ศูนย์จีโนมทางการแพทย์
Center for Medical Genomics
ศูนย์จีโนมทางการแพทย์ เป็นหน่วยงานภายใต้การกำกับดูแลของศูนย์สนับสนุนพันธกิจ คณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยมหิดล จัดตั้งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2559 มีหน้าที่หลักในการรับผิดชอบให้บริการตรวจวิเคราะห์จีโนมทางการแพทย์ เพื่อการตรวจกรอง ป้องกัน รักษาโรค (Disease screening, prevention, & Treatment) เพื่อลดการเจ็บป่วย (Reducing illness) และเพื่อส่งเสริมสุขภาพ (Wellness and Health Promotion) ในทุกอายุ ตั้งแต่ก่อนเกิดไปจนถึงผู้สูงวัย ให้มีชีวิตยืนยาวอย่างมีสุขภาพดี มีคุณภาพ โดยร่วมมือกับสถาบันการแพทย์และสถาบันด้านวิทยาศาสตร์สุขภาพของทั้งภาครัฐและเอกชน อันเป็นส่วนหนึ่งของการบูรณาการของย่านนวัตกรรมการแพทย์โยธี” (Yothi Medical Innovation District: YMID)" ซึ่งรัฐบาลได้วางเป้าหมายให้ย่านโยธีเป็นศูนย์รวมของการสร้างนวัตกรรมการแพทย์และสุขภาพสมัยใหม่ เป็นศูนย์กลางด้านการวิจัย สร้างผลิตภัณฑ์เชิงมูลค่า เพื่อนำประเทศก้าวเข้าไปสู่การเป็นศูนย์กลางการแพทย์อย่างครบวงจร (Medical Hub) มีวิสัยทัศน์ในการเป็นห้องปฏิบัติการชั้นนำที่ให้บริการตรวจวิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการ ด้วยคุณภาพและมาตรฐานในระดับ สากล ดำเนินการนำระบบบริหารคุณภาพตามมาตรฐาน ISO 15189: 2012 และ ISO 15190: 2003
ศูนย์จีโนมทางการแพทย์ มุ่งเน้นการถอดรหัสพันธุกรรมมนุษย์และจุลลินทรีย์ทั้งจีโนม (whole genome sequencing) หรือบางส่วน (targeted sequencing) ด้วยเทคโนโลยี next generation genomics ซึ่งเป็นหนึ่ง ใน 12 disruptive technologies ของโลก
ศูนย์จีโนมทางการแพทย์สนับสนุน New S-curve อุตสาหกรรมเป้าหมายด้านการแพทย์ครบวงจรที่รัฐบาลกำหนดไว้ใน Thailand 4.0
Thailand 4.0 เป็นการ ‘ขับเคลื่อนเศรษฐกิจด้วยนวัตกรรม’ (Innovation-driven economies) เปลี่ยนจากแต่ก่อนเราลงมือทำมาก แต่ได้ผลตอบแทนน้อย มาเป็น ลงมือทำน้อย ๆ แต่ได้ผลตอบแทนมาก (repeatable, scalable, profitable) โดยการเอาความคิดสร้างสรรค์ (Creativity) เป็นแรงผลักดัน และนำนวัตกรรม (Innovation) เข้ามาช่วย เปลี่ยนจากการผลิตสินค้า (product) ไปสู่การบริการ (service) มากขึ้นใน 9 แขนง โดยมี 2 แขนงที่เกี่ยวข้องกับศูนย์จีโนมฯ คือ การแพทย์ครบวงจร (Medical Hub) และ สุขภาพและความงาม (Well-being & Cosmetic)
Thailand 4.0 เน้น New S-Curve ซึ่งก็คือ การพัฒนาเปลี่ยนแปลงที่ใช้นวัตกรรมอย่างพลิกผัน (Disruptive innovation) เข้ามาพัฒนาสินค้าที่มีอยู่แล้วให้ดียิ่งขึ้น เช่นเดิมการตรวจ genetic marker 1-2 ตำแหน่งด้วยเครื่อง PCR ปรับเสริมเป็นการตรวจ genetic marker ทั้งหมด 3 พันล้านตำแหน่งบนจีโนมด้วยเครื่องถอดรหัสพันธุกรรมสมรรณะสูง, Next Generation Sequencer เป็นต้น
ศูนย์จีโนมฯ จะดำเนินงานคล้ายกับ Smart Enterprises และ Startup หรือบริษัทเกิดใหม่ที่มีศักยภาพสูง สามารถ funding ตัวเองได้บางส่วนหรือทั้งหมดโดยการนำนวัตกรรมอย่างพลิกผัน (Disruptive innovation) เข้ามาช่วย เพิ่มจุดแข็งและคุณค่าให้กับงานบริการ
