'วิสเทค' สกัดเอนไซม์เรืองแสงตรวจเคมีตกค้างในคน

สารเคมีปนเปื้อนวายร้ายตัวฉกาจ

เนื่องด้วยเกษตรกรไทยยังนิยมใช้สารกำจัดศัตรูพืชในการทำการเกษตร แต่มีข้อมูลเชิงประจักษ์แล้วว่าส่งผลเสียต่อสุขภาพของเกษตรกร พร้อมทั้งยังพบเจอสารเติมแต่งบางชนิดที่มีการใช้งานจำนวนมากในอุตสาหกรรมต่างๆที่เมื่อมีการปล่อยของเสียออกสู่สิ่งแวดล้อมทำให้เกิดการตกค้างและสลายตัวปะปนอยู่ในดิน แหล่งน้ำในรูปของไนโตรฟีนอล (nitrophenol) และแฮโลจีเนเทด ฟีนอล(halogenated phenol)ซึ่งไม่ยากเลยที่มนุษย์จะได้รับสารโมเลกุลเล็กๆ พวกนี้เข้าไปในร่างกาย

และเมื่อหากมีสารเคมีเหล่านี้สะสมในร่างกายมากเกินไปมันจะเป็นตัวการนำไปสู่โรคต่างๆ อย่างเช่น โรคทางระบบประสาท ระบบทางเดินเลือด และมะเร็งได้อย่างไม่ยากนัก แต่หากมีการเฝ้าระวังกลุ่มเสี่ยงด้วยการตรวจวัดปริมาณสารเคมีอันตรายในเลือด ปัสสาวะ สภาพแวดล้อม และผลผลิตทางการเกษตรเสียแต่เนิ่นๆ ก็จะเป็นการคัดกรองไม่ให้ทั้งเกษตรกรและผู้บริโภคอย่างเราได้สารพิษเข้าไปจนถึงระดับที่เป็นอันตราย ซึ่งจากข้อมูลของสำนักงานหลักประกันสุขภาพแห่งชาติเปิดเผยว่า ในจำนวนผู้ป่วยเข้ารับการรักษาพยาบาลในโรงพยาบาลต่างๆทั่วประเทศปี 2562 มีผู้ป่วยที่เข้ารับการรักษาโดยมีสาเหตุจากการได้รับสารเคมีกำจัดศัตรูพืชเป็นจำนวน 3,067 ราย เสียชีวิต 407 ราย เบิกจ่ายค่ารักษาพยาบาลกว่า 14.64 ล้านบาท

ในปัจจุบันการตรวจวัดสาร nitrophenol และ halogenated phenols ที่ทำอยู่ตอนนี้ต้องใช้เทคนิควิเคราะห์ด้วยเครื่องมือที่มีราคาสูง ใช้ระยะเวลาในการตรวจสอบนาน กระบวนการซับซ้อนโดยจะต้องส่งเข้าแล็ปเพื่อทำการตรวจสอบและวิเคราะห์ว่ามีปริมาณสารพิษปนเปื้อนหรือไม่ มากน้อยแค่ไหน ด้วยเทคนิคโครมาโทกราฟีและเครื่องวิเคราะห์มวลสารแบบประสิทธิภาพสูง เช่น GC-MS และ LC-MS  ซึ่งโรงพยาบาลหรือห้องแล็ปชั้นนำเท่านั้นที่จะสามารถเข้าถึงได้ ดังนั้นจึงเป็นเหตุให้ทีมนักวิจัยไทยจากสถาบันวิทยสิริเมธีหาวิธีการทดแทนที่ง่ายและถูกกว่าเพื่อที่จะเข้ามาช่วยแยกกลุ่มเสี่ยงเกษตรกรจากการใช้สารเคมีทางการเกษตรเหล่านี้ และยังช่วยตรวจวัดปริมาณสารเคมีทางการเกษตรตกค้าง ทั้งในผู้ป่วยผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร และสิ่งแวดล้อมได้

