การกลายพันธุ์ในไวรัสไข้หวัดนกอาจทำให้ไวรัสแพร่ระบาดสู่คนได้ง่ายขึ้น

อุดม ลิขิตวรรณวุฒิ แปล

นักวิจัยจากสถาบันสคริพส์ (Scripps) รายงานในวารสารไซเอ็นซ์ (Science) ว่าการกลายพันธุ์ดังกล่าวในไวรัสไข้หวัดนกเป็นเรื่องที่น่ากังวลมาก[1]

ภาพโดย NIAID ใน STAT

การศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันพฤหัสบดีที่ 5 ธค. 2567 ที่ผ่านมามีข่าวที่เตือนสติเกี่ยวกับไวรัสไข้หวัดนกเอชห้าเอนหนึ่ง (H5N1) ที่แพร่ระบาดในวัวในสหรัฐอเมริกา โดยระบุว่าการกลายพันธุ์เพียงจุดเดียวที่ฮีแมกกลูตินิน (hemagglutinin) ซึ่งเป็นโปรตีนหลักของผิวนอกของไวรัสเอชห้าเอนหนึ่งอาจทำให้ไวรัสที่ปัจจุบันยังไม่พร้อมที่จะติดเชื้อในคนกลายเป็นไวรัสที่มีความสามารถทำให้คนติดเชื้อได้

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันสคริพส์ในเมืองลาโฮย่า (La Jolla) รัฐแคลิฟอร์เนียรายงานในวารสารไซเอ็นซ์ว่าการกลายพันธุ์เพียงจุดเดียวที่ฮีแมกกลูตินินทำให้ตัวรับเซลล์ที่ไวรัสจับได้ดีที่สุดเปลี่ยนไป โดยไวรัสเลือกที่จะจับกับตัวรับเซลที่มีอยู่มากมายบนทางเดินหายใจส่วนต้นของคนแทนที่จะจับกับตัวรับเซลล์ในนก

คณะผู้เขียนเรียกผลการศึกษานี้ว่าเป็น “ความกังวลที่แน่นอน” ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ด้านไข้หวัดใหญ่หลายคนที่สแตท (STAT) ขอให้ทบทวนและวิจารณ์รายงานดังกล่าวก็มีความเห็นพ้องเช่นเดียวกัน เดบบี้ แวน รีเอล (Debby van Riel ) นักไวรัสวิทยาจากศูนย์แพทยศาสตร์อีราสมุส (Erasmus Medical Center) ในเมืองรอตเตอร์ดัม (Rotterdam) ประเทศเนเธอร์แลนด์ เสนอว่าไวรัสรุ่นที่กำลังแพร่ระบาดในวัวขณะนี้อาจมีศักยภาพและความสามารถกระโดดข้ามสายพันธ์ุทำให้เกิดโรคติดเชื้อจากสัตว์สู่คนสูงกว่าไวรัสเอชห้าเอนหนึ่งรุ่นก่อนๆที่แพร่กระจายอยู่ แต่เธอและคนอื่นๆรวมถึงทีมการวิจัยของสคริพส์เองเตือนให้ระมัดระวังว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เพียงครั้งเดียวซึ่งในตัวมันเองตามลำพังแล้วอาจจะยังไม่เพียงพอที่จะแปลงไวรัสนี้ให้กลายเป็นเชื้อที่มีประสิทธิภาพในการก่อโรคในคนได้

โยชิฮิโระ คาวาโอกะ (Yoshihiro Kawaoka) นักไวรัสวิทยาไข้หวัดใหญ่ของมหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสันและมหาวิทยาลัยโตเกียว กล่าวทางอีเมลกับสแตทว่า “การกลายพันธุ์เพื่อให้รู้จักตัวรับเซลล์ของคนเป็นขั้นตอนหนึ่งที่สำคัญ แต่ยังต้องมีการกลายพันธุ์เพิ่มเติมอีกที่ทำให้ไวรัสสามารถแพร่กระจายระหว่างคนได้อย่างสมบูรณ์…น่าเสียดายที่เรายังไม่ทราบว่าการกลายพันธุ์เพิ่มเติมเหล่านี้คืออะไร เนื่องจากยังไม่มีการศึกษาวิจัยในสาขานี้อย่างกว้างขวาง”