สุดท้ายการบริการ ต้องมีการนำเรื่องของมาตรฐานเข้ามา เพื่อให้กลายเป็น High Value Services และมีการรับรอง การตรวจสอบเพื่อให้มีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพ เช่น การให้บริการด้าน Illness, Health & Wellness genetic/genomic testing อาจต้องมีการตรวจสอบและผ่านการรับรองเพื่อแลกกับคุณภาพที่ได้มาตรฐาน
วิสัยทัศน์ (Vison): เป้าหมาย
- Phase I (จาก 2557-2561): Pharmacogenomics corridor to ASEAN (เริ่มจาก 2548)
- Phase II (2562-2566): Medical Genomics corridor to ASEAN
4 พันธกิจ (Mission) หลักของศูนย์จีโนมทางการแพทย์
- บริการสุขภาพ
- การวิจัยเพื่อพัฒนาให้เกิดการใช้ประโยชน์
- บริการวิชาการ
- นวัตกรรม สามารถจดสิทธิบัตร ใช้ได้จริงหรือขายได้
14 พันธกิจที่ศูนย์จีโนมทางการแพทย์ตั้งเป้าไว้ ระหว่าง 2562-2566 อันจะก่อให้เกิด 14 นวัตกรรมการบริการ (Service innovation) ในปัจจุบันและอนาคตอันใกล้มี ดังนี้
- Pathogen discovery (from undiagnosed patients)
- Genomic carrier screening
- Preimplantation genetic screening (PGS) and Preimplantation genetic diagnosis (PGD)
- Non-invasive prenatal testing (NIPT) และ diagnosis (NIPD)
- New born screening
- Pharmacogenomics
- Rare/undiagnosed diseases
- Cell free tumor DNA, Circulating rare cells, Circulating tumor cells, Cancer gene panels for monitoring and targeted therapies
- Human microbiome
- Human Virome
- Wellness /fitness genetic testing (collaboration with industrial partners)
- South East Asian Pharmacogenomics Research Network (SEAPHARM)- The 100 Pharmacogenes re-sequencing & it’s six subprojects and HLA- A, B, C long read re-sequencing
- Whole-genome sequencing for undiagnosed diseases in newborn and adult.
- Whole-genome sequencing reference panel from 1,000 Random healthy EGAT volunteers.
ประวัติและผลงานของศูนย์จีโนมทางการแพทย์
1. โครงการถอดรหัสพันธุกรรมยีนทางเภสัชพันธุศาสตร์ในอาสาสมัคร จำนวน 1,500 คน จากประชากรภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เอเชียใต้ ตะวันออกกลางและยุโรปใต้
ความร่วมมือภายใต้เครือข่ายเภสัชพันธุศาสตร์ระดับภูมิภาคเอเชียนตะวันออกเฉียงใต้ ก่อให้เกิดงานวิจัยระดับนานาชาติทางด้านเภสัชพันธุศาสตร์ในกลุ่มประเทศอาเซียน ได้แก่ ไทย สิงคโปร์ มาเลเซีย อินโดนีเซีย บรูไน เวียดนาม ลาว เมียนมาร์ ฟิลิปปินส์ และกัมพูชา รวมถึงประเทศเนปาล ภูฏาน กรีซ และสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ซึ่งเป็นตัวแทนของกลุ่มประเทศเอเชียใต้ ตะวันออกกลางและยุโรปใต้ ในการถอดรหัสพันธุกรรมของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดอาการไม่พึงประสงค์จากการใช้ยา ช่วยเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิผลในการรักษาให้กับผู้ป่วยและมีความคุ้มค่าทางเภสัชเศรษฐศาสตร์ โดย RIKEN Center for Integrative Medical Sciences (IMS) ได้คัดเลือก 100 ยีนส์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาเพื่อให้เกิดความเข้าใจในปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นโดยอาศัยองค์ความรู้พื้นฐานทางพันธุศาสตร์ เภสัชวิทยา วิทยาภูมิคุ้มกัน และเภสัชจลนศาสตร์ ด้วยเทคโนโลยี next generation sequencing ทำให้สามารถตรวจ 100 pharmacogenes ในราคาที่ประหยัด ซึ่งข้อมูลรหัสพันธุกรรมที่ได้จะนำมาช่วยในการวิจัย ดังนี้
