ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ กับเชื้อไวรัสโคโรนา นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้อะไรจากเรื่องนี้

สิ่งที่เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับการต่อสู้ระหว่าง ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ กับ เชื้อโควิด-19

ตลอดหนึ่งปีที่เกิดการระบาดของโรคโควิด-19 ความรู้ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการตอบสนองของ ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ ต่อไวรัสโคโรนาก็พุ่งสูงขึ้น แต่คำถามเพิ่มเติมคือภูมิคุ้มกันจะอยู่ได้นานเพียงใด

โลกในปี 2020

มีผู้ติดเชื้อโควิด-19 มากกว่า 80 ล้านคนและเสียชีวิตไปแล้วกว่า 1.7 ล้านคน แม้จะมีผู้เสียชีวิตจำนวนมาก แต่นักวิทยาศาสตร์ก็มีความก้าวหน้าอย่างมากเกี่ยวกับการทำความเข้าใจกับความลับอย่างหนึ่งของการแพร่ระบาด คือ ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ เหตุใดบางคนจึงฟื้นตัวได้อย่างรวดเร็วในขณะที่คนอื่น ๆ มีอาการรุนแรงของไวรัสโคโรนา

การศึกษาในปี 2020 แสดงให้เห็นว่าในหลาย ๆ กรณีร่างกายของเราตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่แข็งแรงและต่อเชื้อซาร์ส-โควี-2 แต่สำหรับบางคนที่มีอาการรุนแรงอาจทำให้ร่างกายทรุดลงมากกว่าที่จะช่วยเหลือได้

ความเข้าใจพื้นฐานของเราเกี่ยวกับการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อไวรัสโคโรนาเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังคงต้องศึกษาเพิ่มเติมว่า ภูมิคุ้มกันในร่างกายอยู่ในนานเพียงใด โดยเฉพาะช่วงสถานการณ์ปัจจุบันที่มีความกังวลว่า การกลายพันธุ์ของซาร์ส-โควี-2 อาจพัฒนาความแข็งแรงจนต้านทานภูมิคุ้มกันของเราได้ นอกจากนี้ การฉีดวัคซีนให้กับบุคคลที่มีความเสี่ยงจำนวนมาก ยังเป็นเรื่องความซับซ้อนของการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันมนุษย์ ซึ่งมีความสำคัญมากยิ่งขึ้นที่ต้องทำความเข้าใจ

โควิด-19, วัคซีน, ภูมิคุ้มกัน, ระบบภูมิคุ้มกัน, ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์
แพทย์เก็บตัวอย่างจากเด็กชายคนหนึ่งเพื่อทำการทดสอบเชื้อโควิด-19 นอกคลินิกอัจวา ในเมืองชาห์อาลัม ประเทศมาเลเซีย เมื่อ 10 ธันวาคม 2020
ภาพถ่าย : ลิม ฮุย เต็ง, สำนักข่าวรอยเตอร์ส

เรื่องดี

ร่างกายของเราพัฒนาภูมิคุ้มกันต่อไวรัสตลอดชีวิต เช่น ไวรัสตับอักเสบเอ หรือโรคหัด ในขณะที่เชื้อเอชไอวีสามารถต้านทานภูมิคุ้มกันของร่างกายได้ตราบเท่าที่เรายังมีชีวิตอยู่

โชคดีที่ซาร์ส-โควี-2 มีลักษณะใกล้เคียงกับไวรัสตับอักเสบเอ แอนเดรีย ค็อกซ์ นักภูมิคุ้มกันไวรัสวิทยา จากมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ กล่าวและเสริมว่า “แม้ไม่ใช่ไวรัสที่รักษาง่ายที่สุด แต่อย่างน้อยมันไม่ได้ใกล้เคียงกับเอชไอวี

ทีเซลล์, ระบบภูมิคุ้มกัน, โควิ-19
ลักษณะของที-เซลล์ในร่างกายมนุษย์

ในเดือนมิถุนายน นักวิจัยแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่า ผู้ป่วยที่ฟื้นตัวแล้วไม่เพียงแต่สร้างแอนติบอดีที่จำเพาะต่อโคโรนาไวรัสเท่านั้น แต่ยังสร้างโปรตีนจำเพาะที่มีความสามารถเข้าทำลายเชื้อรุกรานได้ และยังกระตุ้นให้เกิดคิลเลอร์ ที-เซลล์ และเฮลเปอร์ ที-เซลล์ ในระดับที่แข็งแกร่งขึ้น

คิลเลอร์ ที-เซลล์ จดจำและทำลายเซลล์ที่ติดเชื้อ ซึ่งเป็นความเสียหายที่เกิดขึ้นโดยเจตนาเพื่อป้องกันการแพร่กระจายของไวรัส ในขณะเดียวกันเฮลเปอร์ ที-เซลล์ จะช่วยในส่วนของการเจริญเติบโตของแอนติบอดี

อเลสซานโดร เซ็ตเต นักภูมิคุ้มกันวิทยา จากสถาบันภูมิคุ้มกันวิทยาลาจอลลา ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมในการศึกษา กล่าวว่า “ในช่วงแรก เรามีความวิตกกังวลว่า ไวรัสจะกระตุ้นการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันที่ดีได้จริงหรือไม่

ด้วยความร่วมมือกับนักภูมิคุ้มกันวิทยาอีกท่าน เชน ครอตตี โครงการนี้ได้ออกแบบส่วนผสมที่สำคัญของสารเคมีในห้องปฏิบัติการ ที่สามารถตรวจจับการตอบสนองของภูมิคุ้มกันในตัวอย่างทางชีววิทยาที่เก็บรวบรวมจากผู้ป่วยโควิด-19 ที่ฟื้นตัวแล้ว

สิ่งเหล่านี้เป็นผลลัพธ์ที่น่ายินดี แม้ว่าการรายงานพบผู้ป่วยที่ฟื้นฟูตัวได้พัฒนาแอนติบอดี แต่ยังไม่มีงานวิจัยแสดงให้เห็นว่า หากร่างกายของเรามีโปรตีนเหล่านี้จะสามารถป้องกันการติดเชื้อได้ จนกระทั่ง อเล็กซ์ เกรนนิงเกอร์ นักไวรัสวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตัน และเพื่อนร่วมงานได้คิดค้นการทดลองอย่างหนึ่ง ซึ่งการศึกษาดังกล่าวแสดงให้เห็นว่า ร่างกายที่มีแอนติบอดีสามารถป้องกันการติดเชื้อได้

เรื่องร้าย

ไม่ใช่ทุกคนที่มีอาการของโรคโควิด-19 มีการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน ซึ่งเห็นได้จากตัวเลขที่น่ากลัวของการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและการเสียชีวิตทั่วโลก ในกรณีที่รุนแรง ระบบภูมิคุ้มกันอาจจะทำงานได้ไม่ดีและอาจก่อให้เกิดปัญหามากขึ้นกว่าเดิม

ไวรัสใด ๆ ที่สามารถทำให้เกิดโรคในคนได้จะต้องมีกลไกการหลบหลีกภูมิคุ้มกันที่ดีอย่างน้อยหนึ่งกลไก” ครอตตีกล่าว ซึ่งเขาคิดว่า กลยุทธ์ที่สำคัญของไวรัสซาร์ส-โควี-2 คือการหลีกเลี่ยงการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติ ซึ่งเป็นแนวป้องกันแรก ก่อนที่ร่างกายจะพัฒนาภูมิคุ้มกันที่เฉพาะเจาะจงจากแอนติบอดีและที-เซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโคโรนาไวรัสมีความสามารถในการหลบเลี่ยงอินเตอร์เฟอรอนประเภทที่ 1 ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งชี้โปรตีนที่ส่งเสริมการทำงานของไวรัสในเซลล์ใกล้เคียงและกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด กระบวนการนี้มักเกี่ยวข้องกับกรณีที่มีอาการรุนแรง

แต่นักวิทยาศาสตร์ยังเห็นความแปรปรวนในการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันในกลุ่มประชากร ดังนั้นพวกเขาจึงเสนอแบบจำลองที่แตกต่างกันสำหรับกรณีที่ยากต่อการอธิบายของโควิด-19 ที่รุนแรง

 “ไวรัสสามารถหลบหลีกการตรวจจับของระบบอินเตอร์เฟอรอนประเภทที่ 1”

ซิฟ พิลไล  คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด

ไม่ว่าโคโรนาไวรัสจะใช้วิธีใดหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด แต่หากระบบภูมิคุ้มกันแข็งแรงขึ้นจากการรุกรานของไวรัส ท้ายที่สุดระบบภูมิคุ้มกันอาจตอบสนองมากเกินไปและสร้างความเสียหายต่อร่างกายเสียเอง เช่น การเกิดพายุไซโตไคน์ (สภาวะที่ระบบภูมิคุ้มกันทำงานผิดพลาด) ค็อกซ์เปรียบเทียบกับการเรียกรถดับเพลิงหนึ่งพันคันมาที่บ้านของคุณ

ปัญหาคือแม้เปลวไฟจะมอดลง แต่ความเสียหายยังคงอยู่” ค็อกซ์กล่าวและเสริมว่า “ซึ่งความเสียหายเกิดจาก คุณมีเจ้าหน้าที่ดับเพลิงนับพันคนเหยียบหญ้าในสนามหน้าบ้านของคุณ

อินากิ ซานซ์ นักภูมิคุ้มกันวิทยาจากมหาวิทยาลัยเอมโมรี ผู้ศึกษาโรคแพ้ภูมิตัวเอง ได้แสดงความเห็นว่า การศึกษากรณีที่รุนแรง บางรายมีการตอบสนองโดยเปลี่ยนระบบภูมิคุ้มกันให้ต่อต้านร่างกายของตัวเอง คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับโรคภูมิต้านตนเอง เช่น โรคลูปัส

มีรายงานว่า ผู้ป่วยที่รักษาตัวเป็นเวลานานแม้ว่าเชื้อโคโรนาไวรัสจะหายไปแล้วก็ตาม แต่อาจยังคงส่งผลเชื่อมโยงกับการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันในผู้ใหญ่และเด็กได้บ้างเล็กน้อย

เราไม่รู้แน่ชัดว่าอะไรเป็นตัวผลักดัน แต่ลางสังหรณ์ของฉันคือ มีโรคภูมิคุ้มกันทำลายตนเอง หรือโรคอักเสบจากการอักเสบที่เกิดขึ้นหรืออาจมีการติดเชื้อในส่วนสำคัญของสมอง” อิวาซากิกล่าวและเสริมว่า ในกรณีของเด็กการอักเสบนี้เชื่อมโยงกับการติดเชื้อในลำไส้

การแก้ปัญหาที่ไม่รู้จัก

คำถามเกี่ยวกับความยาวนานของภูมิคุ้มกัน และความกังวลเกี่ยวกับจำนวนการติดเชื้อซ้ำที่มีรายงานเพิ่มขึ้น อาจยังคงมีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีความแปรปรวนในการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน แม้ว่าการศึกษาล่าสุดจากเซ็ตเตและครอตตี แสดงให้เห็นว่าประมาณร้อยละ 90 ของผู้ป่วยมีการตอบสนองหลายอย่างเกิดขึ้นหลังการติดเชื้อหกเดือน

อีกด้านหนึ่ง วัคซีนสร้างการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่แคบกว่าการติดเชื้อไวรัสโคโรนาตามธรรมชาติ ซึ่งก่อให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่หลากหลายมากขึ้น อิวาซากิกล่าว นั่นอาจจำกัดอัตราการติดเชื้อซ้ำเนื่องจากผู้คนจำนวนมากได้รับการฉีดวัคซีน

นักวิทยาศาสตร๋จะพัฒนาแอนติบอดีที่แข็งแกร่งมากและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น” อิวาซากิกล่าว “นั่นเป็นเหตุผลที่ฉันคิดว่าวัคซีนดีกว่าการติดเชื้อตามธรรมชาติ

วัคซีนให้การตอบสนองที่ดีกว่าเนื่องจากวัคซีนเน้นความสนใจไปยังร่างกายคุณ พิลไลกล่าวเสริม แทนที่จะกำหนดขอบเขตของเชื้อโควิด-19 และโปรตีน 26 ชนิดที่แยกจากกัน ระบบภูมิคุ้มกันของผู้ที่ได้รับวัคซีนสามารถสร้างโปรตีนที่จำเพาะต่อเชื้อเพียงชนิดเดียว ซึ่งเป็นโปรตีนที่ขัดขวางการแพร่กระจายของไวรัสโคโรนาที่เข้ามาจับและเข้าสู่เซลล์

จำนวนผู้ที่ได้รับวัคซีนในขณะนี้มีจำนวนน้อย แต่จะเพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับความต้องการคำตอบเกี่ยวกับการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของพวกเขา หวังว่าการฉีดวัคซีนจะยับยั้งการแพร่เชื้อได้เร็วพอที่ไวรัสจะไม่มีโอกาสกลายพันธุ์ไปมากจนอาจส่งผลต่อการป้องกันในระยะยาว

นักวิทยาศาสตร์หวังว่า ทั้งสองสายพันธุ์ใหม่เพิ่งกลายพันธุ์ในสหราชอาณาจักร และแอฟริกาใต้จะไม่ดื้อต่อวัคซีน และเซ็ตเตกล่าวว่า ไม่น่าเป็นไปได้ที่การกลายพันธุ์จะสามารถขัดขวางการป้องกันภูมิคุ้มกันทั้งหมดที่นักวิจัยได้ตรวจพบก่อนหน้านี้

“เราไม่สามารถคาดการณ์วิวัฒนาการได้ดีไปกว่านี้อีกแล้ว” อเล็กซ์ เกรนนิงเกอร์ มหาวิทยาลัยวอชิงตัน

เกรนนิงเกอร์ กล่าว “ เราไม่สามารถคาดการณ์การวิวัฒนาการของเชื้อไวรัสได้ดีไปกว่านี้อีกแล้ว เราเห็นการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้น และเราสามารถตรวจสอบการกลายพันธุ์นั้นได้”

ไม่ว่าจะเป็นคำถามเกี่ยวกับการกลายพันธุ์ การติดเชื้อซ้ำหรือความทนทานของภูมิคุ้มกันในระยะยาว คำตอบอาจแตกต่างกันไปสำหรับภูมิคุ้มกันที่ได้รับวัคซีนเมื่อเทียบกับการตอบสนองของร่างกายหลังการติดเชื้อตามธรรมชาติ

เซ็ตเตกล่าวว่า “เราเห็นการตอบสนองที่ดี และเราต้องรอหกถึงแปดเดือนเพื่อดูว่า ภูมิคุ้มกันของร่างกายสามารถทนทานต่อเชื้อได้หรือไม่ ตอนนี้เราเห็นผลลัพธ์ที่ดีสำหรับวัคซีน แต่จะให้ภูมิคุ้มกันที่ดีและยั่งยืนแก่ร่างกายมนุษย์หรือไม่

เพื่ออำนวยความสะดวกในการวิจัยเกี่ยวกับการตอบสนองภูมิคุ้มกันของไวรัสโคโรนา สถาบันมะเร็งแห่งชาติจึงเป็นผู้ริเริ่มโครงการที่ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลกว่า 9 พันล้านบาท ซึ่งโครงการนี้มีชื่อว่า SeroNet รวมถึงเครือข่ายของศูนย์ความเป็นเลิศทางเซรุ่มวิทยาที่ได้รับทุนพิเศษ ซึ่งค็อกซ์และซานซ์กำลังเข้าร่วมอยู่

ค็อกซ์กล่าวว่า “โครงการ SeroNet นั่นจะทำให้เราได้เข้าใจอย่างแท้จริงว่า ภูมิคุ้มกันในร่างกายมนุษยชาติกำลังพัฒนาไปในทิศทางใด

เรื่อง : เฟดอร์ คอสซาคอฟสกี้

***แปลและเรียบเรียงโดย : พชร พงศ์ยี่ล่า

โครงการนักศึกษาฝึกงาน กองบรรณาธิการ นิตยสารเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย


เรื่องอื่น ๆ ที่น่าสนใจ : วัคซีนโควิด-19 ความหวังและทางรอดของประชากรโลก

 

เรื่องแนะนำ

อย. อนุมัติชุดตรวจโควิด-19 COXY-AMP ผ่านมาตรฐาน

สวทช. เผย อย. ไฟเขียว โคซี่-แอมป์ ‘COXY-AMP’ ชุดตรวจโควิด-19 ด้วยเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียวผ่านมาตรฐานเครื่องมือแพทย์ เตรียมถ่ายทอดเทคโนโลยี คัดกรองโควิด-19 เชิงรุก สวทช. พัฒนาผลงานวิจัย ‘COXY-AMP’ ชุดตรวจโควิด-19 ด้วยเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียว สำหรับวินิจฉัยโรคโควิด-19 แบบคัดกรองรายบุคคล ซึ่งล่าสุด สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) ออกใบรับรองผ่านการประเมินเทคโนโลยีเครื่องมือแพทย์ นับเป็นชุดตรวจโควิด-19 ชิ้นแรกที่ผลิตและผ่านการรับรองในประเทศไทย เตรียมถ่ายทอดเทคโนโลยีแก่ผู้ประกอบการ ภาคเอกชนที่สนใจ เพื่อผลิตชุดตรวจฯ ใช้คัดกรองเชิงรุกควบคุมโรคโควิด-19 และโรคอุบัติใหม่อื่นๆ ได้เองในประเทศ อีกทั้งยังสามารถต่อยอดยกระดับอุตสาหกรรมสู่การผลิตเพื่อส่งออกในอนาคต ที่สำคัญคุณภาพของ ‘COXY-AMP’ ชุดตรวจโควิด-19 ยังการันตีด้วยการเป็นหนึ่งเดียวจากภูมิภาคเอเชียที่ผ่านการเข้ารอบ 1 ใน 20 ทีมสุดท้าย ในการประกวดของมูลนิธิ XPRIZE ซึ่งเป็นการแข่งขันระดับโลก เมื่อเร็วๆ นี้ สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) ออกใบรับรองผ่านการประเมินเทคโนโลยีเครื่องมือแพทย์ ให้แก่ผลงานวิจัย ‘COXY-AMP’ ชุดตรวจโควิด-19 ด้วยเทคนิคแลมป์เปลี่ยนสีในขั้นตอนเดียว ซึ่งพัฒนาโดยทีมวิจัยจากศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) สวทช. ร่วมกับคณะเวชศาสตร์เขตร้อน […]

วิทยาศาสตร์เบื้องหลังสัตว์ทำนายผลบอลโลก

สัตว์ทำนายผลบอลโลกในปี ค.ศ. 2018 เป็นแมวชื่อ อคิลลิส ซึ่งมันทำนายถูกบ้างเป็นบางแมตซ์ แต่ผู้เชื่ยวชาญบางคนพูดจริงๆ แล้วสัตว์ไม่สามารถทำนายอนาคตได้