เทคโนโลยี “Pseudotype virus” หรือ “ไวรัสตัวแทน” สำหรับประเมินประสิทธิภาพ ของวัคซีนโควิด-19

จากการแพร่กระจายของไวรัส SARS-CoV-2 ที่เป็นสาเหตุของโรค COVID-19 ส่งผลกระทบต่อ สุขภาพ เศรษฐกิจ และสังคมของหลายประเทศทั่วโลกรวมถึงประเทศไทย ซึ่งในหลายๆ ประเทศทั่วโลกได้มีการวิจัยและพัฒนาวัคซีนในรูปแบบต่างๆ ออกมาเป็นจำนวนมาก เพื่อตอบสนองต่อความต้องการของประชากรโลก อย่างไรก็ตามเป็นที่ทราบกันดีว่าเชื้อ SARS-CoV-2 สามารถเกิดการกลายพันธุ์ได้ค่อนข้างง่าย เพื่อหลบหนีภูมิคุ้มกันจากวัคซีนที่พัฒนาขึ้น ดังนั้นการตรวจสอบประสิทธิภาพของวัคซีนที่ใช้อยู่ในปัจจุบันจึงมีความสำคัญเป็นอย่างมาก

ทีมวิจัยไวรัสวิทยาและเซลล์เทคโนโลยี ไบโอเทค สวทช. ได้ประยุกต์ใช้ความเชี่ยวชาญในด้านชีววิทยาโมเลกุลของไวรัส ในการศึกษาและสั่งสมองค์ความรู้ด้านการสร้างไวรัสตัวแทน หรือ Pseudotyped virus มาเป็นเวลานาน โดยปัจจุบันได้พัฒนาวิธีการสร้างไวรัสตัวแทน หรือ Pseudotyped virus สำหรับไวรัสชนิดต่างๆ ในห้องปฏิบัติการได้ โดยการปรับโครงสร้างของไวรัสให้มีการแสดงออกของโปรตีนที่ไวรัสที่ต้องการ จากข้อมูลรหัสพันธุกรรมของไวรัสที่เผยแพร่หลังจากที่มีการถอดรหัสสายพันธุ์ต่างๆ สำเร็จ ซึ่งทีมวิจัยได้สร้างไวรัสตัวแทนที่มีการแสดงออกโปรตีนสไปค์ (Spike) ของไวรัส SARS-CoV-2 บนผิวของไวรัสตัวแทน ขึ้นในห้องปฏิบัติการได้สำเร็จ โดยออกแบบให้มีการเปลี่ยนแปลงจำเพาะของกรดอะมิโนในตำแหน่งต่างๆ ของสายพันธุ์ที่เกิดกลายพันธุ์ โดยไวรัสตัวแทนดังกล่าวมีกลไกการเข้าสู่เซลล์ที่ใกล้เคียงกับไวรัสในธรรมชาติไวรัสที่นำมาใช้ในการทดสอบจะถูกกำหนดให้มีปริมาณที่เหมาะสมและสามารถตรวจวัดสัญญาณการเข้าสู่เซลล์ได้ง่าย

ในการนี้ได้พัฒนาระบบการตรวจหาแอนติบอดีลบล้างฤทธิ์ของไวรัส (Neutralizing antibodies) โดยใช้ไวรัสตัวแทนที่สร้างขึ้นนี้ทดสอบกับตัวอย่างซีรั่มของอาสาสมัครที่ได้รับวัคซีน เพื่อใช้สำหรับประเมินประสิทธิภาพของวัคซีนโควิด-19 สูตรต่างๆ ที่ใช้ในประเทศไทย ว่าเพียงพอป้องกันต่อการระบาดของไวรัสสายพันธุ์ใหม่ต่างๆ ได้หรือไม่ อีกทั้งยังสามารถนำมาใช้ในการศึกษาความรุนแรงของไวรัสและความสามารถในการหลบหลีกภูมิคุ้มกันของไวรัสกลายพันธุ์ได้อีกด้วย ซึ่งการตรวจภูมิลักษณะนี้เป็นมาตรฐานที่ทั่วโลกยอมรับ เรียกว่า Pseudotyped virus neutralization assay (PNA) ที่สามารถทำได้ด้วยนักวิจัยไทยเช่นเดียวกัน ซึ่งจากการศึกษานี้หากได้ข้อมูลที่มากเพียงพอก็จะทำให้ประเทศไทยหรือแม้แต่ทั่วโลกสามารถการคาดการณ์สถานการณ์ความรุนแรงเพื่อเตรียมแผนรับมือป้องกันสถานการณ์การกลายพันธุ์ของโรคโควิด-19 ที่อาจจะเกิดขึ้นอีกในอนาคต รวมไปถึงสามารถปรับสูตรวัคซีน หรือใช้พัฒนาวัคซีนใหม่ หรือต่อยอดนำไปเป็นวิธีทดสอบหายาต้านไวรัสตัวใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแอนติบอดีรักษาที่มีฤทธิ์ยับยั้งการเข้าสู่เซลล์ของไวรัสสายพันธุ์ต่างๆ โดยทีมวิจัยของ สวทช เป็นผู้ดำเนินการทดสอบ และ มีแผนร่วมมือกับหลายหน่วยงานเกี่ยวกับการถ่ายทอดเทคโนโลยีในอนาคต

ข้อมูลสำหรับติดต่อ
ดร. อนันต์ จงแก้ววัฒนา
ผู้อำนวยการกลุ่มวิจัยนวัตกรรมสุขภาพสัตว์และการจัดการ
ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) สวทช.
E-mail: BBD@biotec.or.th
โทร. 02-5646700 ต่อ 3301

รูปที่ 1 กระบวนการสร้าง pseudovirus หรือไวรัสตัวแทน ที่แสดงออกโปรตีนสไปค์ของไวรัส SARS-CoV-2

รูปที่ 2 จำนวนของสไปค์ของไวรัส SARS-CoV-2 และ โคโรน่าไวรัสสายพันธุ์อื่นๆ ที่พัฒนาในรูปแบบของ pseudotype สำเร็จแล้ว

รูปที่ 3 กระบวนการทดสอบ neutralization assay โดยใช้ pseudovirus เพื่อประเมินประสิทธิภาพของวัคซีนโควิด-19 จากตัวอย่างซีรั่มของอาสาสมัครที่ได้รับวัคซีน