สรุปคร่าว ๆ 5 ประเด็นที่คนทั่วไปต้องการทราบ (credit ความเห็น 26 ของ member อิทธิพงษ์ครับ)

1. เชื้อโรคและเป้าหมายการวิจัย ?

เชื้อที่วิจัยคือไวรัสอีโบลา  ที่ปัจจุบันก่อโรคไข้เลือดออกอีโบล่าโดยยังไม่มียา/วิธีการรักษา  เป้าหมายการวิจัยคือพัฒนาวิธีการรักษาบนพื้นฐานหลักการทางภูมิคุ้มกันวิทยา  ใช้แอนติบอดีเพื่อจับกับส่วนประกอบจำเป็นของไวรัส (โปรตีนของไวรัส) ไม่ให้ติดเชื้อเซลล์และแพร่พันธุ์  คล้ายคลึงกับการใช้เซรุ่มต้านพิษงู

2. ผลวิจัยคืออะไร ?  ได้สิ่งที่มีคุณสมบัติอะไร (ทำอะไรได้) ?  ถือว่างานวิจัยอยู่ระดับไหน ?

ผลงานวิจัยถือว่าเพิ่งเสร็จสมบูรณ์ในระดับเริ่มต้น  คือสามารถสร้างแอนติบอดีที่จำเพาะต่อโปรตีนของไวรัส 5 ชนิด  โดยแอนติบอดีเหล่านี้สามารถเข้าสู่เซลล์ได้

3. ต้องนำไป "ทำอะไร" ต่อ ?

ขั้นตอนต่อไปคือนำไปทดลองรักษาในสัตว์ที่ติดเชื้อ  ตามด้วยในผู้ป่วยที่ติดเชื้อ  หากผ่านการประเมินค่อยผลิตเป็นยารักษา  แต่ขณะนี้ WHO เห็นว่าเป็นเรื่องเร่งด่วนจึงขอตัวอย่างแอนติบอดีไปทดลองใช้ในผู้ป่วยติดเชื้อ

4. โอกาสสำเร็จในขั้นสุดท้ายมากน้อยแค่ไหน ?  ใช้เวลาวิจัยต่อเนื่องอีกนานไหม ?

ยังไม่ทราบโอกาสสำเร็จเนื่องด้วยหลาย ๆ ปัจจัย (รายละเอียดตามความคิดเห็นที่ 23 ครับ) กล่าวโดยรวมคือระบบที่ใช้ทำการทดลอง (โปรตีนของไวรัสถูกสร้างโดยทางอ้อม  และการทดสอบทำปฏิกิริยา) ย่อมมีความแตกต่างจากระบบการทำงานของร่างกายสิ่งมีชีวิต (ที่แอนติบอดีต้องเข้าสู่กระแสเลือดก่อนเข้าสู่เซลล์ติดเชื้อเพื่อจับกับโปรตีนเป้าหมาย)  ส่วนระยะเวลาในการวิจัยผมประเมินว่าเป็นเลขตัวเดียว  ไม่เกิน 10 ปีครับ  เนื่องจากขณะนี้เป็นสถานการเร่งด่วนแล้ว

5. (หากทำสำเร็จจะ)ใช้งานอย่างไร ?

หากพัฒนาเป็นยาได้สำเร็จ  การใช้งานจะเป็นยาฉีดเข้าเส้นเลือดเพื่อให้ตัวยาแทรกซึมเข้าสู่เซลล์  เป็นการใช้ในเชิงรักษาโรค  ไม่ใช่ป้องกันโรค

เกริ่นนำ (ไม่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาครับ  ข้ามได้)

