ในที่สุด! งานวิจัยไวรัสไข้หวัดนกกลายพันธุ์อันที่สองตีพิมพ์ลงวารสาร Science แล้ว

By: terminus
Writer
on Sat, 23/06/2012 - 00:18

หลังจากที่เป็นมหากาพย์อยู่นานข้ามปี เริ่มตั้งแต่เมื่อวันที่ 21 ธันวาคม 2011 สำนักข่าวในสหรัฐรายงานว่า National Science Advisory Board for Biosecurity (NSABB) ซึ่งเป็นหน่วยงานของสหรัฐอเมริกา "ขอร้อง" ให้นักวิทยาศาสตร์เซ็นเซอร์งานวิจัยไวรัสไข้หวัดนกสองอันที่จะตีพิมพ์ลงในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature และ Scienceด้วยเหตุผลทางด้านความปลอดภัยสาธารณะเนื่องจากกังวลว่าจะมีผู้ไม่หวังดีนำเอาข้อมูลงานวิจัยไปสร้างอาวุธชีวภาพ ในขั้นแรกบรรณาธิการของทั้ง Nature และ Science ก็ดูเหมือนจะยอมรับคำขอร้องนี้ในทางหลักการ ทำให้เกิดกระแสของการทุ่มเถียงในวงวิชาการถึงสมดุลระหว่างความปลอดภัยและธรรมเนียมของชุมชนวิทยาศาสตร์กันอย่างอุตลุด จนกระทั่งนักวิจัยเจ้าของงานที่เป็นปัญหาต้องประกาศเว้นวรรคงานวิจัยเพื่อลดแรงเสียดทาน (แต่ผมรู้สึกว่ามันก็ไม่ได้ผลเท่าไร ดูเหมือนจะเป็นการเติมเชื้อไฟมากกว่า)

สถานการณ์เริ่มมาคลี่คลายลงในเดือนเมษายน 2012 เมื่อ [NSABB ตัดสินใจใหม่ยอมให้งานวิจัยทั้งสองได้ตีพิมพ์แบบเต็มๆ] หลังจากที่นักวิจัยทั้งสองทีมแก้ไขเนื้อหาบทความงานวิจัยของตนเองให้ละเอียดมากขึ้นและเน้นถึงความสำคัญของงานวิจัยในแง่ของการป้องกันการระบาดของเชื้อไวรัส การตัดสินใจใหม่ของ NSABB มีผลให้งานวิจัยของทีมที่นำโดย Yoshihiro Kawaoka แห่ง University of Wisconsin–Madison สามารถส่งเข้าตีพิมพ์ในวารสาร Nature ได้ทันที แต่สำหรับทีมที่นำโดย Ron Fouchier แห่ง Erasmus Medical Centre นั้นติดปัญหาขัดข้องทางเทคนิคเล็กน้อยกับรัฐบาลเนเธอร์แลนด์

ในที่สุดเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2012 งานวิจัยไวรัสไข้หวัดนกกลายพันธุ์ของทีม Ron Fouchier แห่ง Erasmus Medical Centre ก็ได้ตีพิมพ์ลงในวารสาร Science แล้ว ตามหลังงานวิจัยของทีม Yoshihiro Kawaoka ที่ได้ตีพิมพ์ก่อนหน้านี้นานร่วมเดือน

ถึงจะมาช้ากว่า แต่สิ่งที่ทีมวิจัยของ Ron Fouchier ค้นพบนั้นก็น่าตื่นเต้นไม่แพ้กัน ขนาดว่า Yoshihiro Kawaoka แห่ง University of Wisconsin–Madison หัวหน้าของทีมวิจัยไวรัสไข้หวัดนกเจ้าของผลงานที่ตีพิมพ์ลงใน Nature ยังพูดเองเลยว่า "ข้อมูลของ Ron Fouchier มีความสำคัญมาก"

ประเด็นที่สำคัญที่สุดของงานวิจัยของทีม Ron Fouchier คือพวกเขาเริ่มต้นงานวิจัยโดยใช้ไวรัสไข้หวัดนกสายพันธุ์ H5N1 ซึ่งสกัดจากผู้ป่วยที่เป็นมนุษย์ ต่างจากงานวิจัยของทีม Yoshihiro Kawaoka ที่ใช้ไวรัสลูกผสมระหว่างสายพันธุ์ H5N1 และ H1N1 (สายพันธุ์ที่ระบาดไปทั่วโลกในปี 2009-2010)

