รู้เท่าทันวัคซีนไวรัส... กรณีโควิด 19 โดย ศาสตราจารย์ ดร.ธีระศักดิ์ พัชรวิภาส คณะเทคนิคการแพทย์ มหาวิทยาลัยรังสิต

โดย ศาสตราจารย์ ดร.ธีระศักดิ์ พัชรวิภาส  คณะเทคนิคการแพทย์ มหาวิทยาลัยรังสิต

การระบาดของไวรัสโควิด 19 ทำให้เกิดความตื่นตระหนักที่จะหาวิธีป้องกันตัวเอง โดยเฉพาะการตั้งความหวังกับวัคซีน... เพื่อสร้างความเข้าใจและความเท่าทันทางวิชาการจึงขอนำข้อมูลความรู้ทางวิชาการด้านภูมิคุ้มกันและไวรัสวิทยามาเล่าสู่กันฟังดังนี้  

การติดต่อเข้าเซลล์ของไวรัสโควิด 19

เช่นเดียวกับเชื้อไวรัสอื่นๆ ไวรัสโควิด 19 เป็นสิ่งเสมือนมีชีวิตที่ต้องอาศัยอยู่ในเซลล์เจ้าบ้าน (intracellular agent) จึงจะสามารถแบ่งตัวเพิ่มจำนวนและก่อโรค การที่ไวรัสใดๆจะเข้าไปในเซลล์เจ้าบ้านที่เหมาะสม (เซลล์เป้าหมาย) เซลล์นั้นๆ ต้องมีโมเลกุลตัวรับ (viral receptor) ที่เหมาะต่อการทำให้ไวรัสเข้าไปจับสำหรับแทรกเข้าไปในเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนและก่อโรค กรณีไวรัสโควิด 19 ใช้ ACE (angiotensin converting enzyme) เป็นโมเลกุลตัวรับสำหรับจับเพื่อเข้าไปในเซลล์เป้าหมายซึ่งส่วนใหญ่คือเซลล์ในระบบทางเดินหายใจ อย่างไรก็ตามไวรัสบางชนิดสามารถจับโมเลกุลตัวรับมากกว่าหนึ่งชนิด จึงยังไม่ทราบว่าไวรัสไวรัสโควิดใช้โมเลกุลตัวรับอื่นๆ ได้ด้วยหรือไม่

การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อเชื้อไวรัส

ก่อนที่จะกล่าวถึงวัคซีนไวรัส... ขอสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันในร่างกายพอสังเขปเป็นเบื้องต้นก่อน... ระบบภูมิคุ้มกันประกอบด้วยการทำงานของเซลล์เม็ดเลือดขาวหลายชนิด เซลล์เม็ดเลือดขาวที่มีความสามารถที่สุดในการกำจัดเซลล์ติดเชื้อไวรัสคือ cytotoxic T cell (Tc) เซลล์ที่สำคัญอย่างมากอีกชนิดคือ helper T cell (Th) ที่ทำหน้าที่เสมือนเป็นผู้จัดการในระบบภูมิคุ้มกัน นอกจากมีความเกี่ยวข้องกับการทำงานของ Tc แล้ว Th ยังมีบทบาทในการทำงานของเซลล์เม็ดเลือดขาวอีกชนิดหนึ่งคือ B cell เพื่อสร้างแอนติบอดี (antibody, Ab) สำหรับจับเชื้อไวรัสขณะที่อยู่นอกเซลล์... ที่สำคัญกว่านั้น Th ทำให้ Tc และ B cell ปรับเปลี่ยนเป็น memory cells ซึ่งมีความสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็วกว่าปกติและเป็นเหตุผลที่วัคซีนไวรัสที่มีประสิทธิภาพต้องกระตุ้นให้เกิด memory cells จึงจะทำให้เรามีภูมิคุ้มกันคอยป้องกันการติดเชื้อไวรัสได้

ปกติเมื่อเชื้อไวรัสเข้าร่างกาย (แม้ยังไม่สามารถเข้าเซลล์เป้าหมาย) จะถูกเซลล์เม็ดเลือด M (macrophage) และ D (dendritic cell) เข้าจับกิน ก่อนที่จะย่อยเป็นเปปไทด์สายสั้นๆประกอบด้วยกรดอมิโน 8-15 ตัว เพื่อไปกระตุ้น Th และ Tc ให้เตรียมพร้อมทำงาน...แต่ทว่านอกจากเปปไทด์สายสั้นๆนี้แล้ว การกระตุ้น Tc และ Th ยังต้องใช้โมเลกุล MHC (major histocompatibility complex) ร่วมด้วย...

