การพัฒนาวิธีการตรวจวัดไกลเคทโปรตีนเพื่อติดตามโรคเบาหวานด้วยเทคนิคอิมพีแดนซ์สเปกโทรสโกปีเชิงไฟฟ้าเคมี

ในปี ค.ศ. 2017 สหพันธ์โรคเบาหวานนานาชาติ (International Diabetes Federation, IDF) ประมาณการว่าประชากร 425 ล้านคนทั่วโลกที่มีช่วงอายุระหว่าง 20 ถึง 79 ปี เป็นโรคเบาหวาน (diabetes) ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนสูงถึง 1 ต่อ 11 ของประชากรทั้งหมด และถูกคาดการณ์ว่าจะเพิ่มสูงขึ้นเป็น 629 ล้านคน ภายในปี ค.ศ. 2045  โดยในจำนวนทั้งหมดนี้กว่า 90% ป่วยเป็นโรคเบาหวานชนิดที่ 2 (type 2 diabetes) และมีแนวโน้มสูงขึ้นทุกปี นอกจากนี้โรคเบาหวานยังเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตของประชากรประมาณ 4 ล้านคน ส่งผลต่อค่าใช้จ่ายทางด้านการแพทย์เพื่อรักษาและป้องกันผู้ป่วยเบาหวานสูงถึง 727 ล้านเหรียญสหรัฐ สำหรับประเทศไทย จากการรายงานทางสถิติพบว่าประชากรประมาณ 4.2 ล้านคน คิดเป็นประมาณ 7% เป็นโรคเบาหวาน และพบว่าอัตราการเสียชีวิตอย่างคร่าว ๆ ด้วยโรคเบาหวานต่อประชากรหนึ่งแสนคนมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นจากร้อยละ 12 ในปี พ.ศ. 2555 เป็นร้อยละ 22 ในปี พ.ศ. 2560 อีกทั้งยังมีรายงานโรคอื่น ๆ ที่เสี่ยงต่อการนำมาสู่โรคเบาหวาน นอกจากนี้เบาหวานได้ถูกจัดให้อยู่ในกลุ่มโรคไม่ติดต่อ (อันได้แก่ โรคหัวใจและหลอดเลือด โรคเบาหวาน โรคมะเร็ง และโรคปอดเรื้อรัง) ที่องค์การอนามัยโลกให้ความสำคัญในการป้องกัน และควบคุมอย่างเร่งด่วนด้วย โดยในประเทศไทยการป้องกันโรคเบาหวานได้ถูกบรรจุในแผนยุทธศาสตร์สุขภาพดีวิถีชีวิตไทย พ.ศ. 2554-2563 เรียบร้อยแล้ว

