জ্বর, মাথাব্যথা, দুর্বলতা কিংবা শ্বাসকষ্টের মতো উপসর্গ দেখা দিলে চিকিৎসকেরা সাধারণত রোগের ধরন বুঝতে নানান রকম পরীক্ষা করান। কিন্তু কখনো কখনো একের পর এক পরীক্ষা করেও সংক্রমণের আসল কারণ খুঁজে পাওয়া যায় না। অথচ রোগীর অবস্থা দ্রুত খারাপ হতে থাকে। এমন পরিস্থিতিতে সঠিক জীবাণু শনাক্ত করা এবং দ্রুত চিকিৎসা শুরু করা জীবন-মৃত্যুর প্রশ্ন হয়ে দাঁড়াতে পারে।
বিজ্ঞানের অগ্রগতিতে সংক্রমণের কারণ খুঁজে বের করার নতুন একটি পদ্ধতি নিয়ে আশা তৈরি হয়েছে। এর নাম মেটাজেনোমিক পরীক্ষা। এই পদ্ধতিতে নমুনায় থাকা বিভিন্ন অণুজীবের জিনগত উপাদান বিশ্লেষণ করে ব্যাকটেরিয়া, ভাইরাস, ছত্রাক ও পরজীবীর মতো রোগজীবাণু শনাক্ত করার চেষ্টা করা হয়। এমনকি আগে থেকে সন্দেহ করা হয়নি, এমন জীবাণুর সন্ধানও মিলতে পারে এর মাধ্যমে।
কোভিড-১৯ মহামারির শুরুর দিকে নতুন করোনাভাইরাস শনাক্ত করার ক্ষেত্রে জিনগত বিশ্লেষণ গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রেখেছিল। এখন সেই প্রযুক্তির উন্নত ব্যবহার জটিল সংক্রমণের কারণ নির্ণয়, চিকিৎসার সিদ্ধান্ত নেওয়া এবং ভবিষ্যতে নতুন মহামারির ঝুঁকি শনাক্ত করার ক্ষেত্রেও সম্ভাবনা তৈরি করছে।
মেটাজেনোমিক পরীক্ষা কী?
মেটাজেনোমিক্স হলো কোনো নমুনা বা পরিবেশে থাকা বিভিন্ন জীবের জিনগত উপাদান একসঙ্গে বিশ্লেষণের একটি পদ্ধতি। চিকিৎসাক্ষেত্রে এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে রোগীর রক্ত, মস্তিষ্ক ও মেরুদণ্ডের চারপাশের তরল, শ্বাসতন্ত্রের নমুনা বা অন্য উপযুক্ত নমুনায় থাকা অণুজীবের ডিএনএ বা আরএনএ পরীক্ষা করা যায়।
প্রচলিত অনেক পরীক্ষায় চিকিৎসককে আগে থেকেই ধারণা করে নিতে হয়, কোন জীবাণুর কারণে কোন রোগটি হয়েছে। এরপর সেই নির্দিষ্ট জীবাণু খুঁজতে নানা পরীক্ষা করা হয়। কিন্তু মেটাজেনোমিক পরীক্ষায় নমুনায় থাকা জিনগত উপাদানের বিস্তৃত বিশ্লেষণ করা হয়। ফলে পরিচিত জীবাণুর পাশাপাশি বিরল বা আগে শনাক্ত না হওয়া জীবাণুর সন্ধান পাওয়ার সুযোগ থাকে।
তবে নমুনায় কোনো জীবাণুর জিনগত উপাদান পাওয়া গেলেই যে সেটি রোগীর অসুস্থতার কারণ, তা কিন্তু না। কখনো নমুনায় এমন জীবাণুও থাকতে পারে, যা শরীরে উপস্থিত থাকলেও কোনো রোগ সৃষ্টি করছে না। তাই পরীক্ষার ফলাফল রোগীর উপসর্গ ও অন্যান্য পরীক্ষার সঙ্গে মিলিয়ে ব্যাখ্যা করতে হয়।
কীভাবে কাজ করে এই পরীক্ষা?
