การหาลำดับเอ็กโซมช่วยปรับปรุงการวินิจฉัยโรคหายากในไต้หวัน

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีการหาลำดับเบสยุคใหม่ (NGS) นักพันธุศาสตร์ทางคลินิกและนักวิจัยทั่วโลกกำลังสำรวจบทบาทของการหาลำดับเอ็กโซมทั้งหมดสำหรับการวินิจฉัยโรคหายาก ในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก ไต้หวันกำลังก้าวขึ้นเป็นผู้นำในการใช้การหาลำดับเอ็กโซมสำหรับทั้งการวิจัยและการใช้งานทางคลินิก

เมื่อเทียบกับการทดสอบยีนเดี่ยวหรือแบบพาเนล การหาลำดับเอ็กโซมทั้งหมด (WES) มีแนวโน้มที่จะปรับปรุงความเร็วและความแม่นยำของการวินิจฉัยโรคทางพันธุกรรมหายากได้อย่างมาก ด้วยการตรวจสอบเอ็กโซมทั้งหมดซึ่งเป็นส่วนของจีโนมที่เข้ารหัสสำหรับโปรตีน WES เพิ่มโอกาสที่จะได้รับการวินิจฉัยอย่างรวดเร็วและเด็ดขาด

สำหรับโรคทางพันธุกรรมหายาก ประโยชน์ของการวินิจฉัยที่รวดเร็วและแม่นยำก็ชัดเจนขึ้นเรื่อยๆ สำหรับผู้ป่วยและผู้ดูแล การวินิจฉัยที่รวดเร็วช่วยลดค่าใช้จ่ายและความท้าทายทางอารมณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเดินทางเพื่อการวินิจฉัยที่ยาวนาน และยังเปิดโอกาสสำหรับการรักษาตั้งแต่เนิ่นๆ ที่สามารถช่วยชีวิตหรือปรับปรุงคุณภาพชีวิตได้ สำหรับระบบดูแลสุขภาพ มีหลักฐานที่เพิ่มขึ้นชี้ให้เห็นว่าการวินิจฉัยที่รวดเร็วผ่านการจัดลำดับสามารถลดค่าใช้จ่ายด้านการดูแลสุขภาพโดยรวมได้เช่นกัน [1]

เพื่อสำรวจว่า WES นำไปใช้อย่างไรในไต้หวัน ซึ่งเป็นประเทศที่มีความเป็นเลิศในหลายด้านของการวิจัยพันธุศาสตร์ทางคลินิกและการดูแลโรคหายาก Lab Insights ได้พูดคุยกับนักพันธุศาสตร์ชั้นนำหลายคนของไต้หวันเมื่อเร็วๆ นี้ พวกเขาทั้งหมดแสดงความต้องการอย่างแรงกล้าสำหรับ WES เหนือกว่าการทดสอบแบบพาเนล แต่ชี้ให้เห็นถึงอุปสรรคต่างๆ ที่ยังคงจำกัดการเข้าถึงสำหรับผู้ป่วยบางราย

การหาลำดับเอ็กโซมปกติและรวดเร็วที่ NTUH

หนึ่งในสถาบันที่กำลังเพิ่มการใช้ WES คือ National Taiwan University Hospital (NTUH) ซึ่งเป็นโรงพยาบาลรัฐชั้นนำในไทเปที่มีประสบการณ์อย่างลึกซึ้งในด้านเวชศาสตร์จีโนมเด็ก สิ่งอำนวยความสะดวกของโรงพยาบาลรวมถึงห้องปฏิบัติการ NGS ที่ทำการวิจัยและสนับสนุนการวินิจฉัยโรคหายาก (นอกจากนี้ยังเป็นที่ตั้งของศูนย์คัดกรองทารกแรกเกิดหลักแห่งหนึ่งในสามแห่งของไต้หวันด้วย) มีการทดสอบ WES ประมาณสามพันครั้งที่ดำเนินการไปแล้วที่โรงพยาบาล

แม้ว่าจะได้พัฒนาพาเนลโรคทางพันธุกรรมของตนเองหลายรายการในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แต่ NTUH กำลังทยอยยกเลิกการใช้บางส่วนเพื่อสนับสนุน WES ตามที่ Dr Ni-Chung Lee ศาสตราจารย์ทางคลินิกในภาควิชากุมารเวชศาสตร์ ผู้ซึ่งเป็นผู้นำโครงการ NGS ต่างๆ ร่วมกับ Dr Wuh Liang Hwu, Dr Yin-Hsiu Chien และนักวิจัยชั้นนำอื่นๆ ของ NTUH ในสาขานี้กล่าว

