เชื่อไหม น้ำเสียส้วมใช้จัดการปัญหาโควิด-19 ระบาดได้นะ

โสภา ชินเวชกิจวานิชย์ คณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
ธงชัย พรรณสวัสดิ์ ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

คนเราทุกคนไม่ว่าจะสบายดีหรือไม่สบายจะมีกิจวัตรประจำวัน คือ เข้าห้องน้ำและถ่ายอุจจาระปัสสาวะ อุจจาระปัสสาวะนี้จะถูกชำระล้างด้วยน้ำแล้วระบายลงถังส้วมก่อนที่จะระบายลงสู่ท่อที่หน้าบ้านต่อไป น้ำเสียประเภทนี้ขอเรียกว่าเป็น ‘น้ำเสียส้วม’ ซึ่งจะแตกต่างออกไปจากน้ำเสียอื่นๆ เช่น น้ำอาบ น้ำครัว น้ำซักล้าง เป็นต้น และเนื่องจากว่าน้ำเสียส้วมนี้มีอุจจาระปัสสาวะที่ออกมาจากทางเดินอาหารเป็นองค์ประกอบหลัก น้ำเสียนี้จึงมีเชื้อทั้งที่เป็นเชื้อโรคและไม่ใช่เชื้อโรคปะปนอยู่ด้วยเสมอ

เมื่อรู้เช่นนั้น นักวิทยาศาสตร์และเจ้าหน้าที่ทางการสาธารณสุขบางคนจึงได้ไอเดียว่า อย่ากระนั้นเลย เราไปเก็บตัวอย่างน้ำเสียในท่อ แล้วเอามาวิเคราะห์ดูดีไหม คือ ถ้ามีเชื้อโรคระบาดนั้นๆอยู่ในน้ำเสียส้วมที่เมืองใดเมืองนั้นก็น่าจะเป็นเมืองที่มีโรคระบาดอยู่ รวมทั้งถ้ามีเชื้อแยะเมืองนั้นก็น่าจะมีการระบาดของโรคมากตามไปด้วย

คิดได้อย่างนั้น ก็เริ่มมีการศึกษาทางระบาดวิทยาในรูปแบบวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมนี้กันทันที และมีมานานเกินกว่าทศวรรษแล้ว มิใช่เรื่องที่ใหม่อะไรนัก

โรคโปลิโอกับน้ำเสียส้วม

ในสมัยอดีตนั้น เมื่อมีการระบาดของโรคโปลิโอมากขึ้นๆก็ได้มีการฉีดวัคซีนโปลิโอ โดยหวังว่าเมื่อประชาชนฉีดวัคซีนกันอย่างแพร่หลายแล้วจะสามารถกำจัดโรคนี้ได้ รวมทั้งเป็นการป้องกันการแพร่กระจายของโรคได้ด้วย ซึ่งก็เหมือนกับแนวคิดของการฉีดวัคซีนโควิด-19 ในปัจจุบันนี้นั่นแหล่ะ ทีนี้ เมื่อฉีดวัคซีนไปแล้วก็ยังไม่แน่ใจว่าวัคซีนจะทำงานได้อย่างที่ตั้งใจไว้หรือไม่ นักวิทยาศาสตร์การแพทย์จึงได้คิดระบบติดตามประสิทธิภาพของวัคซีน โดยการเฝ้าระวังอาการเป็นอัมพาตเฉียบพลันของคนป่วยอันเป็นอาการสำคัญของโรคโปลิโอ ผลจากการติดตามฯแสดงให้เห็นว่าการใช้อาการอัมพาตเฉียบพลันเป็นตัวชี้วัดหรือประเมินผลสัมฤทธิ์ของวัคซีนนั้นใช้ไม่ได้ผลเพราะไม่ใช่ว่าคนป่วยจะมีอาการนี้กันทุกคน ผลสืบเนื่องที่ตามมาก็คือไม่สามารถควบคุมการระบาดได้อย่างแม่นยำและรวดเร็วเพียงพอ