จากรายงานการดำเนินงานด้านโรคไม่ติดต่อ (โรคเบาหวานและโรคความดันโลหิตสูง ประจำปีงบประมาณ พ.ศ.2565) ได้ระบุข้อเสนอแนะไว้ว่า ควรมีการสนับสนุนการตรวจ HbA1c ให้ครอบคลุมทั้ง กลุ่มสงสัยป่วย กลุ่มเสี่ยงและกลุ่มผู้ป่วยเก่าที่ยังไม่ได้รับการตรวจ HbA1c เพื่อป้องกันและคัดกรองการเกิดภาวะแทรกซ้อนในผู้ป่วยเบาหวาน ดังนั้นไม่ว่าจะเป็นการควบคุมและป้องกันโรคสำหรับผู้ป่วยเบาหวานและการวินิจฉัยโรคเพื่อคัดกรองกลุ่มเสี่ยงและกลุ่มสงสัยป่วยจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการตรวจทั้งปริมาณ fasting plasma glucose และ HbA1c ที่รวดเร็วและครอบคลุม โดยในคนปกติทั่วไป ค่า FBS และ OGTT ไม่ควรเกิน 100 มิลลิกรัมต่อเดซิลิตร (100 mg/dL) และ 140 mg/dL ตามลำดับ ถึงแม้ว่าการตรวจค่า FBS และ OGTT จะมีความแม่นยำ รวดเร็ว และน่าเชื่อถือได้ ทว่าเป็นเพียงการตรวจปริมาณน้ำตาลในกระแสเลือดในขณะใดขณะหนึ่งเพื่อกำหนดปริมาณการให้ยาสำหรับการรักษาเท่านั้น ซึ่งอาจยังไม่เพียงพอต่อการวางแผนการรักษาและติดตามความรุนแรงของโรคในระยะยาวได้ ดังนั้นในปัจจุบันจึงพบว่าการตรวจปริมาณน้ำตาลสะสม หรือ HbA1c จึงเป็นทางเลือกสำคัญอีกทางหนึ่งที่ใช้บ่งบอกพฤติกรรมการรับประทานอาหาร รวมถึงความสามารถในการใช้น้ำตาลของร่างกายในช่วงระยะเวลา 2-3 เดือน ซึ่งเป็นอายุขัยเฉลี่ยของเม็ดเลือดแดง (บุคคลทั่วไปค่า HbA1c ไม่ควรเกิน 6.0% ของปริมาณฮีโมโกลบินในเลือด) นอกจากนี้ ข้อมูลทางสถิติจากผู้ป่วยเบาหวานยังบ่งชี้ว่าปริมาณ HbA1c มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญต่อความรุนแรงและความเสี่ยงในการเกิดโรคเบาหวาน ด้วยเหตุนี้ สหพันธ์โรคเบาหวานนานาชาติจึงเห็นควรให้การตรวจวัดปริมาณ HbA1c เป็นมาตรฐานหนึ่งร่วมกับการวัดปริมาณน้ำตาลในเลือด แต่อย่างไรก็ตามการตรวจวัดปริมาณ HbA1c เพียงอย่างเดียวในการบ่งบอกปริมาณน้ำตาลสะสมอาจมีความคลาดเคลื่อน โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีความผิดปกติของฮีโมโกลบิน ซึ่งกระทบต่ออายุขัยปกติและปริมาณของเม็ดเลือดแดง เช่น โรคโลหิตจาง โรคเม็ดเลือดแดงผิดรูป การขาดธาตุเหล็ก การฟอกเลือด เป็นต้น จากข้อจำกัดดังกล่าว จึงได้มีการค้นหาแนวทางการใช้ตัวชี้วัดเสริมอื่น ๆ ที่สามารถบ่งบอกปริมาณน้ำตาลสะสมในเลือด เช่น glycated albumin (GA) ซึ่งเป็นโปรตีนชนิดอัลบูมินที่ผ่านกระบวนการเติมน้ำตาล เนื่องจากครึ่งชีวิตของโปรตีนอัลบูมินอยู่ที่ประมาณ 15 วัน ดังนั้น GA จึงสามารถบ่งบอกปริมาณน้ำตาลสะสมในเลือดในช่วงเวลา 2-3 สัปดาห์ที่ผ่านมาได้ ทำให้แพทย์สามารถวินิจฉัยและปรับวิธีการรักษาผู้ป่วยได้อย่างทันท่วงที ดังนั้นเพื่อให้ประชากรส่วนใหญ่ของประเทศสามารถเข้าถึงการบริการได้ จึงมีความจำเป็นในการพัฒนาวิธีการตรวจปริมาณ GA ให้มีความถูกต้องแม่นยำ สะดวก  รวดเร็ว และราคาไม่แพง เพื่อให้การวินิจฉัยและวางแนวทางการบริหารจัดการโรคเบาหวานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ยกระดับคุณภาพชีวิตของประชากรของประเทศโดยรวม

ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์ที่จะศึกษาและพัฒนาการตรวจวัด GA ด้วย POCT ชนิดไบโอเซนเซอร์บนพื้นฐานเทคนิคการตรวจวัดทางเคมีไฟฟ้า (electrochemical biosensor) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีแพลตฟอร์มที่ใช้งานง่าย เห็นผลได้ทันทีด้วยตาเปล่า และราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับเทคนิคชนิดอื่น ๆ โดยร่วมกับการใช้สารชีวภาพประเภทแอปตาเมอร์ (aptamer) ที่จับแบบจำเพาะเจาะจงกับ GA เพื่อลดต้นทุนการผลิตเมื่อเทียบกับการใช้แอนติบอดี้ โดยแพลตฟอร์มการตรวจ POCT นี้จะถูกนำไปต่อยอดเพื่อทำเป็นชุดตรวจสำหรับการคัดกรองผู้ป่วยใหม่และติดตามผู้ป่วยเก่าเบื้องต้น ซึ่งจะเป็นตัวช่วยสำคัญในการประเมินสภาวะโรคเบาหวานได้ในทุกพื้นที่ ไม่ว่าจะเป็นในสถานพยาบาลขนาดเล็กหรือพื้นที่ห่างไกล เพื่ออำนวยความสะดวกให้บุคลากรทางการแพทย์ในการวินิจฉัยโรค ติดตามสถานะของโรคและประเมินสถานการณ์ของผู้ป่วยรายบุคคลหรือในแต่ละพื้นที่ย่อย หรือแม้กระทั่งใช้เป็นอุปกรณ์หรือชุดตรวจแบบส่วนตัวซึ่งจะมีประโยชน์ในแง่ของการช่วยดูแลผู้ป่วยเบาหวาน ณ จุดดูแลผู้ป่วย ทำให้ทราบถึงความสามารถในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดของผู้ป่วยเอง