Lee กล่าวว่า “ในห้องปฏิบัติการ เรามักจะเลือกทำการหาลำดับเอ็กโซม เพราะเราไม่แน่ใจเสมอไปว่ารายการยีนที่อยู่เบื้องหลังคำสั่งพาเนลนั้นครอบคลุมเพียงพอที่จะแก้ปัญหาผู้ป่วยรายนี้ได้” “เราหวังว่าจะพบคำตอบในการทดสอบเพียงครั้งเดียว แต่การตัดสินใจว่าจะสั่งการทดสอบใดนั้นมักจะขึ้นอยู่กับแพทย์ผู้ดูแลโดยปรึกษาหารือกับผู้ป่วย”

นอกเหนือจากการทดสอบ WES ปกติแล้ว Dr Lee และเพื่อนร่วมงานยังได้พัฒนาการทดสอบเอ็กโซมอย่างรวดเร็วสำหรับเด็กที่ต้องการการวินิจฉัยอย่างเร่งด่วน เช่น ผู้ที่ต้องเข้ารับการรักษาในหออภิบาลทารกแรกเกิดหรือหออภิบาลผู้ป่วยหนักเด็กด้วยสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัด การทดสอบนี้มีระยะเวลาดำเนินการประมาณหนึ่งสัปดาห์ (กรณีปกติและไม่เร่งด่วนบางครั้งใช้เวลาใกล้เคียง 2-3 เดือนเพื่อให้แน่ใจว่ามีเวลาเพียงพอสำหรับการแปลผล)

ตั้งแต่ปี 2559 ทีมพันธุศาสตร์ของ NTUH ยังได้พัฒนาเครื่องมือจัดลำดับความสำคัญของตัวแปรที่ใช้ AI เพื่อช่วยในการวินิจฉัยโรคหายากจาก WES/WGS เครื่องมือนี้ได้รับรางวัลสำคัญหลายรางวัลในไต้หวัน [2]

การจัดการต้นทุนและการปรับปรุงการวิเคราะห์ที่ VGH

ที่ Taipei Veterans General Hospital (VGH) ซึ่งเป็นโรงพยาบาลรัฐชั้นนำอีกแห่งในไทเปที่มีชื่อเสียงอย่างสูงด้านเวชศาสตร์จีโนมเด็ก ความมุ่งมั่นที่คล้ายคลึงกันในการวิจัยและนวัตกรรมกำลังผลักดันให้มีการใช้การหาลำดับเอ็กโซมมากขึ้น

“เราเคยใช้ชุดการตรวจแบบกำหนดเป้าหมาย แต่ตอนนี้เรากำลังยกเลิกแนวทางนี้โดยสิ้นเชิงสำหรับการจัดลำดับเอ็กโซมทั้งหมดหรือจีโนมทั้งหมด” Dr Dau-Ming Niu ผู้อำนวยการภาควิชากุมารเวชศาสตร์ของ Genetic Counseling Center และ Rare Disease Medical Research Center ที่ VGH กล่าว “ต้นทุนยังคงเป็นปัจจัยสำหรับผู้ป่วยบางราย แต่เราทำทุกอย่างที่ทำได้เพื่อลดภาระและทำให้การทดสอบเหล่านี้เข้าถึงได้”

ในฐานะหนึ่งในนักวิจัยและแพทย์ชั้นนำของประเทศ Dr Niu กล่าวว่าเขาได้ทำการหาลำดับเอ็กโซมทั้งหมดหรือจีโนมมากกว่าหนึ่งพันครั้ง ซึ่งเป็นกระบวนการที่รวมทุกอย่างตั้งแต่การสั่งการทดสอบไปจนถึงการส่งมอบผลลัพธ์และการให้คำปรึกษาทางพันธุกรรมที่จำเป็น เขากล่าวว่าการอธิบายผลลัพธ์นั้นค่อนข้างง่ายเมื่อการวินิจฉัยชัดเจน แต่ยากกว่ามากในกรณีของสาเหตุที่ไม่แน่นอน

