วัคซีนไข้เลือดออก มีหรือยัง ข่าววัคซีนไข้เลือดออกต่องานสาธารณสุข

วัคซีนไข้เลือดออก มีหรือยัง ข่าววัคซีนไข้เลือดออกต่องานสาธารณสุข

เทคโนโลยีพันธุวิศวกรรมกับการพัฒนาวัคซีนไข้เลือดออก
                                             

                                              รศ. นพ. นพพร  สิทธิสมบัติและ  อ. ดร.  พูนสุข  กีฬาแปง 
                                           ภาควิชาจุลชีววิทยา  คณะแพทยศาสตร์   มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ 
                                                              [email protected]  

          ในขณะที่การควบคุมโรคไข้เลือดออกโดยใช้มาตรการต่างๆที่หวังผลในการลดจำนวนยุงและการป้องกันยุงกัดยังไม่สามารถให้ผลต่อเนื่องเป็นระยะเวลานานได้   ดังนั้นทุกคนจึงเฝ้ารอวัคซีนที่มีประสิทธิภาพในการลดอุบัติการณ์ของโรคไข้เลือดออกและลดการแพร่ระบาดของโรค   ซึ่งการพัฒนาวัคซีนสำหรับโรคไข้เลือดออกนี้เป็นงานที่ท้าทายมาก มีความพยายามของหลายกลุ่ม วิจัยอย่างต่อเนื่องตลอดช่วง 30 ปี ที่ผ่านมา      
 
บทบาทของวัคซีนในการควบคุมและป้องกันโรคไข้เลือดออก 
                                   

          การใช้วัคซีนมีบทบาทมากในการควบคุมและป้องกันโรคติดเชื้อไวรัสหลายๆชนิด   เช่นโรคไข้ทรพิษ (small pox)  โรคไขสันหลังอักเสบโปลิโอ (poliomyelitis) โรคตับอักเสบจากไวรัสชนิด บี  (viral hepatitis B)และโรคไข้สมองอักเสบ  (Japanese encephalitis) จนทำให้อุบัติการณ์ของโรคเหล่านี้ลดลงได้มาก    โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของโรคไข้ทรพิษ  องค์การอนามัยโลกได้ทำโครงการรณรงค์โดยใช้วัคซีนและการเฝ้าระวังโรคอย่างกว้างขวางจนสามารถกำจัดโรคไข้ทรพิษออกไปจากโลกได้     ในทางตรงกันข้าม  การพัฒนาวัคซีนสำหรับโรคติดเชื้อไวรัสเรื้อรังหลายชนิดได้ประสบปัญหาอย่างมาก  ซึ่งรวมถึงวัคซีนสำหรับโรคเอดส์และโรคตับอักเสบจากไวรัสชนิด ซี  (viral hepatitis C) เป็นต้น       

          ในปัจจุบันนี้  มีองค์ความรู้หลายประการที่บ่งชี้ว่า  การใช้วัคซีนป้องกันโรคไข้เลือดออกน่าจะสามารถช่วยกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายให้มีความต้านทานต่อการติดเชื้อหรือการเกิดโรคที่รุนแรงได้     โดยมีปัจจัยที่เกี่ยวเนื่องทั้งในส่วนของเชื้อไวรัสเด็งกี่และของคน  ในการก่อโรคในคน  เชื้อไวรัสเด็งกี่ต้องเข้าเพิ่มจำนวนในร่างกายจนมีปริมาณสูงเพียงพอ  โดยการเพิ่มจำนวนจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่จำกัดระยะหนึ่งเท่านั้น     เมื่อระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายได้ถูกกระตุ้นให้ทำงานแล้ว  ก็สามารถกำจัดเชื้อไวรัสและเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสที่เป็นเหตุของโรคได้จนหมดสิ้น   เชื้อไวรัสเด็งกี่ไม่สามารถหลบหลีกการทำลายของระบบภูมิคุ้มกันและคงค้างอยู่ในร่างกายเป็นระยะเวลานาน   เนื่องจากเชื้อนี้ขาดกลไกที่จะช่วยให้หลบซ่อนอยู่ภายในเซลล์ได้อย่างเรื้อรัง ดังเช่นเชื้อไวรัสเอดส์หรือเชื้อไวรัสเริม  ในขณะนี้  เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่า  การทำงานของระบบภูมิคุ้มกันเพียงพอต่อการกำจัดเชื้อไวรัสเด็งกี่ให้หมดไปจากร่างกายได้ในระหว่างการติดเชื้อตามธรรมชาติ          ดังนั้น การชักนำให้ร่างกายสามารถตอบสนองต่อเชื้อไวรัสอย่างรวดเร็ว   โดยให้ได้รับวัคซีนไว้ตั้งแต่ก่อนที่จะเกิดการติดเชื้อในธรรมชาติ  จึงน่าจะช่วยให้ผู้ที่ได้รับวัคซีนเกิดผลดี  คือเมื่อได้รับเชื้อจากยุงภายหลังก็จะสามารถกำจัดเชื้อไวรัสเด็งกี่ก่อนการที่เชื้อจะเพิ่มจำนวนสูงถึงระดับก่อโรค      หลักฐานที่ช่วยเสริมความเป็นไปได้ของการใช้วัคซีนสำหรับโรคไข้เลือดออกเด็งกี่  คือความสำเร็จของวัคซีนโรคไข้เหลือง (yellow fever) และโรคไข้สมองอักเสบ  (Japanese encephalitis) ในการป้องกันโรคได้เป็นอย่างดี  โดยที่โรคทั้งสองนี้มีสาเหตุมาจากเชื้อไวรัสที่มีลักษณะใกล้เคียงกับเชื้อไวรัสเด็งกี่มาก  และเชื้อทั้งสามชนิดติดต่อโดยมียุงเป็นพาหะเช่นเดียวกัน   
 

          การเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรมและองค์ประกอบให้มีความหลากหลายเป็นยุทธวิธีที่สำคัญที่เชื้อไวรัสหลายชนิดใช้หลบเลี่ยงจากการทำลายโดยระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย   ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือ  เชื้อไวรัสไข้หวัดใหญ่ซึ่งมีความหลากหลายตามธรรมชาติสูงมาก   ประกอบกับความจำเพาะของระบบภูมิคุ้มกัน    ที่มักทำให้ร่างกายมีความต้านทานเฉพาะต่อเชื้อไวรัสชนิดที่เคยติดมาแล้วเท่านั้น   ยิ่งไปนั้นเชื้อไวรัสบางชนิดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเชื้อไวรัสเอดส์และเชื้อไวรัสตับอักเสบซียังสามารถเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรมในระหว่างการเพิ่มจำนวนที่ยาวนานในร่างกายของผู้ติดเชื้อแต่ละคนได้อีกด้วย   ในการพัฒนาวัคซีนเพื่อป้องกันโรคที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัสเด็งกี่    ความหลากหลายของเชื้อไวรัสไม่เป็นปัญหาที่รุนแรงนัก    โดยที่เชื้อนี้มีเพียง 4 ชนิด (serotype) เท่านั้น  แต่อย่างไรก็ตาม   ภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นภายหลังการติดเชื้อไวรัสเด็งกี่ในธรรมชาติจำกัดอยู่เพียงแค่เชื้อชนิดที่เคยติดมาก่อน    และในแหล่งที่มีโรคไข้เลือดออกระบาดชุกชุม  มักพบเชื้อไวรัสเด็งกี่หลายชนิดในเวลาเดียวกัน    ดังนั้น  จึงยังคงจำเป็นที่จะต้องพัฒนาวัคซีนสำหรับเชื้อไวรัสเด็งกี่ทั้ง 4 ชนิดเพื่อให้ครอบคลุมเชื้อไวรัสเด็งกี่ที่อาจพบได้ทั้งหมด
 
 การพัฒนาวัคซีนป้องกันโรคไข้เลือดออกโดยใช้เทคนิคพันธุวิศวกรรม 
                                      

          ในช่วงระยะ 30 ปีที่ผ่านมา   ได้มีการใช้เทคโนโลยีทางชีววิทยาระดับโมเลกุล  ไปช่วยในการพัฒนาวัคซีนเพื่อป้องกันโรคไข้เลือดออกอย่างกว้างขวาง  ในช่วงระยะปี  คศ.  1987-1992   ได้มีผู้พยายามถอดรหัสสารพันธุกรรมของเชื้อไวรัสเด็งกี่ทั้ง 4 ชนิด   จนได้ทราบถึงลำดับเบสของสารพันธุกรรมอย่างครบถ้วนสมบูรณ์       จากนั้น  ได้มีการศึกษาความหลากหลายของลำดับเบสและลำดับของกรดอะมิโนของเชื้อไวรัสเด็งกี่สายพันธุ์ต่างๆ ที่แพร่ระบาดอยู่ในภูมิภาคทั่วโลก   ตลอดจนได้ข้อมูลของการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรมที่เกิดขึ้นในแต่ละภูมิภาคตลอดช่วงระยะเวลาที่ยาวนาน  และยังมีผลการศึกษาที่บ่งบอกถึงระดับการเปลี่ยนแปลงที่แตกต่างกันในระหว่างเชื้อไวรัสที่พบในคนและยุงพาหะ

