Syndromic Panel Testing – Meningitis/Encephalitis (ME) Panel

นพ. สิรวัฒน์ ศรีฉัตราภิมุข
โรงเรียนแพทย์รามาธิบดี สถาบันการแพทย์จักรีนฤบดินทร์
คณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยมหิดล

Syndromic panel testing เป็นการตรวจหาเชื้อก่อโรคหลาย ๆ ชนิดที่ก่อโรคเดียวกันหรือเป็นโรคที่แสดงอาการทางคลินิกคล้ายคลึงกัน จากสิ่งส่งตรวจในการตรวจครั้งเดียว ในที่นี้หมายถึงการตรวจทางอณูชีววิทยา (molecular test/detection) ซึ่งในปัจจุบันมีการพัฒนาไปมากขึ้นเรื่อย ๆ ในบทความนี้จะกล่าวถึงเฉพาะการตรวจ syndromic panel testing จากน้ำไขสันหลัง (cerebrospinal fluid, CSF) ในการตรวจหาเชื้อก่อโรคของการติดเชื้อระบบประสาทส่วนกลาง เช่น เยื่อหุ้มสมองอักเสบ (meningitis) สมองอักเสบ (encephalitis) เป็นต้น ซึ่งเรียกย่อ ๆ ว่า ME panel

การตรวจ ME panel ที่มีในปัจจุบัน และประสิทธิภาพ

ปัจจุบันมีการตรวจ ME panel ที่มีขายในท้องตลาดและมีผลการศึกษาตีพิมพ์อยู่ 2 ยี่ห้อหลัก ๆ ได้แก่ BioFire FilmArray และ QIAStat-Dx (รูปที่ 1) โดย BioFire FilmArray ออกมาในท้องตลาดก่อน และได้รับการรับรองให้ใช้ในการตรวจวินิจฉัยจากองค์การอาหารและยา สหรัฐอเมริกา (FDA) และมีคุณสมบัติตามกฎหมายและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องของสหภาพยุโรป (CE marking) ส่วน QIAStat-Dx ออกมาทีหลังและเพิ่งได้รับ CE marking เมื่อ 2 ปีก่อน ทำให้ข้อมูลของการใช้การตรวจยี่ห้อแรกจะมีมากกว่ายี่ห้อหลัง ในแง่ปริมาณ CSF ที่ใช้ในการตรวจและระยะเวลาในการตรวจจะมีความใกล้เคียงกันคือประมาณ 200 µL และ 60 – 80 นาที

รูปที่ 1 เปรียบเทียบเชื้อก่อโรคในการตรวจ ME panel หลักที่มีขายในท้องตลาดปัจจุบัน

จากข้อมูลที่ตีพิมพ์ BioFire FilmArray ME panel มีความไว (sensitivity) และความจำเพาะ (specificity) โดยรวมค่อนข้างดี โดยจาก systematic review/meta-analysis พบว่าสำหรับแบคทีเรียก่อโรคที่อยู่ในการตรวจนี้ ความไวและความจำเพาะเฉลี่ยอยู่ที่ 89.5% และ 97.4% ตามลำดับ เมื่อเทียบกับการตรวจมาตรฐาน (เช่นผลเพาะเชื้อจาก CSF หรือเลือด)¹ และหากเทียบกับการตรวจมาตรฐานและผลอื่น ๆ รวมถึงข้อมูลทางคลินิกช่วยตัดสิน ความไวและความจำเพาะเฉลี่ยอยู่ที่ 92.1% และ 99.2% ตามลำดับ¹ อย่างไรก็ตามเมื่อวิเคราะห์รายเชื้อ พบว่าความไวและความจำเพาะมีความแตกต่างกันขึ้นกับชนิดของเชื้อด้วย¹ (รูปที่ 2) โดยทั่วไปความจำเพาะค่อนข้างดี แต่สำหรับความไวอาจลดลงบ้างในเชื้อแบคทีเรียก่อโรคบางชนิด เช่น H. influenzae, S. agalactiae, E. coli, L. monocytogenes เป็นต้น

