PSU Covid-19 ชุดตรวจแอนติบอดีต่อเชื้อไวรัสก่อโรคโควิด-19 ม.สงขลานครินทร์

ความมุ่งหมายในการพัฒนาชุดตรวจแอนติบอดีของโรคติดเชื้อไวรัสก่อโรคโควิด-19 เพื่อตรวจคัดกรองการติดเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 ได้อย่างรวดเร็ว โดยการตรวจหา immunoglobulin ทั้งชนิด IgM และ IgG ที่จับจำเพาะต่อโปรตีนของเชื้อ COVID-19 เป็นประโยชน์ต่อทั้งการตรวจการติดเชื้อในเบื้องต้นและตรวจติดตามการพัฒนาภูมิคุ้มกันของร่างกาย

PSU Covid-19 ชุดตรวจแอนติบอดีต่อเชื้อไวรัสก่อโรคโควิด-19 ม.สงขลานครินทร์ HealthServ

ชุดตรวจนี้ใช้หลักการ immunochromatography (ICT) ใช้เวลาในการตรวจ 15-20 นาที ชุดตรวจมีความไวและความจำเพาะ มีความคงตัวสามารถเก็บรักษาได้ที่อุณหภูมิห้อง ใช้ตัวอย่างในการตรวจปริมาตรน้อย ประมาณ 15-20 ไมโครลิตร (2-3 หยด) ใช้ได้กับตัวอย่างเลือดที่เจาะจากปลายนิ้ว พลาสมาหรือซีรัม ลดความเสี่ยงในการติดเชื้อของบุคลากรจากผู้ป่วย และลดการนำเข้าชุดทดสอบ

จากต่างประเทศ

จุดเด่นของเทคโนโลยี (Innovation Statement)

จุดเด่นของชุดตรวจนี้ คือ เป็นการตรวจหาแอนติบอดีต่อตัวเชื้อไวรัสก่อโรค COVID-19 หรือเป็นการหาร่องรอยของการติดเชื้อ ไม่ใช่การหาตัวเชื้อโดยตรง จึงมีความเสี่ยงต่ำที่ผู้ป่วยจะแพร่เชื้อสู่ผู้เก็บตัวอย่างและผู้ตรวจ ชุดตรวจนี้ทำได้อย่างรวดเร็ว ขั้นตอนการทดสอบไม่ยุ่งยาก ไม่ต้องการเครื่องมือที่มีราคาแพงและซับซ้อนในการตรวจ อีกทั้งอ่านผลได้ไวภายใน 15-20 นาที จึงเหมาะสำหรับการตรวจวินิจฉัยเบื้องต้น โดยที่ผู้ป่วยไม่จำเป็นต้องเดินทางมาโรงพยาบาล

คุณสมบัติของต้นแบบผลิตภัณฑ์

ชุดตรวจแอนติบอดีของโรคติดเชื้อไวรัสก่อโรคโควิด-19 (SARS-CoV-2) ประกอบด้วย แผ่นสำหรับหยดตัวอย่าง แผ่นสำหรับหยดคอนจูเกต

แผ่นไนไตรเซลลูโลส แผ่นดูดซับของเหลว แผ่นพลาสติกฐาน และน้ำยาบัฟเฟอร์ โดยมีลักษณะเฉพาะ (ดังรูปที่ 2) คือ

เส้นทดสอบที่ 1 (M) เป็นบริเวณที่แสดงถึงความจำเพาะของแอนติบอดีต่อภูมิคุ้มกันชนิด IgM ของมนุษย์จากแพะ (goat anti-human IgM mu chain) ใช้สำหรับตรวจหาแอนติบอดีชนิด IgM ในตัวอย่าง
เส้นทดสอบที่ 2 (G) เป็นบริเวณที่แสดงถึงความจำเพาะของแอนติบอดีต่อภูมิคุ้มกันชนิด IgG ของมนุษย์จากแพะ (goat anti-human IgG Fc) ใช้สำหรับตรวจหาแอนติบอดีชนิด IgG ในตัวอย่าง
เส้นควบคุม (C) เป็นบริเวณที่แสดงถึงประสิทธิภาพของชุดตรวจว่าการทดสอบนี้ได้เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ โดยใช้แอนติบอดีต่อภูมิคุ้มกันชนิด IgGของกระต่ายจากแพะ (goat anti-rabbit IgG) ใช้สำหรับเป็นตัวควบคุมคุณภาพในชุดทดสอบ
แผ่นสำหรับหยดคอนจูเกต ประกอบด้วยโปรตีน SARS-CoV-2 Spike domain 1 (Purified S1 protein SARCoV-2) และแอนติบอดีชนิด IgGของกระต่าย ในอัตราส่วน 9 ต่อ 1 โดยที่โมเลกุลของโปรตีน และแอนติบอดีจะติดกับอนุภาคทองนาโน
น้ำยาบัฟเฟอร์ ประกอบด้วยสารละลายฟอสเฟตบัฟเฟอร์ซาลีน (Phosphate Buffer Saline, PBS) ที่มีทวีน-20 0.5%

