วยคัดกรองได้เร็วว่าตัวอย่างมี aerobic bacterial growth หรือไม่ ซึ่งจากการทดสอบนี้มีถึง 24% ที่ไม่พบการเจริญของเชื้อ หากคลินิกสามารถทราบข้อมูลลักษณะนี้ได้เร็วขึ้น ก็มีโอกาสลดการใช้ยาปฏิชีวนะโดยไม่จำเป็นในบางเคสได้ รวมถึงในยาบางกลุ่มที่ผล validation ดูค่อนข้างดี เช่น enrofloxacin, gentamicin และ tetracyclines บางตัว ระบบอาจช่วยให้การปรับการรักษาเกิดขึ้นเร็วกว่าเดิมในฐานะ rapid reference support ได้
          อย่างไรก็ตาม MedFluid NAST System ไม่ควรถูกใช้แทน CLSI gold standard การใช้งานระบุอย่างชัดเจนว่าไม่สามารถระบุ bacterial species identification ได้ และควรหลีกเลี่ยงตัวอย่างที่มีหลายเชื้อ หากเป็นเคสซับซ้อน เช่น recurrent UTI, prior antimicrobial exposure, complicated infection, pyelonephritis, sepsis หรือเคสที่สงสัยเชื้อดื้อยา การอาศัยผล rapid AST เพียงอย่างเดียวโดยไม่มีการ isolate และ confirm ด้วยวิธีมาตรฐาน อาจยังไม่เพียงพอสำหรับการตัดสินใจรักษาในระดับ definitive

          ตรงนี้เองคือจุดที่ควรมอง MedFluid NAST System อย่างถูกตำแหน่ง ไม่ใช่ในฐานะ “ตัวแทนสมบูรณ์” ของ culture-based reference AST แต่ในฐานะ “rapid adjunctive AST platform” ที่ช่วยให้ทีมคลินิกเห็นแนวโน้มเร็วขึ้น ช่วยแบ่งเคสที่ควรหยุดยา คงยา หรือรอผลยืนยัน และช่วยยกระดับการใช้ยาปฏิชีวนะจากการอาศัยประสบการณ์เพียงอย่างเดียว ไปสู่การมีข้อมูลเชิงปฏิบัติการสนับสนุนมากขึ้น
          หากมองในเชิงผลิตภัณฑ์ นี่คือข้อได้เปรียบที่น่าสนใจของ MedFluid NAST System เพราะสิ่งที่คลินิกจำนวนมากกำลังมองหา ไม่ใช่แค่ระบบที่ “แม่นที่สุดในทางทฤษฎี” แต่คือระบบที่นำมาใช้งานได้จริง ให้ข้อมูลได้เร็ว และช่วยทำให้การตัดสินใจทางคลินิกมีหลักฐานรองรับมากขึ้นภายในบริบทของคลินิกเอง เมื่อประกอบกับการออกแบบที่ miniaturise ขั้นตอน broth microdilution มาอยู่ใน self-driven microfluidic system จึงทำให้ MedFluid NAST System เป็นอีกทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับสถานพยาบาลที่ต้องการยกระดับงาน AST ให้ใกล้หน้างานมากขึ้น โดยไม่จำเป็นต้องเริ่มจากการลงทุนในระบบที่ซับซ้อนเกินไป
          กล่าวอีกแบบหนึ่ง MedFluid NAST System ไม่ได้ถูกขายได้เพราะคำว่า “แทน gold standard” แต่ขายได้เพราะอุปกรณ์ตอบโจทย์จริงในจุดที่หลายคลินิกยังขาดอยู่ นั่นคือการมีเครื่องมือที่ช่วยย่นระยะเวลาจากการสงสัยการติดเชื้อ ไปสู่การมีข้อมูลทางจุลชีววิทยาวินิจฉัยเบื้องต้น ที่สามารถใช้ประกอบการเลือกยาได้อย่างมีเหตุผลมากขึ้น และเมื่อนำมาใช้ภายใต้กรอบ quality assurance, proper validation, correct interpretation, และ responsible antimicrobial use เครื่องมือนี้ก็มีศักยภาพที่จะเป็นส่วนหนึ่งของระบบ antimicrobial stewardship ในงานสัตวแพทย์ได้
          ท้ายที่สุด ประเด็นสำคัญที่สุดอาจไม่ใช่คำถามว่า “MedFluid NAST System ใช้ได้ไหม” แต่คือ “MedFluid NAST System ควรถูกใช้ตรงไหนใน clinical workflow” จากการประเมินการใช้งานและประสบการณ์ทางห้องปฏิบัติการ คำตอบที่เหมาะสมที่สุดคือ MedFluid NAST System เป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพในด้านความเร็ว การคัดกรองการเจริญของเชื้อ และการให้ rapid susceptibility reference สำหรับบางกลุ่มยา ขณะเดียวกันการนำผลไปใช้ทางคลินิกก็ยังต้องอยู่บนฐานของการตีความอย่างมีวินัย เคารพข้อจำกัดของระบบ และยึดหลัก antibiotic stewardship อย่างเคร่งครัดเสมอ
          สำหรับคลินิกรักษาสัตว์ โรงพยาบาลสัตว์ หรือห้องปฏิบัติการที่กำลังมองหาระบบ AST ซึ่งช่วยให้ได้ข้อมูลเร็วขึ้นและช่วยยกระดับการใช้ยาปฏิชีวนะให้มีหลักฐานรองรับมากขึ้น MedFluid NAST System จึงเป็นผลิตภัณฑ์ที่ควรถูกพิจารณาด้วย ไม่ใช่เพราะทำได้ทุกอย่างแทนวิธีมาตรฐาน แต่เพราะมันช่วยให้การตัดสินใจ “ดีขึ้น เร็วขึ้น และใกล้คนไข้มากขึ้น”

แนะนำผลิตภัณฑ์: NAST เครื่องทดสอบความไวต่อยาปฏิชีวนะ
Model No. NAST-MadFluid
          An in-vitro antimicrobial susceptibility test including a microfluidic cartridge and a portable analyzer, aiming to address the antimicrobial resistance issue within hours.

  หมายเหตุสำหรับสัตวแพทย์ :
สำหรับการสั่งซื้อ กรุณาติดต่อทีมขายหรือฝ่ายบริการลูกค้าเพื่อรับคำปรึกษาและรายละเอียดการสั่งซื้อ