เวลานี้ 1 ในวิธีป้องกันตัวและเอาชนะการระบาดใหญ่ไปทั่วโลกของไวรัส SAR-CoV-2 สาเหตุของโรค COVID-19 คือการฉีดวัคซีน เรามาดูกลไกลการทำงานของวัคซีนชนิดต่างๆกัน

เริ่มจากการทำความเข้าใจระบบภูมิคุ้มกันในร่างกายมนุษย์ก่อน เนื่องจากวัคซีนนั้น ตัวมันเองไม่ได้มีคุณสมบัติกำจัดไวรัส แต่จะทำงานในลักษณะ “ซ้อมรบ” เพื่อให้ระบบภูมิคุ้มกันของเราเองรู้จักหน้าตาศัตรูล่วงหน้า และมื่อไวรัสตัวจริงเข้ามา ภูมิคุ้มกันก็ของเราเองที่ผ่านการซ้อมรบแล้ว ก็จะเป็นผู้ต่อสู้และกำจัดไวรัสอย่างได้ผล

โคโรนาไวรัสนั้น จะมีโปรตีนหน้าตาเหมือน “หนาม” ที่ผิวของมันเรียกว่า spike ที่จะเข้ามา “จับ” กับตัวรับที่เรียกว่า ACE2 ที่เปลือกของเซลในร่างกายเรา เมื่อมันจับได้ ไวรัสจะเจาะเข้าเซล จากนั้นลอกเปลือกที่หุ้มตัวไวรัสเองออก แล้วปล่อย RNA ซึ่งเปรียบเหมือนสิ่งที่บ่งบอกตัวตนของมันออกมา เพื่อหลอกใช้กลไกในเซลเราเป็นโรงงานก๊อปปี้ไวรัสตัวใหม่ขึ้นมาหลายๆตัว เมื่อสำเร็จแล้วไวรัสหลายตัวที่เกิดใหม่ก็จะเจาะเซลของเหยื่อออกไป (เซลนั้นจะตายลง) จากนั้นไวรัสที่เกิดมาใหม่ก็จะมุ่งไปจับเซลอื่นๆเพื่อทำแบบนี้อีก

เมื่อระบบป้องกันของเราพบไวรัส จะส่งเซลเม็ดเลือดขาวที่เรียกว่า แมคโครฟาจ (Macrophage) เข้ามากินไวรัส เมื่อกินไวรัสเข้าไปแล้วก็จะทำหน้าที่เป็น antigen presenting cell (APC) คือย่อยไวรัสให้ตายแล้วเอาชิ้นส่วนที่เรียกว่า เปปไทด์ ซึ่งเป็นเอกลักษณของไวรัสโคโรนา ไปแสดงให้เซลเม็ดเลือดขาวที่เรียกว่า T helper  หรือ D4 รู้จัก หลังจากนั้น T helper  จะส่งสัญญาณนี้ต่อให้เซลเม็ดเลือดขาวที่เรียกว่า B Cell เปลี่ยนแปลงเป็น plasma cell แล้วสร้างแอนติบอดีที่เฉพาะเจาะจงกับโคโรนาไวรัสออกมา แอนติบอดีนี้จะไปหุ้มตัวไวรัสไว้ทำให้มันหมดฤทธิ์ ไม่สามารถเอาหนามไปจับเซลอื่นๆในร่างกายได้อีก นอกจากนี้ T helper  ก็จะส่งสัญญาณให้เซลเม็ดเลือดขาวที่เรียกว่า T Cell แบบ Cytotoxic ไปกำจัดเซลในร่างกายที่กำลังถูกไวรัสโคโรนาครอบครองอยู่ให้ตายไปจะได้ผลิตไวรัสออกมาไม่ได้

B cell และ T cell จะมี “ความทรงจำ” ถึงหน้าตาของไวรัสโคโรนาอยู่ในช่วงเวลาหนึ่ง อาจหลายเดือนหรือเป็นปีปี เมื่อใดที่ร่างกายถูกไวรัสโครนาจู่โจม B Cell ก็จะสร้างแอนติบอดีที่เฉพาะเจาะจงกับโคโรนาไวรัสออกมาได้ทันทีโดยไม่ต้องไปเริ่มกระบวนการตั้งแต่แรกใหม่ เช่นเดียวกับ T Cell ก็จะทำงานทันทีด้วยการเริ่มกำจัดเซลที่มันเข้าใจว่าถูกไวรัสโคโรนาครอบครองเช่นเดียวกัน

หน้าที่ของวัคซีน

หน้าที่ของวัคซีนคือทำอย่างไรก็ได้ให้เซล APC เข้ามากลืนกินสิ่งที่ฉีดเข้าไป เพื่อให้กลไกของ APC ย่อยแล้วแสดงชิ้นส่วนที่เรียกว่า เปปไทด์ ซึ่งเป็นเอกลักษณของไวรัสโคโรนา ให้เซลเม็ดเลือดขาวที่เรียกว่า T helper  หรือ D4 รู้จักหน้าตาของไวรัสนี้ หลังจากนั้นระบบที่เหลือก็จะดำเนินการต่อไปเอง ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น

