งานวิจัยไวรัสไข้หวัดนก H5N1 กลายพันธุ์ได้ตีพิมพ์ลงวารสาร Nature แล้ว

By: terminus
Writer
on Mon, 07/05/2012 - 13:36

หลังจากเป็นปัญหากันมาข้ามปี ในที่สุดเมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม 2012 ที่ผ่านมา งานวิจัยไวรัสไข้หวัดนก H5N1 กลายพันธุ์ ของทีมวิจัยทีมแรกก็ได้ตีพิมพ์ลงวารสารวิทยาศาสตร์ Nature แล้ว

คนที่ติดตามข่าวนี้อย่างใกล้ชิดอาจไม่ค่อยแปลกใจนักหากได้รู้ว่างานที่ได้ลงตีพิมพ์ก่อนคือ งานของทีม Yoshihiro Kawaoka แห่ง University of Wisconsin–Madison ซึ่งแทบจะไม่มีข่าวน่าใจหายหลุดออกมาจากทีมนี้เลย เมื่อเทียบกับข่าวของทีม Ron Fouchier แห่ง Erasmus Medical Center ที่มีอะไรเป็นกระแสออกสื่อได้ตลอดๆ (รายหลังนี่อาจจะต้องรอลุ้นกันอีกหน่อยว่ารัฐบาลเนเธอร์แลนด์จะอนุมัติให้ส่งงานไปตีพิมพ์ลง Science หรือไม่)

งานวิจัยของทีม Yoshihiro Kawaoka ตีพิมพ์ลงวารสาร Nature ในชื่อว่า "Experimental adaptation of an influenza H5 HA confers respiratory droplet transmission to a reassortant H5 HA/H1N1 virus in ferrets"

และก็ไม่รู้ว่า Nature กลัวจะทำให้แฟนข่าววิทยาศาสตร์ผิดหวังหรืออย่างไร เลยจัดเต็มให้บทความงานวิจัยนี้ตีพิมพ์แบบ Open ไปเลย (ต้องให้ผมแปลซ้ำมั้ยว่า "ฟรี") ใครสนใจอยากดาวน์โหลดมาไว้บูชาเพื่อความเป็นสิริมงคล ก็เชิญกดที่ลิงค์ doi:10.1038/nature10831

งานวิจัยของทีม Yoshihiro Kawaoka เริ่มจากการทำให้ไวรัส H5N1 กลายพันธุ์แบบสุ่มก่อน แล้วก็ดูว่า ในไวรัสกลายพันธุ์กว่า 2.1 ล้านสายพันธุ์ที่สร้างขึ้นมา มีการกลายพันธุ์ตรงจุดใดบ้างที่ทำให้โปรตีน HA (hemagglutinin) ของไวรัสจับกับตัว receptor บนเซลล์ของมนุษย์ได้ดีขึ้น (เหตุผลหลักที่ทำให้ไวรัสไข้หวัดนก H5N1 ไม่แพร่กระจายจากมนุษย์สู่มนุษย์ก็เพราะว่า HA receptor ของคนประกอบด้วย Siaα2,6Gal ต่างจาก receptor ของนกที่เป็น Siaα2,3Gal)

ผลจากขั้นแรกทำให้นักวิจัยพบว่าการกลายพันธุ์ที่ทำให้โปรตีน HA ของไวรัสจับกับ receptor ของคนได้ คือการกลายพันธุ์จากกรดอะมิโนกลูตามีน (Q) ไปเป็นลิวซีน (L) ในตำแหน่งที่ 226 (Q226L) และการกลายพันธุ์จากแอสพาราจีน (N) ไปเป็นไลซีน (K) ในตำแหน่งที่ 224 (N224K)