[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้หากกล่าวถึงคนทั่วไปแล้วคงยากที่จะมีใครทำอะไรโดยไม่หวังผลตอบแทน  อันที่จริงบทความนี้เกิดจากความทะนงและอยากเด่นดัง  แต่ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการมีความรู้ความเข้าใจอยู่กับตัวแล้วไม่เห็นประโยชน์อันใดหากหยุดนิ่งอยู่เฉย  ฉะนั้นหากบทความนี้มีประโยชน์  ช่วยเสริมสร้างความเข้าใจ  ก็ขอให้แบ่งปันและบอกกล่าวที่มา (ให้เครดิต) ด้วย  สิ่งนี้คงเป็นผลตอบแทนเพียงประการเดียวที่คาดหวัง  ส่วนคุณงามความดีหรือคำชมใด ๆ ที่ผู้อ่านอาจมอบให้ผม  ผมคงไม่กล้ารับและขอยกให้อาจารย์ทุกท่านที่ในอดีตได้ประสิทธิ์ประสาทความรู้ทางวิชาการให้  ผมจึงสามารถเรียบเรียงเรื่องราวเหล่านี้ขึ้นมาได้  ส่วนข้อตำหนิติติงทั้งหลายนั้นผมขอรับไว้เพียงผู้เดียว  เนื่องด้วยการนำเสนอความรู้ทางวิชาการให้ผู้อยู่นอกแวดวงได้รับรู้นั้นมีข้อจำกัดหลายประการ  ลำพังตัวองค์ความรู้เองนั้นก็ซับซ้อนแล้ว  ยิ่งเป็นเรื่องราวที่ทีมวิจัยศิริราชนำองความรู้หลากหลายมาประยุกต์ใช้เพื่อตอบปัญหาวิจัยหรือสร้างแอนติบอดีนั้น  จึงไม่ใช่เรื่องราวที่สามารถทำให้ผู้อ่านทั้งหลายเข้าใจได้ง่าย ๆ ได้ภายใน 3-5 บรรทัด  หาไม่แล้วการเล่าเรียนให้สำเร็จปริญญาต่าง ๆ คงไม่ต้องใช้เวลาหลาย ๆ ปี  เช่นนั้นแล้วผมขอนำผู้อ่านทุกคนเข้าสู่เรื่องราวเลยแล้วกัน

     ต่อไปนี้คือการแปลเนื้อหางานวิจัยตามความเข้าใจของผมครับ

     สิ่งแรกที่ผมจะนำเสนอให้รู้จักคือผู้ร้ายของเรา  อีโบล่าไวรัสครับ

     รูปที่แสดงคืออนุภาคไวรัสและขั้นตอนการติดเชื้อเมื่อมันเข้าสู่เซลล์  GP1,2 VP35,40 คือโปรตีนสำคัญของอีโบล่าที่ช่วยให้เชื้อบุกรุกและสอดแทรกพันธุกรรมของมันลงในเซลล์เป้าหมาย  ซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้เกิดการติดเชื้อและยากต่อการรักษา  ทีมวิจัยจึงเลือกพวกมันเป็นเป้าหมายของการผลิตแอนติบอดี



สิ่งที่น่าสนใจคือวิธีการที่ใช้  เนื่องจาก ศ.เกียรติคุณ ดร.วันเพ็ญ ชัยคำภา มี phage library เป็น bacteriophage (แบค-เท-ริ-โอ-ฝาจ, ไวรัสที่ติดเชื้อเฉพาะแบคทีเรีย  ต่อไปจะเรียกแค่ฝาจ) ที่มีพันธุกรรมสำหรับสร้าง scFV (single-chain variable fragment) อยู่ก่อนแล้ว (รายละเอียดการทำ library และอื่น ๆ เกี่ยวกับแอนติบอดีอยู่ใน spoil 1) เพิ่มเติมนะครับ library หรือ “คลัง” ที่ว่านี้หมายถึงสิ่งที่มีเป็นจำนวนมาก  กรณีนี้คือฝาจเหล่านี้มีจำนวนมาก  โดยแต่ละตัวถูกตัดแต่งให้มีพันธุกรรมสำหรับสร้าง scFV  วิธีการก็คือใช้ฝาจเหล่านี้ทั้งหมดหว่านลงไปติดเชื้อแบคทีเรีย E.coli  พอมีการติดเชื้อไวรัส  สิ่งที่เกิดใน E.coli คือมันใช้ข้อมูลพันธุกรรมนั้นสร้างฝาจขึ้นมากมาย  โดยฝาจที่ได้เหล่านี้มี scFV เกาะอยู่บนผิว  ว่าง่าย ๆ คือใช้ E.coli เป็นโรงงานผลิตฝาจที่มี Fab ชนิดต่าง ๆ เกาะอยู่บนผิวนั่นเอง การแทรกพันธุกรรมลงไปให้ E.coli ผลิตฝาจเปรียบเสมือนเราส่งแม่แบบของสินค้าชนิดหนึ่งเข้าไปในโรงงานให้ปะปนกับแม่แบบอื่น ๆ แต่กำกับว่า “ให้ผลิตสินค้าชนิดนี้ปริมาณมาก ๆ” สำหรับ E.coli นั้นแค่ข้ามคืนก็น่าจะผลิตได้เกินพอ  หัวเชื้อเหล่านั้นจะถูกนำไปแยกเก็บเฉพาะสารละลายที่มีฝาจ (ผิวฝาจมี scFV) เตรียมนำไปทำปฏิกิริยากับโปรตีนเป้าหมายของอีโบล่า