รูปที่ 2 ความไวและความจำเพาะของการตรวจหาแบคทีเรียก่อโรคบางชนิดที่อยู่ในการตรวจ Biofire FilmArray ME panel¹ บรรทัดบนเป็นผล (%) เมื่อเทียบกับการตรวจมาตรฐาน บรรทัดล่างเป็นผล (%) เมื่อเทียบกับการตรวจมาตรฐานและผลอื่น ๆ รวมถึงข้อมูลทางคลินิก

สำหรับไวรัสก่อโรคที่อยู่ในการตรวจ มีข้อมูลจากการศึกษาที่มากพอเฉพาะบางชนิด ได้แก่ Enterovirus, Herpes simplex virus (HSV), และ Varicella-Zoster virus (VZV) (รูปที่ 3) พบว่าความไวของการตรวจสำหรับเชื้อ HSV-1 ต่ำกว่าไวรัสชนิดอื่น ๆ แต่ความจำเพาะค่อนข้างดี¹

รูปที่ 3 ความไวและความจำเพาะของการตรวจหาไวรัสก่อโรคบางชนิดที่อยู่ในการตรวจ BioFire FilmArray ME panel¹ บรรทัดบนเป็นผล (%) เมื่อเทียบกับการตรวจมาตรฐาน บรรทัดล่างเป็นผล (%) เมื่อเทียบกับการตรวจมาตรฐานและผลอื่น ๆ รวมถึงข้อมูลทางคลินิก

สำหรับเชื้อรา ได้แก่ เชื้อ Cryptococcus ข้อมูลมีไม่มากนัก แต่พบว่าการตรวจ BioFire FilmArray ให้ความจำเพาะที่ดี แต่ความไวไม่ดี² อย่างไรก็ตามพบว่าส่วนใหญ่ ผลลบลวงของการตรวจหา Cryptococcus ที่ทำให้ความไวไม่ดีนั้น เกิดเนื่องจากมีการเทียบกับผลการตรวจ cryptococcal antigen ซึ่งมีความไวดีมาก และมีผลบวกเป็นระยะเวลานานหลังจากเริ่มการรักษาด้วยยาต้านเชื้อรา แต่ในกลุ่มผู้ป่วยเหล่านี้ผลการเพาะเชื้อราหรือการตรวจ BioFire FilmArray จากน้ำไขสันหลังอาจเป็นผลลบแล้ว²

สำหรับการตรวจ QIAStat-Dx ME panel มีข้อมูลจากการศึกษายังไม่มาก และในจำนวนสิ่งส่งตรวจไม่มากนัก โดยข้อมูลที่มีพบว่าให้ผลการตรวจที่สอดคล้องค่อนข้างดีกับการตรวจด้วย BioFire FilmArray ME panel^3-5 ทั้งแบคทีเรียและไวรัสก่อโรคที่อยู่ในการตรวจ และความไวของการตรวจหาเชื้อ Cryptococcus ยังคงให้ความไวไม่ค่อยดีเช่นเดียวกัน³