ต่อมานักวิจัยก็คัดเลือกสายพันธุ์ที่มี HA ที่จับกับเซลล์มนุษย์ได้ดี มาผสมกับไวรัส H1N1 (สายพันธุ์ที่ระบาดครั้งใหญ่ในปี 2009) จากนั้นก็ฉีดไวรัสลูกผสมเข้าไปในตัวเฟอร์เร็ตซึ่งเป็นสัตว์ตัวอย่างที่นิยมใช้ในการศึกษาโรคระบาดไวรัสแทนตัวอย่างที่เป็นมนุษย์ หลังจากผ่านไป 6 วันก็พบว่าเฟอร์เร็ตตัวหนึ่งมีไวรัสมากกว่าตัวอื่นๆ เป็นแสนเท่า เมื่อสกัดเอาไวรัสมาวิเคราะห์ก็พบว่ามีการกลายพันธุ์ขึ้นอีกจุดในโปรตีน HA ที่เปลี่ยนจากแอสพาราจีน (N) เป็นกรดแอสพาร์ติก (D) ในตำแหน่งที่ 158 (N158D)

ไวรัสที่มีการกลายพันธุ์ครบทั้งสามจุดที่กล่าวไปข้างต้น สามารถแพร่จากเฟอร์เร็ตไปยังเฟอร์เร็ตตัวอื่นๆ ได้ ผ่านทางระบบทางเดินหายใจโดยตรง แต่ว่าอัตราการแพร่นั้นช้ามาก อย่างไรก็ตามในระหว่างทางที่มันแพร่ผ่านทางอากาศนี้ นักวิจัยก็ค้นพบอีกว่ามีการกลายพันธุ์เกิดขึ้นในโปรตีน HA อีกครั้ง นั่นคือทรีโอนีน (T) เปลี่ยนเป็นไอโซลิวซีน (I) ในตำแหน่งที่ 318 (T318I) การกลายพันธุ์ตัวที่สี่นี้มีผลทำให้โปรตีน HA กลายพันธุ์มีความเสถียรทนทานต่ออุณหภูมิสูงกว่าเดิมและมีรูปร่างที่เข้ารูปเข้ารอยมากขึ้น ไวรัสจึงกระจายตัวได้เก่งขึ้นจนถึงขนาดที่ข้ามไปติดเฟอร์เร็ตตัวที่อยู่ในกรงข้างเคียงได้ แต่ตลอดการทดลองไม่พบว่ามีเฟอร์เร็ตตัวใดตายด้วยการติดเชื้อไวรัสไข้หวัดนก

จากผลการทดลองทั้งหมดสรุปได้ว่า ไวรัส H5N1 พร้อมที่จะแพร่กระจายเป็นโรคระบาดในหมู่มนุษย์อยู่แล้ว ขอเพียงแค่มีการกลายพันธุ์ที่เหมาะสมเพียง 4 จุดเท่านั้น ซึ่งสำหรับไวรัสไม่ใช่เรื่องยากอะไรเลย ตามธรรมชาติไวรัสไข้หวัดใหญ่ H5N1 และ H1N1 ก็เข้าไปจ๊ะเอ๋แลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมระหว่างกันและกันในร่างกายของนก, หมู, ค้างคาว, หรือสัตว์อื่นๆ ได้ค่อนข้างบ่อยอยู่แล้ว

ที่น่ากังวลคือไวรัส H5N1 ที่พบในอียิปต์และตะวันออกกลางมีการกลายพันธุ์ N158D เรียบร้อยแล้วด้วย และยังมีการกลายพันธุ์อีกในหลายจุด เช่น การกลายพันธุ์ของยีน PB2 ที่ทำให้ไวรัสพร้อมแพร่กระจายในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้ทุกเมื่อ ขาดไปก็แต่เพียงการกลายพันธุ์ในจุดที่จะทำให้โปรตีนของไวรัสเสถียรเท่านั้นเอง (แบบการกลายพันธุ์ T318I ในการทดลองนี้)

แต่ข่าวดีของงานวิจัยนี้ก็คือ มันทำให้เราได้ทราบว่าไวรัสลูกผสมกลายพันธุ์ที่ทีมวิจัยของ Yoshihiro Kawaoka สร้างขึ้น ไม่ทนทานต่อยา Tamiflu และวัคซีนป้องกันไข้หวัดใหญ่ที่เพิ่งจะพัฒนาขึ้นมา หากเกิดการอุบัติของไวรัส H5N1 สายพันธุ์นี้หรือสายพันธุ์ใกล้เคียง ก็มีความเป็นไปได้อย่างสูงที่เราจะจำกัดการแพร่กระจายได้ทันท่วงที