แม้ว่าจะใช้ไวรัสตั้งต้นต่างกัน แต่วิธีการของทั้งสองทีมก็ค่อนข้างคล้ายคลึงกันในทางหลักการ เมื่อได้ไวรัสมาแล้วทีม Ron Fouchier ก็ตัดต่อยีนให้ไวรัสแต่ละชุดมีการกลายพันธุ์ในตำแหน่งต่างๆ ซึ่งการกลายพันธุ์เหล่านั้น มีสามจุดที่พวกเขาคิดว่าเป็นตำแหน่งสำคัญที่จะทำให้ไวรัสสามารถแพร่กระจายตัวเองผ่านทางอากาศได้ ได้แก่ การกลายพันธุ์ตำแหน่ง Q222L (กรดอะมิโน Glutamine ตำแหน่งที่ 222 เปลี่ยนเป็นกรดอะมิโน Leucine) และ G224S (Glycine ตำแหน่งที่ 224 เปลี่ยนเป็น Serine) ซึ่งจะทำให้โปรตีน hemagglutinin (HA) ของไวรัสเกาะกับตัวรับบนผิวเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้ดีขึ้น, และตำแหน่ง E627K (Glutamic acid ตำแหน่งที่ 627 เปลี่ยนเป็น Lysine) ซึ่งมีผลให้ polymerase protein complex ที่สร้างจากยีน PB2 ของไวรัสทำงานในอุณหภูมิต่ำได้ดีขึ้น ซึ่งตำแหน่งที่สามนี้มีความสำคัญเพราะตามธรรมชาติไวรัส H5N1 อยู่ในลำไส้ของนกซึ่งมีอุณหภูมิค่อนข้างสูง หากไม่เกิดการกลายพันธุ์ตรงนี้ ไวรัสก็จะเพิ่มจำนวนตัวเองในทางเดินหายใจส่วนบนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าไม่ได้

หลังจากการตัดต่อยีน ไวรัสก็ยังคงไม่สามารถแพร่กระจายผ่านจากสัตว์ทดลองสู่สัตว์ทดลอง (ในที่นี้คือ ตัวเฟอร์เร็ต) ทางอากาศได้ ดังนั้นเพื่อประหยัดเวลา Ron Fouchier จึงตัดสินใจใช้วิธีที่เขาเรียกว่า "วิธีโง่ๆ ง่ายๆ" ดูดเอาสารคัดหลั่งจากทางเดินหายใจของเฟอร์เร็ตตัวที่ติดเชื้อไปหยอดลงจมูกเข้าหลอดลมของเฟอร์เร็ตอีกตัวโดยตรง ทำแบบนี้วนไป 10 รอบ ในที่สุดเขาก็พบว่า 3 ใน 4 ของตัวเฟอร์เร็ตที่ติดเชื้อไวรัสสามารถแพร่เชื้อไปยังเฟอร์เร็ตตัวที่อยู่ในกรงข้างเคียงได้ ซึ่งเป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นค่อนข้างแน่นอนว่าเป็นการติดต่อกันทางอากาศ (airborne)

ก่อนหน้านี้มีข่าวลือออกมาว่าไวรัสกลายพันธุ์ของ Ron Fouchier นั้นกลายพันธุ์ไปเพียงแค่ 5 จุดก็แพร่ผ่านทางอากาศได้และมีฤทธิ์ร้ายแรงฆ่าตัวเฟอร์เร็ตที่ติดเชื้อตายทั้งหมด แต่ในความจริง ไวรัสที่พบในตัวเฟอร์เร็ตที่ติดเชื้อผ่านทางอากาศนั้นมีการกลายพันธุ์อย่างต่ำ 9 จุดและก็ไม่มีเฟอร์เร็ตตัวไหนตายจากเชื้อไวรัสที่ผ่านมาทางอากาศด้วย ตัวเฟอร์เร็ต 6 ตัวที่ตายนั้นเป็นตัวที่ถูกหยอดเชื้อเข้าจมูกโดยตรงซึ่งเป็นการรับเชื้อในปริมาณสูงแบบที่ไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติ

ทีมของ Ron Fouchier ได้นำเชื้อไวรัสที่อยู่ในตัวเฟอร์เร็ตที่ติดเชื้อผ่านทางอากาศมาวิเคราะห์ พบว่าไวรัสพวกนั้นมีการกลายพันธุ์ร่วมกัน 5 ตำแหน่ง สามตำแหน่งในนั้นคือการกลายพันธุ์หลักที่นักวิจัยตัดต่อใส่เข้าไปตั้งแต่ต้น อีกสองตำแหน่ง คือ T156A (Threonine ตำแหน่งที่ 156 เปลี่ยนเป็น Alanine) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจับตัวรับบนเซลล์, และ H103Y (Histidine ตำแหน่งที่ 103 เปลี่ยนเป็น Tyrosine) ซึ่งทำให้โปรตีนที่กลายพันธุ์เสถียรขึ้น

