ชุดตรวจ ATK เชื่อถือได้แค่ไหน ทำไมผลการตรวจถึงผิดพลาด

ข่าวนายแพทย์สาธารณสุขจังหวัดนครศรีธรรมราชสั่งห้ามโรงพยาบาลในจังหวัดใช้ชุดตรวจ ATK ยี่ห้อหนึ่งตรวจหาเชื้อในผู้สัมผัสใกล้ชิดเสี่ยงสูง เนื่องจากพบความเบี่ยงเบนสูง ทำให้ประชาชนเกิดความไม่เชื่อมั่นต่อชุดตรวจที่ภาครัฐจัดซื้อมาแจกให้ ซึ่งเป็นยี่ห้อเดียวกัน ขณะเดียวกันตามร้านขายยาหรือร้านทั่วไปก็มีชุดตรวจ ATK วางขายมากขึ้น ชุดตรวจเหล่านี้ให้ผลถูกต้องมากน้อยแค่ไหน บทความนี้จะมาทำความเข้าใจเกี่ยวกับผลการตรวจหาเชื้อด้วยชุดตรวจ ATK ให้มากขึ้น

ชุดตรวจ ATK หรือ Antigen Test Kit เป็นการตรวจหาเชื้อไวรัสที่ทำได้รวดเร็ว ผู้ตรวจจะทราบผลภายใน 15-30 นาที โดยอาจตรวจด้วยตัวเองหรือให้ผู้อื่นตรวจให้ก็ได้ ต่างจากการตรวจหาเชื้อด้วยวิธี RT-PCR ที่ต้องส่งตัวอย่างไปตรวจในห้องแล็บจึงใช้เวลานาน 1-2 วันกว่าจะทราบผล วิธีการเก็บตัวอย่างของชุดตรวจ ATK ยังสะดวกกว่า เพราะแยงไม้เข้าไปในโพรงจมูกหรือตรวจจากน้ำลาย ในขณะที่วิธี RT-PCR มักจะต้องแยงไม้เข้าไปลึกถึงด้านหลังโพรงจมูก

แต่เนื่องจากบริเวณด้านหลังโพรงจมูกมีโอกาสพบเชื้อได้มาก และการตรวจในห้องแล็บทำให้ตรวจพบเชื้อได้ถึงแม้เชื้อจะมีปริมาณน้อย วิธี RT-PCR จึงเป็นวิธีมาตรฐานในการวินิจฉัยโควิด-19 ผู้ที่พบ ‘ผลบวก’ จากชุดตรวจ ATK (แปลผลว่า ‘พบเชื้อ’) จึงต้องตรวจยืนยันด้วยวิธี RT-PCR ก่อนเข้ารักษาในโรงพยาบาลสนามหรือห้องรวมในโรงพยาบาล เพราะต้องพักร่วมกับผู้ติดเชื้อรายอื่น หากเป็น ‘ผลบวกลวง’ (หมายถึง ‘ผลบวก แต่ความจริงไม่ติดเชื้อ’) จะทำให้ติดเชื้อในภายหลังแทน

ในขณะที่ ‘ผลลบลวง’ (หมายถึง ‘ผลลบ แต่ความจริงติดเชื้อ’) จะทำให้ผู้ตรวจไม่ทราบว่าตนเองติดเชื้อแล้วแพร่เชื้อต่อให้กับผู้อื่นได้ ความผิดพลาดทั้ง 2 แบบนี้น่าจะส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของชุดตรวจ ATK อยู่ไม่น้อย ผมแบ่งเป็นคำอธิบายเป็น 2 ส่วน คือส่วนที่อธิบายโดยใช้ทฤษฎี ซึ่งจะขอใช้ภาพประกอบที่อาจใช้เวลาทำความเข้าใจสักเล็กน้อย และอีกส่วนที่อธิบายโดยใช้ตัวเลขจากผลการทดสอบ ซึ่งน่าจะยากขึ้นเพราะมีศัพท์เทคนิคและต้องอาศัยการคำนวณ

