เชื้อโควิด-19 : โคโรนาไวรัส ที่เกิดจากกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
ผลการวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรมของเชื้อโควิด-19 (SARS-CoV-2) และไวรัสชนิดอื่นๆ ที่สัมพันธ์กัน พบว่า เชื้อโควิด-19 ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ
เชื้อ SARS-CoV-2 หรือ เชื้อโควิด-19 เป็นเชื้อโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ พบการระบาดครั้งแรกที่เมืองอู่ฮั่นในประเทศจีน เมื่อปลายปีที่ผ่านมา และปัจจุบันกำลังแพร่ระบาดในหลายประเทศทั่วโลก ซึ่งเชื้ออาจเกิดจากผลของวิวัฒนาการตามธรรมชาติ
“การเปรียบเทียบลำดับพันธุกรรมเพื่อระบุสายพันธุ์ของโคโรนาไวรัส เรามั่นใจว่าเชื้อ SARS-CoV-2 มีจุดกำเนิดผ่านกระบวนการทางธรรมชาติ” คริสเตียน แอนเดอร์สัน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านภูมิคุ้มกันวิทยาและจุลชีววิทยา สถาบันวิจัยสคริปป์ ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมในงานวิจัยครั้งนี้ กล่าว
โคโรนาไวรัสคือชื่อวงศ์ของไวรัสที่เป็นสาเหตุของอาการเจ็บป่วยที่เคยระบาดในอดีต เช่น โรคซาร์ (SARS) ที่เคยแพร่ระบาดในประเทศจีน และโรคเมอร์ส (MERS) ที่แพร่ระบาดในประเทศแถบตะวันออกกลาง
เมื่อวันที่ 31 ธันวาคม ปีที่ผ่านมา เจ้าหน้าที่ในประเทศจีนแจ้งไปยังองค์การอนามัยโลก เกี่ยวกับการระบาดของโคโรนาไวรัสสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดอาการเจ็บป่วยแบบเฉียบพลัน โดยหลังจากนั้นได้ตั้งชื่อให้กับไวรัสชนิดใหม่คือ SARS-CoV-2
ภายหลังการระบาดไม่นาน นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้ถอดรหัสพันธุกรรมของเชื้อ SARS-CoV-2 ได้สำเร็จ และได้เผยแพร่ข้อมูลนี้ไปยังนักวิจัยทั่วโลก ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนครั้งนี้ ได้รับการยอมรับว่าทำการค้นพบได้เร็วมาก เนื่องจากจำนวนผู้ติดเชื้อโควิด-19 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหลังการกลายพันธุ์ข้ามสู่ประชากรมนุษย์เพียงครั้งเดียว แอนเดอร์สันและคณะจึงใช้ลำดับพันธุกรรมนี้ เพื่อวิเคราะห์หาจุดกำเนิดของไวรัส SARS-CoV-2
นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรมบริเวณสไปก์โปรตีน (spike protein) ซึ่งเป็นโครงสร้างชั้นนอกของไวรัส ที่ใช้จับกับตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์ของมนุษย์และสัตว์ที่เป็นโฮสต์ นักวิจัยสนใจสองสิ่งที่สำคัญเกี่ยวกับสไปก์โปรตีนคือ 1. receptor-binding domain (RBD) คือรูปร่างของลิแกนด์และตัวรับบนเซลล์ของโฮสต์ และ 2. คลีเวจไซต์ (cleavage site) คือตำแหน่งที่เกี่ยวข้องกับการอนุญาตให้อนุภาคของไวรัสเคลื่อนเข้าสู่เซลล์ของโฮสต์
ข้อบ่งชี้เรื่องการวิวัฒนาการตามธรรมชาติ
นักวิทยาศาสตร์พบว่า ตำแหน่ง RBD บนสไปก์โปรตีนของ SARS-CoV-2 วิวัฒน์ขึ้นมาต่อการเข้าจับอย่างมีประสิทธิภาพกับเยื่อหุ้มเซลล์ของมนุษย์ในตำแหน่งที่เรียกว่า ACE2 ซึ่งเป็นตัวรับที่เกี่ยวข้องกับเรื่องความดันโลหิต จากข้อมูลในส่วนนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงสรุปว่า เชื้อโควิด-19 เป็นไปตามหลักการของการคัดเลือกโดยธรรมชาติมากกว่ากระบวนการทางพันธุวิศวกรรม