นักวิทยาศาสตร์คาดว่าการกลายพันธุ์ 5 ตำแหน่งนี้น่าจะเป็นขั้นต่ำที่ทำให้ไวรัส H5N1 แพร่กระจายผ่านทางอากาศได้ ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามมองโลกในแง่ดีว่าไวรัสจำเป็นจะต้องเกิดการกลายพันธุ์ที่โปรตีน neuraminidase ซึ่งเป็นโปรตีนอีกตัวที่อยู่บนผิวไวรัสด้วย (ตัว "H" ในชื่อสายพันธุ์ไวรัสมาจาก hemagglutinin ส่วนตัว "N" ก็มาจาก neuraminidase นั่นเอง) แต่ดูเหมือนว่าการกลายพันธุ์แค่ที่ hemagglutinin ก็เพียงพอแล้ว แถมยังเป็นยังเป็นการกลายพันธุ์เพียงไม่กี่ตำแหน่งอีกด้วย ถ้าหากเป็นจริงก็แปลว่าไวรัส H5N1 คือระเบิดเวลาที่พร้อมจะระบาดทั่วโลกอยู่เสมอ

เพื่อที่จะประเมินความเป็นไปได้ของการระบาดของ H5N1 ทีมนักวิจัยที่นำโดย Derek Smith แห่ง University of Cambridge จึงร่วมมือกับ Ron Fouchier และ Yoshihiro Kawaoka รวบรวมข้อมูลการกลายพันธุ์ที่พบในธรรมชาติของไวรัส H5N1 ทั่วโลก

ผลการศึกษาของทีม Derek Smith ปรากฏออกมาว่าไวรัส H5N1 ที่มีอยู่ในธรรมชาติเหลือการกลายพันธุ์อีกแค่ 2-3 ตำแหน่งก็จะครบทั้งสี่ตำแหน่งที่เจอในงานของ Yoshihiro Kawaoka (แต่ไวรัสลูกผสมระหว่างไวรัส H5N1 กับ H1N1 ยังไม่เจอในธรรมชาติ) และเหลืออีก 4 ตำแหน่งก็จะครบทั้งห้าอันที่เจอในงานของ Ron Fouchier

อย่างไรก็ตาม ตัวเลขความน่าจะเป็นที่ไวรัสจะกลายพันธุ์ได้ครบนั้นยังไม่สามารถประเมินออกมาได้ นักวิจัยทำได้แค่เพียงบอกว่ามันมีโอกาสเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติ

รูปการณ์เช่นนี้เป็นการยืนยันในตัวเองแล้วว่าการศึกษาการกลายพันธุ์ของไวรัส H5N1 มีความจำเป็นจริงๆ หากเรารู้ล่วงหน้าเช่นนี้แล้ว เราก็สามารถที่จะจับจุดได้ว่าไวรัสจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงเช่นไรและเงื่อนไขอะไรบ้างที่จะทำให้เกิดการระบาดในประชากรมนุษย์ อันเป็นส่วนสำคัญในการออกนโยบายเพื่อการป้องกันและการแก้ไขอย่างแน่นอน

ซึ่งงานวิจัยทั้งสองอันนี้อยู่ใน Special Issue ที่ Science จัดเต็มให้สำหรับกรณีมหากาพย์ H5N1 นี้เป็นการเฉพาะ http://www.sciencemag.org/site/special/h5n1/ และทั้งหมดใน Special Issue นี้เปิดให้ทุกคนเข้าไปอ่านตัวเต็มได้ฟรี!
(สงสัยจะกลัวน้อยหน้า Nature ที่เปิดบทความงานวิจัยไข้หวัดนกของทีม Yoshihiro Kawaoka ให้ทุกคนอ่านฟรีเช่นกัน doi:10.1038/nature10831)

ทาง Science ได้รวบรวมเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในมหากาพย์เรื่องนี้ไว้เป็น Graphic Timeline ด้วยที่ www.sciencemag.org/site/special/h5n1/timeline/index.xhtml

ที่มา - Science Magazine, Nature News, Science News, New Scientist, Discovery News

แผนภาพวิธีการทดลองของทีมวิจัย Ron Fouchier (ภาพจาก Science)

1 Comment

specimen's picture

ขอบคุณท่่านผู้แปลจริง ๆ ครับ
สรุปให้อ่านได้แบบเข้าใจง่ายจริง ๆ

มองแล้ว เห็นถึงความจำเป็นที่จะต้องทำการศึกษาเรื่องนี้ได้เลย สำหรบคนที่ยังกังวลอยู่