MHC....โมเลกุลปิดทองหลังพระ

MHC เป็นโมเลกุลที่อยู่ในเซลล์ของเราที่มักรู้จักกันดีในวงการวิทยาศาสตร์การแพทย์ว่าเกี่ยวข้องกับการปลูกถ่ายอวัยวะแต่ภายหลังพบว่าเกี่ยวข้องกับการเกิดโรคภูมิคุ้มกันต่อตัวเอง ภูมิแพ้ และโรคเรื้อรังที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อด้วย... MHC มีความจำเป็นต่อการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันด้วยการรวมตัวกับเปปไทด์สายสั้นๆที่ได้จากการย่อยอนุภาคไวรัสของเซลล์ M/D ทำให้ได้โมเลกุลเชิงซ้อนเรียกว่า pMHC (MHC-peptide complex) ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญที่จะไปกระตุ้น Tc และ Th ให้ตื่นตัวและทำงานทางภูมิคุ้มกันได้ ประเด็นสำคัญคือ pMHC มีอย่างหลากหลายชนิดและ pMHC ของ Tc และ Th ก็เป็นคนละแบบกัน เนื่องจาก Tc และ Th รวมทั้ง B cell ในร่างกายไม่ได้มีเพียงชนิดเดียวหรือโคลนเดียว แต่มีไม่น้อยกว่าพันๆล้านโคลนและแต่ละโคลนก็มีความจำเพาะที่จะรับรู้ pMHC ชนิดเดียว ซึ่งประกอบด้วย MHC ต่างชนิด (MHC allele) ที่จับกับเปปไทด์สายต่างๆของเชื้อไวรัสที่เหมาะสมเท่านั้น

ตารางที่ 1 จำนวน MHC alleles ในแต่ละชุดยีน MHC ของแต่ละกลุ่ม (ตามข้อมูลขององค์การอนามัยโลกถึงปี ค.ศ. 2018)

 
MHC กลุ่มหนึ่ง
MHC กลุ่มสอง
ตำแหน่งยีน
HLA-A
HLA-B
HLA-C
HLA-DP
HLA-DQ
HLA-DR
จำนวน allele
2,960
3,700
2,661
1,880
880
700
 

MHC เป็นโมเลกุลที่สร้างมาจากชุดยีนที่อยู่บนโครโมโซมคู่ที่หกแบ่งเป็นสองกลุ่มเรียกว่า MHC กลุ่มหนึ่งและกลุ่มสองซึ่งมีบทบาทต่อ Tc และ Th ตามลำดับ MHC ทั้งสองกลุ่มมีตำแหน่งยีน (ที่สำคัญ) อยู่สามตำแหน่ง กลุ่มหนึ่งมีตำแหน่งยีน HLA-A, HLA-B และ HLA-C ขณะที่กลุ่มสองมีตำแหน่งยีน HLA-DP, HLA-DQ และ HLA-DR...ในแต่ละตำแหน่งยีนมีลักษณะของยีน (MHC allele) ที่หลากหลายเป็นพันๆชนิด (ดูตารางที่ 1)   ขณะที่ MHC ในแต่ละกลุ่มของคนเราแต่ละคนมีเพียงสามถึงหกชนิดเท่านั้น  เนื่องจากโครโมโซมของคนเราอยู่เป็นคู่ๆ (สองแท่ง) ที่ได้รับการถ่ายทอดมาจากพ่อกับแม่ท่านละหนึ่งแท่ง... ตัวอย่างเช่นหากตำแหน่งยีน HLA-A ของเรามี allele เหมือนกันทั้งสองแท่ง เราก็มี HLA-A allele เพียงชนิดเดียว (homozygous) แต่ถ้าแตกต่างกันเราก็มี HLA-A allele สองชนิด (heterozygous) ดังนั้นหากเรามี MHC allele เป็น homozygous ทุกตำแหน่งเราก็มี MHC allele เพียง 3 ชนิด แต่ถ้าเป็น heterozygous ทุกตำแหน่ง เราก็มี MHC allele หกชนิด ดังนั้นการที่เราแต่ละคนมี MHC allele ไม่เกิน 6 ชนิด จากที่มีเป็นหมื่นเป็นพันชนิด จึงทำให้เซลล์ M/D ของคนบางคนไม่สามารถสร้าง pMHC ได้ครบเพื่อกระตุ้น Tc และ Th โคลนที่เหมาะสม...ดังนั้นจึงทำให้การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อการติดเชื้อไวรัสมีความแตกต่างกันไปกันไปในแต่ละคน ดังแสดงในผังรูปที่ 1