ที่มา - Nature News

ข้างล่างนี้คือแผนผังสรุปงานวิจัยที่ Nature ทำขึ้นให้เข้าใจกันง่ายๆ

คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่


นอกจากนี้ กองบรรณาธิการของ Nature ยังมีการสรุปบทเรียนที่ได้จากมหากาพย์ภาคนี้เอาไว้ด้วยกันสามข้อ ดังนี้

บทเรียนแรก: NSABB มีข้อเสนอรูปแบบใหม่ในการจัดการงานวิจัยที่มีความเสี่ยง นั่นคือข้อเสนอให้แก้ไขเนื้อหาบางส่วนที่มีความอ่อนไหวออกจากบทความวิจัย แทนที่จะเป็นการแนะนำให้ถอนบทความนั้นออกตามธรรมเนียมเดิมๆ ของหน่วยงานภาครัฐ ไม่ต้องลงตีพิมพ์เลยทั้งบทความ นี่อาจจะเป็นสัญญาณอะไรบางอย่าง แต่ Nature ก็ยืนยันว่าข้อเสนอทั้งสองทางเลือกยังไม่ใช่ทางออกที่ดีอยู่ดี การปิดบังข้อมูลที่สำคัญทำให้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ต้องสะดุด

บทเรียนที่สอง: คณะผู้เชี่ยวชาญในที่สุดก็ตัดสินให้งานวิจัยทั้งสองได้ลงตีพิมพ์แบบเต็มๆ โดยเฉพาะกรณีงานของทีม Kawaoka ที่มีมติเป็นเอกฉันท์ นี่เป็นอีกครั้งที่ชุมชนวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้โลกเห็นว่า ถึงอย่างไรนักวิทยาศาสตร์ก็ยังคงเชื่อมั่นในการนำเสนอความรู้อย่างเปิดเผย

บทเรียนที่สาม: ความปลอดภัยของการทำวิจัยเป็นส่วนสำคัญมากที่ทำให้ NSABB ยอมให้งานวิจัยทั้งสองได้ลงตีพิมพ์ แม้ว่างานวิจัยของทั้งสองทีมจะทำให้ห้องปฏิบัติการระดับ biosafety level (BSL) 3 enhanced ไม่ใช่ระดับ BSL-4 ซึ่งเป็นระดับสูงสุด แต่มันก็มีความปลอดภัยเพียงพอที่จะทำให้ NSABB และสาธารณชนเชื่อถือได้ อย่างไรก็ตามในอนาคตปัญหาเรื่องความปลอดภัยของงานวิจัยที่มีอันตรายทางชีวภาพจะกลายเป็นปัญหาที่สาธารณะให้ความสนใจมากขึ้น ทุกวันนี้มีไม่กี่ประเทศในโลกที่จะสนับสนุนทรัพยากรมาสร้างห้องปฏิบัติการระดับ BSL-3 enhanced หรือ BSL-4 ได้ ตรงนี้เป็นปัญหาที่ต้องแก้ไขต่อไป

4 Comments

hisoft's picture

บทเรียนที่ได้ยิ่งใหญ่กว่าตัวงานวิจัยเสียอีก

The Phantom Thief

nant's picture

ผมสงสัยว่า บทความที่มีความอ่อนไหว ที่ถูกรัฐ censer ไว้เนี้ย มันคืออะไร (ไม่มีใครรู้ แต่ถ้าเป็นในประเทศไทย คงจะโดนคนบางคนออกมาด่า ปิดหูปิดตาประชาชน ฮา )

แต่ลองดูอีกที ผมคิดว่า เราน่าจะสร้าง โปรแกรมคอมพิวเตอร์จำลอง โอกาสที่จะเกิดการกลายพันธุ์ของไวรัส ณ จุดนี้ได้

virusfowl's picture

คำว่า "ตลอดๆ" ลามมาถึงนี่ด้วยแฮะ... ถ้าผมเข้าใจไม่ผิด มันมีที่มาจากรายการ ดาว กระ จายยย ใช่ป่าวหว่า?