รศ.นพ.ชาญวิทย์ ตรีพุทธรัตน์
ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล

“โรคติดเชื้อโคโรนาไวรัสสายพันธุ์ใหม่ 2019 (COVID-19) เป็นโรคที่ยังไม่มียาต้านไวรัสโดยเฉพาะที่ใช้รักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพ การผลิตวัคซีนเพื่อสร้างภูมิคุ้มกันการเกิดโรคจึงเป็นความหวังที่สำคัญมากในขณะนี้ แต่การสร้างวัคซีนที่มีประสิทธิภาพต้องสามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันที่ถูกต้องและไม่มีผลข้างเคียงที่อันตราย การเลือกใช้วัคซีนกับประชาชนทั่วไปจึงต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ แล้วเราจะใช้อะไรเป็นตัวตัดสิน?”

วัคซีนป้องกันโรค COVID-19 ที่อยู่ในระหว่างการศึกษาและผลิตออกมาใช้ในขณะนี้ มีประมาณ 149 ชนิดที่อยู่ในขั้น preclinical evaluation และประมาณ 40 ชนิดที่อยู่ในขั้น clinical trial และมีอยู่ 5 ชนิดที่อนุญาตให้ใช้ในวงจำกัดเฉพาะกิจ^1,2 ความเข้าใจอย่างดีต่อวัคซีนแต่ละชนิดจะทำให้สามารถเลือกใช้วัคซีนที่มีคุณภาพและราคาที่เหมาะสมต่อความจำเป็นและเศรษฐสถานะของประเทศไทย ก่อนอื่นต้องรื้อฟื้นความรู้ทางวิทยาภูมิคุ้มกันอย่างง่ายๆ ก่อน

ชนิดของภูมิคุ้มกัน แบ่งเป็น

1. ภูมิคุ้มกันแต่กำเนิด หรือภูมิคุ้มกันชนิดไม่จำเพาะ (native/innate immunity)

2. ภูมิคุ้มกันที่ได้รับมา หรือภูมิคุ้มกันชนิดจำเพาะ (acquired/specific immunity)

2.1 แบบสารน้ำ/แอนติบอดี (specific humoral response)

2.2 แบบเซลล์ (specific cellular response)

ภูมิคุ้มกันต่อการติดเชื้อไวรัสของสัตว์ชนิดต่างๆ ไม่เหมือนกัน การที่ SARS-CoV-2 กระโดดจากสัตว์มาสู่คนเป็นเรื่องใหม่ เรายังไม่ทราบว่าสัตว์ชนิดใดเป็นต้นกำเนิดของเชื้อนี้ (ซึ่งอาจไม่แสดงอาการป่วย) แต่ในคนอาจพบว่ามีการติดเชื้อโดยไม่มีอาการ มีอาการไม่รุนแรง ไปจนถึงมีอาการรุนแรงถึงขั้นเสียชีวิตได้ ดังนั้น native immunity จึงมีความสำคัญในระดับแรก และ specific immunity จะมีความสำคัญในลำดับถัดไป จากการศึกษาโรค SARS จาก SARS-CoV (เชื้อตัวแรกในตระกูลนี้เมื่อราวปี พ.ศ. 2546) พบว่า humoral response น่าจะมีบทบาทต่อการป้องกันโรคมากกว่า cellular immunity โดยเฉพาะการสร้าง neutralizing antibody ต่อเชื้อสามารถป้องกันโรคได้ การสร้างแอนติบอดีต่อเชื้อ โคโรนาไวรัสที่สามารถจับกับ spike protein จะป้องกันไม่ให้เชื้อจับกับ receptor (ได้แก่ ACE2) บนผิวเซลล์ได้ แต่เชื้อสามารถสร้างโปรตีนที่มีคุณสมบัติเป็นแอนติเจนได้อย่างน้อย 7 ชนิดคือ S, M, E, 3a, 7a, 7b, และ N (รูปที่ 1) และการตอบสนองต่อโปรตีนแต่ละชนิดมีผลต่อการป้องกันโรคไม่เท่ากัน^3,4

