ข่าว

งานผลิตวัคซีนมักถูกมองว่าเป็นงานที่ไร้คุณค่า ดังคำกล่าวของบิล โฟจ หนึ่งในแพทย์สาธารณสุขที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในโลกที่ว่า “ไม่มีใครจะขอบคุณคุณที่ช่วยพวกเขาให้รอดพ้นจากโรคที่พวกเขาไม่เคยรู้ว่าตัวเองเป็น”

แต่แพทย์สาธารณสุขแย้งว่าผลตอบแทนจากการลงทุนนั้นสูงมาก เพราะวัคซีนสามารถป้องกันการเสียชีวิตและความพิการได้ โดยเฉพาะในเด็ก แล้วทำไมเราถึงไม่พัฒนาวัคซีนสำหรับโรคที่ป้องกันได้ด้วยวัคซีนมากขึ้นล่ะ? เหตุผลก็คือวัคซีนต้องมีประสิทธิภาพและปลอดภัยจึงจะสามารถนำมาใช้ในคนที่มีสุขภาพดีได้ ซึ่งทำให้กระบวนการพัฒนาวัคซีนนั้นยาวนานและยากลำบาก

ก่อนปี พ.ศ. 2563 ระยะเวลาเฉลี่ยตั้งแต่เริ่มตั้งครรภ์จนถึงการอนุญาตให้ใช้วัคซีนอยู่ที่ 10 ถึง 15 ปี โดยระยะเวลาที่สั้นที่สุดคือ 4 ปี (วัคซีนคางทูม) ดังนั้น การพัฒนาวัคซีนโควิด-19 ภายใน 11 เดือนจึงถือเป็นความสำเร็จอันน่าทึ่ง ซึ่งเกิดขึ้นได้จากการวิจัยพื้นฐานหลายปีบนแพลตฟอร์มวัคซีนใหม่ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง mRNA หนึ่งในผลงานสำคัญคือผลงานของ ดร. ดรูว์ ไวส์แมน และ ดร. คาทาลิน คาริโก ผู้ได้รับรางวัล Lasker Clinical Medical Research Award ประจำปี พ.ศ. 2564

หลักการเบื้องหลังวัคซีนกรดนิวคลีอิกมีรากฐานมาจากกฎกลางของวัตสันและคริกที่ว่าดีเอ็นเอจะถูกถอดรหัสเป็น mRNA และ mRNA จะถูกแปลเป็นโปรตีน เกือบ 30 ปีที่แล้ว มีการแสดงให้เห็นว่าการนำดีเอ็นเอหรือ mRNA เข้าไปในเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตใดๆ จะแสดงโปรตีนที่กำหนดโดยลำดับกรดนิวคลีอิก ไม่นานหลังจากนั้น แนวคิดวัคซีนกรดนิวคลีอิกก็ได้รับการรับรองหลังจากแสดงให้เห็นว่าโปรตีนที่แสดงออกโดยดีเอ็นเอจากภายนอกสามารถกระตุ้นการตอบสนองภูมิคุ้มกันป้องกันได้ อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้วัคซีนดีเอ็นเอในโลกแห่งความเป็นจริงยังมีข้อจำกัด ในช่วงแรกเนื่องจากความกังวลด้านความปลอดภัยที่เกี่ยวข้องกับการนำดีเอ็นเอเข้าสู่จีโนมมนุษย์ และในภายหลังเนื่องจากความยากลำบากในการขยายขนาดการนำดีเอ็นเอเข้าสู่นิวเคลียสอย่างมีประสิทธิภาพ

ในทางตรงกันข้าม mRNA แม้จะไวต่อการไฮโดรไลซิส แต่ดูเหมือนจะจัดการได้ง่ายกว่า เนื่องจาก mRNA ทำหน้าที่ภายในไซโทพลาสซึม จึงไม่จำเป็นต้องนำกรดนิวคลีอิกเข้าสู่นิวเคลียส การวิจัยพื้นฐานหลายทศวรรษของไวส์แมนและคาริโก ซึ่งเริ่มต้นในห้องปฏิบัติการของตนเอง และต่อมาหลังจากได้รับใบอนุญาตจากบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพสองแห่ง (โมเดอร์นาและไบโอเอ็นเทค) นำไปสู่การสร้างวัคซีน mRNA ขึ้นมาจริง อะไรคือกุญแจสำคัญสู่ความสำเร็จของพวกเขา?