ความผิดพลาดในทางทฤษฎี

ภาพที่พูดถึงคือกราฟปริมาณไวรัสในร่างกายซึ่งขึ้นกับระยะเวลาของการติดเชื้อ โดยจำนวนไวรัสแสดงด้วยเส้นสีเหลือง เริ่มตั้งแต่ได้รับเชื้อจากผู้ติดเชื้อรายก่อนหน้า ไวรัสจะเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็วในระยะฟักตัว ซึ่งมีค่าเฉลี่ยประมาณ 5 วัน จากนั้นผู้ติดเชื้อจะเริ่มแพร่เชื้อ (อาจมีหรือไม่มีอาการก็ได้) ไวรัสยังเพิ่มจำนวนต่อจนถึงประมาณ 1 สัปดาห์ จนเมื่อร่างกายสามารถกำจัดไวรัสได้ ปริมาณไวรัสจะค่อยๆ ลดลงจนไม่พบเชื้อ ผู้ติดเชื้อส่วนใหญ่จะไม่แพร่เชื้อเมื่อแยกตัวครบ 14 วันแล้ว

ภาพที่ 1 ปริมาณไวรัสในทางเดินหายใจตามสัปดาห์ของการติดเชื้อ

ด้านขวาสุดของภาพระบุวิธีการตรวจหาเชื้อ 2 วิธี เส้นที่ลากตัดกับกราฟสีเหลืองคือปริมาณไวรัสที่ต่ำสุดที่สามารถตรวจพบได้ด้วยวิธีนั้นๆ ซึ่งเส้นของวิธี RT-PCR อยู่ต่ำกว่าชุดตรวจ ATK หมายความว่า RT-PCR สามารถตรวจพบเชื้อในปริมาณที่ต่ำกว่าได้ เพราะเป็นการตรวจหาสารพันธุกรรมของไวรัสและมีกระบวนการเพิ่มจำนวนสารพันธุกรรมก่อนที่จะตรวจ ในขณะที่ชุดตรวจ ATK เป็นการตรวจหาชิ้นส่วนโปรตีนของไวรัส จึงจำเป็นต้องมีปริมาณไวรัสมากพอจนมีโปรตีนในระดับที่วัดได้

แปลอีกทีคือชุดตรวจ ATK จะตรวจพบเชื้อก็ต่อเมื่อมีปริมาณไวรัสสูงมากเท่านั้น ดังนั้นถ้าพบ ‘ผลบวก’ จะค่อนข้างมั่นใจว่าติดเชื้อจริง แต่ถ้าพบ ‘ผลลบ’ จะยังสรุปไม่ได้ว่าไม่ติดเชื้อ เพราะอาจติดเชื้อ แต่ปริมาณไวรัสยังน้อยเกินไปที่จะตรวจพบ เรียกว่า ‘ผลลบลวง’ ซึ่งอาจเป็นช่วงแรกที่เพิ่งได้รับเชื้อหรือช่วงหลังที่เชื้อลดลงแล้วก็ได้ ตรงกับพื้นที่สีส้ม 2 ข้างของกราฟสีเหลือง เพราะถ้าตรวจด้วยวิธี RT-PCR จะเริ่มพบเชื้อแล้ว ทั้งนี้สังเกตว่าหากเชื้อมีปริมาณน้อยมากๆ ก็ไม่สามารถตรวจพบด้วยวิธีใดเลย