การเกิดผลบวกลวง (false positive) และผลลบลวง (false negative) จากการตรวจ ME panel

จากข้อมูลข้างต้น พบว่าในการตรวจ ME panel เพื่อการวินิจฉัย อาจจะมีโอกาสเกิดผลบวกลวง และผลลบลวงได้ ซึ่งแปรผันไปตามชนิดของเชื้อก่อโรค ตามที่ได้กล่าวไปแล้ว นอกจากค่าความไวและความจำเพาะแล้ว โอกาสเกิดผลบวกลวงและผลลบลวง ยังขึ้นกับความชุก (prevalence) หรือโอกาสการเป็นโรค (pretest probability) ด้วย หากโอกาสการเป็นโรคต่ำมาก จะทำให้โอกาสเกิดผลบวกลวงสูงขึ้น ผลลบลวงลดลง ในขณะที่หากโอกาสการเป็นโรคสูงมาก จะทำให้โอกาสเกิดผลบวกลวงลดลง ผลลบลวงสูงขึ้น ดังนั้นจึงต้องคำนึงถึงจุดนี้ในการแปลผลตรวจด้วย และให้ใช้ผลการตรวจนี้ ร่วมกับข้อมูลทางคลินิก ผลการตรวจน้ำไขสันหลังอื่น ๆ และผลการตรวจหาเชื้อจากสิ่งส่งตรวจอื่น ๆ ด้วย กรณีที่ผลการตรวจ ME panel ไม่เข้ากับข้อมูลทางคลินิกและ/หรือผลการตรวจอื่น ๆ หากสงสัยผลบวกลวงอาจทำการตรวจ ME panel ซ้ำ โดยอาจเก็บน้ำไขสันหลังใหม่หากเป็นไปได้ และระมัดระวังการปนเปื้อนทั้งในระหว่างการเก็บน้ำไขสันหลังและกระบวนการตรวจในห้องปฏิบัติการ หากสงสัยผลลบลวงอาจเป็นเชื้อก่อโรคชนิดที่การตรวจ ME panel มีความไวน้อย หรือเป็นเชื้อก่อโรค/สายพันธุ์ที่ไม่ได้รวมอยู่ในการตรวจนี้ หรือมีการรบกวนจากสารอื่น ๆ หรือปริมาณเชื้อน้อย สำหรับประเทศไทยการตรวจหาเชื้อแบคทีเรียก่อโรคในผู้ป่วยที่สงสัยเยื่อหุ้มสมองอักเสบ ให้ระมัดระวังว่าเชื้อ Streptococcus suis เป็นเชื้อแบคทีเรียก่อโรคเยื่อหุ้มสมองอักเสบที่พบได้บ่อย ซึ่งเชื้อนี้ไม่ได้ถูกรวมในการตรวจ ME panel

ผลของการใช้การตรวจ ME panel ต่อระยะเวลาการนอนโรงพยาบาลและการใช้ยาฆ่าเชื้อ

ผลของการใช้การตรวจ ME panel มีข้อมูลจาก systematic review/meta-analysis ว่าโดยรวม (ไม่แยกชนิดเชื้อก่อโรค) ลดระยะเวลาการนอนโรงพยาบาลได้เฉลี่ย 1.2 วัน⁶ ทั้งนี้อาจเนื่องจากการที่ผลตรวจ ME panel ออกเร็ว หากแพทย์ทราบว่าเป็นการติดเชื้อที่ไม่รุนแรงและไม่มียาฆ่าเชื้อจำเพาะ ผู้ป่วยจะได้รับการจำหน่ายออกจากโรงพยาบาล ในส่วนของจำนวนวันของการใช้ยาฆ่าเชื้อแบคทีเรีย แม้เห็นแนวโน้มว่าสัมพันธ์กับการลดจำนวนวันของการใช้ยาฆ่าเชื้อแบคทีเรียลง แต่ไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ⁶ แต่พบว่าสัมพันธ์กับการลดจำนวนวันของการใช้ยา acyclovir ลง (เฉลี่ย 1.14 วัน) อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ⁶

ข้อควรพิจารณาอื่น ๆ ในการตรวจ ME panel เพื่อวินิจฉัยการติดเชื้อระบบประสาทส่วนกลาง