ทว่าเมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้เก็บตัวอย่างน้ำเสียชุมชนอันมีอุจจาระปัสสาวะของคนป่วยรวมอยู่ด้วย จากต่างเมืองต่างพื้นที่ มาวิเคราะห์หา RNA (โมเลกุลที่ใช้เก็บข้อมูลทางพันธุกรรม คล้ายๆ กับ DNA)ของเชื้อไวรัสโปลิโอ ซึ่งถูกระบายออกมาพร้อมกับอุจจาระมาอยู่ในน้ำเสียส้วม ก็ทำให้สามารถชี้บอกได้ว่ามีการติดเชื้อในชุมชนใดหรือเขตพื้นที่ใด ได้อย่างแม่นยำกว่าและรวดเร็วกว่าการเฝ้าระวังการระบาดจริงถึงหลายเท่า จึงทำให้การกำหนดมาตรการเฝ้าระวังและควบคุมโรคด้วยวัคซีนทำได้ตรงเป้ากว่าและรวดเร็วกว่ามาก

ข้อสังเกตจากประสบการณ์โปลิโอ

สิ่งที่ปรากฎเห็นได้ชัดเจนจากกรณีการเฝ้าระวังการแพร่ระบาดของโปลิโอโดยระบบเดิมนั้น คือ วิธีเดิมนี้ใช้ไม่ได้ผล เหตุผลที่ใช้อธิบายปรากฎการณ์ไม่ได้ผลนี้คือ

ในขณะที่ตัวเลขวัดจำนวนไวรัสในน้ำเสียไม่สามารถหลอกหรือบิดเบือนได้ ผู้คนที่ป่วยไม่ว่าจะตกหรือไม่ตกสำรวจย่อมต้องถ่ายอุจจาระเป็นกิจวัตร และไวรัสนั้นก็จะมาปรากฎตัวอยู่ที่น้ำเสียส้วมหรือน้ำเสียชุมชนอย่างแน่นอน การวัดจำนวนไวรัส(จะด้วยเป็นการวัด RNA หรือวิธีอื่นก็ตาม)ในน้ำเสียเช่นที่ว่านี้จึงเป็นมาตรวัดที่ดี มีประสิทธิภาพและประสิทธิผล และควรนำมาพัฒนาเป็นระบบหรือกระบวนการมาตรฐานในการเฝ้าระวังโรคระบาดบางชนิดที่เกี่ยวเนื่องกับสิ่งขับถ่ายจากระบบทางเดินอาหารของโลกกันต่อไป

มาในระยะหลัง นักวิทยาศาสตร์ได้หันมาให้ความสนใจกับเชื้อไวรัสก่อโรคที่พบในลำไส้ (enterovirus) กันค่อนข้างมาก เช่น ไวรัสโปลิโอ ไวรัสตับอักเสบ ไวรัสโรตา ไวรัสโนโร จนมาถึงไวรัสโคโรนาหรือโควิด-19 ในปัจจุบัน

แล้วไวรัส Covid-19 ที่อยู่ในระบบทางเดินหายใจล่ะ ใช้เทคนิคนี้ได้หรือไม่

หากไวรัสอยู่ในระบบทางเดินอาหาร อย่างไรเสียไวรัสนั้นก็ต้องมาอยู่ในอุจจาระและในน้ำเสียชุมชนในท้ายที่สุด ซึ่งก็จะทำให้การตรวจสอบและเฝ้าระวังการระบาดทำได้ไม่ยากนัก แต่หากเป็นไวรัสในระบบทางเดินหายใจ ไวรัสนั้นก็ไม่จำเป็นที่จะต้องมาอยู่ในระบบทางเดินอาหารและไม่จำเป็นต้องมาปรากฎตัวอยู่ในน้ำเสียส้วม

อย่างไรก็ตาม การณ์กลับพบว่าไวรัสในทางเดินหายใจก็มามีส่วนอยู่ในอุจจาระและน้ำเสียได้ คาดว่าไวรัสเหล่านั้นติดอยู่ที่ลำคอและถูกกลืนกินลงไปพร้อมกับอาหารและ/หรือน้ำดื่ม ลงไปสู่ระบบทางเดินอาหารต่อไป