หลักฐานเรื่องการคัดเลือกโดยธรรมชาตินี้ มีข้อมูลสนัยบสนุนเรื่องโครงสร้างโมเลกุลทั้งหมดของ SARS-CoV-2 ถ้ามีใครบางคนต้องการตัดต่อพันธุกรรมของเชื้อให้กลายเป็นเชื้อก่อโรค คนนั้นจำเป็นต้องทราบตำแหน่งรอยโรคบนโครงสร้างโมเลกุลของเชื้อชนิดนั้นๆ แต่นักวิทยาศาสตร์พบว่า โครงสร้างโมเลกุลทั้งหมดของ SARS-CoV-2 แตกต่างจากโคโรนาไวรัสชนิดอื่นๆ ที่ค้นพบก่อนหน้า แต่มีความคล้ายกับไวรัสที่พบในค้างคาวและตัวนิ่ม
“จากหลักฐานสองข้อนี้ ทั้งเรื่องการกลายพันธุ์ในตำแหน่งของ RBD และความแตกต่างทางโครงสร้างโมเลกุล ทฤษฎีเรื่องการสร้างเชื้อไวรัสจากการทำพันธุวิศวกรรม จึงถูกตีตกไป” แอนเดอร์สัน กล่าว
ความน่าจะเป็นของแหล่งกำเนิดไวรัส
จากข้อมูลการวิเคราะห์ลำดับพันธุกรรม แอนเดอร์สันและคณะสรุปความน่าจะเป็นได้ 2 ทฤษฎี คือ
ทฤษฎีที่ 1 ไวรัสวิวัฒน์ตัวเองในสัตว์ชนิดอื่นก่อนข้ามมาติดเชื้อในมนุษย์ ซึ่งลักษณะเช่นนี้ เคยเกิดขึ้นมาแล้วในโรค SARS ที่มนุษย์รับเชื้อมาจากชะมด และ MERS ที่มนุษย์รับเชื้อมาจากอูฐ ในกรณีโควิด-19 นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจไปยังค้างคาว เนื่องจาก SARS-CoV-2 มีความคล้ายคลึงกับโคโรนาไวรัสที่พบในค้างคาว แต่ยังไม่เคยมีรายงานการติดเชื้อโดยตรงจากค้างคาวสู่มนุษย์ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์คาดว่า โฮสต์ตัวกลางต้องมีความเกี่ยวข้องกับมนุษย์และค้างคาว
ในกรณีนี้ ทั้งตำแหน่ง RBD และคลีเวจไซต์ ของสไปก์โปรตีน ต้องวิวัฒน์ก่อนข้ามมาติดเชื้อในมนุษย์ ซึ่งส่งผลให้เกิดการแพร่ระบาดอย่างรวดเร็วเมื่อมนุษย์ติดเชื้อ และมีความเป็นไปได้ว่า โควิด-19 อาจกลับมาระบาดอีกครั้งในอนาคต
ทฤษฎีที่ 2 ไวรัสเข้ามาสู่ร่างกายมนุษย์ในขณะที่ยังไม่เป็นเชื้อก่อโรค และเกิดวิวัฒนาการในนมนุษย์จนกลายเป็นเชื้อก่อโรค ยกตัวอย่างเช่น โคโรนาไวรัสบางชนิดที่พบในตัวนิ่ม มีโครงสร้าง RBD คล้ายคลึงกับ SARS-CoV-2 อาจเป็นไปได้ว่า โคโรนาไวรัสอาจถ่ายทอดจากตัวนิ่มมาสู่คน หรือมาจากโฮสต์ตัวกลาง อย่างชะมดหรือเฟอร์เร็ต
ในกรณีนี้ เชื้อไวรัสจะแพร่จากมนุษย์สู่มนุษย์ตั้งแต่ระยะที่ไม่เป็นเชื้อก่อโรค และไม่สามารถตรวจจับได้ว่าเชื้อได้แพร่ระบาดไปถึงจุดใดบ้าง นักวิจัยพบว่าคลีเวจไซต์ของ SARS-CoV-2 มีความเหมือนกับคลีเวจไซต์ของเชื้อไข้หวัดนก ซึ่งสามารถ่ายทอดเชื้อได้ดีระหว่างมนุษย์และมนุษย์
อาจจะเป็นเรื่องยากที่จะยืนยันว่า แหล่งกำเนิดของโควิด-19 เป็นไปตามทฤษฎีข้อใดมากที่สุด แอนดรูว แรมบ็อต หนึ่งในทีมวิจัย กล่าวและเสริมว่า ถ้า SARS-CoV-2 มีแหล่งกำเนิดมาจากสัตว์ เราอาจต้องหาทางระวังไม่ให้เกิดการระบาดซ้ำในอนาคต เพราะเรายังสามารถรับเชื้อที่มีอยู่ในสัตว์ได้ แต่ในทฤษฎีที่ 2 อาจมีความเป็นไปได้น้อยกว่าที่เชื้อจะเข้ามาอยู่ในร่างกายมนุษย์แล้ววิวัฒน์จนกลายเป็นเชื้อก่อโรค
ข้อมูลอ้างอิง
https://www.nature.com/articles/s41591-020-0820-9
https://science.sciencemag.org/content/367/6483/1260.full
เรื่องอืนๆ ที่น่าสนใจ: ปัจจัยที่ส่งผลต่อการแพร่ระบาดของโควิด-19