ติดอาวุธ “เอนไซม์” สลายสารเคมี

นายปรัชญา  แวทไธสง  นิสิตปริญญาเอก สำนักวิชาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมชีวโมเลกุล สถาบันวิทยสิริเมธี(VISTEC) กล่าวว่า ทางทีมวิจัยได้ค้นพบชุดปฏิกิริยาเคมีชุดหนึ่งที่สามารถนำไปใช้ในการตรวจวัดปริมาณสารกลุ่ม nitrophenol และ halogenated phenols ในเลือด ปัสสาวะ หรือแม้กระทั่งผลผลิตทางการเกษตร และสิ่งแวดล้อมจำพวกดิน แหล่งน้ำ แต่หลักๆใช้ทางการแพทย์เพื่อคัดกรองเกษตรกรกลุ่มเสี่ยงทำให้ตรวจสอบได้โดยไม่ต้องพึ่งพาเครื่องมือวิเคราะห์ราคาแพงๆ แต่อย่างใด โดยทีมวิจัยได้ทดลองจนพบว่าเอนไซม์ HadA monooxygenase ที่ได้จากจุลินทรีย์ในธรรมชาติ เป็นตัวเร่งทางชีวภาพที่มีความสามารถมาก โดยที่เวลาทำปฏิกิริยามันจะนำออกซิเจนในชั้นบรรยากาศมาแทนที่หมู่ที่เป็นพิษของสารเคมีเหล่านี้ สามารถเปลี่ยนสารในกลุ่มเคมีอันตรายพวก nitrophenol และhalogenated phenols ให้กลายเป็นสาร benzoquinone (BQ) ที่มีความเป็นพิษน้อยลงได้จากนั้นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกับกรดอะมิโนซิสเตอีน ก็จะให้ได้เป็นสารเคมีที่ไม่มีความเป็นพิษและมีราคาแพงเรียกว่าลูซิเฟอริน (D-luciferin) ซึ่งเป็นสารตั้งต้นสำหรับปฏิกิริยาเรืองแสงแบบเดียวกับที่พบในหิ่งห้อยเพราะฉะนั้นแสงที่มันเกิดขึ้นสามารถบ่งบอกได้ว่ามีสารเคมีปนเปื้อนหรือไม่ มากน้อยแค่ไหน โดยแสดงอกมาผ่านความเข้มข้นของแสงนั้น

“ซึ่งเมื่อพบสารเคมีพวกนี้เพียงแค่หยดเอนไซม์ที่ทีมวิจัยพัฒนาขึ้นมาลงไป พวกมันก็จะเรืองแสงออกมาจนสามารถบอกจากความสว่างได้ว่าปริมาณที่สะสมอยู่ในร่างกายอยู่ในระดับที่ต้องเฝ้าระวังหรือไม่ อีกทั้งเอนไซม์ตัวนี้สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการย่อยสลายพวกสารที่เป็นองค์ประกอบของยาฆ่าแมลงและสารตั้งต้นที่เจอในภาคเกษตรกรรม หรืออุตสาหกรรมได้อีกด้วย ทำให้ของเสียในภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรมมีความสะอาดมากขึ้นเป็นพิษน้อยลง โอกาสเสี่ยงที่เราจะสัมผัสสารพวกนี้ก็ลดลงไปด้วย ความเสี่ยงที่จะเกิดโรคภัยไข้เจ็บจากสารเคมีอันตรายพวกนี้ก็จะลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคมะเร็ง”

พัฒนาสมาร์ทดีไวซ์-คิกออฟ 63

ด้าน ศ.ดร.พิมพ์ใจ ใจเย็น คณบดีสำนักวิชาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมชีวโมเลกุล สถาบันวิทยสิริเมธี (VISTEC) กล่าวว่า โดยกลไกเคมีของชุดปฏิกิริยานี้อาจจะดูซับซ้อนเข้าใจได้ไม่ง่ายนัก แต่ความละเอียดในการออกแบบการทดลองนั้นถือได้ว่ามีประสิทธิภาพสูง รวมถึงไอเดียที่ทีมนักวิจัยประเมินค่ามิได้ ซึ่งโครงการนี้ถือว่าอยู่ในระดับงานวิจัยที่พร้อมจะลอนซ์สู่การใช้จริง แต่เนื่องจากต้องมีการวิจัยและพัฒนาต่อยอดเอนไซม์ให้สามารถทนความร้อน ทนอุณหภูมิสูงได้ เราจึงต้องพัฒนาเพิ่มเติมตรงส่วนนี้

พร้อมทั้งทางทีมวิจัยกำลังพัฒนาต่อยอดให้สามารถเชื่อมต่อเป็นสมาร์ทดีไวซ์ได้คาดว่าจะพัฒนาแล้วเสร็จและพร้อมใช้ได้ภายในปี 2563 นี้ โดยจะเริ่มนำร่องทดสอบร่วมกับคณะสาธารณสุข จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัยในการตรวจปัสสาวะให้กับเกษตรกร