ยกตัวอย่าง เช่น ไวรัสโคโรนา (coronavirus) ซึ่งไม่ใช่มีเพียงไวรัสโควิด-19 แต่ยังมีไวรัสโรคอื่นๆอีก เช่น ไวรัสซาร์ (SARS) ซึ่งมีชื่อเต็มๆ ว่า SARS-CoV-1 ที่มีการระบาดไปเกือบทั่วโลกในปี 2003 และนักวิทยาศาสตร์ได้รายงานการค้นพบไวรัสซาร์นี้ในตัวอย่างน้ำเสียจากโรงพยาบาลกันมาแล้ว

สำหรับไวรัสโควิด-19 ก็เช่นกัน องค์การอนามัยโลก (WHO) ได้รายงานไว้ตั้งแต่เดือนมีนาคม 2020 โดยระบุว่าพบเชื้อไวรัสโควิด-19 ในตัวอย่างอุจจาระของคนป่วย ซึ่งสอดคล้องกับอาการท้องเสียในผู้ติดเชื้อบางราย และในช่วงใกล้ๆกันนั้น คือ ในช่วงเดือนกุมภาพันธ์จนถึงพฤษภาคม 2020 ก็มีรายงานออกมาเป็นระยะๆว่า พบ RNA ของเชื้อไวรัสโควิด-19 ในน้ำเสียทั้งจากโรงพยาบาลเอง(ซึ่งเป็นต้นทาง) และในน้ำเสียชุมชน(ที่เป็นปลายทาง) ในหลายประเทศ

นั่นหมายความว่า เราจะสามารถใช้น้ำเสียส้วมหรือน้ำเสียชุมชนเป็นเครื่องมือในการเฝ้าระวังและวางแผน รวมทั้งจัดทำมาตรการในการป้องกันหรือระงับการแพร่ระบาดของโรคโควิด-19 นี้ได้

ความแม่นยำของเทคนิคนี้ เมื่อใช้กับไวรัสโควิด-19

รูปที่ 1 ซึ่งใช้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนผู้ติดเชื้อไวรัสโควิด-19 (ที่มีชื่อเรียกอีกอย่างทางวิทยาศาสตร์ คือ SARS-CoV-2 ซึ่งจะเห็นว่าก็เป็น SARS ชนิดหนึ่ง) ที่มีอยู่ในรายงานสาธารณสุข(หมายถึงไม่รวมผู้ป่วยที่ตกสำรวจหรือรักษาหายแล้ว) กับปริมาณความเข้มข้นของไวรัสโควิด-19 (SARS-CoV-2) ในหลายๆเมืองในรัฐโอเรกอน ประเทศสหรัฐอเมริกา เห็นได้ว่าค่า R square (R2 ที่พูดเป็นภาษาชาวบ้านให้เข้าใจง่ายๆ คือ ระดับความมั่นใจ)ในความสัมพันธ์นี้ต่ำมาก คือ มีค่าเพียง 0.50 หรือพูดแบบชาวบ้านอีกก็คือความสัมพันธ์ที่ว่านี้ไม่แม่นนัก คือ แม่นแค่เพียงประมาณ 50% ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะมีเคสผู้ป่วยที่ตกสำรวจหรือหายแล้ว และไม่ได้นำเคสนั้นๆ มารวมอยู่ในจำนวนผู้ป่วยจริง ผลที่ได้จึงไม่ค่อยแม่นยำเท่าที่อยากได้

รูปที่ 1 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณไวรัสในน้ำเสียชุมชนกับจำนวนผู้ป่วย(เฉพาะที่มีการรายงาน) ในรัฐโอเรกอน สหรัฐอเมริกา ที่มา : มหาวิทยาลัยโอเรกอน (https://www.youtube.com/watch?v=-8uq0Lg6xVs)
หมายเหตุ : SARS-CoV-2 ก็คือ Covid-19 นั่นเอง

