จุลินทรีย์กำจัดลูกน้ำยุงลาย (วรวรรณ บุญมาก 45310802)

BT จุลินทรีย์มหัศจรรย์กำจัดลูกน้ำยุงลาย

จุลินทรีย์กำจัดลูกน้ำยุงลาย : แบคทีเรีย
         กว่า 30 ปีที่ผ่านมา ได้มีการใช้เคมีกำจัดแมลงเพื่อผลในการตัดวงจรการระบาดของโรคเป็นหลัก ซึ่งแม้จะมีประสิทธิภาพในการลดความชุกชุมของยุงพาหะ แต่ในขณะเดียวกันก็สร้างปัญหาต่อสุขภาพอนามัยตลอดจนสิ่งแวดล้อมมากเช่นกัน การควบคุมแมลงโดยชีววิธี สามารถนำมาใช้ทดแทนหรือเสริมการควบคุมยุงพาหะนำโรคด้วยเคมีกำจัดแมลงได้ เนื่องจากเป็นงานใหม่ทำให้การควบคุมยุงโดยชีววิธียังไม่เป็นที่รู้จักและแพร่หลายเท่าที่ควร 

      การควบคุมแมลงโดยชีววิธี เป็นการควบคุมปริมาณแมลงพาหะด้วยศัตรูธรรมชาติ เช่น ตัวห้ำ ตัวเบียน และโรคแมลง เป็นต้น เนื่องจากในธรรมชาติจะมีการควบคุมปริมาณของสิ่งมีชีวิตกันเองอยู่แล้ว เพื่อเกิดความสมดุลย์ นักวิทยาศาสตร์จึงอาศัยปรากฏการณ์ดังกล่าวมาประยุกต์ใช้ในงานควบคุมพาหะนำโรค ในที่นี้จะกล่างถึงศัตรูธรรมชาติประเภทโรคแมลง โดยเฉพาะจุลินทรีย์ในกลุ่มแบคทีเรีย

แบคทีเรียทำให้ลูกน้ำตายได้อย่างไร???

      ตามธรรมชาติ ลูกน้ำยุงก็มีภัยไข้เจ็บอยู่แล้วเหมือนสิ่งมีชิวิตทั่วๆ ไป แต่โรคของยุงที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย มักจะทำให้การย่อยอาหาร การหายใจ และการหมุนเวียนโลหิตของลูกน้ำยุงผิดปรกติไปจากเดิม 

      โอกาสที่แบคทีเรียจะเข้าสู่ตัวลูกน้ำยุงนั้น เกิดได้ 3 ทาง คือ ทางผิวหนัง ทางท่ออากาศ และทางปาก ซึ่งสุดท้ายมักพบเกิดขึ้นมากที่สุด

      แบคทีเรียมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์สร้างน้ำย่อย เป็นเหตุให้การย่อยอาหารผิดปรกติ ลูกน้ำอาจตายได้เพราะสูญเสียธาตุอาหาร        แบคทีเรียสามารถสร้างเอนไซม์ทำลายนิวเคลียสของเซลล์น้ำย่อย ทำให้เซลล์แตกและมีรูรั่ว ดังนั้น เมื่อเซลล์รอบท่ออาหารของลูกน้ำยุงถูกทำลาย แบคทีเรียจึงมีโอกาสที่จะซึมผ่านเข้าไปในช่องว่างของลำตัว ทวีจำนวนในระบบเลือด (Becteremia) หรือ ทำให้เลือดเป็นพิษ (Septicemia)

      ในขณะเดียวกัน การซึมผ่านของของเหลวในระบบทางเดินอาหารและระบบเลือด ทำให้สภาวะความเป็นกรดเป็นด่างภายในทางเดินอาหารและระบบเลือดเสียสมดุลย์ และเนื่องจากเลือดของแมลงมีคุณสมบัติเป็น buffer ต่ำมาก ดังนั้นหากระดับความเป็นกรดเป็นด่างในเลือดเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ก็สามารถเป็นเหตุให้เกิดอาการอัมพาตได้ เมื่อเป็นโรคมากๆ เนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ ถูกทำลาย เกิดการสูญเสียน้ำจากเซลล์ และอาจรุนแรงจนทำให้ลูกน้ำตายได้ในที่สุด

แบคทีเรียมีความเป็นพิษต่อคนหรือไม่???