เพราะฉะนั้นในทางทฤษฎีแล้วชุดตรวจ ATK อาจไม่เหมาะที่จะนำมาใช้คัดกรองผู้ติดเชื้อ แต่สามารถเพิ่มโอกาสในการตรวจพบผู้ติดเชื้อได้ด้วยการตรวจซ้ำ เช่น ถ้าเป็นผู้สัมผัสเสี่ยงสูงควรกักตัวแล้วตรวจหาเชื้อซ้ำ 3-5 วัน ถึงตอนนั้นไวรัสก็น่าจะเพิ่มจำนวนมากขึ้นจนตรวจพบผลบวก และมีนักวิชาการบางส่วนเห็นว่าถึงแม้จะเป็นผลลบลวง แต่ในเมื่อมีปริมาณเชื้อน้อย โอกาสแพร่เชื้อให้กับผู้อื่นจึงต่ำกว่า ชุดตรวจ ATK จึงเป็นมาตรการเสริมเพื่อ ‘ลดความเสี่ยง’ ของการแพร่ระบาดได้

ความผิดพลาดที่พบจากการทดสอบ

หัวข้อนี้ผมจะพูดถึงศัพท์เทคนิคมากขึ้นคือ ‘ความไว’ (ที่ไม่ใช่ความรวดเร็วในการตรวจ) และ ‘ความจำเพาะ’ ของชุดตรวจเพราะเป็นเกณฑ์ที่สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) ใช้ในการขึ้นทะเบียนชุดตรวจ ATK แต่อาจเริ่มต้นจากหลักการก่อนว่าในการตรวจหาเชื้อ สิ่งที่เราต้องการคือ

ผู้ที่ติดเชื้อต้องมีผลการตรวจเป็นบวก และผู้ที่ไม่ติดเชื้อต้องมีผลการตรวจเป็นลบ
ถ้าผลการตรวจเป็นบวกก็ควรเป็นผลบวกจริง และถ้าผลการตรวจเป็นลบก็ควรจะเป็นผลลบจริง

สองแบบนี้ไม่เหมือนกัน เพราะแบบแรกตั้งต้นจากผู้ติดเชื้อหรือไม่ติดเชื้อ ซึ่งเรายึดวิธี RT-PCR เป็นวิธีมาตรการในการวินิจฉัยโควิด-19 ส่วนแบบหลังตั้งต้นจากผู้ที่มีผลการตรวจเป็นบวกหรือลบ ในที่นี้คือการตรวจด้วยชุดตรวจ ATK ดังนั้นในการทดสอบชุดตรวจ ห้องแล็บจะนำตัวอย่างที่ไม่มีเชื้อและมีเชื้อในปริมาณต่างๆ มาตรวจด้วยทั้งวิธี RT-PCR และชุดตรวจ ATK เพื่อเปรียบเทียบกัน ซึ่งสามารถเขียนเป็นแผนภาพต้นไม้และสรุปเป็นตาราง 2×2 ช่อง ดังภาพที่ 2

ภาพที่ 2 แผนภาพต้นไม้และตาราง 2×2 ช่องสรุปผลการทดสอบชุดตรวจ ATK

สิ่งที่เราต้องการแบบแรกคือ ‘ผู้ที่ติดเชื้อ’ ต้องมีผลการตรวจเป็นบวก นั่นคือผล RT-PCR เป็นบวก และชุดตรวจ ATK เป็นบวก ตรงกับช่องซ้ายบน เมื่อหารด้วยผล RT-PCR เป็นบวกทั้งหมดจะได้ 90/(90+10) = 90% ในทางวิชาการจะเรียกค่านี้ว่า ‘ความไว’ (Sensitivity) ส่วน ‘ผู้ที่ไม่ติดเชื้อ’ ต้องมีผลการตรวจเป็นลบ ตรงกับช่องขวาล่าง เมื่อหารด้วยผล RT-PCR เป็นลบทั้งหมดจะได้ 882/(18+882) = 98% ในทางวิชาการจะเรียกค่านี้ว่า ‘ความจำเพาะ’ (Specificity) ดังภาพที่ 3