মেটাজেনোমিক পরীক্ষার কাজকে কয়েকটি ধাপে বোঝা যায়।
প্রথম ধাপ: নমুনা সংগ্রহ
রোগীর অসুস্থতার ধরন অনুযায়ী রক্ত, মস্তিষ্ক ও মেরুদণ্ডের চারপাশের তরল, শ্বাসতন্ত্রের নমুনা কিংবা অন্য কোনো নমুনা সংগ্রহ করা হয়।
দ্বিতীয় ধাপ: জিনগত উপাদান বিশ্লেষণ
নমুনা থেকে ডিএনএ ও আরএনএ সংগ্রহ করে সেগুলোর জিনগত সংকেত বিশ্লেষণ করা হয়। নমুনায় মানুষের নিজস্ব জিনগত উপাদানের পাশাপাশি বিভিন্ন অণুজীবের জিনগত উপাদানও থাকতে পারে।
তৃতীয় ধাপ: কম্পিউটারের সাহায্যে শনাক্তকরণ
বিশেষ যন্ত্রের মাধ্যমে জিনগত সংকেতের ক্রম নির্ণয় করা হয়। এরপর কম্পিউটারভিত্তিক বিশ্লেষণ এবং পরিচিত জীবাণুর জিনগত তথ্যভান্ডারের সঙ্গে তুলনা করে সম্ভাব্য জীবাণু শনাক্ত করা হয়।
চতুর্থ ধাপ: ফলাফল যাচাই
কোন জীবাণু পাওয়া গেছে, সেটি রোগীর উপসর্গের সঙ্গে মেলে কি না এবং সেটি সত্যিই সংক্রমণ ঘটাচ্ছে কি না, তা চিকিৎসকেরা মূল্যায়ন করেন। প্রয়োজনে প্রচলিত পরীক্ষার মাধ্যমেও ফলাফল যাচাই করা হতে পারে।
কোভিড-১৯ শনাক্তের ক্ষেত্রেও জিনগত বিশ্লেষণ গুরুত্বপূর্ণ ছিল
২০১৯ সালের শেষ দিকে চীনের উহানে অজানা কারণে গুরুতর নিউমোনিয়ায় আক্রান্ত রোগীদের নিয়ে চিকিৎসকদের মধ্যে উদ্বেগ তৈরি হয়। প্রাথমিক পরীক্ষায় পরিচিত জীবাণুর সঙ্গে মিল না পাওয়ায় রোগটির কারণ খুঁজে বের করা জরুরি হয়ে পড়ে।
এরপর রোগীদের নমুনার জিনগত উপাদান বিশ্লেষণ করে নতুন করোনাভাইরাসের সন্ধান পাওয়া যায়। এই আবিষ্কার ভাইরাসটিকে শনাক্ত করার পরীক্ষা তৈরি এবং পরবর্তী সময়ে চিকিৎসা ও টিকা উন্নয়নের গবেষণায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে।
বিবিসি ফিউচারের প্রতিবেদনে এই ঘটনাকে মেটাজেনোমিক পরীক্ষার সম্ভাবনার একটি উল্লেখযোগ্য উদাহরণ হিসেবে তুলে ধরা হয়েছে। তবে কোভিড-১৯ শনাক্তের পুরো প্রক্রিয়াকে শুধু একটি পরীক্ষার কৃতিত্ব হিসেবে দেখা ঠিক হবে না। বিভিন্ন গবেষণা, জিনগত বিশ্লেষণ ও পরীক্ষাগারভিত্তিক কাজ মিলিয়েই ভাইরাসটি সম্পর্কে বিজ্ঞানীরা জানতে পেরেছিলেন।
জটিল রোগের কারণ খুঁজে পেতেও সাহায্য করছে
মেটাজেনোমিক পরীক্ষার একটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার হলো এমন রোগীর সংক্রমণের কারণ খুঁজে বের করা, যাদের ক্ষেত্রে প্রচলিত পরীক্ষায় সহজে রোগ শনাক্ত করা যায় না।