      โดยทั่วไปมีการจำแนกอันตรายของสารกำจัดแมลงหลายด้าน ในที่นี้จะกล่าวเฉพาะอันตรายที่ได้รับโดยการกินที่อาจมีผลต่อคนและสัตว์เป็น 4 ระดับ

ระดับอันตราย	Oral LD50 (mg/kg)*
1. อันตรายรุนแรงที่สุด (extremely hazardous)	< 5
2. อันตรายร้ายแรงสุด (highly hazardous)	5 - 50
3. อันตรายปานกลาง (moderately hazardous)	50 - 1000
4. อันตรายน้อย (slightly hazardous)	> 500

      * ปริมาณของสารพิษที่สัตว์ทดลองกินเข้าไป คิดเป็นมิลลิกรัม ต่อ น้ำหนักตัวสัตว์ทดลอง 1 กิโลกรัม และสามารถทำให้สัตว์ตายได้ 50 % ของจำนวนสัตว์ที่ใช้ในการทดลองทั้งหมด

 

      ส่วนแบคทีเรียที่ค่า Oral LD₅₀ > 30,000 mg/kg ซึ่งหมายถึงว่า สัตว์ที่มีน้ำหนักตัว 1 กิโลกรัมต้องกินแบคทีเรียมากกว่า 30 กรัม จึงมีโอกาสตาย 50%        อย่างไรก็ตาม สายพันธุ์แบคทีเรียที่จะนำมาใช้ในงานควบคุมพาหะนำโรค จำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบด้านความปลอดภัยเสียก่อน เนื่องจากแบคทีเรียสร้างโปรตีนซึ่งทำให้แมลงตายได้หลายชนิด บางชนิดไม่มีผลต่อสัตว์เลือดอุ่น สัตว์ปีก และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิด ซึ่งองค์การอนามัยโลกจะไม่ยินยอมให้ใช้แบคทีเรียที่สร้างโปรตีนดังกล่าว คือ thermostable exotoxin ในงานพัฒนาผลิตภัณฑ์แบคทีเรียกำจัดลูกน้ำยุง

การทดสอบความปลอดภัยของแบคทีเรียที่ใช้กำจัดลูกน้ำยุงลาย???

      Bacillus thuringiensis subsp.israelensis  (= Bacillus thuringiensis  serotype H-14) เป็นชนิดแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพเฉพาะเจาะจงในการจำกัดลูกน้ำยุงลาย ซึ่งองค์การอนามัยโลกแนะนำให้ใช้ควบคุมลูกน้ำยุงลายได้        ด้านความปลอดภัยของตัวเชื้อที่ยังมีข้อสงสัยนั้น องค์การอนามัยโลกได้มอบหมายให้ WHO Collaborating center Mammalian Safety ซึ่งมีสถานที่อยู่ในรัฐเท็กซัส ประเทศสหรัฐอเมริกา ตรวจสอบ โดยทำการทดสอบความเป็นพิษเฉียบพลัน ความเป็นพิษระยะยาว และการทดสอบการระคายเคืองด้วยวิธีการต่อไปนี้

      1. Acute intracerabral toxicity test
            โดยการฉีดแบคทีเรียจำนวน 200,000 เซลล์ เข้าสมองหนู แล้วตรวจหาความผิดปกติที่อาจเกิดในสัตว์ทดลอง จากการตรวจสอบชิ้นเนื้อของสมองและเนื้อเยื่อต่างๆ ไม่พบความผิดปรกติที่มีสาเหตุมาจากแบคทีเรีย

      2. Oral and intraperitoneal toxicity test
           โดยการป้อนหนูทดลองและฉีดเซลล์แบคทีเรียเข้าใต้ผิวหนังด้วยระดับความเข้มข้น 7 แสน ถึง 70 ล้าน เซลล์ ผลการทดสอบ ไม่พบลักษณะของการเจ็บป่วยในสัตว์ทดลอง (clinical illness)