เทคนิคในการสร้างวัคซินต่างๆมีดังต่อไปนี้

1.แบบใช้ไวรัสโคโรนาทั้งตัว

วิธีการนี้จะใช้ไวรัสโคโนาตัวจริงแต่ถูกทำให้อ่อนแรงด้วยวิธีต่างๆจนไม่เป็นอันตราย ฉีดเข้าสู่ร่างกายเพื่อให้เซล APC จับเอาไวรัสไร้อันตรายดังกล่าวไปกิน แล้วสร้างเปปไทด์ที่เป็นเอกลักษณของไวรัสโคโรนออกมา เพื่อให้เซลเม็ดเลือดขาวที่เรียกว่า T helper  หรือ D4 รู้จักหน้าตาของไวรัสนี้

วิธีทำให้ไวรัสโคโนาตัวเป็นๆอ่อนแรงลง อาจทำโดยนำไปผ่านร่างกายของสัตว์ หรือใช้เคมีเช่นสารฟอร์มาลดีไฮด์ หรือใช้ความร้อน อาจอาจให้วิธีซับซ้อนอย่างเช่นบริษัทผู้ผลิตวัคซีนในเมืองปูเน รัฐมหาราษฏระ ของอินเดีย ใช้วิธีตัดต่อยีนของไวรัสจนไวรัสหมดอันตราย เป็นวิธีผลิตวัคซีนที่เก่าแก่ที่สุด

วัคซีน COVID=19 ที่ใช้เทคนิคนี้ได้แก่ SinoVac

2. แบบใช้เชื้อตัวนำ (viral-vector vaccines)

วิธีการนี้คือการฝากสารพันธุกรรมของไวรัสโคโรนาไว้ในไวรัสชนิดอื่นที่ไม่มีอันตรายเช่น อะดีโนไวรัส ซึ่งไม่ก่อให้เกิดโรค ฉีดเข้าสู่ร่างกายเพื่อให้เซล APC จับเอาไวรัสไร้อันตรายดังกล่าวไปกิน แล้วสร้างเปปไทด์ที่เป็นเอกลักษณของไวรัสโคโรนออกมา

วัคซีน COVID=19 ที่ใช้เทคนิคนี้ได้แก่ Sputnik Astrazeneca และ Johnson&Johnson

3. แบบใช้กรดนิวคลีอิก (Nucleic-acid vaccines) คือ DNA หรือ RNA

วิธีนี้ไม่ต้องใช้ไวรัสทั้งตัว แต่ใช้เฉพาะกรอนิวคลีอิกของไวรัสโคโรนา มีได้แบบ 2 แบบคือ แบบแรกคือใช้ DNA ผ่าน Electroporation ซึ่งเทคนิคทางจุลชีววิทยาที่ใช้สนามไฟฟ้ากับเซลล์เพื่อเพิ่มความสามารถในการนำอนุภาคที่ต้องการซึ่งในที่นี้คือ DNA ซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปได้ ทำให้นิวเคลียสของเซลผลิต mRNA แบบเฉพาะออกมา แบบหลังใช้ RNA ของไวรัสหุ้มเอาไว้ในลิพิดแล้วฉีดเข้าไปในร่างกายเพื่อให้เข้าสู่เซล ทั้งสองแบบจะกระตุ้นให้เกิดการปล่อยโปรตีนที่หน้าตาเหมือนโปรตีนหนามของไวรัสโคโรนาออกสู่กระแสเลือดเป็นจำนวนมาก ซึ่งเซล APC จะเข้ามากลืนกินแล้วกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันต่อไปไม่ต่างกับอสงวิธีแรกด้านบนแต่ได้ผลดีกว่าจากปริมาณของโปรตีนหนามที่ปล่อยออกมา ปัจจุบันการใช้ RNA นั้นจะดีกว่าแบบ DNA เนื่องจากไม่เสี่ยงต่อการที่ DNA จากวัคซีนจะเข้าไปรวมกับ DNA ของเราเอง และยังมีงานวิจัยว่า การใช้ RNA นั้นอาจจะกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ดีกว่า DNA

ข้อดีของวิธีการนี้คือสามารถผลิตวัคซีนได้เร็วเมื่อเจอไวรัสชนิดใหม่ๆ ข้อเสียคือกรดนิวคลีอิกสลายตัวง่ายต้องเก็บในอุรหภูมิต่ำมากๆ และเรายังไม่รู้หมดว่าเทคนิคนี้จะส่งผลข้างเคียงอะไรบ้างเนื่องจากเป็นเทคนิคใหม่มาก

วัคซีน COVID=19 ที่ใช้เทคนิคนี้ได้แก่ Moderna และ BionTech/Pfizer

4. วัคซีนแบบใช้โปรตีน (Protein-based vaccines)

คือ

คือการฉีดชิ้นส่วนของ spike โปรตีนของไวรัสโคโรนา เข้าไปในร่างกายตรงๆ หรืออาจใช้ไวรัสปลอม คือไวรัสสังเคราะห์ที่เป็นสิ่งไม่มีชีวิตแต่มีเปลือกโปรตีนที่เป็นหนามเหมือนไวรัสโคโรนาตัวจริง เข้าไปในร่างกาย เซล APC จะเข้ามากลืนกินแล้วกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันต่อไป

วัคซีน COVID=19 ที่ใช้เทคนิคนี้ได้แก่ Novavax

ที่มาและเครดิตภาพ https://www.nature.com/articles/d41586-020-01221-y