- จำแนกความหลากหลายทางพันธุกรรมของ 100 ยีนเภสัชพันธุศาสตร์ (pharmacogenes) ที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิผลของการรักษาและอาการไม่พึงประสงค์ที่มีความสัมพันธ์กับเภสัชจลนศาสตร์ของยาในประชากรชาวเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โดยใช้ Riken’s design 100 Pharmacogenes-NGS panel เป็นเกณฑ์
- สร้างแนวทาง (guideline) การใช้ยาที่นำข้อมูลทางเภสัชพันธุศาสตร์ (จากข้อ 1) มาใช้ในการตัดสินใจในการรักษาสำหรับประชากรชาวเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
- ประเมินความคุ้มค่าของการตรวจยีนส์ที่สอดคล้องกับบริบทของประเทศในกลุ่มเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
- ขยายผลของประโยชน์จากงานวิจัยเภสัชพันธุศาสตร์นี้ไปสู่งานด้านจีโนมสาธารณสุข (Public Health Genomics) ผ่านการจัดการประชุม สัมมนา ประชาสัมพันธ์เพื่อให้ความรู้ ความเข้าใจแก่บุคลากรที่เกี่ยวข้องของแต่ละประเทศ
- องค์ความรู้จากข้อ 1-4 จะช่วยส่งเสริมให้เกิดหน่วยบริการทางเภสัชพันธุศาสตร์ที่จะช่วยพัฒนาให้การรักษาผู้ป่วยด้วยยามีความปลอดภัยและมีประสิทธิผลที่ดีขึ้น เนื่องจากเป็นการตรวจที่มีความจำเพาะประจำท้องถิ่นหรือภูมิภาค และมีราคาที่ไม่สูงมีความเป็นไปได้ที่จะได้รับการสนับสนุนการตรวจยีนส์ดังกล่าวจากภาครัฐ
- ร่วมมือกับภาคเอกชนในการผลิตชุดตรวจหรือการทดสอบยาที่มีจำหน่ายแล้วหรือกำลังจะผลิตใหม่โดยอาศัยข้อมูลจากโครงการวิจัยนี้และเครือข่ายเภสัชพันธุศาสตร์ของกลุ่มประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
2. โครงการจัดทำแผงจีโนมอ้างอิงของประชากรไทย
ในปี 2562 ศูนย์จีโนมทางการแพทย์ ได้รับทุนบูรณาการทางการแพทย์ เพื่อดำเนินการโครงการจัดทำแผงจีโนมอ้างอิงของประชากรไทย (Thai Reference Genome Panel) แผงจีโนมอ้างอิงของกลุ่มประชากรของแต่ละเชื้อชาติจะมีประโยชน์อย่างมากในการพิจารณาว่าตำแหน่งพันธุกรรมที่ตรวจพบของบุคคลนั้นมีความสัมพันธ์กับการเกิดโรค (Pathogenic mutation) หรือ สุขภาพ การกินดีอยู่ดี (Health & Wellness genetic variation) หรือไม่
ปัจจุบันมีเพียง 2 ประเทศในแถบอาเซียน คือประเทศสิงคโปร์ และประเทศเวียดนามที่มีข้อมูลรหัสพันธุกรรมบรรจุในฐานข้อมูลของโครงการ 1,000 Genome Project ที่เราสามารถดาว์โหลดมาใช้งานได้ ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่ประเทศไทยควรต้องเร่งรีบจัดทำ Reference Genome Panel ของประชากรไทยเองอย่างเร่งด่วนเพื่อนำไปประยุกต์ใช้กับการตรวจวิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการด้านจีโนมทางการแพทย์และสุขภาพ เพื่อเพิ่มความสามารถในการแข่งขันในการเป็น Medical Hub ในภูมิภาคนี้