          เมื่อมีองค์ความรู้เกี่ยวกับลำดับเบสของสารพันธุกรรมของเชื้อไวรัสเด็งกี่อย่างเพียงพอ  ก็ส่งผลให้สามารถนำสารพันธุกรรม   ซึ่งมีความยาวทั้งเส้นประมาณ  10.7 กิโลเบส  ไปสร้างรีคอมบิแนนท์พลาสมิด(recombinant plasmid) ให้บรรจุสารพันธุกรรมรูปแบบดีเอนเอสายคู่ของเชื้อไวรัสอยู่ภายใน      เมื่อได้เพิ่มจำนวนรีคอมบิแนนท์ พลาสมิดนี้ในเซลล์แบคทีเรียอีโคไล (E. coli) จนมีปริมาณมากตามต้องการ      ก็สามารถใช้รีคอมบิแนนท์ พลาสมิดเป็นจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงลำดับเบสของสารพันธุกรรมของเชื้อไวรัส   เพื่อสร้างเชื้อไวรัสเด็งกี่กลายพันธุ์ที่มีคุณลักษณะตามประสงค์ขึ้นในห้องปฎิบัติการ จากนั้น  ทำการคัดสรรเชื้อไวรัสเด็งกี่กลายพันธุ์จำนวนมากที่ยังคงสามารถเพิ่มจำนวนได้   โดยทำการเปรียบเทียบลักษณะที่เปลี่ยนแปลงไปในระหว่างการเพิ่มจำนวนในเซลล์เพาะเลี้ยงและในสัตว์ทดลองเช่น  หนูเกิดใหม่, ยุงและลิง    กับลักษณะของเชื้อไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคในคน   เมื่อได้พบเชื้อไวรัสเด็งกี่กลายพันธุ์สายพันธุ์ที่คาดว่าจะไม่ก่อโรคในคน   แต่น่าจะกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันให้ออกฤทธิ์ในการป้องกันการติดเชื้อหรือโรคไข้เลือดออกที่รุนแรงได้  ก็จะนำไปทดสอบความปลอดภัยและประสิทธิผลในการป้องกันโรคในคนเป็นลำดับต่อไป

          ในการสร้างเชื้อไวรัสเด็งกี่กลายพันธุ์ที่มีลักษณะตามความประสงค์  โดยการเปลี่ยนแปลงลำดับเบสของสารพันธุกรรมของเชื้อไวรัสในห้องปฏิบัติการ   จำเป็นต้องใช้องค์ความรู้เกี่ยวกับลักษณะและหน้าที่การทำงานขององค์ประกอบย่อยของสารพันธุกรรมและอนุภาคไวรัส   ตลอดจนขั้นตอนการเพิ่มจำนวนของเชื้อไวรัสในเซลล์  ในปัจจุบันนี้  มีผู้เปลี่ยนแปลงลำดับเบสที่บริเวณปลาย  3 (3 non-coding region) ซึ่งมีโครงสร้างทุติยภูมิที่จำเป็นต่อการเพิ่มจำนวนของเชื้อไวรัสในเซลล์  โดยกลุ่มวิจัยของสถาบันสาธารณสุขแห่งชาติ  และองค์การอาหารและยา ประเทศสหรัฐอเมริกาได้ประสบความสำเร็จในการสร้างและคัดสรรเชื้อไวรัสเด็งกี่กลายพันธุ์ที่ปลาย 3 นี้ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมต่อการนำไปใช้เป็นวัคซีนทดสอบในคน  ขณะนี้กลุ่มวิจัยทั้งสองกำลังเริ่มการศึกษาในคนเพื่อตรวจสอบว่าเชื้อไวรัสกลายพันธุ์เหล่านี้มีความปลอดภัย  สามารถกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันและมีประสิทธิผลในการป้องกันการติดเชื้อไวรัสเด็งกี่ในธรรมชาติหรือการเกิดโรคไข้เลือดออกได้ตามความคาดหมาย
                                  