মস্তিষ্ক ও মেরুদণ্ডের চারপাশের তরলে সংক্রমণ হলে মেনিনজাইটিস বা এনসেফালাইটিসের মতো গুরুতর সমস্যা দেখা দিতে পারে। জ্বর, মাথাব্যথা, দুর্বলতা ও বিভ্রান্তির মতো উপসর্গ বিভিন্ন সংক্রমণ কিংবা শরীরের রোগপ্রতিরোধ ব্যবস্থার অস্বাভাবিক প্রতিক্রিয়ার কারণে হতে পারে। কিন্তু সঠিক কারণ না জানা পর্যন্ত কোন চিকিৎসা সবচেয়ে উপযোগী হবে, তা নির্ধারণ করা কঠিন।
বিবিসির প্রতিবেদনে যুক্তরাষ্ট্রের ইউনিভার্সিটি অব ক্যালিফোর্নিয়া, সান ফ্রান্সিসকোর সংক্রামক রোগ বিশেষজ্ঞ চার্লস চিউয়ের গবেষণার কথা বলা হয়েছে। তার দলের তৈরি মেটাজেনোমিক পরীক্ষা মস্তিষ্ক ও মেরুদণ্ডের চারপাশের তরলের নমুনা বিশ্লেষণ করে কিছু রোগীর ক্ষেত্রে এমন জীবাণু শনাক্ত করতে পেরেছে, যা চিকিৎসকদের আগে নজরে আসেনি।
প্রতিবেদনে এমন এক রোগীর কথাও উল্লেখ করা হয়েছে, যার মেনিনজাইটিস ও যকৃতের গুরুতর সমস্যা হয়েছিল। তাঁকে যকৃত প্রতিস্থাপনের জন্য প্রস্তুত করা হচ্ছিল। কিন্তু মেটাজেনোমিক পরীক্ষায় হেপাটাইটিস ই ভাইরাসের সংক্রমণের সন্ধান পাওয়া যায়। পরে তাকে উপযুক্ত অ্যান্টিভাইরাল চিকিৎসা দেওয়া হয় এবং তিনি সুস্থ হয়ে ওঠেন। ফলে তার যকৃত প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়নি বলে প্রতিবেদনে জানানো হয়েছে।
এই ঘটনা দেখায়, রোগের প্রকৃত কারণ শনাক্ত করা গেলে চিকিৎসার পথও বদলে যেতে পারে। তবে সব রোগীর ক্ষেত্রে একই ফল পাওয়া যাবে, এমন নিশ্চয়তা নেই।
ক্যানসার ভেবে অস্ত্রোপচারের প্রস্তুতি, পরে মিলল যক্ষ্মার সন্ধান
শ্বাসতন্ত্রের সংক্রমণ শনাক্ত করার ক্ষেত্রেও এই প্রযুক্তি কাজে লাগতে পারে। বিবিসির প্রতিবেদনে লন্ডনের দুটি হাসপাতালে পরিচালিত একটি পরীক্ষামূলক গবেষণার উল্লেখ করা হয়েছে। সেখানে হাসপাতালে ভর্তি শ্বাসতন্ত্রের সংক্রমণে আক্রান্ত রোগীদের ক্ষেত্রে মেটাজেনোমিক পরীক্ষার কার্যকারিতা যাচাই করা হয়।
গবেষণায় দেখা যায়, প্রচলিত পরীক্ষায় নিয়মিতভাবে শনাক্ত না হওয়া রোগজীবাণু প্রায় ৩০ শতাংশ ক্ষেত্রে এই পরীক্ষার মাধ্যমে শনাক্ত করা সম্ভব হয়েছিল।
একজন রোগীর ক্ষেত্রে ফুসফুসের সমস্যাকে ক্যানসার বলে সন্দেহ করা হয়েছিল। কিন্তু পরীক্ষায় যক্ষ্মার সংক্রমণ ধরা পড়ে। ফলে রোগীর চিকিৎসা সম্পর্কে নতুন করে সিদ্ধান্ত নেওয়ার সুযোগ তৈরি হয় এবং তাকে অপ্রয়োজনীয় অস্ত্রোপচার থেকে রক্ষা করা সম্ভব হয়।
তবে এই ফলাফল নির্দিষ্ট গবেষণা ও রোগীদের ওপর ভিত্তি করে পাওয়া। সব হাসপাতাল বা সব ধরনের রোগীর ক্ষেত্রে একই হারে অতিরিক্ত জীবাণু শনাক্ত করা সম্ভব হবে, এমনটা ধরে নেওয়া যাবে না।
কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা কীভাবে সাহায্য করছে?