Spoil 1

[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้spoil 1 วิธีการสร้างฝาจในคลังเป็นดังนี้  นำเลือดของอาสาสมัครสุขภาพดีมาสกัดเม็ดเลือดขาวลิมโฟไซต์ (lymphocyte) จากนั้นสกัดสารพันธุกรรมของมันออกมา  แล้วเลือกเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรมเฉพาะส่วนที่เป็นแม่แบบของ Variable region ของแอนติบอดี (ส่วนบนสุดของ Fab ที่กำกับว่า VH กับ VL)  ตามด้วยตัดแต่งพันธุกรรมของฝาจเพื่อสอดแทรกแม่แบบของสองส่วนนี้ลงไป  ทราบมาว่าจำนวนอาสาสมัครสุขภาพดีนั้นมีราว ๆ เจ็ดถึงแปดสิบคน  ซึ่งมีจำนวนมากเกินพอจนน่าจะพบแอนติบอดีที่จับจำเพาะได้แน่นอน

สำหรับแอนติบอดีทั่ว ๆ ไปนั้นเป็นโปรตีน  หากดูตามภาพ powerpoint นั้น  แม่แบบทางพันธุกรรมของ scFV ที่ถูกเลือกมาใช้คือแม่แบบสำหรับสร้างส่วน CDR 1,2 และ 3 นี้เอง  ซึ่งในแต่ละคนมีความแตกต่างกัน  และส่วนนี้เองทำหน้าที่จับกับสิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่ร่างกาย  ขณะที่ส่วนอื่น ๆ ซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุนค่อนข้างคล้ายคลึงกัน

     แล้วโปรตีนเป้าหมายของอีโบล่าจะได้มาอย่างไร ?  คำตอบคือด้วยวิธีการคล้ายคลึงกับที่ให้ E.coli สร้างฝาจครับ  แต่เป็นการสอดแทรกพันธุกรรมสำหรับสร้างโปรตีน  เช่น VP35 และอื่น ๆ ลงไปใน e.coli (รายละเอียดการสอดแทรกพันธุกรรมและไขข้อข้องใจ  เผื่อบางคนนึกว่าทีมวิจัยมีเชื้ออีโบล่าจึงมีโปรตีนของมัน  อยู่ใน spoil 2)  จากนั้น E.coli จะเป็นโรงงานสร้างโปรตีน  แค่ข้ามคืนเราก็เก็บหัวเชื้อมาสกัดเฉพาะโปรตีนเหล่านั้นออกมาครับ