พวกเขาเอาชนะอุปสรรคมากมาย mRNA ถูกจดจำโดยตัวรับรูปแบบการจดจำของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด (รูปที่ 1) ซึ่งรวมถึงสมาชิกในตระกูลตัวรับแบบ Toll-like (TLR3 และ TLR7/8 ซึ่งตรวจจับ RNA สายคู่และ RNA สายเดี่ยว ตามลำดับ) และกรดเรตินอยด์กระตุ้นเส้นทางโปรตีนยีน I (RIG-1) ซึ่งทำให้เกิดการอักเสบและการตายของเซลล์ (RIG-1 เป็นตัวรับรูปแบบการจดจำในไซโทพลาสซึม จดจำ RNA สายคู่สั้น และกระตุ้นอินเตอร์เฟอรอนชนิด I ซึ่งกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว) ดังนั้น การฉีด mRNA เข้าไปในสัตว์อาจทำให้เกิดภาวะช็อก ซึ่งบ่งชี้ว่าปริมาณ mRNA ที่สามารถนำมาใช้ในมนุษย์อาจมีจำกัดเพื่อหลีกเลี่ยงผลข้างเคียงที่ยอมรับไม่ได้

เพื่อศึกษาวิธีลดการอักเสบ ไวส์แมนและคาริโกจึงพยายามทำความเข้าใจวิธีที่ตัวรับการจดจำรูปแบบแยกแยะระหว่างอาร์เอ็นเอที่มาจากเชื้อก่อโรคและอาร์เอ็นเอของตัวเอง พวกเขาพบว่าอาร์เอ็นเอภายในเซลล์จำนวนมาก เช่น อาร์เอ็นเอไรโบโซมที่มีปริมาณมาก ถูกดัดแปลงอย่างมาก และคาดการณ์ว่าการดัดแปลงเหล่านี้ทำให้อาร์เอ็นเอของตัวเองหลุดพ้นจากการจดจำทางภูมิคุ้มกัน

ความก้าวหน้าสำคัญเกิดขึ้นเมื่อไวส์แมนและคาริโกได้สาธิตให้เห็นว่าการดัดแปลง mRNA ด้วยซูโดยูริดีนแทนอูริดีนช่วยลดการกระตุ้นภูมิคุ้มกัน แต่ยังคงความสามารถในการเข้ารหัสโปรตีน การดัดแปลงนี้ช่วยเพิ่มการผลิตโปรตีนได้มากถึง 1,000 เท่าของ mRNA ที่ไม่ได้ดัดแปลง เนื่องจาก mRNA ที่ผ่านการดัดแปลงหลุดพ้นการรับรู้ของโปรตีนไคเนสอาร์ (เซ็นเซอร์ที่จดจำ RNA แล้วจึงฟอสโฟรีเลตและกระตุ้นแฟกเตอร์เริ่มต้นการแปล eIF-2α จึงหยุดการแปลโปรตีน) mRNA ที่ผ่านการดัดแปลงด้วยซูโดยูริดีนเป็นแกนหลักของวัคซีน mRNA ที่ได้รับอนุญาต ซึ่งพัฒนาโดยโมเดอร์นาและไฟเซอร์-ไบออนเทค

ความก้าวหน้าขั้นสุดท้ายคือการค้นหาวิธีที่ดีที่สุดในการบรรจุ mRNA โดยไม่เกิดการไฮโดรไลซิส และวิธีที่ดีที่สุดในการนำเข้าสู่ไซโทพลาสซึม มีการทดสอบสูตร mRNA หลายสูตรในวัคซีนป้องกันไวรัสชนิดอื่นๆ หลายชนิด ในปี พ.ศ. 2560 หลักฐานทางคลินิกจากการทดลองดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการห่อหุ้มและการนำส่งวัคซีน mRNA ด้วยอนุภาคนาโนลิพิดช่วยเพิ่มภูมิคุ้มกัน ในขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาระดับความปลอดภัยให้อยู่ในระดับที่จัดการได้

การศึกษาสนับสนุนในสัตว์แสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนลิพิดมีเป้าหมายที่เซลล์นำเสนอแอนติเจนในต่อมน้ำเหลืองที่กำลังระบายน้ำ และช่วยกระตุ้นการตอบสนองโดยการกระตุ้นเซลล์ทีเฮลเปอร์ CD4 ชนิดเฉพาะของฟอลลิคูลาร์ เซลล์ทีเหล่านี้สามารถเพิ่มการผลิตแอนติบอดี จำนวนเซลล์พลาสมาอายุยืน และระดับการตอบสนองของเซลล์บีที่โตเต็มที่ วัคซีน mRNA สำหรับโควิด-19 ทั้งสองชนิดที่ได้รับอนุญาตในปัจจุบันใช้สูตรอนุภาคนาโนลิพิด