การประยุกต์ใช้งาน

สิ่งส่งตรวจที่เหมาะกับการตรวจ ได้แก่ ตัวอย่างเลือด ไม่ว่าจะเป็นเลือดที่เจาะตรวจในห้องปฏิบัติการทั่วไปที่แยกเป็นพลาสมา ซีรัม หรือเลือดที่เจาะจากปลายนิ้วก็ได้ โดยหากผู้ป่วยติดเชื้ออยู่ ในตัวอย่างเลือดจะมีแอนติบอดีอยู่ ชุดตรวจที่พัฒนาขึ้นนี้ก็จะสามารถตรวจพบได้ การตรวจพบแอนติบอดีต่อตัวเชื้อ จะพบชนิด IgM ก่อนเป็นชนิดแรก หลังจากการติดเชื้อประมาณ 5-7 วัน และชนิด IgG จะตรวจพบได้ในภายหลัง โดยชุดทดสอบ PSU COVID-19 นี้ได้ทำการทดสอบเบื้องต้น พบความไว และความจำเพาะต่อแอนติบอดีชนิด IgM เท่ากับ 100% และ 98.9% ส่วนแอนติบอดีชนิด IgG พบความไวและความจำเพาะเป็น 87.5% และ 98.9%

กลุ่มลูกค้า/ผู้ใช้งานเทคโนโลยีเป้าหมาย

กลุ่มเป้าหมายของชุดทดสอบเพื่อตรวจคัดกรองการติดเชื้อไวรัส COVID-19 (SARS-CoV-2) ซึ่งเป็นนวัตกรรมเพื่อสังคมนั้น ไม่เพียงแค่มีประโยชน์ต่อกลุ่มคนไทยเท่านั้น แต่เป็นประโยชน์ต่อผู้คนทั่วโลก ดังนั้นกลุ่มเป้าหมายของผลงานชิ้นนี้ คือ ประชากร หน่วยงานต่างๆ และหน่วยงานทางการแพทย์ทั่วโลก โดยกลุ่มเป้าหมายในระยะแรก คือ หน่วยงานทางการแพทย์ของประเทศไทย ท่าอากาศยานและด่านตรวจคนเข้าเมือง โดยมีกลยุทธ์ในการเข้าถึงกลุ่มเป้าหมายดังนี้

ราคา เนื่องจากรูปแบบวิธีการตรวจที่นิยมใช้ในปัจจุบัน คือ การตรวจสารพันธุกรรมของไวรัสด้วยวิธี Real-time RT PCR ต้องใช้ห้องปฎิบัติการทางการแพทย์ บุคลากรต้องมีความเชี่ยวชาญ จึงมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงแล้วแต่โรงพยาบาล แต่ชุดทดสอบเพื่อตรวจคัดกรองการติดเชื้อไวรัส COVID-19 (SARS-CoV-2) มีราคาถูก ประชากรทั่วไปสามารถเข้าถึงได้ง่าย
ความสะดวก รวดเร็ว ในปัจจุบันวิธีการตรวจหาเชื้อไวรัสโควิด-19 แบบมาตรฐาน ใช้ระยะเวลาในการตรวจ 4-6 ชั่วโมง แต่ชุดทดสอบเพื่อตรวจคัดกรองการติดเชื้อไวรัส COVID-19 (SARS-CoV-2) ใช้ระยะเวลาในการตรวจและแปลผล 15 นาที การแปลผลอ่านค่าได้ง่าย ไม่จำเป็นต้องใช้ห้องปฎิบัติการทางการแพทย์
ประสิทธิภาพ จากผลการทดสอบความไวและความจำเพาะของชุดทดสอบเพื่อตรวจคัดกรองการติดเชื้อไวรัส COVID-19 (SARS-CoV-2)ในหลายโรงพยาบาล จำนวน 106 ราย ให้ผลการทดสอบแอนติบอดีชนิดไอจี-เอ็ม ต่อ ชาร์ส-โควี-ทู ให้ความไว 100% (10/10) และความจำเพาะ 98.9% (95/96) ให้ผลการทดสอบแอนติบอดีชนิด ไอจี-จี ต่อ ซาร์ส-โควี-ทู ให้ความไว 85.5% (7/8) และความจำเพาะ 98.9% (98.9%) และผลทดสอบความแม่นยำ มีค่า 100%