      3. Recovery of Bacillus thuringiensis from animals
           จากการตรวจสอบการกระจายตัวของแบคทีเรียในสัตว์ทดลอง พบแบคทีเรียอยู่ที่ม้ามเป็นส่วนใหญ่

    4. Quantitative recovery of Bacillus thuringiensis from animal brain
      จากการตรวจสอบโอกาสการทวีจำนวนของเซลล์แบคทีเรียในสัตว์ทดลอง เซลล์แบคทีเรียจะค่อยๆ ถูกทำลายจนหมดภายใน 27 วัน ที่ตับและม้าม

      5. Eye irritation test
      โดยการพ่นผงแบคทีเรียเข้าดวงตาสัตว์ เป็นเวลา 2 สัปดาห์ พบมีการระคายเคืองและอักเสบในดวงตาบ้าง (minimal conjunctive congestion, flare and some cornea injury)

กินแบคทีเรียได้หรือไม่???

      หลายท่านสงสัยว่า แบคทีเรียที่ใช้กำจัดลูกน้ำยุงนั้น ถ้าเราเผลอกินเข้าไป เราจะได้รับอันตรายหรือไม่ คำตอบคือ กินได้ เพราะโปรตีนฆ่าลูกน้ำยุงจากแบคทีเรียจะทำงานได้ในสภาวะด่างในทางเดินอาหารของลูกน้ำเท่านั้น ส่วนในสภาวะกรด เช่น ในกระเพาะอาหารคนจะถูกทำลาย และจากค่า Oral LD₅₀ ของแบคทีเรีย ซึ่งสูงกว่า 30,000 mg/kg เพราะฉะนั้น ถ้าคนหนัก 50 กิโลกรัม จะต้องกินแบคทีเรีย 1,500,000 มิลลิกรัม หรือ 1.5 กิโลกรัม อาจจะมีโอกาสตาย 50 %

ประสิทธิภาพในการควบคุมลูกน้ำยุงลาย???

      ผลิตภัณฑ์แบคทีเรียของแต่ละหน่วยงานมีประสิทธิภาพแตกต่างกันทั้งนี้ขึ้นกับสูตรของผลิตภัณฑ์นั้นๆ งานพัฒนาผลิตภัณฑ์แบคทีเรียกำจัดลูกน้ำยุงลายของสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์สาธารณสุข ประกอบไปด้วยการพัฒนาจากแบคทีเรียสายพันธุ์อ้างอิง และสายพันธุ์ท้องถิ่น ซึ่งไม่ว่าจะใช้สายพันธุ์ใดก็มีเป้าหมายด้านประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์อย่างเดียวกัน การพัฒนาด้านรูปแบบผลิตภัณฑ์ได้ดำเนินการจนน่าสรุปได้ว่า รูปแบบเม็ดช่วยให้การทำงานคล่องตัวมากกว่ารูปแบบอื่น แต่ไม่ได้หมายความว่ารูปแบบผลิตภัณฑ์อื่นจะใช้ในงานภาคสนามไม่ได้ ต้องขึ้นกับความรู้ความเข้าใจของผู้ใช้ด้วย ประสิทธิผลและความคงทนของผลิตภัณฑ์ในภาคสนามขึ้นกับอัตราการใช้น้ำของประชาชนซึ่งส่งผลให้มีโอกาสสูญเสียผลิตภัณฑ์ได้ตลอดเวลา ในขณะนี้สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์สาธารณสุข สามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์แบคทีเรียกำจัดลูกน้ำยุงลาย "Mostab" ให้มีความคงทนในการใช้งานภาคสนามนาน 3-4 สัปดาห์ อย่างไรก็ตาม ยังจำเป็นต้องพัฒนาสูตรผลิตภัณฑ์ให้มีความคงทนนานขึ้นทั้งนี้เพื่อสนองต่อความต้องการของผู้ใช้ต่อไป