คณะวิจัยจึงได้ทำการสุ่มเก็บตัวอย่างเพิ่ม เพื่อนำสัดส่วนผู้ติดเชื้อที่พบ(ทั้งมีอาการและไม่มีอาการ)มาประมาณจำนวนผู้ติดเชื้อให้เป็นค่าจริง แล้วหาความสัมพันธ์ของผู้ป่วยทั้งหมดกับปริมาณไวรัสในน้ำเสียอีกครั้ง คราวนี้พบความสัมพันธ์ที่แม่นยำขึ้นอย่างเห็นได้ชัด โดยได้ค่า R2 สูงถึง 0.91 ซึ่งหมายความว่าเชื่อมั่นได้ถึง 91% (รูปที่ 2) นี่ยิ่งชี้ให้เห็นว่าปริมาณไวรัสในน้ำเสียสะท้อนไปถึงผู้ติดเชื้อที่ไม่มีอาการและตกสำรวจ (แต่แพร่เชื้อไวรัสได้) ด้วยได้เป็นอย่างดี

นั่นก็คือ เราสามารถเอาเทคนิคนี้มาใช้ในการเฝ้าระวังและวางแผนสำหรับหยุดการแพร่ขยายของไวรัสโควิด-19 นี้ได้ด้วยความมั่นใจสูงอย่างมากทีเดียว

รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณไวรัสในน้ำเสียชุมชนกับจำนวนผู้ติดเชื้อ(ที่มีการปรับค่าให้เป็นตัวเลขจริงแล้ว) ในรัฐโอเรกอน สหรัฐอเมริกา ที่มา : มหาวิทยาลัยโอเรกอน (https://www.youtube.com/watch?v=-8uq0Lg6xVs)
หมายเหตุ : SARS-CoV-2 ก็คือ Covid-19 นั่นเอง

ข้อดีของเทคนิคใช้น้ำเสียส้วมมาจัดการการระบาดของไวรัสโควิด

จากความเชื่อมั่นสูงถึง 91% ในการนำเทคนิคนี้มาใช้ คราวนี้เรามาดูข้อดีเพิ่มเติมของเทคนิคนี้กัน โดยเราจะสรุปข้อดีเหล่านั้นเป็นข้อๆ ดังนี้

(1) เทคนิคนี้มีความไวในการวัดจำนวนไวรัสที่สูงมาก แม้มีปริมาณไวรัสไม่มากก็สามารถวัดได้ ยกตัวอย่าง เช่น การศึกษา Covid-19 ในหอพักนักศึกษาแห่งหนึ่งในมหาวิทยาลัยโอเรกอน สหรัฐอเมริกา นักวิจัยสามารถวัดและพบไวรัสในน้ำเสียของหอพักใหญ่ของมหาวิทยาลัยได้ แม้จะมีผู้ป่วยอยู่เพียงคนเดียวในหอพักนั้นก็ตาม

(2) เทคนิคนี้จึงใช้ได้กับกรณีที่เพิ่งเริ่มมีการระบาดของเชื้อ ในขณะที่การเฝ้าระวังโดยตรงกับผู้ป่วยนั้นทำไม่ได้

(3) การเก็บตัวอย่าง(specimen)จากคนนั้นอาจมีอุปสรรค ไม่สามารถเก็บให้ได้ครบทุกคนด้วยเหตุผลทางสิทธิเสรีภาพส่วนบุคคล จริยธรรมงานวิจัย งบประมาณที่สูง และจำนวนบุคลากรไม่เพียงพอ ในขณะที่ผู้ป่วยทุกคนต้องถ่ายและสิ่งขับถ่ายนั้นจะปรากฎอยู่ในน้ำเสียไม่ว่าคนนั้นจะยินยอมให้เก็บตัวอย่างหรือไม่ วิธีนี้จึงให้ข้อมูลที่ปราศจากอคติและเป็นจริงมากกว่าการตรวจเชื้อโดยตรงจากโพรงจมูกของผู้ป่วย