โชคดีที่ความก้าวหน้าทางการวิจัยขั้นพื้นฐานเหล่านี้เกิดขึ้นก่อนการระบาดใหญ่ ทำให้บริษัทยาสามารถต่อยอดความสำเร็จได้ วัคซีน mRNA มีความปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และผลิตเป็นจำนวนมาก มีการฉีดวัคซีน mRNA ไปแล้วมากกว่า 1 พันล้านโดส และการเพิ่มปริมาณการผลิตเป็น 2-4 พันล้านโดสในปี 2564 และ 2565 จะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการต่อสู้กับโควิด-19 ทั่วโลก น่าเสียดายที่ยังคงมีความเหลื่อมล้ำอย่างมากในการเข้าถึงเครื่องมือช่วยชีวิตเหล่านี้ โดยปัจจุบันวัคซีน mRNA ส่วนใหญ่ได้รับการบริหารจัดการในประเทศที่มีรายได้สูง และจนกว่าการผลิตวัคซีนจะถึงจุดสูงสุด ความเหลื่อมล้ำนี้จะยังคงดำเนินต่อไป

กล่าวโดยกว้างๆ mRNA สัญญาว่าจะเป็นรุ่งอรุณใหม่ในสาขาวัคซีนวิทยา ทำให้เรามีโอกาสป้องกันโรคติดเชื้ออื่นๆ เช่น การพัฒนาวัคซีนไข้หวัดใหญ่ และการพัฒนาวัคซีนสำหรับโรคต่างๆ เช่น มาลาเรีย เอชไอวี และวัณโรค ซึ่งคร่าชีวิตผู้ป่วยจำนวนมากและค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับวิธีการทั่วไป โรคต่างๆ เช่น มะเร็ง ซึ่งก่อนหน้านี้ถือว่ารักษาได้ยากเนื่องจากโอกาสในการพัฒนาวัคซีนต่ำและความจำเป็นในการฉีดวัคซีนเฉพาะบุคคล ปัจจุบันสามารถนำมาพิจารณาใช้ในการพัฒนาวัคซีนได้ mRNA ไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของวัคซีนเท่านั้น mRNA หลายพันล้านโดสที่เราฉีดให้กับผู้ป่วยจนถึงปัจจุบันได้พิสูจน์แล้วว่าปลอดภัย และปูทางไปสู่การบำบัดด้วย RNA อื่นๆ เช่น การแทนที่โปรตีน การรบกวน RNA และการตัดต่อยีน CRISPR-Cas (กลุ่มซ้ำแบบพาลินโดรมสั้นๆ สลับกันและ Cas endonucrenases ที่เกี่ยวข้อง) การปฏิวัติ RNA เพิ่งเริ่มต้นขึ้น

ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ของไวส์แมนและคาริโกะช่วยชีวิตผู้คนนับล้าน และเส้นทางอาชีพของคาริโกะกำลังก้าวหน้า ไม่ใช่เพราะเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว แต่เพราะเป็นสากล เธอเป็นคนธรรมดาสามัญจากประเทศในยุโรปตะวันออก อพยพมายังสหรัฐอเมริกาเพื่อไล่ตามความฝันทางวิทยาศาสตร์ แต่กลับต้องดิ้นรนกับระบบการจ้างแรงงานของสหรัฐอเมริกา เงินทุนวิจัยที่ไม่มั่นคงมาหลายปี และการลดตำแหน่ง เธอถึงกับยอมลดเงินเดือนเพื่อให้ห้องปฏิบัติการยังคงดำเนินงานต่อไปและวิจัยต่อไป เส้นทางวิทยาศาสตร์ของคาริโกะนั้นยากลำบาก ซึ่งผู้หญิง ผู้อพยพ และชนกลุ่มน้อยที่ทำงานในแวดวงวิชาการหลายคนต่างคุ้นเคย หากคุณเคยโชคดีได้พบกับดร.คาริโกะ เธอคือตัวแทนของความหมายของความอ่อนน้อมถ่อมตน อาจเป็นความยากลำบากในอดีตที่ทำให้เธอยังคงมั่นคงอยู่

ความพยายามอย่างหนักและความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของไวส์แมนและคาริโก สะท้อนถึงทุกแง่มุมของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ไม่มีก้าว ไม่มีไมล์ งานของพวกเขายาวนานและหนักหน่วง ต้องใช้ความเพียรพยายาม สติปัญญา และวิสัยทัศน์ แม้ว่าเราต้องไม่ลืมว่าผู้คนจำนวนมากทั่วโลกยังคงไม่สามารถเข้าถึงวัคซีนได้ แต่พวกเราผู้โชคดีที่ได้รับวัคซีนป้องกันโควิด-19 รู้สึกขอบคุณสำหรับประโยชน์ในการป้องกันของวัคซีน ขอแสดงความยินดีกับนักวิทยาศาสตร์พื้นฐานสองท่าน ผู้มีผลงานอันโดดเด่นที่ทำให้วัคซีน mRNA เป็นจริงได้ ผมขอร่วมแสดงความขอบคุณอย่างสุดซึ้งต่อพวกเขา