กลุ่มนักลงทุนเป้าหมาย

ผู้ผลิตและจำหน่ายอุปกรณ์ทางการแพทย์

สถานภาพทรัพย์สินทางปัญญา

สิทธิบัตร/อนุสิทธิบัตร เรื่อง ชุดตรวจแอนติบอดีของโรคติดเชื้อไวรัสก่อโรคโควิด-19 (SARS-CoV-2) และกรรมวิธีการผลิตชุดตรวจดังกล่าว เลขที่คำขอ 2003000824 วันที่ยื่นคำขอ 17 เมษายน 2563

สถานะการพัฒนาผลิตภัณฑ์

เสร็จสมบูรณ์

อย่างไรก็ตาม คณะผู้วิจัยสามารถที่จะพัฒนานวัตกรรมชิ้นนี้เพื่อให้ตรวจได้สะดวก รวดเร็วขึ้นต่อไป และกลายเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ได้อีกในอนาคต

ภาพรวมตลาด

นวัตกรรมชิ้นนี้ได้ผลิตภัณฑ์ชุดตรวจต้นแบบ อยู่ในระหว่างดำเนินการแก่ อย. ยังไม่ได้จัดจำหน่าย

การระบาดของไวรัสก่อโรค COVID-19 ในปัจจุบันแพร่กระจายไปทั่วโลกและเป็นไปอย่างรวดเร็ว ผู้ติดเชื้อส่วนใหญ่มีอาการพียงเล็กน้อย และสามารถแพร่กระจายเชื้อไปยังผู้ที่อยู่ในกลุ่มเสี่ยงที่จะก่อโรครุนแรงต่อไปได้ ในหลายๆ ประเทศมีผู้ติดเชื้อเพิ่มขึ้นวันละหลายสิบหลายร้อยราย ซึ่งบางประเทศการแพร่กระจายของเชื้อ เกิดจากผู้ติดเชื้อเพียงหนึ่งคนแล้วกระจายสู่ผู้อื่นอีกเป็น 10 คน ผ่านไป 6 เดือนหลังการเริ่มระบาดในจีน จำนวนผู้ติดเชื้อไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ หรือโควิด-19 ทั่วโลกมีมากกว่า 8.4 ล้านราย และยอดผู้เสียชีวิตกว่า 4.5 แสนราย การระบาดของไวรัสโคโรนากำลังแพร่กระจายเป็นวงกว้าง โดยเฉพาะในแถบยุโรป โดยสหรัฐอเมริกายังคงเป็นประเทศที่มียอดผู้ป่วยยืนยันสะสมมากที่สุด ตามมาด้วยบราซิล รัสเซีย อินเดีย อังกฤษ และสเปน แม้หลายๆ ประเทศกำลังดำเนินมาตรการผ่อนปรน เพื่อให้วิถีชีวิตกลับมาใกล้เคียงกับภาวะปกติ พร้อมกับเริ่มกิจกรรมทางด้านเศรษฐกิจมากขึ้น