(4) เมื่อไวรัสกลายพันธุ์ เทคนิคนี้ก็ยังสามารถติดตามและบอกถึงสายพันธุ์ที่เปลี่ยนไป(variant)ของไวรัสนี้ในชุมชนนั้นๆ ได้อีกด้วย

(5) เทคนิคนี้เมื่อใช้วัดเชื้อไวรัสในน้ำเสียชุมชนและได้ตัวเลขมาแสดงว่ามีปริมาณไวรัสในน้ำเสียชุมชนหนึ่งๆลดน้อยลง เราก็สามารถใช้เป็นเครื่องบ่งชี้ที่ชัดเจนได้ว่าชุมชนนั้นมีการระบาดที่คลี่คลายลง ทีนี้จะเปิดเมือง จะเปิดร้านค้า เปิดผับ ก็ทำได้ด้วยความมั่นใจมากขึ้น

(6)จากข้อดีข้างต้น เราจึงสามารถใช้เทคนิคนี้ในการคาดการณ์หรือทำนายการระบาดได้ล่วงหน้า สูงได้ถึงในระดับเป็นสัปดาห์หรือหลายวัน

(7)จากข้อดีข้างต้นเช่นกัน เราสามารถใช้เทคนิคนี้มาเสริมการทำงานของนักระบาดวิทยา โดยสามารถนำข้อมูลนั้นมาใช้ปรับเทียบ(หรือ calibrate)แบบจำลองการระบาดของโรค(ที่กำลังใช้ทำนายฉากทัศน์ หรือ scenarios ต่างๆ ของสถานการณ์โควิด-19 ในบ้านเราในปัจจุบัน) ให้แม่นยำขึ้นได้อีกด้วย

ประเทศไทยมีการศึกษาในลักษณะนี้หรือไม่

เป็นที่น่ายินดีที่นักวิชาการไทยก็ล้ำหน้าได้ไม่แพ้ชาติอื่นในเรื่องนี้ เท่าที่ทราบ ที่ผ่านมาในช่วงเดือนกุมภาพันธ์ 2564 กรุงเทพมหานครโดยสำนักอนามัยและสำนักงานเขตหลายเขตได้ร่วมมือกับคณะแพทย์ศาสตร์ โรงพยาบาลรามาธิบดี ลงพื้นที่เก็บตัวอย่างน้ำเสียในตลาดชุมชนจำนวน 8 แห่ง เพื่อเฝ้าระวังการระบาดของโควิด-19 ในพื้นที่ นอกจากนี้ ก็ยังมีสถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ที่กำลังศึกษาเกี่ยวกับไวรัสนี้ในน้ำเสียด้วยเช่นกันโดยได้รับการสนับสนุนจาก สกสว. หรือสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์วิจัยและนวัติกรรม

อีกสักพัก เราคงได้เห็นรายงานดีๆ จากสถาบันวิจัยไทยเหล่านี้ออกมาให้ได้เห็นและรับรู้กัน

บทส่งท้าย

ในสัปดาห์ที่ผ่านมา เรามีคลัสเตอร์แพร่ระบาดโควิด-19 ที่มาจากชุมชนแออัดอย่างน้อย 3 แห่ง ถ้าเราเร่งเอาเทคนิคนี้มาใช้โดยด่วนเราก็น่าจะจัดการปัญหานี้ได้เร็ว เศรษฐกิจก็จะดีขึ้น การท่องเที่ยวกระเตื้องขึ้น ธุรกิจไปได้ คนตัวเล็กตัวน้อยไม่ลำบากหรือลำบากน้อยลง ประชาชนมีความเครียดน้อยลง มีความสุขมีความสามัคคีกันมากขึ้น

นั่นน่าจะเป็นความประสงค์หลักที่คนไทยทุกคนต้องการ

หมายเหตุ : บทความนี้เป็นความเห็นส่วนบุคคลของผู้เขียน มิได้มีส่วนใดเกี่ยวข้องกับนโยบายหรือการทำงานของหน่วยงานต้นสังกัด