মেটাজেনোমিক পরীক্ষায় বিপুল পরিমাণ জিনগত তথ্য পাওয়া যেতে পারে। কিন্তু এই তথ্যের সবটাই রোগের জন্য দায়ী জীবাণুর নয়। নমুনায় মানুষের নিজস্ব জিনগত উপাদান, পরিবেশ থেকে আসা জীবাণু কিংবা পরীক্ষাগারে অনিচ্ছাকৃতভাবে ঢুকে পড়া উপাদানও থাকতে পারে।
এ ছাড়া একজন রোগীর শরীরে একাধিক জীবাণু উপস্থিত থাকতে পারে। তাদের মধ্যে কোনোটি অসুস্থতার কারণ, আবার অন্যটি ক্ষতিকর নাও হতে পারে। কখনো রোগের উপসর্গের পেছনে সংক্রমণের বদলে শরীরের রোগপ্রতিরোধ ব্যবস্থার অস্বাভাবিক প্রতিক্রিয়াও দায়ী থাকতে পারে।
এখানেই কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা বা এআই কাজে আসতে পারে। বিপুল তথ্য বিশ্লেষণ করে সম্ভাব্য গুরুত্বপূর্ণ সংকেত আলাদা করা এবং কোন জীবাণু রোগীর অসুস্থতার সঙ্গে বেশি সামঞ্জস্যপূর্ণ, তা বুঝতে চিকিৎসকদের সহায়তা করতে পারে এই প্রযুক্তি।
গবেষকেরা রোগীর শরীরের জিন কীভাবে কাজ করছে এবং কোন ধরনের প্রোটিন তৈরি হচ্ছে, সেসব তথ্যও বিশ্লেষণের চেষ্টা করছেন। এর মাধ্যমে রোগীর রোগপ্রতিরোধ ব্যবস্থা কোনো সংক্রমণের বিরুদ্ধে লড়ছে কি না, সে সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যেতে পারে।
তবে এআইয়ের বিশ্লেষণ নিজে থেকে চূড়ান্ত রোগ নির্ণয় নয়। তথ্যের মান, ব্যবহৃত পদ্ধতি এবং চিকিৎসকের মূল্যায়নের ওপর ফলাফলের নির্ভরযোগ্যতা অনেকাংশে নির্ভর করে।
নতুন মহামারি শনাক্ত করতেও কি কাজে লাগবে?
মেটাজেনোমিক প্রযুক্তির ব্যবহার শুধু ব্যক্তিগত রোগ নির্ণয়ের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। পরিবেশের নমুনা বিশ্লেষণ করেও সংক্রামক রোগের বিস্তার সম্পর্কে ধারণা পাওয়ার সুযোগ রয়েছে।
যেমন, নর্দমার পানি বা বর্জ্যপানিতে বিভিন্ন মানুষের শরীর থেকে আসা জীবাণুর জিনগত উপাদান থাকতে পারে। নিয়মিতভাবে এসব নমুনা পরীক্ষা করলে কোনো এলাকায় নির্দিষ্ট ভাইরাস বা অন্য জীবাণুর উপস্থিতি বাড়ছে কি না, তা পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হতে পারে।
বিবিসির প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, সিঙ্গাপুরের কয়েকটি পরীক্ষাগারে বর্জ্যপানি ও বাতাসের নমুনা বিশ্লেষণের মাধ্যমে নতুন ভাইরাসের সংকেত খোঁজার কাজ চলছে। এ ক্ষেত্রে এআইভিত্তিক বিশ্লেষণও ব্যবহার করা হচ্ছে।
এ ধরনের নজরদারি সংক্রামক রোগের অস্বাভাবিক বিস্তার সম্পর্কে আগাম সতর্কতা তৈরিতে সাহায্য করতে পারে। তবে কোনো জীবাণুর জিনগত উপাদান শনাক্ত হওয়া মানেই যে নতুন মহামারি শুরু হতে যাচ্ছে, তা নয়। জীবাণুটি মানুষের মধ্যে রোগ সৃষ্টি করছে কি না, কত দ্রুত ছড়াচ্ছে এবং এর সঙ্গে রোগীর উপসর্গের সম্পর্ক কী, সেসব বিষয়ও যাচাই করতে হয়।
মেটাজেনোমিক পরীক্ষার সীমাবদ্ধতা কী?