บทเรียนจากวัคซีนไวรัสในอดีต

การผลิตวัคซีนไวรัสต่างๆ ในปัจจุบันเป็นการเลือกใช้เฉพาะบางส่วนของเชื้อไวรัส (subunit vaccine) ที่เชื่อว่าสามารถกระตุ้นให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันแบบป้องกัน (protective immunity) ไวรัสชนิดนั้นๆขึ้นมาได้  แต่จากงานวิจัยที่ศึกษาพบว่าวัคซีนไวรัสชนิดต่างๆที่อยู่ในตลาด... หลายชนิดกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้เพียง 40-60 % ของผู้ได้รับวัคซีนแม้แต่วัคซีนที่ให้ผลดีที่สุดอย่างวัคซีนไวรัสตับอักเสบบีก็ได้ผลเพียง 60-85% แล้วแต่ตัวอย่างประชากรที่ศึกษา... จากเหตุผลที่กล่าวเกี่ยวกับความหลากหลายของ MHC allele ชี้ให้เห็นว่าวัคซีนไวรัสที่ได้ผลในสัตว์ทดลองไม่จำเป็นว่าจะได้ผลในคนและวัคซีนที่ได้ผลในกลุ่มประชากรหนึ่งก็ไม่จำเป็นว่าจะได้ผลกับประชากรอีกกลุ่มหนึ่งเนื่องจาก MHC allele ที่แตกต่างกันในแต่ละคนและสัตว์แต่ละชนิด

วัคซีนที่ได้ผลในอดีตที่ชัดเจนมากที่สุดคือวัคซีนฝีดาษ (Smallpox) ที่ ดร.เอ็ดเวิรด์ เจนเนอร์ ใช้ไวรัสฝีดาษวัว (Cowpox) ซึ่งยังมีชีวิตและมีองค์ประกอบอนุภาคครบสมบูรณ์มาใช้กระตุ้นเพื่อสร้างภูมิคุ้มกันจนประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตามการใช้ฝีดาษวัวก็ทำให้เกิดปัญหากับบางคน (ที่อาจมีโมเลกุลตัวรับไวรัสฝีดาษวัว)  ทำให้มีการเปลี่ยนแนวคิดเลือกใช้ subunit vaccine แทน

ทางเลือกที่อาจใช้เป็นแนวทางสายกลางในการผลิตวัคซีนไวรัสให้ได้ประสิทธิผลก็คือการใช้ subunit vaccine จากส่วนต่างๆของเชื้อไวรัสให้ครบถ้วนมากที่สุด การใช้ subunit vaccine จากส่วนต่างๆของเชื้อไวรัส (multiple subunit vaccine) เพื่อให้ครอบคลุมองค์ประกอบครบอนุภาคของเชื้อไวรัสอาจช่วยเพิ่มโอกาสการสร้าง pMHC ในคนเราที่มี MHC allele แตกต่างกันและอาจทำให้เกิดภูมิคุ้มกันได้ถ้วนทั่วมากกว่าได้....

ข้อเสนอ… หากต้องใช้วัคซีนโควิด 19

หากมีการนำวัคซีนไวรัสโควิด 19 มาใช้... แนวทางที่ผู้รับวัคซีนและผู้มีส่วนเกี่ยวข้องควรพิจารณาและรณรงค์ก็คือบริษัทผู้ผลิตวัคซีนต้องผลิตชุดตรวจภูมิคุ้มกันขึ้นมาร่วมด้วย  โดยต้องจัดเป็นโปรแกรมสำเร็จที่ให้ผู้รับวัคซีนไวรัส มีสิทธิได้รับการตรวจการสร้างภูมิคุ้มกันด้วยหลังจากได้รับวัคซีนครบในช่วงเวลาที่กำหนด หากผู้รับวัคซีนไม่สร้างภูมิคุ้มกันก็ไม่ควรต้องเสียค่าใช้จ่ายใดๆ (เป็นอย่างน้อยที่สุด)

ทั้งนี้ นอกจากการป้องกันด้วยวัคซีนแล้ว... กรณีฟ้าทะลายโจรที่พบว่าสามารถฆ่าเชื้อไวรัสได้โดยตรง หากสามารถปรับเป็นผลิตภัณฑ์ในรูปแบบครีมแทนการใช้แอลกอฮอลซึ่งระเหยอย่างรวดเร็วก็น่าจะเป็นทางเลือกที่ควรศึกษาหากตัวยามีความเสถียรอยู่ได้นานและปลอดภัย รวมทั้งในรูปพ่นฉีดตามวัสดุต่างๆและหน้ากากก็น่าจะช่วยทำให้เรามีโอกาสกลับมาใช้ชีวิตได้ใกล้เคียงกับรูปแบบที่ควรเป็นตามวิถีชีวิตที่ควรเป็นของมนุษย์ซึ่งเป็นสัตว์สังคมมากกว่าเพียงหาทางป้องกันจากวัคซีนไวรัสที่อาจไม่ใช่คำตอบที่เรารอคอย (สำหรับทุกๆ คน)


รูปที่ 1 ความสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล MHC กับบทบาทการทำงานชองเซลล์เม็ดเลือดขาว Tc, Th และ B cell ที่เกี่ยวข้องในผู้ที่ได้รับเชื้อไวรัส