Spoil 2

[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้spoil 2 บางคนอาจนึกถึงเซรุ่มต้านพิษงู  ที่จะทำได้ต้องมีงูตัวเป็น ๆ ให้รีดพิษ  แล้วคิดไปว่าต้องใช้เชื้อไวรัสอีโบล่าเป็น ๆ มาบดขยี้เพื่อให้ได้เศษโปรตีน VP35 ซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแยกมันออกมาจากเศษโปรตีนอื่น ๆ  ทีมวิจัยต้องการเพียงโปรตีนตัวเดี่ยว ๆ  จึงต้องพึ่งพากระบวนการสังเคราะห์โปรตีนของเซลล์ที่สามารถเริ่มต้นจากแม่แบบสารพันธุกรรมได้  เพราะการแปลรหัสจากสารพันธุกรรมเพื่อสร้างโปรตีนนั้นว่าไปแล้วคล้ายคนที่มีแปลนบ้าน (สารพันธุกรรม) ว่าจ้างบริษัทรับเหมามาสร้างตัวบ้าน (โปรตีน) ให้เป็นไปตามแบบแปลน  ฉะนั้นวิธีการที่ทำคือสอดแทรกพันธุกรรม (แม่แบบ) ที่สั่งสังเคราะห์ตามฐานข้อมูลพันธุกรรมเข้าสู่ E. coli และให้มันผลิตโปรตีน  ทีมวิจัยศิริราชจึงไม่มีเชื้อหรือชิ้นส่วนใด ๆ ที่ได้มาจากเชื้ออีโบล่าโดยตรงครับ  สบายใจกันได้

     หลังจากทีมวิจัยมีทั้งโปรตีนของอีโบล่า  เช่น VP35  และฝาจที่บนผิวมี scFV  ขั้นตอนต่อไปก็คล้ายกับการตกปลา  คือใช้ VP35 เป็นเบ็ด  เคลือบก้นหลุม  แล้วใส่ปลาคือฝาจที่มี scFV แบบต่าง ๆ ลงไปในแต่ละหลุม  แล้วรอให้ทั้งสองตัวจับกันถ้ามันทำปฏิกิริยากันได้  ขณะนี้สารละลายในหลุมทดสอบก็ยังใส ๆ อยู่  ก็ต้องล้างหลุมทดสอบเหล่านั้นเพื่อเอาฝาจส่วนเกินออก  แล้วค่อยทำปฏิกิริยาต่อเนื่องเพื่อตรวจวัด  โดยหลุมที่มีการจับกันระหว่างฝาจกับ VP35 จะเกิดปฏิกิริยาจนแสดงออกเป็นสี ๆ ในหลุม  ส่วน BSA คือ bovine serum albumin ภาษาไทยเรียก albumin ว่าโปรตีนไข่ขาว ส่วน bovine serum หมายถึงมาโปรตีนนี้มาจากซีรั่มของสัตว์เคี้ยวเอื้องกลุ่มวัวควาย  เป็นตัวควบคุมของปฏิกิริยาสร้างสีเพื่อแสดงว่าปฏิกิริยาไม่ได้เกิดขึ้นลอย ๆ นะ  แต่เกิดเฉพาะหลุมที่มีฝาจกับ VP35 จับกัน  ดังรูปครับ