প্রযুক্তিটি সম্ভাবনাময় হলেও এর কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে।
খরচ বেশি হতে পারে: জিনগত উপাদান বিশ্লেষণ, উন্নত যন্ত্র এবং বিশেষজ্ঞের প্রয়োজন হওয়ায় অনেক জায়গায় পরীক্ষা করানো ব্যয়বহুল হতে পারে।
ফল পেতে সময় লাগতে পারে: উন্নত যন্ত্রে জিনগত উপাদান শনাক্ত করার কাজ কয়েক ঘণ্টার মধ্যে সম্ভব হলেও নমুনা প্রস্তুত করা, তথ্য বিশ্লেষণ ও ফলাফল যাচাই করতে আরও সময় লাগতে পারে। সব পরীক্ষাগারে দ্রুত ফল পাওয়া যায় না।
ভুল বা বিভ্রান্তিকর ফলের ঝুঁকি রয়েছে: নমুনায় দূষণ, শরীরে স্বাভাবিকভাবে উপস্থিত জীবাণু কিংবা রোগের সঙ্গে সম্পর্কহীন জিনগত উপাদান শনাক্ত হতে পারে। ফলে ফলাফল ভুলভাবে ব্যাখ্যা করলে অপ্রয়োজনীয় চিকিৎসা শুরু হওয়ার ঝুঁকি থাকে।
সব সংক্রমণ শনাক্ত করা সম্ভব নয়: নমুনার ধরন, জীবাণুর পরিমাণ, পরীক্ষার পদ্ধতি এবং ব্যবহৃত তথ্যভান্ডারের ওপর ফল নির্ভর করে। কোনো জীবাণু উপস্থিত থাকলেও পরীক্ষায় ধরা নাও পড়তে পারে।
প্রচলিত পরীক্ষার বিকল্প নয়: মেটাজেনোমিক পরীক্ষা সব ক্ষেত্রে প্রচলিত কালচার, পিসিআর বা অন্যান্য নির্দিষ্ট পরীক্ষাকে প্রতিস্থাপন করতে পারে না। বরং জটিল বা ব্যাখ্যা করা কঠিন কিছু ক্ষেত্রে এটি অতিরিক্ত তথ্য দিতে পারে।
গবেষণায় এর কার্যকারিতার প্রমাণ বাড়লেও কোন রোগীর ক্ষেত্রে পরীক্ষা করানো সবচেয়ে উপযোগী, খরচের তুলনায় কতটা বাড়তি সুবিধা পাওয়া যায় এবং চিকিৎসার ফলাফল কতটা উন্নত হয়, এসব বিষয়ে আরও গবেষণা প্রয়োজন।
বাংলাদেশের মতো দেশে এই প্রযুক্তির গুরুত্ব কী?
বাংলাদেশে সংক্রামক রোগ শনাক্ত ও চিকিৎসার ক্ষেত্রে দ্রুত এবং নির্ভুল পরীক্ষা গুরুত্বপূর্ণ। বিশেষ করে গুরুতর অসুস্থ রোগীর ক্ষেত্রে প্রচলিত পরীক্ষায় সংক্রমণের কারণ পাওয়া না গেলে উন্নত জিনগত পরীক্ষার সম্ভাবনা বিবেচনা করা যেতে পারে।
তবে এই প্রযুক্তি কার্যকরভাবে ব্যবহার করতে উন্নত পরীক্ষাগার, প্রশিক্ষিত জনবল, নির্ভরযোগ্য তথ্যভান্ডার এবং ফলাফল ব্যাখ্যা করার সক্ষমতা প্রয়োজন। পাশাপাশি পরীক্ষার খরচ যেন রোগীর নাগালের মধ্যে থাকে, সেটিও গুরুত্বপূর্ণ।
কোনো হাসপাতালে মেটাজেনোমিক পরীক্ষা চালু আছে কি না, তা নির্দিষ্টভাবে যাচাই না করে ধরে নেওয়া উচিত নয়। রোগীর জন্য এই পরীক্ষা প্রয়োজন কি না, সেটি তাঁর উপসর্গ, রোগের জটিলতা এবং আগের পরীক্ষার ফল বিবেচনা করে চিকিৎসক নির্ধারণ করবেন।
মেটাজেনোমিক পরীক্ষা সংক্রমণের কারণ খুঁজে বের করার ক্ষেত্রে চিকিৎসাবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি। একই নমুনায় থাকা বিভিন্ন অণুজীবের জিনগত উপাদান বিশ্লেষণ করে এটি এমন কিছু জীবাণুর সন্ধান দিতে পারে, যা প্রচলিত পরীক্ষায় শনাক্ত করা কঠিন।
কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার সহায়তায় এই বিশ্লেষণ আরও কার্যকর করার চেষ্টা চলছে। ভবিষ্যতে জটিল সংক্রমণের চিকিৎসা, নতুন রোগজীবাণু শনাক্ত করা এবং জনস্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণে এর ভূমিকা বাড়তে পারে।
তবে প্রযুক্তিটি এখনো সব সংক্রমণের নিশ্চিত সমাধান নয়। সঠিক রোগ নির্ণয়ের জন্য পরীক্ষার ফল, রোগীর উপসর্গ এবং চিকিৎসকের মূল্যায়ন একসঙ্গে বিবেচনা করাই সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।
সূত্র: বিবিসিতে ‘The genetic technique that finds (almost) every infection’ শিরোনামে প্রকাশিত আর্টিকেলের অনুবাদ ও সম্পাদনা করেছেন সারিকা সাইয়ারা।