• ผลตรวจพบไวรัสบางชนิด เช่น cytomegalovirus, HHV-6 อาจบ่งชี้ถึงภาวะ reactivation ไม่ใช่การติดเชื้อจริง สำหรับ HHV-6 อาจต้องระวังว่ามีผู้ป่วยจำนวนน้อย ๆ ที่มีจีโนมของไวรัสอยู่ในโครโมโซมของผู้ป่วยด้วย (Chromosomally integrated HHV-6; ciHHV-6)
• ผลการตรวจพบเชื้อก่อโรคจากการตรวจ ME panel ยังอาจเป็นไปได้ว่ามีการติดเชื้ออื่นอีกที่ไม่อยู่ในการตรวจร่วมอยู่ด้วย (co-infection)
• การตรวจ ME panel ไม่เหมาะกับการนำมาใช้วินิจฉัยการติดเชื้อระบบประสาทส่วนกลางที่เกิดในโรงพยาบาล เช่นตามหลังการผ่าตัด ในผู้ป่วยที่เป็นเยื่อหุ้มสมองอักเสบเรื้อรัง หรือในผู้ป่วยภูมิคุ้มกันบกพร่องรุนแรง เนื่องจากมีเชื้อก่อโรคหลายชนิดที่ไม่อยู่ในการตรวจ เช่น S. aureus, P. aeruginosa, Cutibacterium acnes, Nocardia spp., เชื้อราอื่น ๆ นอกจาก Cryptococcus เป็นต้น
• การตรวจ ME panel ในปัจจุบัน ไม่สามารถระบุหรือทำนายผลความไวของเชื้อต่อยา (antimicrobial susceptibility) ได้ สำหรับแบคทีเรียก่อโรค การส่งเพาะเชื้อร่วมด้วย หากเพาะขึ้น จะช่วยในการเลือกยาฆ่าเชื้อ
• การตรวจ ME panel ในปัจจุบันมีราคาค่อนข้างแพง เมื่อเทียบกับการตรวจอื่น จึงอาจต้องมีการเลือกส่งในบางกรณี หรืออาจมีเกณฑ์การคัดกรองก่อนการส่งตรวจ เช่น ดูอาการทางคลินิก และผลความผิดปกติของน้ำไขสันหลังอื่น ๆ (CSF profile) ก่อนการส่งตรวจ ME panel เป็นต้น
• การตรวจ ME panel ก็ยังมีข้อดีและอาจเหมาะในบางสถานการณ์ ได้แก่ การติดเชื้อระบบประสาทเฉียบพลันในผู้ป่วยที่มาจากชุมชน มีปริมาณน้ำไขสันหลังน้อย แต่ต้องการตรวจหลายอย่าง และต้องการผลเร็ว หรือกรณีได้รับยาฆ่าเชื้อมาแล้วก่อนการเก็บน้ำไขสันหลัง ซึ่งการตรวจ ME panel อาจจะยังมีความไวในการตรวจพบเชื้อได้ดีกว่าการเพาะเชื้อจากน้ำไขสันหลัง เป็นต้น

1. Trujillo-Gómez J, Tsokani S, Arango-Ferreira C, et al. Biofire FilmArray Meningitis/Encephalitis panel for the aetiological diagnosis of central nervous system infections: A systematic review and diagnostic test accuracy meta-analysis. EClinicalMedicine. 2022;44:101275.
2. Tansarli GS, Chapin KC. Diagnostic test accuracy of the BioFire® FilmArray® meningitis/encephalitis panel: a systematic review and meta-analysis. Clin Microbiol Infect. 2020; 26(3):281-90.
3. Boers SA, van Houdt R, van Sorge NM, et al. A multicenter evaluation of the QIAstat-Dx meningitis-encephalitis syndromic test kit as compared to the conventional diagnostic microbiology workflow. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2024;43(3):511-6.
4. Sundelin T, Bialas J, de Diego J, et al. Evaluation of the QIAstat-Dx Meningitis/Encephalitis Panel, a multiplex PCR platform for the detection of community-acquired meningoencephalitis. J Clin Microbiol. 2023;61(10):e0042623.
5. Humisto A, Antikainen J, Holma T, et al. Evaluation of the Novel CE-IVD-Marked Multiplex PCR QIAstat-Dx Meningitis/Encephalitis Panel. Microbiol Spectr. 2023;11(3):e0514422.
6. Hueth KD, Thompson-Leduc P, Totev TI, et al. Assessment of the Impact of a Meningitis/Encephalitis Panel on Hospital Length of Stay: A Systematic Review and Meta-Analysis. Antibiotics (Basel). 2022;11(8):1028.