          นอกจากนี้  กลุ่มวิจัยที่ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค ประเทศสหรัฐอเมริกาได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรมของเชื้อไวรัสสายพันธุ์  16681-PDK53   ซึ่งเป็นเชื้อไวรัสกลายพันธุ์ที่คุณสมบัติเหมาะสมต่อการใช้เป็นวัคซีนทดสอบ  และเป็นผลงานของกลุ่มวิจัยของมหาวิทยาลัยมหิดลที่ได้พัฒนาขึ้นโดยใช้เทคนิคการคัดสรรเชื้อไวรัสในระหว่างการขยายจำนวนในห้องปฏิบัติการ      พบว่ามีการเปลี่ยนของลำดับเบสที่บริเวณปลาย  5 (5 non-coding region) และส่วนที่กำหนดโปรตีน  NS1 และ NS3 ที่ทำให้เชื้อไวรัสสายพันธุ์นี้ลดความรุนแรงในการก่อโรคในสัตว์ทดลอง    กลุ่มวิจัยนี้จึงได้ใช้ รีคอมบิแนนท์พลาสมิดที่มีการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวในการสร้างเชื้อไวรัสเด็งกี่กลายพันธุ์ 4 ชนิดเพื่อนำไปทดสอบในสัตว์ทดลองและในคน ตามลำดับ

          เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงรูปแบบต่างๆ เท่าที่ได้มีผู้ใช้ในการพัฒนาเชื้อไวรัสกลายพันธุ์เหล่านี้  ยังไม่ได้ผ่านการทดสอบประสิทธิผลในการป้องกันโรคในคน   จึงยังมีความพยายามอย่างต่อเนื่องในการสร้างเชื้อไวรัสกลายพันธุ์ใหม่ๆขึ้นเพื่อให้มีเชื้อไวรัสสำหรับใช้เป็นตัวเลือกที่หลากหลายมากขึ้น     ในประเทศไทยขณะนี้  มีกลุ่มวิจัยที่คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดลและคณะแพทยศาสตร์  มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ที่ให้ความสนใจต่อส่วนย่อยที่บริเวณปลาย  5 (5 non-coding region)  ของสารพันธุกรรมและบริเวณส่วนต่อของโปรตีนตามลำดับ   การสร้างเชื้อไวรัสเด็งกี่กลายพันธุ์ที่มีความเปลี่ยนแปลงบริเวณทั้งสองนี้  หากประสบความสำเร็จ  ก็จะส่งผลให้ประเทศไทยมีชุดเชื้อไวรัสที่เหมาะสมกับการใช้เป็นวัคซีนทดสอบของเราเองในอนาคต
สิ่งท้าทายในการพัฒนาวัคซีนป้องกันโรคไข้เลือดออกในอนาคต
                                           

          ในประเทศไทย  โรคไข้เลือดออกที่เป็นผลจากการติดเชื้อไวรัสเด็งกี่พบได้บ่อยในเด็กในวัยเรียน  การเสริมสร้างภูมิคุ้มกันเพื่อหวังผลในการป้องกันโรคไข้เลือดออกจึงน่าจะทำตั้งแต่ก่อนเด็กจะเข้าเรียนในโรงเรียน       วัคซีนที่ใช้ในกลุ่มเด็กทารกและเด็กก่อนวัยเรียนเหล่านี้ต้องมีความปลอดภัยสูง    สามารถให้ได้อย่างสะดวกและไม่ควรต้องให้หลายครั้ง  ในขณะเดียวกัน  วัคซีนตัวเลือกที่ได้พัฒนาขึ้นแล้วจากการกลายพันธุ์ของเชื้อไวรัสเด็งกี่ในห้องปฏิบัติการยังมีข้อด้อยอยู่หลายประการ  โดยเฉพาะอย่างยิ่งก็คือ  ต้องให้โดยการฉีดเข้าใต้ผิวหนังและจำเป็นต้องฉีดหลายครั้งเพื่อให้เกิดภูมิคุ้มกันที่ยาวนานเพียงพอ   เมื่อเชื้อไวรัสกลายพันธุ์เข้าสู่ร่างกายจะเพิ่มจำนวนในระดับต่ำกว่าการติดเชื้อตามธรรมชาติ   ทำให้พบเชื้อไวรัสในกระแสเลือดในช่วงเวลาสั้นๆ  ซึ่งอาจจะแพร่กระจายสู่ผู้อื่นต่อไปได้   นอกจากนี้  ยังมีความยุ่งยากในการผลิตเชื้อไวรัสในเซลล์เพาะเลี้ยงและการเก็บรักษาเชื้อไวรัสที่มีชีวิตไว้เป็นระยะเวลานานโดยไม่ให้เสื่อมประสิทธิภาพ
                                  