การจัดทำ Reference Genome Panel ของประชากรไทยที่ศูนย์จีโนมฯ ดำเนินการนั้นจะเน้นในกลุ่มผู้สูงวัยสุขภาพดี (Healthy aging cohort) มีอายุเฉลี่ย 60 ปี จากอาสาสมัครพนักงานการไฟฟ้าฝ่ายผลิตและครอบครัว (Electricity Generating Authority of Thailand: EGAT) จำนวน 1,000 คน เนื่องจากเป็นกลุ่มอาสาสมัครที่มีข้อมูล digital health records ย้อนหลัง 15-20 ปี และเก็บต่อไปข้างหน้าอีกไม่น้อยกว่า 10 ปี โดยสามารถเชื่อมโยงกับโครงการย่อย 15 โครงการที่มีทีมแพทย์ผู้ทำวิจัยในโรคนั้นๆหรือปัญหาสุขภาพด้านต่างๆกว่า 30 ท่าน ดำเนินการอยู่ อันจะเกิดผลประโยชน์ต่อวงการการศึกษา การวิจัยและการให้บริการด้านชีววิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์สุขภาพ และวิทยาศาสตร์การแพทย์ทั้งต่อประเทศไทยและนานาชาติ เป็นสนับสนุนงานวิจัยและพัฒนาต่อยอดเพื่อสรรสร้างนวัตกรรมด้านต่างๆหรับการเป็น Medical Hub ในภูมิภาคนี้
การสร้างขีดความสามารถของศูนย์จีโนมจะทำให้ดำเนินการถอดรหัสพันธุกรรมผู้ป่วยหรือผู้มีสุขภาพดีทั้งจีโนม (Whole-genome sequencing) จะมีประโยชน์ดังนี้
- การถอดรหัสพันธุกรรมทารกแรกเกิดที่ต้องอยู่ในหอผู้ป่วยระยะวิกฤต (Neonatal Intensive Care Unit - NICU) ทั้งจีโนม (Rapid WGS in newborns) เพื่อหาตำแหน่งการกลายพันธุ์ของยีนที่เป็นอันตรายต่อทารกแรกเกิด เพื่อทำการรักษาอย่างทันท่วงที
- การถอดรหัสพันธุกรรมผู้ป่วยโรคหายาก (rare diseases) และผู้ป่วยที่ไม่สามารถให้การวินิจฉัยได้ (undiagnosed disease) ทั้งจีโนมเพื่อหาตำแหน่งการกลายพันธุ์ของยีนที่เป็นอันตราย เพื่อทำการรักษาอย่างทันท่วงที
- การถอดรหัสพันธุกรรมเซลล์มะเร็งทั้งจีโนมเพื่อการรักษาอย่างจำเพาะ (WGS for cancer and precision medicine)
- การถอดรหัสพันธุกรรมผู้สูงวัยสุขภาพดี (WGS of a healthy aging population) จากอาสาสมัคร EGAT จำนวน 1,000 คนเพื่อประโยชน์แห่งงานวิจัย 15 โครงการของคณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี โดยการจับคู่ (pairing) การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นบนจีโนมและข้อมูลสุขภาพอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ระบุตัวตน (de-identified electronic health records) เพื่อพัฒนาเครื่องมือคัดกรองหรือการวินิจฉัยสำหรับการกลายพันธุ์และปัจจัยร่วมอื่นๆที่ทำให้เกิดหรือมีอิทธิพลต่อโรคและสุขภาพของประชากรไทย
- ข้อมูลจากข้อ 4 ศูนย์จีโนมฯ จะนำมาจัดทำ Reference Genome Panel ของประชากรไทยเน้นในกลุ่มผู้สูงวัยสุขภาพดี (Healthy aging cohort) โดยมีอายุเฉลี่ย 60 ปี จากอาสาสมัครพนักงานการไฟฟ้าฝ่ายผลิตและครอบครัว (Electricity Generating Authority of Thailand: EGAT) จำนวน 1,000 คน
- ข้อมูล Reference Genome Panel จากข้อ 5 จะนำมาใช้เป็นกลุ่มอ้างอิงและกลุ่มควบคุม (Reference-control group) เพื่อหาตำแหน่งกลายพันธุที่ก่อโรคเพื่อการป้องกัน และรักษา (Reduce sickness by clarifying variant classification in diagnostic decision-making)
- ข้อมูล Reference Genome Panel จากข้อ 5 จะนำใช้เป็นกลุ่มอ้างอิงและกลุ่มควบคุม (Reference-control group) เพื่อหาตำแหน่งกลายพันธุเพื่อปรับเปลี่ยนวิถีการดำเนินชีวิต (life style) เพื่อให้มีสุขภาพและความกินดีอยู่ที่ดีขึ้น (enhancing health & wellness)
- การพัฒนาชุดตรวจจีโนทัยป์ทั้งจีโนม (Whole-Genome Genotyping) ราคาประหยัดเพื่อการตรวจลำดับเบสบนจีโนมโดยอาศัยข้อมูลจาก Reference Genome Panel จากข้อ 5 มาร่วมทำ imputation โดยไม่ต้องทำการถอดรหัสพันธุกรรมทั้งจีโนม (Whole-Genome Sequencing) ราคาแพงอีกต่อไป