สิ่งที่น่าสนใจเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับผลการศึกษาคือข้อเท็จจริงของการกลายพันธุ์ของไวรัสที่กลุ่มนี้ศึกษาที่เกิดขึ้นที่ฮีแมก-กลูตินินและอยู่ในตำแหน่งเดียวกันกับที่พบในไวรัสที่แยกได้มาจากวัยรุ่นในบริติชโคลัมเบีย ประเทศแคนาดาเมื่อเร็ว ๆ นี้วัยรุ่นคนดังกล่าวติดไวรัสเอชห้าเอนหนึ่งและป่วยหนักในช่วงปลายเดือนตุลาคม มีอาการอยู่ในขั้นวิกฤตที่โรงพยาบาลในแวนคูเวอร์เป็นเวลาหลายสัปดาห์ แต่เจ้าหน้าที่ยังไม่สามารถระบุได้ว่าวัยรุ่นคนดังกล่าวติดเชื้อมาได้อย่างไร

การกลายพันธุ์ในวัยรุ่นชาวแคนาดานั้นอยู่ที่ตำแหน่งที่รู้จักกันในชื่อ 226 บนเฮแมกกลูตินินของตัวรับเซลล์ ซึ่งทีมสคริพส์พบว่าตำแหน่งนี้มีความสำคัญต่อการเปลี่ยนตัวรับที่ไวรัสชอบ [มากกว่าตัวรับอื่นๆ] แต่การเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนในไวรัสของวัยรุ่นนั้นไม่เหมือนกันหมดกับที่ทีมสคริพส์พบในการเปลี่ยนตัวรับที่ไวรัสชอบ การกลายพันธุ์ที่ตำแหน่ง 226 ได้เป็นหนึ่งในสองการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญของเฮแมกกลูตินินที่พบในไวรัสจากวัยรุ่น

ยังไม่รู้ว่าไวรัสที่ทำให้วัยรุ่นคนนั้นมีการกลายพันธุ์เกิดขึ้นก่อนแล้วหรือเกิดขึ้นในระหว่างที่วัยรุ่นมีอาการป่วยจากโรคติดเชื้อ แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะคาดเดาว่าอาจเป็นอย่างหลังก็ตาม ดูเหมือนว่าวัยรุ่นคนนี้ – ซึ่งไม่อยู่ในระยะที่จะแพร่เชื้อต่อได้แล้ว – ไม่ได้แพร่เชื้อไวรัสนี้ให้ใคร ดังนั้นไวรัสที่กลายพันธุ์น่าจะตายไปหมดแล้ว

สก็อตต์ เฮนสลีย์ (Scott Hensley) ศาสตราจารย์ด้านจุลชีววิทยาจากโรงเรียนแพทยศาสตร์เพเรลแมน (Perelman School of Medicine) ของมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียกล่าวถึงผลการศึกษาว่าการกลายพันธุ์เพียงครั้งเดียวสามารถเปลี่ยนการเลือกจับกับตัวรับของเอชห้าเอนหนึ่งรุ่นนี้ว่าเป็นสิ่งที่ “น่าตกใจ” โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากกรณีผู้ป่วยชาวแคนาดาเฮนสลีย์กล่าวว่า “ผมคิดว่ามีโอกาสนะ — ผมไม่ได้บอกว่ามันจะเกิดขึ้น แต่ผมคิดว่ามีโอกาสที่การสับเปลี่ยนสองที่ในผู้ป่วยบริติชโคลัมเบียอาจจะกระตุ้นให้เกิดการระบาดใหญ่ได้ หากมีผู้คนสัมผัสเชื้อไวรัสนั้นเพียงพอ”

