ประเมินศักยภาพของ Digital PCR ในการตรวจจับการกลายพันธุ์ระดับต่ำอย่างแม่นยำ

  การวิเคราะห์กรดนิวคลีอิก (DNA/RNA) ที่มีปริมาณต่ำมีความสำคัญอย่างยิ่งในงานวิจัยด้านชีววิทยาระดับโมเลกุล งานวินิจฉัยทางการแพทย์ ตลอดจนการควบคุมคุณภาพในกระบวนการอุตสาหกรรม เทคโนโลยี Real-time PCR (qPCR) ถือเป็นเครื่องมือพื้นฐานที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการทางชีววิทยาระดับโมเลกุล โดยสามารถตรวจสอบและวัดปริมาณกรดนิวคลีอิกได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ทั้งยังเป็นวิธีมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณในหลากหลายสาขา

    แม้ว่าการตรวจแบบ Real-time PCR (qPCR) จะเป็นเทคนิคที่ใช้มานานและมีประสิทธิภาพในการตรวจการกลายพันธุ์ แต่บางกรณีที่ต้องวัดปริมาณการกลายพันธุ์ในระดับที่ต่ำมาก qPCR อาจไม่สามารถให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำเท่าที่ต้องการได้ ดังนั้นเทคโนโลยี Digital PCR (dPCR) จึงถูกนำมาใช้เป็นทางเลือกที่ตอบโจทย์ในการตรวจหาการกลายพันธุ์ที่พบได้ในสัดส่วนที่ต่ำมากๆ พร้อมทั้งให้ความแม่นยำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

   ปัจจุบันบริษัท กิบไทย จำกัด เป็นตัวแทนจำหน่ายเครื่อง QuantStudio Absolute Q Digital PCR ภายใต้แบรนด์ Applied Biosystems ซึ่งออกแบบมาสำหรับงานตรวจวิเคราะห์ปริมาณต่ำโดยเฉพาะ จุดเด่นสำคัญของ dPCR คือกระบวนการ แบ่งปฏิกิริยา (Partitioning) ที่แยกสารละลาย PCR ออกเป็นนับพันหรือนับล้านส่วนย่อย (Microchamber) ดังภาพที่ 1 ทำให้ลดผลกระทบจากสารยับยั้ง แม้ในตัวอย่างที่มีองค์ประกอบซับซ้อนหรือมีสารรบกวนในระดับสูง

ภาพที่ 1 Microchamber ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ใช้สำหรับการแบ่งปฏิกิริยา (Partitioning) ในระบบ Digital PCR

  สำหรับการตรวจสารพันธุกรรมในตัวอย่างที่มีความเข้มข้นต่ำ เช่น การตรวจคัดกรองการกลายพันธุ์ของยีน ที่มีบทบาทสำคัญในการเลือกแนวทางการรักษาผู้ป่วยมะเร็งในปัจจุบัน เนื่องจากการกลายพันธุ์ในบางตำแหน่งสามารถบ่งบอกถึงความไวหรือการดื้อต่อยาบางชนิด ตัวอย่างเช่น การกลายพันธุ์ในยีน KRAS ได้แก่ p.G12D, p.G12V และ p.G13D มักทำให้ผู้ป่วยตอบสนองต่อยากลุ่ม tyrosine kinase inhibitors (TKIs) ได้ไม่ดี ในทางตรงกันข้าม การกลายพันธุ์ของยีน PIK3CA เช่น p.H1047R ทำให้การทำงานของโปรตีน PI3K/AKT/mTOR ทำงานมากผิดปกติ มะเร็งชนิดนี้จะตอบสนองต่อยาได้ดีเพื่อไม่ให้โปรตีน PI3K/AKT/mTOR ผลิตออกมามากจนเกินไป

  หนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญและกำลังได้รับความนิยมอย่างมากคือ Liquid biopsy ซึ่งเป็นการตรวจหาสารพันธุกรรมของมะเร็งจากเลือด โดยอาศัยการวิเคราะห์ Cell-free DNA (cfDNA) และ Circulating tumor DNA (ctDNA) วิธีนี้มีข้อดีคือไม่ต้องผ่าตัดและสามารถใช้ติดตามโรคหรือประเมินผลการรักษาได้อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม การตรวจ ctDNA ถือเป็นความท้าทาย เนื่องจากปริมาณดีเอ็นเอของมะเร็งในกระแสเลือดมีเพียงสัดส่วนเล็กน้อยเมื่อเทียบกับดีเอ็นเอปกติ การตรวจวิเคราะห์จึงต้องใช้วิธีที่มีความไวและความแม่นยำสูง จึงได้มีการการใช้เครื่อง Applied Biosystems™ QuantStudio™ Absolute Q™ Digital PCR System ร่วมกับชุดตรวจ Absolute Q™ Liquid Biopsy dPCR Assays เพื่อทำการตรวจหาการกลายพันธุ์สำคัญจำนวน 30 ตำแหน่งในยีน KRAS, EGFR และ PIK3CA ซึ่งเป็นยีนที่เกี่ยวข้องกับโรคมะเร็งหลายชนิด โดยผลการศึกษาพบว่า ระบบ Absolute Q™ สามารถตรวจพบ Mutation Allele Frequency (MAF) ต่ำถึง 0.1% ได้อย่างแม่นยำ

  จากศึกษาแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยี dPCR โดยเฉพาะระบบ Absolute Q™ เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการตรวจการกลายพันธุ์ระดับต่ำในตัวอย่าง Liquid biopsy ซึ่งช่วยสนับสนุนการวินิจฉัย การติดตามโรค และการเลือกวิธีการรักษาให้มีความเหมาะสมและแม่นยำยิ่งขึ้น ถือเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพสูงในงานด้านมะเร็งวิทยาในยุคปัจจุบันและอนาคต

ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติม: https://www.thermofisher.com/us/en/home/life-science/antibodies.html https://documents.thermofisher.com/TFS-Assets/GSD/Technical-Notes/quantstudio-absolute-q-dPCR-liquid-biopsy-technote-global.pdf
หรือติดต่อแผนก Technical Support e-mail: TAS@3nholding.com
หรือฝ่ายงาน Life Science Product โทร 02-274-8331

บทความโดย: พรจิรา สมนาค
ตำแหน่ง: Technical Application Specialist