รูปที่ 1 โปรตีนและตำแหน่งยีนของเชื้อ SARS-CoV-2. S, spike protein; M, membrane protein; E, envelope protein; N, nucleoprotein; 3a, 7a, and 7b, structural proteins³

การตอบสนองของร่างกายให้สร้าง neutralizing antibody ต้องใช้วัคซีนที่ผ่าน antigen processing and presentation โดยใช้ MHC class 2 และ CD4+ T-cell โดยแอนติเจนต้องเป็นแบบ extracellular antigen ซึ่งวัคซีนควรเป็น inactivated whole virus หรือ subunit protein หากต้องการการตอบสนองแบบ cellular response ที่มี cytotoxic activity ต้องใช้วัคซีนที่เป็นชนิด intracellular antigen ที่ต้องสร้างแอนติเจนในเซลล์ ดังนั้นต้องใช้ live-attenuated virus, mRNA, หรือ DNA vaccine ที่จะเข้าไปใน target cell แล้วสร้างแอนติเจนที่ผ่าน antigen processing and presentation โดยใช้ MHC class 1 และ CD8+ T-cell ผลการศึกษาการใช้วัคซีนในสัตว์ทดลองอาจไม่สามารถทำนายผลในคนได้เสมอไป เพราะยังไม่มี animal model ที่ดีพอ การทดสอบใน non-human primate น่าจะได้ผลการศึกษาที่ใกล้เคียงกับคนที่สุด แต่ต้องใช้งบประมาณและระยะเวลาศึกษานานขึ้น

การใช้ adenovirus มาเป็นตัวนำส่ง SARS-CoV-2 antigens ก็เป็นแนวทางที่ทางอังกฤษและรัสเซียใช้ อาจมีประเด็นของภูมิคุ้มกันต่อ adenovirus ในผู้ได้รับวัคซีนที่อาจเคยติดเชื้อ adenovirus มาก่อน ทางอังกฤษเลยใช้ chimpanzee adenovirus และรัสเซียใช้ไวรัสสองตัวเพื่อวัคซีนจะได้ไม่ถูกกำจัดไปก่อนที่จะสร้างแอนติเจนมากระตุ้นภูมิคุ้มกัน

การตรวจความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันจึงต้องตรวจ humoral response ได้แก่การตรวจระดับ IgM, IgG และ IgA ทั้งแบบระดับ titer และแบบ neutralizing activity นอกเหนือไปจากตรวจระดับ cytokines ชนิดต่างๆ เช่น interferons, IL-4, IL-10, และ IL-12 เป็นต้น และการตรวจ cellular response ได้แก่ ระดับ CD4+ หรือ CD8+ T-cells, cell proliferation assay และ cytotoxicity assay เป็นต้น

นอกจากนี้ยังต้องดูว่ามีผลข้างเคียงที่อันตรายหรือไม่ เช่น สมองอักเสบและ myelitis หรือการติดเชื้อรุนแรงขึ้นจาก antibody dependent enhancement⁴ ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะด่วนนำเอาวัคซีนที่ยังไม่ผ่านการประเมินผลการทดสอบอย่างถี่ถ้วนมาใช้ เมื่อเกิดผลเสียที่รุนแรง จะยิ่งทำให้ประชาชนที่ไม่ศรัทธาต่อการฉีดวัคซีนและไม่ให้ความร่วมมือมากขึ้นไปอีก ส่งผลเสียอย่างหนักต่อโรคอื่นๆ ในระยะยาวต่อไปด้วย

เอกสารอ้างอิง

1. Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines. https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines เข้าถึงข้อมูลล่าสุดเมื่อวันที่ 21 กันยายน 2563.

2. Coronavirus Vaccine Tracker. https://www.nytimes.com/interactive/2020/science/coronavirus-vaccine-tracker.html เข้าถึงข้อมูลล่าสุดเมื่อวันที่ 21 กันยายน 2563.

3. Enjuanes L, Dediego ML, Alvarez E, Deming D, Sheahan T, Baric R. Vaccines to prevent severe acute respiratory syndrome coronavirus-induced disease. Virus Res. 2008;133(1):45-62.

4. Padron-Regalado E. Vaccines for SARS-CoV-2: Lessons from Other Coronavirus Strains. Infect Dis Ther. 2020:1-20.

---