เป็นเวลานานแล้วที่มีการสันนิษฐานว่าไวรัสเอชห้าเอนหนึ่ง หรือไวรัสไข้หวัดนกชนิดใดๆจะต้องเปลี่ยนการเลือกตัวรับเพื่อที่จะเพิ่มขีดความสามารถในการแพร่ระบาดในคนได้ง่ายขึ้น ซึ่งการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะกระตุ้นให้เกิดการระบาดใหญ่การเลือกจับตัวรับประเภทนี้พบเห็นในการระบาดของไข้หวัดใหญ่ในปีคศ. 1918, 1957, 1968 และ 2009 แต่จากการศึกษาวิจัยไวรัสเอชห้าเอนหนึ่งรุ่นต่างๆก่อนหน้านี้ของทีมงานสคริพส์พบว่าจำเป็นต้องมีการกลายพันธุ์หลายครั้งจึงจะบรรลุเป้าหมายนี้ได้


ครั้งนี้มันแตกต่างไป


“การเปลี่ยนความจำเพาะของตัวรับของไวรัสเอชห้าเอนหนึ่งในอดีตนั้นค่อนข้างยาก” เอียน วิลสัน (Ian Wilson) หนึ่งในผู้เขียนอาวุโสสองคนของงานวิจัยกล่าวในการสัมภาษณ์ แต่เมื่อกลุ่มวิจัยได้ศึกษาเฮแมกกลูตินินของไวรัสที่รวบรวมได้จากผู้ป่วยที่ได้รับการยืนยันรายแรกของการระบาดครั้งนี้ ซึ่งเป็นคนงานฟาร์มโคนมในเท็กซัส “พวกเราประหลาดใจมากที่การกลายพันธุ์เพียงจุดเดียว … สามารถเปลี่ยนความจำเพาะของตัวรับนั้นได้จริง”

วิลสันซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาโครงสร้างที่สคริพส์กล่าวถึงข้อเท็จจริงที่ว่าการกลายพันธุ์เกิดขึ้นที่ตำแหน่งเดียวกันในไวรัสในวัยรุ่นบริติชโคลัมเบียว่า “น่าตะลึง”

ก่อนหน้านี้ การเปลี่ยนการเลือกตัวรับของไวรัสต้องมีการกลายพันธุ์อย่างน้อยสามครั้งซึ่งถือว่าเป็นมาตรฐานที่สูงสำหรับไวรัส แต่ทีมการวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าการกลายพันธุ์เพียงครั้งเดียวทำให้สูตรการคำนวณเปลี่ยนไป ผู้เขียนผลการวิจัยเขียนว่า “เนื่องจากการกลายพันธุ์แต่ละครั้งเกิดขึ้นเองโดยอิสระ และความเป็นไปได้ในการเกิดการกลายพันธุ์ครั้งต่อมาจะลดลงแบบทวีคูณ จากการสังเกตของเราพบว่าการกลายพันธุ์เพียงครั้งเดียวก็เพียงพอที่จะเปลี่ยนความจำเพาะของตัวรับได้…เพิ่มโอกาสที่จะเกิดลักษณะที่จำเป็นสำหรับการแพร่เชื้อในคนอย่างมาก”

เมื่อกล่าวเช่นนั้นแล้ว วิลสันเน้นว่าทีมนักวิจัยไม่ต้องการเน้นผลการศึกษาของตนมากเกินไป โดยกล่าวว่าการวิจัยของพวกเขาไม่สามารถทำนายได้ว่าไวรัสจะมีการเปลี่ยนแปลงเช่นนั้นหรือไม่ หรือนี่เป็นวิธีเดียวที่การเปลี่ยนการเลือกจับกับตัวรับอาจเกิดขึ้นได้

“เห็นได้ชัดว่ามีการติดเชื้อเอชห้าเอนหนึ่งมานานแล้ว และการกลายพันธ์ุก็ยังไม่เกิดขึ้น” เขากล่าว “อย่างไรก็ตาม ไวรัสตัวนี้แตกต่างจากไวรัสตัวก่อนๆเล็กน้อย”