เพื่อปรับปรุงกระบวนการแปลผลข้อมูล VGH กำลังทำงานร่วมกับบริษัท AI ภายนอกเพื่อพัฒนาแพลตฟอร์มชีวสารสนเทศขั้นสูง วิสัยทัศน์ของพวกเขาคือการสร้าง “ตัวช่วยด้านเวชศาสตร์แม่นยำ” ที่ครอบคลุม ซึ่งไม่เพียงแต่สนับสนุนการวินิจฉัยโรคทางพันธุกรรมที่ซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฟังก์ชันอื่นๆ เช่น เภสัชพันธุศาสตร์และการคัดกรองพาหะด้วย

เอ็กโซมสำหรับการวิจัยโรคลมชักที่ CGMH

โรงพยาบาลและคลินิกภาคเอกชนหลายแห่งในไต้หวันก็เข้าร่วมในการวิจัยการจัดลำดับเอ็กโซมด้วยเช่นกัน ตัวอย่างหนึ่งคือระบบโรงพยาบาล Chang Gung Memorial Hospital (CGMH) ซึ่งเป็นเครือข่ายโรงพยาบาลขนาดใหญ่ที่มีสาขาทั่วประเทศ โดยมีโครงการต่อเนื่องร่วมกับสถาบันวิจัยสุขภาพแห่งชาติเพื่อหาลำดับเอ็กโซมจากผู้ป่วยชาวไต้หวันสองพันรายที่เป็นโรคหายาก

โรงพยาบาล Kaohsiung Chang Gung Memorial Hospital ซึ่งเป็นศูนย์การแพทย์ในระบบ CGMH ที่ตั้งอยู่ในเมืองทางใต้ของเกาสง ยังทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการสรรหาสำหรับความร่วมมือ Epi25 ซึ่งเป็นโครงการวิจัยระหว่างประเทศที่มุ่งเน้นไปที่โรคลมชัก เอ็กโซมอีกสองพันรายการได้ถูกรวบรวมผ่านการศึกษานี้และโครงการวิจัยอื่น ๆ แล้ว ตามที่ Dr Meng-Han Tsai ศาสตราจารย์และผู้อำนวยการภาควิชาการวิจัยทางการแพทย์และห้องปฏิบัติการหลักจีโนมิกส์และโปรตีโอมิกส์ที่โรงพยาบาลกล่าว

“เราเคยใช้ชุดการตรวจสอบยีน ซึ่งมีราคาถูกกว่า แต่ในที่สุดเราก็ตระหนักว่าการหาลำดับเอ็กโซมทั้งหมดหรือจีโนมทั้งหมดดีกว่ามาก” เขาแสดงความคิดเห็น “ยีนมากกว่า 400 ยีนสามารถทำให้เกิดโรคลมชักได้ และไม่ใช่โรคลมชักทั้งหมดที่มีพื้นฐานทางพันธุกรรม ดังนั้นเราจึงต้องการข้อมูลจำนวนมากเพื่อทำความเข้าใจสาเหตุที่แท้จริง”

Dr Tsai ผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงด้านพันธุศาสตร์ของโรคลมชักมักใช้เงินทุนวิจัยของเขาเพื่อครอบคลุมค่าใช้จ่ายในการหาลำดับเอ็กโซมสำหรับผู้ป่วยของเขา เนื่องจากต้นทุนยังคงเป็นอุปสรรคสำหรับหลายคนในตลาดที่ต้องจ่ายเอง เขายังตั้งข้อสังเกตอีกว่าแพทย์ทางคลินิกจำนวนมากไม่ได้รับการฝึกอบรมอย่างเพียงพอในการแปลผลข้อมูลทางพันธุกรรม และเป็นเรื่องยากที่จะหาผู้เชี่ยวชาญด้านชีวสารสนเทศที่ดีที่สนับสนุนกระบวนการวิเคราะห์ แต่เชื่อว่าสถานการณ์กำลังดีขึ้น

อนาคตของการหาลำดับเอ็กโซมในไต้หวัน

ด้วยชุมชนของนักพันธุศาสตร์ทางคลินิกที่ทุ่มเทอย่างแข็งขันในการวิจัยและการดูแลทางคลินิก ไต้หวันมีประวัติความเป็นเลิศและนวัตกรรมยาวนานในการวินิจฉัยโรคหายาก [3] เนื่องจากปริมาณการสั่งซื้อบริการหาลำดับเอ็กโซมเพิ่มขึ้นทุกปี ประเทศนี้จึงมีแนวโน้มที่จะขับเคลื่อนความก้าวหน้าในด้านเวชศาสตร์จีโนมต่อไป ซึ่งจะมีผลกระทบทั้งในระดับภูมิภาคและระดับโลก

