No. 94859

5 ข้อ 2.50 คะแนน

ชีวนิเวศจุลชีพช่องปากกับงานทางนิติวิทยาศาสตร์

บทความ

วัตถุพยานทางชีววิทยา(biological trace evidence) เป็นหลักฐานที่ได้มาจากสิ่งมีชีวิตหรือเคยเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตมาก่อน สามารถตรวจพบได้ในสถานที่เกิดเหตุ บนตัวผู้เสียหาย หรือกระทั่งบนตัวผู้กระทำผิด ช่วยเชื่อมโยงผู้กระทำผิดกับสถานที่เกิดเหตุและผู้เสียหายจึงมีความสำคัญสำหรับการสืบสวนสอบสวนของตำรวจใ นการติดตามตัวผู้กระทำผิดเนื่องจากมีหลักการทางวิทยาศาสตร์รองรับจึงมีความน่าเชื่อถือสูง โดยหนึ่งในวัตถุพยานทางชีววิทยาที่พบได้บ่อยในสถานที่เกิดเหตุคือ คราบน้ำลาย ซึ่งผู้กระทำผิดมักละเลยไม่ให้ความสนใจ สามารถพบได้บนพื้นจากละอองฝอยขณะพูดคุย หรือติดค้างบนวัตถุพยานที่สัมผัสกับช่องปาก เช่น แก้ว ช้อน เศษอาหาร หรือ ก้นบุหรี่ รวมถึงรอยกัด(bite mark) ทั้งบนร่างกายผู้เสียหายและผู้กระทำผิด น้ำลายเป็นสารคัดหลั่งที่ผลิตมาจากต่อมนำลายและหลั่งเข้าสู่ช่องปากโดยตรง นอกจากมีน้ำเป็นองค์ประกอบหลักแล้ว ยังพบเมือก (mucus) เอนไซม์ย่อยอาหาร(enzyme) อิเล็กโทรไลต์(electrolytes) เช่น คลอไรด์ โซเดียม ฟอสเฟต โปแตสเซียม และไบคาร์บอเนต รวมถึงสารประกอบอื่นอีกหลายชนิด นอกจากนี้เมื่อน้ำลายเข้าสู่ช่องปากแล้วจะปะปนกับสารอื่นที่อยู่ภายในช่องปาก เช่น น้ำเหลืองเหงือก(gingival crevicular fluid) น้ำมูก เสมหะจากหลอดลม เลือดจากบาดแผลในช่องปาก เซลล์เยื่อบุช่องปากที่หลุดลอก(desquamated epithelial cell) เศษอาหาร(food debris) รวมทั้งแบคทีเรีย และจุลชีพอีกจำนวนมาก ทำให้น้ำลายมีองค์ประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้น สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในงานทางนิติวิทยาศาสตร์ได้หลากหลาย เช่นการตรวจหาสารพันธุกรรมจากเซลล์ในน้ำลาย การตรวจหายาหรือสารเสพติด รวมถึงการตรวจวิเคราะห์ชีวนิเวศจุลชีพช่องปาก (oral microbiome) จากน้ำลาย ช่องปากเป็นระบบนิเวศที่มีความซับซ้อน เนื่องจากมีพื้นผิวที่แตกต่างหลากหลายแบบทำให้เกิดชีพพิสัย(ecological niches) ที่จำเพาะสำหรับจุลชีพแต่ละประเภทในการดำรงชีวิตจำนวนมาก มีบริเวณผิวเรียบแข็ง เช่น ผิวฟัน บริเวณที่มีการหลุดลอกได้ เช่น เยื่อบุช่องปาก (oral mucosa) ทั้งที่มีเคอราตินบุผิว(keratinized surface) เช่น เพดานแข็ง หรือไม่มีเคอราตินบุผิว(nonkeratinized surface) เช่น ริมฝีปากและแก้ม หรือบริเวณร่องเหงือก ร่องบนลิ้น ซึ่งทำให้ระดับออกซิเจนแตกต่างกันไป นอกจากนี้ช่องปากยังติดต่อกับ ทอนซิล(tonsils) หลอดอาหาร จมูก ท่อยูสเตเชียน (Eustachian tube)