งานวิจัยของแวน รีเอล (van Riel) และเพื่อนร่วมงานที่อีราสมุสสนับสนุนแนวคิดนี้ ในเอกสารก่อนตีพิมพ์ล่าสุด (ซึ่งยังไม่ผ่านการทบทวนตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ) พวกเขารายงานว่าไวรัสสายพันธ์ุหนึ่งจากปีคศ. 2022 ซึ่งอยู่ในกลุ่มย่อยหรือสาขา (clade) เดียวกันกับไวรัสที่กำลังแพร่ระบาดในวัวขณะนี้ สามารถเกาะติดกับเซลล์จากทางเดินหายใจของคนได้ง่ายกว่าไวรัสเอชห้าเอนหนึ่งที่แพร่ระบาดในปีคศ. 2005

ไวรัสสายพันธ์ุนี้รู้จักกันในชื่อ เคลด 2.3.4.4b จนถึงปัจจุบันในปีนี้ มีผู้ติดเชื้อไวรัสนี้ในสหรัฐอเมริกาแล้ว 58 ราย (วัยรุ่นในบริติชโคลัมเบียก็ติดเชื้อไวรัส 2.3.4.4b เช่นกัน แม้ว่าจะแตกต่างจากไวรัสที่แพร่ระบาดในวัวเล็กน้อย) ผู้ติดเชื้อส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกาทำงานในฟาร์มโคนมที่ติดเชื้อหรืเกี่ยวข้องกับการกำจัดสัตว์ปีกที่ติดเชื้อ ไม่มีใครป่วยหนัก ซึ่งข้อเท็จจริงที่เฮนสลีย์กังวล เป็นสาเหตุทำให้ภาคอุตสาหกรรมการเกษตรมองข้ามภัยคุกคามจากไวรัสนี้

เกษตรกรในหลายพื้นที่ของสหรัฐอเมริกาไม่ยินยอมที่จะตรวจหาเชื้อไวรัสดังกล่าว และเชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าจำนวนฟาร์มหลายแห่งในหลายรัฐมีการระบาดของโรคสูงกว่าที่รายงาน นับถึงวันพฤหัสบดี (5 ธค. 2024) กระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกายืนยันว่าพบฝูงสัตว์ติดเชื้อ 718 ฝูงใน 15 รัฐ ตั้งแต่ตรวจพบการระบาดครั้งแรกเมื่อปลายเดือนมีนาคม

เฮนสลีย์กล่าวว่า “มีแนวคิดทั่วไปในบรรดาเกษตรกรและคนในรัฐบาลว่าเรื่องนี้ไม่ใช่เรื่องใหญ่ — ทำไปทำไม?” และเน้นว่า “อย่างที่เราเห็นในกรณีผู้ป่วยในบริติชโคลัมเบีย การสับเปลี่ยนเพียงครั้งเดียว หรือสอง หรือสามครั้งสามารถเปลี่ยนสมการนั้นได้ทั้งหมด และในทันใด เราอาจมีไวรัสที่ก่อโรคได้มากกว่าเดิมมาก”

สีมา ลักดาวาลา (Seema Lakdawala) รองศาสตราจารย์จากภาควิชาจุลชีววิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาที่โรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยเอโมรีก็เห็นด้วย

ลักดาวาลา กล่าวว่า “พวกเราทั้งประเทศไม่ได้ให้ความสำคัญกับเอชห้ามากพอ ซึ่งเป็นเรื่องที่แน่นอน เอกสารฉบับนี้คงไม่ได้ช่วยเตือนฉันมากไปกว่านี้ [เกี่ยวกับเรื่องนั้น]…แต่ถ้ามันช่วยเตือนคนอื่นๆว่าเรื่องนี้สำคัญ ก็จะเยี่ยมมาก”

ทั้งเธอและคนอื่นๆที่สแตทพูดคุยด้วยเกี่ยวกับการศึกษานี้โดยรวมเห็นว่าเป็นการศึกษานี้เป็นงานทางวิทยาศาสตร์ที่ดีมาก