องค์การอนามัยโลก (WHO) ประกาศให้การแพร่ระบาดของเชื้อไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่เป็น "การระบาดใหญ่" หรือการที่โรคติดเชื้อแพร่ระบาดจากคนสู่คนได้ง่าย โดยเกิดขึ้นพร้อมกันในหลายพื้นที่ทั่วโลก หลังจากเชื้อลุกลามไปใน 118 ประเทศทั่วโลก ยอดผู้ป่วยโควิด-19 จะยังคงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง แม้ในบางประเทศจะลดอัตราเร็วลง และในบางประเทศกลับมาระบาดเป็นระลอกที่ 2 เมื่อมีการผ่อนคลายมาตราการต่างๆ ในประเทศนั้นๆ ในภาพรวมนั้นยังไม่ก้าวผ่านจุดสูงสุดของการแพร่ระบาด และแม้หลายๆ ประเทศพยายามจะพัฒนาวัคซีนที่จะช่วยให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันหากได้รับเชื้อไวรัส ซึ่งต้องใช้เวลาไม่ต่ำกว่า 1 ปี ในการวิจัย พัฒนา และทดสอบ หากการทดลองดำเนินการไปอย่างราบรื่น ซึ่งก็นับว่าเป็นระยะเวลาที่ยาวนาน เมื่อเทียบกับผลกระทบทางด้านสังคมจากมาตรการอันเข้มงวดที่กำลังบังคับใช้กันอยู่ขณะนี้ ชุดทดสอบเพื่อตรวจคัดกรองการติดเชื้อไวรัส COVID-19 (SARS-CoV-2) จึงมีความยั่งยืนของผลงานที่จะสามารถใช้ช่วยเหลือสังคมในการตรวจคัดกรองผู้ป่วยได้อย่างรวดเร็ว ทั่วถึง อย่างไรก็ตาม จะพัฒนานวัตกรรมชิ้นนี้เพื่อให้ตรวจได้สะดวก รวดเร็วขึ้นต่อไป

ผลประโยชน์ (Impact)

เชิงวิชาการ/วิทยาศาสตร์: พัฒนาเทคโนโลยีที่ทันสมัยทางด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์

เชิงเศรษฐกิจ/พาณิชย์: สามารถต่อยอดเชิงพาณิชย์ในด้านผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ ประเภทชุดตรวจโรค

เชิงสังคม/สิ่งแวดล้อม: ช่วยแก้ปัญหาการระบาดที่รุนแรงของโรคติดเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 ในปัจจุบัน

การใช้งาน
ชุดตรวจแอนติบอดีของโรคติดเชื้อไวรัสก่อโรคโควิด-19 (SARS-CoV-2) และกรรมวิธีการผลิตชุดตรวจดังกล่าว ประกอบด้วย แผ่นสำหรับหยดตัวอย่างแผ่นสำหรับหยดคอนจูเกต แผ่นไนโตรเซลลูโลส แผ่นดูดซับของเหลว แผ่นพลาสติกฐาน (Backing card) และน้ำยาบัฟเฟอร์ โดยมีขั้นตอนดังนี้

การเชื่อมโปรตีน SARS-CoV-2 Spike domain 1 (Purified S1 protein SARCoV-2) กับอนุภาคทองนาโน ในขั้นตอนนี้จะได้สารละลายอนุภาคทองนาโนความเข้มข้น 25 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ที่เชื่อมติดกับโปรตีน SARS-CoV-2 Spike domain (AuNP conjugated with 25 µg/mL SARS-CoV-2 Spike domain 1)
การเชื่อมแอนติบอดีชนิด IgG ของกระต่ายกับอนุภาคทองนาโน ในขั้นตอนนี้จะได้สารละลายอนุภาคทองนาโนที่เชื่อมติดกับแอนติบอดีชนิด IgGของกระต่าย (AuNP conjugated with 50 µg/mL purified rabbit IgG)
การเคลือบสารละลายอนุภาคทองนาโนที่เชื่อมติดกับโปรตีน SARS-CoV-2 Spike domain (AuNP conjugated with 25 µg/mL SARS-CoV-2 Spike domain 1) และ สารละลายอนุภาคทองนาโนที่เชื่อมติดกับแอนติบอดีชนิด IgG ของกระต่าย (AuNP conjugated with 50 µg/mL Purified rabbit IgG) บนแผ่นสำหรับหยดคอนจูเกต ในขั้นตอนนี้จะได้แผ่นสำหรับหยดคอนจูเกต
การเคลือบแอนติบอดีบนแผ่นเมมเบรนไนโตรเซลลูโลส ในขั้นตอนนี้จะได้แผ่นไนโตรเซลลูโลสที่มีเส้นทดสอบเส้นที่ 1 (M), 2 (G) และเส้นควบคุม (C)
การขึ้นรูปชุดตรวจสอบ ในขั้นตอนนี้จะได้ชุดตรวจแอนติบอดีของโรคติดเชื้อไวรัสก่อโรคโควิด-19 (SARS-CoV-2)