ภาพที่ 3 การคำนวณความไวและความจำเพาะของชุดตรวจ ATK

ปกติแล้วในการตรวจวินิจฉัยโรคจะมี 2 ขั้นตอนคือ 1. การตรวจคัดกรอง (Screening Test) ต้องการชุดตรวจที่มีความไวสูง เพื่อให้ครอบคลุมผู้ติดเชื้อจำนวนมากที่สุด และ 2. การตรวจยืนยัน (Diagnostic Test) ต้องการชุดตรวจที่มีความจำเพาะสูง เพราะหลังจากคัดกรองจะได้ผู้ที่พบผลบวกมาจำนวนมาก จึงจำเป็นต้องใช้ชุดตรวจที่มีความจำเพาะสูงเพื่อแยกผู้ที่ไม่ติดเชื้อออกไป ซึ่งโดยทั่วไปจะ ‘ได้อย่างเสียอย่าง’ ไม่มีชุดตรวจที่มีความไวและความจำเพาะสูงมากทั้งคู่

สำหรับเกณฑ์การทดสอบชุดตรวจ ATK ที่ อย. ใช้ในการขึ้นทะเบียนจะต้องมีรายงานผลการทดสอบทางคลินิกในประเทศไทยจากคณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี คณะแพทยศาสตร์และคณะเทคนิคการแพทย์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ หรือคณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ว่าชุดตรวจมี

ความไวเชิงวินิจฉัย (Sensitivity) ≥90%
ความจำเพาะเชิงวินิจฉัย (Specificity) ≥98%
ความไม่จำเพาะ (Non-specificity) ≤10%

ซึ่งก็คือภาพที่ 2-3 ที่ผมยกตัวอย่างขึ้นมาประกอบ

กลับมาที่สิ่งที่เราต้องการแบบที่ 2 คือ ถ้าผลการตรวจเป็นบวกก็ควรเป็นผลบวกจริงหรือ ‘ผลบวกลวง’ (False Positive) ควรจะต่ำ นั่นคือผลชุดตรวจ ATK เป็นบวกแต่ RT-PCR เป็นลบ ตรงกับช่องขวาบน เมื่อหารด้วยผลชุดตรวจ ATK เป็นบวกทั้งหมดจะได้ 18/(90+18) = 16.7% ส่วนถ้าผลการตรวจเป็นลบก็ควรจะเป็นผลลบจริงหรือ ‘ผลลบลวง’ (False Negative) ควรจะต่ำ ตรงกับช่องซ้ายล่าง เมื่อหารด้วยผลชุดตรวจ ATK เป็นลบทั้งหมดจะได้ 10/(10+892) = 1.1% ดังภาพที่ 4

ภาพที่ 4 การคำนวณผลบวกลวงและผลลบลวง

จะเห็นว่าถึงแม้ชุดตรวจ ATK ได้รับการขึ้นทะเบียนจาก อย. แล้วยังสามารถพบผลบวกลวงและผลลบลวงได้ เป็นจุดอ่อนที่ทำให้ผู้ที่ตรวจพบ ‘ผลบวกลวง’ กลายเป็นผู้ติดเชื้อ ทั้งที่ไม่ได้ติดเชื้อจริง หากเข้ารักษาตัวในโรงพยาบาลสนามซึ่งปะปนกับผู้ติดเชื้อรายอื่นอาจทำให้ติดเชื้อในภายหลังแทน ส่วนผู้ที่ตรวจพบ ‘ผลลบลวง’ จะไม่ถูกกักตัว อาจแพร่เชื้อให้กับผู้อื่นในชุมชนได้ แต่จุดแข็งคือการเข้าถึงชุดตรวจ ATK ง่ายกว่า และสามารถตรวจพบผู้ติดเชื้อได้เร็วกว่าวิธี RT-PCR

