นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกศึกษาค้นคว้าการถอดลําดับจีโนม พบว่าไวรัสโคโรนา หรือ SARS-CoV-2 ที่ทําให้เกิดโรคโควิด-19 สามารถติดต่อจากคนสู่คนอย่างรวดเร็ว เพราะไวรัสนี้มีโปรตีนสไปก์ (ส่วนที่ยื่นออกมาจากอนุภาคคล้ายหนาม) อยู่บนผิว ซึ่งทําให้ไวรัสสามารถจับกับตัวรับที่ชื่อ ACE2 (Angiotensin Converting Enzyme 2) ในเซลล์ของมนุษย์ได้มาก ทําให้เชื้อไวรัสเข้าสู่เซลล์ได้ดี และแพร่จากคนสู่คนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ยังพบการกลายพันธุ์ของตัวไวรัสในตําแหน่งโปรตีนสไปก์ซึ่งเป็นส่วนที่จะต้องถูกเอนไซม์ตัดก่อนเข้าสู่เซลล์มนุษย์ โดยไวรัสตัวนี้มีการกลายพันธุ์ คือ มีกรดอะมิโนเพิ่มเข้ามาอีก 5 ตัว ทําให้โปรตีนสไปก์ของ SARS-CoV-2 ถูกตัดด้วยเอนไซม์ในร่างกายมนุษย์ได้ง่ายขึ้น ทําให้ไวรัสสามารถกระจายไปในอวัยวะต่าง ๆ ของมนุษย์ เช่น ปอด ไต ทางเดินอาหาร และสมอง ทั้งนี้ส่วนที่เป็นโปรตีนสไปก์ของไวรัส มีบทบาทสําคัญต่อความรุนแรงของไวรัส นักวิจัยจึงมุ่งเป้าการพัฒนาวัคซีนไปที่โปรตีนดังกล่าว เช่น การสร้างแอนติบอดีต่อโปรตีนสไปก์เพื่อยับยั้งการเข้าสู่เซลล์ของไวรัส หรือการสร้างภูมิคุ้มกันชนิดพึ่งเซลล์ (Cell-mediated Immunity) ซึ่งเป็นแนวทางที่สอดคล้องกับงานวิจัยในหลายประเทศทั่วโลก
สวทช. นำโดย ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา ทีมวิจัยไวรัสวิทยาและเซลล์เทคโนโลยี กลุ่มวิจัยนวัตกรรมสุขภาพสัตว์และการจัดการ ไบโอเทค ได้ดำเนินงานวิจัยและพัฒนาวัคซีนต้านโรคติดเชื้อโควิด-19 ตั้งแต่มีการเริ่มระบาดในประเทศจีนในเดือนมกราคม 2563 เป็นต้นมา เนื่องจากไวรัส SARS-CoV-2 ที่ก่อโรคโควิด-19 เป็นไวรัสอันตรายที่จำเป็นต้องใช้ห้องปฏิบัติการชีวนิรภัยระดับ 3 ซึ่งเป็นข้อจำกัดสำคัญของการพัฒนาวัคซีน โดยเฉพาะเทคโนโลยีที่จำเป็นต้องใช้เชื้อไวรัสโดยตรง ทางทีมวิจัยจึงได้พัฒนาเทคโนโลยีวัคซีนที่ไม่จำเป็นต้องใช้เชื้อไวรัสในการดำเนินการ เช่น การสังเคราะห์ยีนสไปค์ของไวรัสขึ้นเองโดยอาศัยข้อมูลรหัสพันธุกรรมของไวรัสที่เผยแพร่หลังจากที่มีการถอดรหัสสำเร็จ และนำยีนดังกล่าวไปใช้เป็นแอนติเจนหรือโปรตีนกระตุ้นภูมิในรูปแบบต่าง ๆ ซึ่งพอสรุปได้ดังต่อไปนี้
วัคซีนในรูปแบบไวรัสเวกเตอร์ หลักการของวัคซีนชนิดนี้ คือ การใช้ไวรัสที่ไม่มีอันตรายเป็นตัวนำส่งโปรตีนของไวรัสโรคโควิด-19 เพื่อให้ร่างกายรู้จัก โดยไวรัสดังกล่าวจะสามารถติดเชื้อเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้ แต่ไม่มีการเพิ่มปริมาณเนื่องจากถูกทำให้อ่อนฤทธิ์ไป ส่งผลให้ไม่ก่อให้เกิดอาการไม่พึงประสงค์ใด ๆ ต่อร่างกาย แต่กลไกที่ไวรัสดังกล่าวติดเชื้อเข้าสู่เซลล์จะส่งผลให้โปรตีนของไวรัสโควิด-19 ที่ฝากไปด้วยมีการแสดงออก และทำให้ร่างกายเรามองเห็น ส่งผลกระตุ้นให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันต่อโปรตีนดังกล่าวออกมาในรูปแบบแอนติบอดี และ T cell
ทีมวิจัยได้ใช้หลักการดังกล่าว เพื่อพัฒนาวัคซีนออกมาหลายรูปแบบ แต่ที่มีความก้าวหน้ามากที่สุดคือ ไวรัสไข้หวัดใหญ่ที่เพิ่มจำนวนได้ครั้งเดียว หรือ Single-cycle influenza A virus (scIAV) โดยทีมวิจัยฝากชิ้นส่วนของสไปค์ตรงตำแหน่งสำคัญ (RBD) ในการเข้าสู่เซลล์ไว้กับไวรัสดังกล่าว เมื่อทำการทดสอบหยอดไวรัสชนิดนี้ทางจมูกหนูทดลอง เป็นเวลา 3 สัปดาห์ พบว่า หนูทุกตัวไม่มีอาการป่วย น้ำหนักตัวขึ้นเป็นปกติ
เมื่อตรวจวัดปริมาณแอนติบอดีต่อไวรัสโควิด-19 พบว่า หนูทุกตัวมีการสร้างแอนติบอดีขึ้นได้ดี นอกจากนี้ T cell ของหนูทุกตัวยังมีการตอบสนองต่อโปรตีนของไวรัสโควิด-19 ในระดับสูงเช่นเดียวกัน ซึ่งขณะนี้กำลังอยู่ในช่วงทดสอบในแฮมสเตอร์เพื่อตรวจสอบว่าภูมิคุ้มกันที่สร้างขึ้นมาจะสามารถป้องกันหนูชนิดนี้จากการเกิดโรคโควิด-19 หรือไม่ นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังพัฒนาวัคซีนในรูปแบบไวรัสอะดีโน (Adenovirus) ซึ่งเป็นรูปแบบใกล้เคียงกับไวรัสที่พัฒนาขึ้นในประเทศจีน และสหราชอาณาจักร โดยจะเริ่มทดสอบในหนูทดลองภายในเดือน กรกฏาคม 2563 นี้
About Author