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความคืบหน้าและศักยภาพทั้งหมด การเบิกจ่ายคืนจากภาครัฐสำหรับการทดสอบ WES ยังคงจำกัดในไต้หวัน ในขณะที่โรงพยาบาลท้องถิ่นหลายแห่งเสนอราคาที่แข่งขันได้และนักวิจัยพยายามหาเงินทุนวิจัยสำหรับบริการจัดลำดับ ต้นทุนยังคงเป็นอุปสรรคสำคัญสำหรับผู้ป่วยบางราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มาจากครัวเรือนที่มีทรัพยากรน้อย

ซึ่งแตกต่างจากประเทศอื่นๆ ในเอเชียและทั่วโลก ไต้หวันยังไม่ได้เปิดตัวการศึกษาการวิจัยที่สำคัญใด ๆ เพื่อสำรวจบทบาทของการหาลำดับเอ็กโซมทั้งหมดหรือจีโนมทั้งหมดสำหรับการคัดกรองทารกแรกเกิด นักวิจัยบางคนกำลังทำงานอย่างแข็งขันกับผู้กำหนดนโยบายด้านสุขภาพเพื่อสำรวจโอกาสสำหรับโครงการในท้องถิ่น แต่ความกังวลเกี่ยวกับความคุ้มทุนและจริยธรรมทางชีวภาพของแนวทางนี้สร้างอุปสรรค

ข่าวดีคือไต้หวันมีระบบการดูแลสุขภาพที่แข็งแกร่งและมีตลาดที่ต้องจ่ายเองที่มีศักยภาพสำหรับเทคโนโลยีการดูแลสุขภาพ นอกจากนี้ ยังมีแหล่งเงินทุนทางเลือกสำหรับการวินิจฉัยโรคหายาก เช่น ผ่านองค์กรพัฒนาเอกชนอย่าง Taiwan Foundation for Rare Disorders แม้ว่าผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่เห็นพ้องต้องกันว่าไม่เพียงพอต่อความต้องการทางคลินิก

โดยรวมแล้ว เมื่อเทียบกับประเทศอื่นๆ ในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก ไต้หวันกำลังทำได้อย่างยอดเยี่ยมในการทำให้แน่ใจว่าประชาชนของตนสามารถเข้าถึงการวินิจฉัยโรคหายากที่มีคุณภาพสูงได้ ในขณะที่การเข้าถึง WES ในปัจจุบันยังไม่สมบูรณ์แบบ ก็สามารถคาดหวังความคืบหน้าเพิ่มเติมได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

บทความนี้เขียนโดย Will Greene ผู้นำการมีส่วนร่วมด้านการดูแลสุขภาพที่ Roche Diagnostics Asia Pacific และผู้นำร่วมในโครงการ Strongbow ซึ่งเป็นความคิดริเริ่มที่จะผลักดันแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการคัดกรองทารกแรกเกิดและการวินิจฉัยโรคหายากผ่านเนื้อหาด้านการศึกษาและการสร้างชุมชน เยี่ยมชมหน้า การตรวจคัดกรองเด็กแรกเกิด ของเราเพื่อดูบทความและวิดีโอเพิ่มเติมในหัวข้อนี้ 

การวิจัยและการเขียนบทความได้รับการสนับสนุนโดย Patrick Danoy ผู้จัดการฝ่ายธุรกิจประจำภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก (การเตรียมตัวอย่างการหาลำดับ) ที่ Roche Diagnostics Asia Pacific, Alvin Hsiang นักวิเคราะห์ค่าการวินิจฉัยที่ Roche Diagnostics Taiwan และ Sasa Sha หัวหน้าฝ่ายวิเคราะห์ค่าที่ Roche Diagnostics Taiwan 

ข้อมูลอ้างอิง:

[1] Dimmock, D. et al. (2021) ‘Project Baby Bear: Rapid Precision Care incorporating rwgs in 5 California Children’s hospitals demonstrates improved clinical outcomes and reduced costs of care’, The American Journal of Human Genetics, 108(7), pp. 1231–1238. doi:10.1016/j.ajhg.2021.05.008.

[2] AI_Variant Prioritizer – a smart variant prioritization system. National Taiwan University Hospital. ดูได้ที่: https://www.ntuh.gov.tw/SH/News.action?q_type=A01&q_itemCode=13057&agroup=a

[3] Chien, Y.-H. and Hwu, W.-L. (2023) ‘The modern face of newborn screening’, Pediatrics & Neonatology, 64. doi:10.1016/j.pedneo.2022.11.001.