ทั้งนี้ เปอร์เซ็นต์ผลบวกลวงและผลลบลวงจะขึ้นกับ ‘ความชุก’ ของโรคหรือสัดส่วนของผู้ติดเชื้อในพื้นที่นั้นๆ ด้วย ดังภาพที่ 5 สมมติว่าใช้ชุดตรวจ ATK ยี่ห้อเดิม แต่นำไปใช้กับ 2 ชุมชนที่มีความชุกต่างกัน ด้านซ้ายซ้ายเป็นตัวอย่างที่ผ่านมา ผมกำหนดให้มีผู้ติดเชื้อ 100 รายจากทั้งหมด 1,000 คน (10%) ส่วนด้านขวามือผมเพิ่มผู้ติดเชื้อเป็น 300 ราย (30%) เมื่อคำนวณแล้วจะพบว่าผลบวกลวงลดลงจาก 16.7% เป็น 4.9% ในขณะที่ผลลบลวงเพิ่มขึ้นจาก 1.1% เป็น 4.2%

ภาพที่ 5 การเปรียบเทียบผลบวกลวงและผลลบลวงในพื้นที่ที่มีความชุกของโรคต่างกัน

ดังนั้นเวลาได้ยินข่าวเรื่องผลบวกลวงหรือผลลบลวงจะต้องระมัดระวังประเด็นความชุกของโรคด้วย หรือถ้าใกล้ตัวอีกหน่อยคือถ้าเราอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีการระบาด แต่ผลชุดตรวจ ATK เป็นลบก็มีโอกาสที่จะเป็นผลลบลวงสูงกว่า (หากมีความเสี่ยงควรกักตัวแล้วตรวจซ้ำที่ 3-5 วัน) ส่วนค่าความไวและความจำเพาะเป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของชุดตรวจนั้นๆ จะไม่เปลี่ยนแปลงตามความชุกของโรค แต่อย่างไรก็ตามหากย้อนกลับไปที่ภาพที่ 1 ความไวชุดตรวจโควิดจะขึ้นกับปริมาณไวรัสด้วย

ทั้งหมดนี้นำมาสู่ผลการทดสอบชุดตรวจที่นายแพทย์สาธารณสุขจังหวัดนครศรีธรรมราชชี้แจงเหตุผลการห้ามโรงพยาบาลในจังหวัดใช้ชุดตรวจ ATK ยี่ห้อหนึ่งตรวจหาเชื้อในผู้สัมผัสใกล้ชิดเสี่ยงสูง เนื่องจากพบความเบี่ยงเบนสูง ดังภาพที่ 6 เมื่อคำนวณความจำเพาะได้เท่ากับ 99.1% ถือว่าสูงมาก หากตรวจแล้วพบผลบวกค่อนข้างมั่นใจว่าติดเชื้อจริง แต่เมื่อคำนวณความจำเพาะได้เท่ากับ 26.9% ถือว่าต่ำมากและต่างจากผลการทดสอบในห้องแล็บถึง 3 เท่า

ภาพที่ 6 ผลการทดสอบชุดตรวจ ATK ยี่ห้อหนึ่งของ สสจ.นครศรีธรรมราช

เมื่อความไวของชุดตรวจต่ำ ร่วมกับความชุกในการทดสอบนี้ค่อนข้างสูง 42.6% ทำให้เกิดผลลบลวงถึง 35.4% หากผลการทดสอบตามมาตรฐาน อย. ถูกต้อง และชุดตรวจล็อตนี้มีคุณสมบัติตรงกับล็อตที่ใช้ทดสอบ คำอธิบายที่เป็นไปได้คือไวรัสในผู้ติดเชื้อมีปริมาณต่ำ ทำให้ชุดตรวจ ATK ไม่สามารถตรวจพบได้ หาก สสจ.นครศรีธรรมราชเปิดเผยวิธีการทดสอบ และวิเคราะห์ผลโดยใช้ข้อมูลปริมาณไวรัสที่ตรวจพบจากวิธี RT-PCR (ค่า Ct) ประกอบด้วยก็น่าทราบสาเหตุที่ชัดเจนขึ้น