และหลอดลมซึ่งในแต่ละบริเวณก็จะมีจุลชีพประจำถิ่นต่างสายพันธุ์(species) กัน ทำให้ช่องปากมีความหลากหลายของสายพันธุ์จุลชีพมาก แต่จากการศึกษาโดยใช้วิธีการเพาะเลี้ยงเชื้อ (culture dependent technique) พบว่า ภายในช่องปากมีแบคทีเรียประมาณ 280 สายพันธุ์ ซึ่งเชื่อว่าน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของจุลชีพที่มีทั้งหมดในช่องปากจริง เนื่องจากจุลชีพในช่องปากส่วนใหญ่นั้นไม่สามารถเพาะเลี้ยงได้ในสภาวะไร้อากาศ แต่เมื่อเทคโนโลยีมีความก้าวหน้ามากขึ้นจนสามารถตรวจสอบสายพันธุ์ของจุลชีพด้วยสารพันธุกรรม จึงพบว่าจุลชีพในช่องปากนั้นมีมากถึง 600 สายพันธุ์ ปัจจุบันเชื่อว่าทารกในครรภ์จะปราศจากจุลชีพเหล่านี้ แต่จะได้รับจากมารดาผ่านการคลอดตามธรรมชาติและการเลี้ยงดู ดังนั้นทารกที่คลอดโดยการผ่าตัดจึงมีความแข็งแรงน้อยกว่าทารกที่คลอดโดยธรรมชาติเนื่องจากทารกที่คลอดโดย การผ่าตัดไม่มีโอกาสสัมผัสกับจุลชีพในช่องคลอดของมารดาซึ่งเป็นแบคทีเรียที่มีประโยชน์ ต่อการเจริญเติบโต และการพัฒนาภูมิคุ้มกันรวมถึงมีส่วนช่วยในการพัฒนาของสมองอีกด้วย (1) จุลชีพเหล่านั้นจะผ่านเข้าทางปากและจมูกของทารก และเคลื่อนย้ายไปยังปอด ลำไส้ และบริเวณอื่นๆ ของร่างกาย จากนั้นค่อยๆ เพิ่มจำนวนขึ้น จนกระทั่งผ่านไปประมาณ 1 สัปดาห์ ปริมาณจุลชีพในร่างกายของทารกก็จะค่อนข้างคงที่ และพัฒนาเป็นชีวนิเวศจุลชีพภายในส่วนต่างๆ ของร่างกายทารก (2) การตรวจชีวนิเวศจุลชีพในช่องปากจึงเป็นการศึกษาเพื่อระบุสายพันธุ์ของจุลชีพที่อาศัยอยู่ภายในช่องปาก ในปัจจุบันนิยมศึกษาจากสารพันธุกรรมเป็นหลัก เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเพาะเลี้ยงจุลชีพ รวมทั้งหลายสายพันธุ์ไม่สามารถเพาะเลี้ยงได้ วิธีการศึกษาจากสารพันธุกรรมสามารถทำได้โดยรวบรวมจุลชีพจากบริเวณที่สนใจมาสกัดสารพันธุกรรม และตรวจเปรียบเทียบลำดับเบส (base) ของสารพันธุกรรมที่สกัดได้ วิธีนี้ทำได้รวดเร็วและมีความแม่นยำ สามารถบอกได้ถึงระดับสกุล(genus) และสายพันธุ์ของจุลชีพที่พบทั้งนี้ สารพันธุกรรมที่ใช้เปรียบเทียบควรมีความจำเพาะแตกต่างกันในแต่ละสายพันธุ์เพื่อช่วยให้การจำแนกสายพันธุ์ทำไ ด้ถูกต้องแม่นยำขึ้น โดยทั่วไปจึงนิยมใช้ยีน rRNA (rRNA gene) ในการวิเคราะห์เปรียบเทียบ ยีน rRNA เป็นยีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างไรโบโซม(ribosome) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่พบได้ในเซลล์เกือบทุกชนิด มีโครงสร้างและหน้าที่แน่นอน มีการเปลี่ยนแปลงน้อยมากตลอดช่วงวิวัฒนาการ รวมทั้งลำดับเบสของยีน rDNA ในสิ่งมีชีวิตแต่ละสายพันธุ์ยังมีความจำเพาะ แตกต่างกัน สามารถนำมาใช้เปรียบเทียบจำแนกสายพันธุ์ ตลอดจนสามารถใช้ในการศึกษาวิวัฒนาการและความสัมพันธ์ระหว่างจุลชีพ โดยเปรียบเทียบความคล้ายคลึงกันของลำดับเบสของยีน rRNAได้ เมื่อพิจารณายีน rRNA แบบต่างๆ แล้วพบว่า ยีน5S rRNA มีลำดับเบสเพียง 120 เบส ส่วนยีน 23S rRNA มี 2,900 เบส ในขณะที่ยีน 16S rRNA มีประมาณ 1,500 เบส ดังนั้นจึงนิยมเลือกใช้ยีน 16S rRNA ในการวิเคราะห์มากกว่ายีน rRNA