     ฝาจที่ทำให้เกิดสีได้ถือว่าผ่านรอบ audition ครับ  พันธุกรรม scFV เหล่านั้นจะถูกเลือกเก็บไว้เพื่อนำไปทดสอบความจำเพาะเพิ่มเติมด้วยวิธีการอื่น ๆ จนเหลือเพียงหนึ่งเดียวที่ดีที่สุด  พันธุกรรมสำหรับ scFV ตัวนั้นจึงจะถูกนำมาต่อเติมรหัสสำหรับสร้างส่วนที่ใช้เพื่อผ่านเข้าสู่เซลล์ (เดาว่าเป็นการใส่ CPP - cell penetrating peptide ชนิดที่เป็น Arginine เรียงต่อกัน 9 ตัวครับ  เพราะถ้าเป็นตัวอื่นอาจก่อให้เกิดอาการแพ้)  จากนั้นจึงสร้างแม่แบบของ scFV รวมกับส่วนที่ใช้เพื่อผ่านเข้าสู่เซลล์ก่อนสอดแทรกรหัสพันธุกรรมเข้าสู่ E.coli โรงงานเดิมของเขาเพื่อผลิตแอนติบอดี (ทำคล้ายกับตอนที่มันถูกสอดแทรกรหัสพันธุกรรมให้ผลิตโปรตีน VP35)  จากนั้นสกัดแยกเฉพาะแอนติบอดีออกมา  กระบวนการที่เรียบเรียงมาทั้งหมดนี้ก็ทำกับโปรตีน GP1,2 และ VP40 ด้วย  เพื่อผลสุดท้ายเราจะผลิตแอนติบอดีต่อโปรตีนแต่ละตัว  แล้วรวมมันเข้าด้วยกันเป็นยาเพื่อใช้รักษาอีโบล่า  เหมือนยิงจรวดนำวิถี 4 ลูกใส่ 4 โปรตีนเป้าหมายของอีโบล่าพร้อม ๆ กันแม้ว่ามันจะเข้าไปติดเชื้อเซลล์แล้ว (เสียงในคลิปวีดีโอและเนื้อหาข่าวบอกตรงกันว่ามีโปรตีนเป้าหมาย 5 ตัว  แต่ผมไม่แน่ใจว่าตัวที่ห้าคืออะไร  และใน powerpoint ก็เน้นชื่อเพียง 4 โปรตีน  ผมจึงนำเสนอในเพียงเท่านี้)

     ข้อได้เปรียบของรูปแบบวิธีการนี้คือแอนติบอดีมีขนาดเล็กและเข้าสู่เซลล์ได้ (ดีกว่ามอยเจอไรเซอร์อีก  หลักฐานชัดเจนตามภาพย้อมเซลล์ในคลิป)  จึงมั่นใจได้ว่ามันจะเข้าไปจับกับโปรตีนบนอนุภาคไวรัสอีโบล่าและยับยั้งการติดเชื้อ  อีกทั้งแอนติบอดีนี้สร้างจากพื้นฐานพันธุกรรมมนุษย์ (คำอธิบายอยู่ใน spoil 1) จัดว่ามีความปลอดภัยสูง  เชื่อได้ว่าไม่ก่ออาการแพ้  นอกจากนี้ด้วยความที่เป็นโปรตีนขนาดเล็กและไม่มีลักษณะพิสดาร (ไม่มีการเติมโมเลกุลอื่น ๆ หรือต้องบิดงอเพื่อให้เกิดรูปร่างสามมิติแบบเฉพาะ) จึงใช้ E.coli เพื่อผลิตมันได้ในปริมาณมาก ๆ โดยใช้เวลาไม่นานเกินไป  เนื่องจาก E.coli มี dubling time (ช่วงเวลาที่ใช้ในการเจริญเติบโตและแบ่งเซลล์) ประมาณ 20 นาที  เลี้ยงแค่ข้ามคืนก็ได้เซลล์มากพอ

     แล้วมันจะรักษาได้มั้ย ?  ตอบตรง ๆ คือไม่รู้เพราะยังไม่ได้ทดลอง  แต่ตามทฤษฏีแล้ว  เมื่อเทียบกับตัวเลือกอื่น ๆ มันเป็นทั้งตัวเลือกและรูปแบบวิธีการที่ดีที่สุดในขณะนี้เลยครับ  ยิ่งได้ยินว่ามีการจดสิทธิบัตรแล้วและจะมีเอกสารงานวิจัยตีพิมพ์  ยิ่งมั่นใจได้อย่างแน่นอนว่านักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกจะต้องหันกลับมามองและตั้งใจศึกษาจากงานของทีมวิจัยนี้อย่างแน่นอนครับ  รับประกัน

*edit แก้ไขข้อผิดพลาดจากเดิมที่เรียก Fab เป็น scFV ครับ  ขอบคุณ member system idel ที่ท้วงติง  และเพิ่มเติมสรุปประเด็นที่คนทั่วไปต้องการทราบครับ