ทีมสคริพส์ต้องการดูว่าโปรตีนเฮแมกกลูตินินของไวรัสสายพันธุ์นี้จะต้องทำอย่างไรจึงจะจับกับเซลล์ในระบบทางเดินหายใจของมนุษย์ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นทีมวิจัยจึงศึกษาว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากเกิดการกลายพันธุ์ที่บริเวณของโปรตีนที่ทราบกันว่าเคยเปลี่ยนตัวรับที่ไวรัสสามารถจับได้

ไวรัสไข้หวัดนกจะจับกับตัวรับที่เรียกว่าอัลฟา 2-3 ซึ่งมีอยู่มากในนก แต่ไม่ค่อยพบในทางเดินหายใจส่วนต้นของคน ตัวรับอัลฟา 2-3 มักพบในเยื่อเมือกรอบดวงตาของคน – ซึ่งผู้ป่วยส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกามักมีอาการติดเชื้อที่ตา – และมีลึกลงไปในปอดส่วนปลาย ในทางเดินหายใจส่วนต้นของคน มีตัวรับประเภทหนึ่งที่เรียกว่าอัลฟา 2-6 อยู่เป็นส่วนใหญ่ การกลายพันธุ์ที่ทีมสคริพส์ระบุได้เป็นการเลือกเปลี่ยนตัวรับจากอัลฟา 2-3 เป็นตัวรับอัลฟา 2-6

การศึกษานี้ดำเนินการโดยศึกษาเฮแมกกลูตินินของไวรัสในผู้ป่วยที่ติดเชื้อรายแรกและได้รับการยืนยันในสหรัฐอเมริกาในปีนี้ซึ่งเป็นคนงานฟาร์มในเท็กซัสที่สันนิษฐานว่าติดเชื้อจากการสัมผัสกับวัวที่ติดเชื้อ

ทีมวิจัยไม่ได้ศึกษาไวรัสที่มีชีวิตทั้งตัว การเพิ่มการกลายพันธุ์ให้กับไวรัสไข้หวัดนกซึ่งอาจเพิ่มขีดความสามารถในการแพร่เชื้อสู่คนถือว่าเป็นการวิจัยที่เพิ่มการทำงานของไวรัส (gain-of-function) หรือเพิ่มศักยภาพของเชื้อโรคที่อาจก่อให้เกิดโรคระบาดใหญ่ได้ การวิจัยประเภทนี้ไม่สามารถดำเนินการได้ในสหรัฐอเมริกาด้วยเงินสนับสนุนการวิจัยจากรัฐบาลกลางโดยที่ไม่ได้รับอนุมัติล่วงหน้าจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ

รอน ฟูเชียร์ (Ron Fouchier) นักไวรัสวิทยาจากศูนย์แพทยศาสตร์อีราสมุสซึ่งศึกษาไวรัสเอชห้าเอนหนึ่งมากว่าสองทศวรรษแนะนำว่าเอกสารของสคริพส์ควรทำหน้าที่เป็นเครื่องเตือนใจว่าเหตุใดการปล่อยให้ไวรัสเอชห้าเอนหนึ่งแพร่ระบาดในวัวโดยไม่มีการควบคุมจึงเป็นเรื่องอันตราย

เขากล่าวในอีเมลว่า “รายงานนี้ … แสดงให้เห็นว่าไวรัสไข้หวัดใหญ่เอชห้าที่มีต้นกำเนิดจากวัวของอเมริกาอาจจะเกิดการเปลี่ยนแปลงความจำเพาะต่อตัวรับในคนได้อย่างง่ายดาย ซึ่งเป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่ต้องกำจัดไวรัสนี้จากประชากรวัวของสหรัฐอเมริกาอย่างรวดเร็ว” เขากล่าวในอีเมล

ลักดาวาลาเห็นด้วยโดยกล่าวว่า “ทุกกรณีของผู้ป่วย ทุกการแพร่กระจาย มีศักยภาพที่จะปรับตัวได้”
___________________________________

[1] จาก “Single mutation in H5N1 bird flu virus may make it more infectious to humans, study finds” โดย 1 Helen Branswell เมื่อ 5 ธันวาคม 2567 ใน https://www.statnews.com/2024/12/05/h5n1-bird-flu-study-journal-science-raises-alarm-potential-human-transmission/