          ข้อพิจารณาเหล่านี้ บ่งบอกว่าการพัฒนาวัคซีนเพื่อการควบคุมและป้องกันโรคไข้เลือดออกคงจะต้องกระทำต่อเนื่องไปจนกว่าจะได้วัคซีนที่มีคุณสมบัติที่เป็นที่พอใจจริงๆ        ในด้านความปลอดภัย  เชื้อไวรัสเด็งกี่กลายพันธุ์ที่ไม่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในร่างกายจะมีความปลอดภัยมากกว่า  แต่จะไม่สามารถกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันได้ดีเท่าเชื้อไวรัสที่เพิ่มจำนวนได้   ในการแก้ปัญหาความปลอดภัยโดยไม่ให้ลดความสามารถในการกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันนี้  แนวทางหนึ่งที่เริ่มมีผู้ใช้มากขึ้นในปัจจุบัน  คือ การเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรมบางบริเวณของเชื้อไวรัสเด็งกี่อย่างมาก  จนเชื้อสามารถเพิ่มจำนวนในร่างกายได้อย่างจำกัด  ในขณะเดียวกัน  ก็พัฒนาเซลล์เพาะเลี้ยงควบคู่กันไป  ให้ช่วยเพิ่มปริมาณเชื้อไวรัสกลายพันธุ์รูปแบบใหม่นี้ในห้องปฏิบัติการให้ได้ระดับสูงตามต้องการ         แนวทางอื่นที่อาจมีความเป็นไปได้คือ  การพัฒนาการผลิตอนุภาคเชื้อไวรัสขนาดเล็ก (subviral particle  หรือ  virus-like particle) ซึ่งเป็นอนุภาคที่ปราศจากสารพันธุกรรม  มีโครงสร้างที่สลับซับซ้อนคล้ายคลึงกับอนุภาคเชื้อไวรัสตามปกติ   แต่มีขนาดเล็กกว่าและไม่สามารถเพิ่มจำนวนในร่างกายได้ ในระหว่างการเพิ่มจำนวนของเชื้อไวรัสเด็งกี่ในเซลล์  จะมีการปลดปล่อยอนุภาคขนาดเล็กนี้ออกจากเซลล์ที่ติดเชื้อในปริมาณจำกัด  ถ้าหากสามารถพัฒนาการผลิตอนุภาคขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการให้ใด้ปริมาณมากๆ    ก็อาจเป็นวัคซีนตัวเลือกอีกชนิดหนึ่งที่น่าจะมีประสิทธิผลและมีความปลอดภัยสูง

          นอกจากนี้แล้ว   ก็ยังอาจจะต้องหาทางพัฒนาวัคซีนรูปแบบที่ไม่ต้องฉีดเข้าสู่ร่างกายเพื่อให้ใช้กับเด็กทารกและเด็กก่อนวัยเรียนได้สะดวกยิ่งขึ้น  ในแง่ของการขนส่งและเก็บรักษา  วัคซีนที่มีความคงตัวในอุณหภูมิห้อง   สามารถขนส่งและจัดเก็บโดยไม่จำเป็นต้องใช้ตู้เย็นจะช่วยให้กลุ่มเป้าหมายในท้องถิ่นทุรกันดารได้รับวัคซีนโดยไม่เสี่ยงต่อการสูญเสียประสิทธิภาพ   การพัฒนาวัคซีนที่มีลักษณะพึงประสงค์เหล่านี้จำเป็นต้องอาศัยองค์ความรู้ในด้านองค์ประกอบของเชื้อไวรัสทั้งในลักษณะโครงสร้างและการทำงานที่ลุ่มลึกกว่าที่มีอยู่ขณะนี้   โดยคงจะต้องแสวงหาความรู้โดยทำการศึกษาวิจัยพื้นฐานอย่างต่อเนื่อง

แหล่งที่มา : vcharkarn.com