แบบอื่นเนื่องจากความเหมาะสมของจำนวนเบส อย่างไรก็ตาม ยีน 16S rRNA ยังมีข้อจำกัดอยู่บ้างเนื่องจากยีน 16S rRNA ของแบคทีเรียหลายกลุ่มมีความคล้ายคลึงกันส่งผลให้มีความคลาดเคลื่อนในจำแนกสายพันธุ์แบคทีเรียบางกลุ่มได้ การศึกษาชีวนิเวศจุลชีพในช่องปากแสดงให้เห็นว่าสายพันธุ์จุลชีพในช่องปากมีแม้จะมีความแตกต่างกันในแต่ละช่ว งเวลาที่เก็บแต่ความแตกต่างนี้ยังน้อยมากเมื่อเมื่อกับความแตกต่างระหว่างบุคคล รวมทั้งแตกต่างกันในระหว่างพี่น้อง หรือระหว่างแฝดไข่ใบเดียวกัน(monozygotic twins) ด้วย นอกจากนี้ชีวนิเวศจุลชีพในช่องปากยังค่อนข้างมีความคงที่ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามระยะเวลาที่เปลี่ยนไป(long- term stability) ชี้ให้เห็นว่าคราบน้ำลายที่ตรวจพบจะสามารถนำไปเปรียบเทียบสายพันธุ์จุลชีพกับน้ำลายที่เก็บจากผู้ต้องสงสัยในภ ายหลังได้ จึงสามารถนำชีวนิเวศจุลชีพในคราบน้ำลายที่พบในสถานที่เกิดเหตุมาวิเคราะห์เพื่อการสืบสวนหาผู้กระทำผิด โดยเฉพาะในกรณีที่มีการปนเปื้อนสารพันธุกรรมของผู้เสียหายและผู้กระทำผิดจากการล่วงละเมิดทางเพศ หรือพบสารพัธุกรรมปริมาณน้อยมากหรือไม่พบเลยในสถานที่เกิดเหตุจึงไม่สามารถตรวจจากสารพันธุกรรม รวมถึงในการพิสูจน์เอกลักษณ์บุคคลระหว่างแฝดไข่ใบเดียวกันซึ่งเป็นข้อจำกัดของการใช้สารพันธุกรรมในการตรว จพิสูจน์ (3-7) นอกจากใช้เปรียบเทียบเพื่อพิสูจน์เอกลักษณ์บุคคลเพื่อเชื่อมโยงผู้กระทำผิดกับสถานที่เกิดเหตุแล้ว ชีวนิเวศจุลชีพช่องปากยังช่วยให้ลักษณะบางประการของผู้กระทำผิดได้ด้วย เช่น โรคประจำตัว อุปนิสัยบางอย่าง เช่นการสูบบุหรี่ (9-10) เพราะสิ่งเหล่านี้จะมีผลต่อสายพันธุ์ของจุลชีพในช่องปากได้อีกด้วย อย่างไรก็ตามการศึกษาถึงการนำข้อมูลชีวนิเวศจุลชีพช่องปากมาใช้ในงานทางนิติวิทยาศาสตร์ยังมีจำกัดอยู่ จึงต้องการการศึกษาเพิ่มเติมอีกมากเพื่อพัฒนาวิธีการนี้ให้ได้มาตรฐานเพื่อเป็นหลักฐานที่ได้รับการยอมรับประกอ บการพิจารณาของศาลต่อไป

เอกสารอ้างอิง

  1. Costello EK, Lauber CL, Hamady M, Fierer N, Gordon JI, Knight R. Bacterial community variation in human body habitats across space and time. Science 2009;326:1694-7.
  2. Grönlund MM, Gueimonde M, Laitinen K, Kociubinski G, Grönroos T, Salminen S, et al. Maternal breast-milk and intestinal bifidobacteria guide the compositional development of the Bifidobacterium microbiota in infants at risk of allergic disease. Clin Exp Allergy 2007;37:1764-72.
  3. Leake SL, Pagni M, Falquet L, Taroni F, Greub G. The salivary microbiome for differentiating individuals: Proof of principle. Microbes Infect 2016;18:399–405.
  4. Rasiah IA, Wong L, Anderson SA, Sissons CH. Variation in bacterial DGGE patterns from human saliva: Over time, between individuals and in corresponding dental plaque microcosms. Arch Oral Biol 2005;50:779–87.
  5. Costello EK, Lauber CL, Hamady M, Fierer N, Gordon JI, Knight R. Bacterial community variation in human body habitats across space and time. Science 2009;326:1694–7.
  6. Lazarevic V, Whiteson K, Hernandez D, François P, Schrenzel J. Study of inter- and intraindividual variations in the salivary microbiota. BMC Genom 2010;11:523
  7. Zhu X, Wang S, Gu Y, Li X, Yan H, Yan H, Miyoshi S-I, Shi L. Possible variation of the human oral bacterial community after wearing removable partial dentures by DGGE. World J Microbiol Biotechnol 2012;28:2229–36.
  8. Stahringer SS, Clemente JC, Corley RP, Hewitt J, Knights ., Walters WA, Knight R, Krauter KS. Nurture trumps nature in a longitudinal survey of salivary bacterial communities in twins from early adolescence to early adulthood. Genome Res 2012;22:2146–52.
  9. Yang Y, Zheng W, Cai QY, Shrubsole MJ, Pei Z, Brucker R, Steinwandel MD, Bordenstein SR, Li Z, Blot WJ, et al. Cigarette smoking and oral microbiota in low-income and African-American populations. J Epidemiol Community Health 2019;73:1108–1115
  10. Grine G, Royer A, Terrer E, Diallo OO. Tobacco Smoking Affects the Salivary Gram-Positive Bacterial Population. Front Public Health 2019;1:196.

ผู้เขียน/ผู้จัดทำ

ผศ.ทพ.ทวีพงศ์ อารยะพิศิษฐ
คณะทันตแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

แบบทดสอบ