นอกจากนี้ ‘ผลลบลวง’ ยังเกิดจากการเก็บตัวอย่างไม่ถูกต้อง ดำเนินการตามขั้นตอนวิธีทดสอบไม่ถูกต้อง เช่น ไม่อ่านผลในช่วงเวลาที่กำหนด ปริมาณตัวอย่างที่หยดไม่เป็นไปตามที่กำหนด หรือใช้คนละตัวอย่างในการตรวจ ซึ่งเก็บตัวอย่างคนละวิธีหรือคนละวันกัน ส่วน ‘ผลบวกลวง’ อาจเกิดจากการปนเปื้อนจากพื้นที่ที่ทำการทดสอบหรืออุปกรณ์ที่ใช้ การติดเชื้อไวรัสหรือเชื้ออื่นๆ ดำเนินการตามขั้นตอนวิธีทดสอบไม่ถูกต้อง เช่น อ่านผลเกินเวลาที่กำหนดก็ทำให้ผลการตรวจผิดพลาดได้

สรุปความผิดพลาดของ ATK

สำหรับกรณีจังหวัดนครศรีธรรมราช ชุดตรวจ ATK มีความไวต่ำมาก ทำให้ไม่สามารถตรวจพบผู้ติดเชื้อในกลุ่มผู้สัมผัสเสี่ยงสูงได้ แต่ผู้สัมผัสเสี่ยงสูงควรได้รับการกักตัวจนครบ 14 วันถึงแม้ผลการตรวจจะเป็นลบในครั้งแรก และต้องตรวจหาเชื้อซ้ำ ซึ่งตามแนวทางของกรมควบคุมโรค ฉบับสิงหาคม 2564 กำหนดให้ตรวจหาเชื้อซ้ำอีก 2 ครั้งในช่วง 3-5 วัน และ 10-14 วันนับจากวันที่ตรวจครั้งแรก โดยไม่เกิน 14 วันนับจากวันที่มีประวัติเสี่ยงวันสุดท้าย หรือถ้าหากมีอาการควรตรวจซ้ำทันที

สำหรับคนทั่วไปควรตระหนักถึงข้อจำกัดของชุดตรวจ ATK ว่าถึงแม้จะได้รับการขึ้นทะเบียนจาก อย. แต่ยังมีโอกาสเกิดผลลบปลอมได้ โดยเฉพาะในพื้นที่มีการระบาดของโรค นักวิชาการบางส่วนเห็นว่าผู้ที่มีผลลบปลอมมีปริมาณเชื้อน้อย โอกาสแพร่เชื้อจะต่ำ แต่ชุดตรวจก็ต้องมีความไวตามเกณฑ์ที่ อย. กำหนด เมื่อชุดตรวจ ATK มีวางจำหน่ายมากขึ้นและราคาถูกลง จะเป็นมาตรการเสริมให้คนทั่วไปเข้าถึงการตรวจได้มากขึ้น แยกผู้ติดเชื้อได้เร็วขึ้น และลดความเสี่ยงในการแพร่เชื้อ

กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ควรนำชุดตรวจ ATK ล็อตที่จังหวัดนครศรีธรรมราชได้รับแจกมาทดสอบว่ามีคุณสมบัติตามที่ได้รับการขึ้นทะเบียนกับ อย. หรือไม่ เพื่อสร้างความเชื่อมั่น เพราะชุดตรวจยี่ห้อนี้ยังแจกให้ประชาชนในพื้นที่อื่น รวมถึงสุ่มชุดตรวจยี่ห้ออื่นที่วางขายตามร้านขายยาและร้านทั่วไปมาทดสอบด้วย ผมหวังว่าบทความนี้จะช่วยให้หลายคนเข้าใจความผิดพลาดของชุดตรวจ ATK ที่เกิดขึ้น และอาจพูดคุยกันต่อถึงวัตถุประสงค์และมาตรฐานของชุดตรวจ ATK ครับ

อ้างอิง: