หลายคนคงจะคุ้นเคยกับวัคซีนป้องกันไวรัส covid-19 ที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นประเภท Viral Vector Vaccine อย่าง AstraZeneca และ Inactivated Virus Vaccine อย่าง CoronaVac /SinoVac รวมถึงนวัตกรรมจาก mRNA อย่าง Pfizer และ Moderna ซึ่งขณะนี้ ก็มีนวัตกรรมใหม่ที่เรียกได้ว่าเป็นความหวังสำหรับสถานการณ์การแพร่ระบาดของไวรัสที่ยังคงดำเนินอยู่ โดยเป็นนวัตกรรมที่เรียกว่า Protein Subunit คือ การผลิตจากเทคโนโลยีแบบใหม่และในตอนนี้ หลายประเทศทั่วโลกต่างก็จับตาวัคซีนตัวใหม่ว่าจะเข้ามาช่วยกู้สถานการณ์อย่างไรบ้าง

Protein Subunit คืออะไร ทำไมถึงผลิตง่าย และมีการทำงานต่างจากวัคซีนตัวอื่นอย่างไร

โดยทั่วไป วัคซีนจะมีส่วนประกอบของเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียที่ตายแล้ว เพื่อที่จะฉีดเข้าสู่ร่างกายแล้วทำให้เกิดการสร้างภูมิคุ้มกันขึ้นมาต่อต้านเชื้อโรคประเภทนั้นๆ และจากการคิดค้นนวัตกรรมใหม่ๆก็ได้เกิดเป็นวัคซีนประเภท mRNA ที่สามารถกระตุ้นให้ร่างกายผลิตแอนติบอดีได้เอง

แต่สำหรับ Protein Subunit หรือ acellular vaccines เป็นวัคซีนอีกประเภทที่แตกต่างออกไป คือ ประกอบด้วยชิ้นส่วนของเชื้อโรค หรือ antigen เหมือนกับวัคซีนเชื้อตาย แต่จะเป็นแค่ชิ้นส่วนของเชื้อโรคที่บริสุทธิ์ ไม่ได้นำเชื้อโรคมาทั้งหมด และไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ รวมทั้งยังมุ่งไปที่การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเพื่อสร้างโปรตีนส่วนหนาม (spike protein) 

เนื่องจากผู้เชี่ยวชาญทราบแล้วว่าการกลายพันธุ์ของสายพันธุ์ต่างๆในปัจุบัน ช่วยให้ไวรัสจับกับร่างกายมนุษย์ได้ง่ายขึ้นผ่านการกลายพันธุ์ของโปรตีนส่วนหนาม วัคซีนประเภทนี้จึงมุ่งที่จะป้องกันการติดเชื้อในส่วนนี้ได้เป็นอย่างดี 

ซึ่งชิ้นส่วนของเชื้อโรคที่จะใช้ Dr. Scott Halperin ศาสตราจารย์ด้านกุมารเวชศาสตร์ จุลชีววิทยา และภูมิคุ้มกันวิทยาที่มหาวิทยาลัย Dalhousie และเป็นผู้อำนวยการศูนย์วัคซีนแห่งแคนาดา อธิบายว่า จะมีการเพาะเลี้ยงเซลล์หรือเนื้อเยื่อ แล้วจึงนำวัสดุไปทำให้บริสุทธิ์ด้วยกระบวนการทางเคมีที่รับรองได้ว่าจะไม่มีสารภายนอกหรือแบคทีเรียเข้าไปได้ “ในมุมมองของกระบวนการผลิต ยิ่งบริสุทธิ์มากเท่าไร ก็ยิ่งคาดเดาได้มากขึ้นเช่นกัน” Dr. Halperin กล่าว 

ความง่ายของการผลิตวัคซีนตัวดังกล่าว มาจากขั้นตอนของการผลิตที่จะใส่รหัสพันธุกรรมของแอนติเจนลงในยีสต์ ซึ่งจะเติบโตได้ง่ายและสามารถสังเคราะห์โปรตีนได้เป็นจำนวนมาก จากนั้นจึงแยกตัวยีสต์ออกเพื่อที่จะเก็บตัวแอนติเจนที่ในขั้นตอนนี้จะกลายเป็นโปรตีนที่มีความบริสุทธิ์สูง มาผสมกับส่วนประกอบอื่นเพื่อดำเนินการสร้างวัคซีนต่อไป ทำให้แตกต่างจากวัคซีนประเภท Viral Vector และวัคซีนเชื้อตายอย่าง Sinovac ตรงที่ไม่ได้ใช้ไวรัสทั้งหมดในการกระตุ้นให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกัน 

แต่เป็นการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อของเชื้อโรคเพื่อทำให้บริสุทธิ์ก่อน และไม่ได้มี Viral Vector พาสารพันธุกรรมของไวรัสเข้าไปในร่างกาย รวมทั้งไม่ได้กระตุ้นให้ร่างกายผลิตภูมิคุ้มกันเองอย่าง mRNA แต่เป็นการส่ง antigen ที่ถูกแปลงเป็นโปรตีนบริสุทธิ์เข้าไปในร่างกาย

หลายประเทศให้ความสนใจ และกำลังพัฒนานวัตกรรม Protein Subunit 

วัคซีน Protein Subunit กำลังได้รับความสนใจจากบริษัทยาหลายแห่ง เนื่องจากวิธีการที่อาศัยเทคโนโลยีที่คุ้นเคยและยังสามารถเก็บรักษาได้สะดวก ปัจจุบันจึงมีบริษัทหลายแห่งที่กำลังพัฒนาวัคซีนประเภทนี้ เช่น Novavax, Medicago และ Sanofi 

โดยบริษัท Novavax ในสหรัฐฯจะอาศัยการผลิตในถังขนาดใหญ่ภายในห้องปฏิบัติการเพื่อสกัดและสร้างโปรตีนบริสุทธิ์ อย่างไรก็ตาม ทางบริษัท Medicago บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพของแคนาดายังค้นพบอีกวิธีหนึ่งในการสร้างโปรตีนบริสุทธิ์ ซึ่งก็คือการปลูกในเรือนกระจก 

Nathalie Landry รองประธานบริหารฝ่ายวิทยาศาสตร์และการแพทย์ของ Medicago อธิบายว่า โรงงานจะสร้างโปรตีนในลักษณะที่คล้ายกับโครงสร้างและลักษณะของไวรัส ดังนั้น ถ้าสังเกตจากลักษณะภายนอกของโปรตีนที่ทางบริษัทพัฒนา มันจะดูเหมือนไวรัสมาก แต่จะไม่สามารถทำให้เกิดโรคได้ ในทางกลับกัน มันจะสร้างภูมิคุ้นกันได้อย่างไม่น่าเชื่อ 

ส่วนทางด้านบริษัท Sanofi ของประเทศฝรั่งเศสยังอยู่ระหว่างการทดลองวัคซีนในระยะที่ 3 แต่บริษัทก็กล่าวว่าวัคซีนตัวนี้ได้สร้างความพึงพอใจจากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่งในทุกกลุ่มอายุ ในการทดลองระยะที่ 2 

นอกจากนี้ ประเทศจีนยังมีการพัฒนาวัคซีนประเภท Protein Subunit มาระยะหนึ่งแล้ว โดยตัวแรกที่พัฒนาคือ ZF2001 ที่ระบุไว้ให้ใช้ในกรณีฉุกเฉิน ถัดมาคือ Sinopharm และในตอนนี้ จีนก็กำลังเดินหน้าพัฒนาวัคซีนจาก Protein Subunit อีกมาก ไม่ว่าจะเป็นบริษัท Clover BioPharmaceuticals ในเมืองเฉิงตู และมหาวิทยาลัยเสฉวนร่วมกับโรงพยาบาลจีนตะวันตก อย่างการใช้เซลล์ของแมลงในการเพาะเลี้ยงโปรตีนหนามของเชื้อไวรัส ซึ่งแตกต่างจากการสร้าง Protein Subunit แบบปกติ 

สำหรับการพัฒนาในสหรัฐฯ วัคซีน Novavax ก็กำลังก้าวสู่การเป็นวัคซีนตัวเด็ดของประเทศ ด้วยประสิทธิภาพการป้องกันที่สูง และในตอนนี้เป็นวัคซีนตัวที่ 4 ของประเทศในการป้องกัน covid-19 ซึ่งจากการศึกษา พบว่าวัคซีน Novavax สามารถป้องกันไวรัสได้ทั้งสายพันธุ์ที่น่ากังวล (VoC) และสายพันธุ์ที่น่าสนใจ (VoI) สูงถึง 93.2% นอกจากนี้ ยังร่วมมือกับบริษัท Sanofi และ GlaxoSmithKline บริษัทยาสัญชาติอังกฤษ-อเมริกัน ในการพัฒนาวัคซีนตัวใหม่ VAT00008 อีกด้วย  

ในส่วนของประเทศแคนาดา นอกจากจะมีบริษัท Medicago ที่กำลังเดินหน้าพัฒาวัคซีนแล้ว ก็เป็นอีกประเทศที่วางแผนจะใช้วัคซีนที่ผลิตจาก Protein Subunit เป็นจำนวนมาก ที่รวมไปถึง Novavax และ Sanofi ที่กำลังได้รับการพัฒนา อีกทั้งยังศึกษาเกี่ยวกับสารกระตุ้นเพิ่มเติม ที่อาจต้องใช้คู่กับวัคซีน Protein Subunit เพื่อกระตุ้นให้ร่างกายมีการสร้างภูมิคุ้มกันมาต่อต้านเชื้อไวรัส covid-19 ได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งตัวกระตุ้นที่มักใช้ประกอบกับวัคซีน Novavax ได้แก่ Matrix-M จากสารประกอบที่พบได้ในพืชซาโปนิน ซึ่งตัวกระตุ้นนี้จะช่วยให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันได้มากขึ้นแม้ไม่มีการรับวัคซีนเพื่อกระตุ้นภูมิเพิ่มเติม

Protein Subunit ทำได้มากกว่าผลิตวัคซีนโควิด

เนื่องด้วยวิธีการที่อาศัยการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในห้องแล็บ ซึ่งจะทำให้เชื้อโรคมีความบริสุทธิ์สูง ปลอดภัยต่อการฉีดให้กับผู้ที่มีระดับภูมิคุ้มกันต่ำ และยังสามารถเก็บรักษาได้ง่าย เทคโนโลยี Protein Subunit จึงถูกใช้อย่างแพร่หลายในวงการแพทย์ 

Jorg Fritz รองศาสตราจารย์ภาควิชาจุลชีววิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาจากมหาวิทยาลัย McGill และ Dr. Scott Halperin จากมหาวิทยาลัย Dalhousie กล่าวว่า Protein Subunit นั้นมีประสิทธิภาพเหมือนกับชนิดอื่นๆ และเทคโนโลยีที่พวกเขาทำขึ้นก็เป็นที่ยอมรับ ซึ่งแนวทางหน่วยย่อยโปรตีนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมานานหลายทศวรรษในวัคซีนหลายชนิด ที่รวมถึงวัคซีนป้องกันไวรัสตับอักเสบบี  ไอกรน และ HPV 

“เทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตวัคซีนประเภท Protein Subunit นั้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์จริงและล้ำหน้ามาก และในกรณีของไวรัส covid-19 ก็มองว่าวัคซีนของ Novavax และ Sanofi ที่ผลิตจากนวัตกรรม Protein Subunit ก็มีแนวโน้มที่จะพัฒนาเพื่อป้องกันการกลายพันธุ์ของโรค รวมทั้งป้องกันความกังวลต่างๆที่เกิดขึ้นได้” 

อุปสรรคและความท้าทายของการใช้วัคซีนประเภท Protein Subunit เพื่อป้องกัน covid-19

วัคซีนจากนวัตกรรม Protein Subunit ทั้งหมดถูกผลิตขึ้นโดยการใช้สิ่งมีชีวิต อย่างยีสต์ และเชื้อโรคต่างๆอย่างแบคทีเรียและไวรัส ซึ่งต้องอาศัยสารตั้งต้นที่จะนำมาใช้เพื่อการเจริญเติบโต และยังต้องมีการรักษาความสะอาดที่เข้มงวดเพื่อป้องกันการปนเปื้อนกับสิ่งมีชีวิตอื่น ทำให้มีราคาในการผลิตสูงกว่าวัคซีนสังเคราะห์ทางเคมีอย่างวัคซีน mRNA นอกจากนี้ การผลิตวัคซีนประเภทนี้ยังต้องใช้เวลานานมาก เนื่องจากประกอบด้วยหลายขั้นตอนที่ถึงแม้จะง่ายและไม่ซับซ้อน แต่ต้องใช้ระยะเวลาพอสมควรในการสกัดตัวเชื้อโรคที่จะนำมาทำเป็นโปรตีนบริสุทธิ์ให้สะอาดมากที่สุด และการดึงไวรัสเพียงแค่ส่วนเดียวมาใช้ แม้จะมีความปลอดภัยสูงและยังปลอดภัยต่อการใช้กับผู้ที่มีภูมิคุ้มกันต่ำ แต่ก็ยังไม่ได้รับการยืนยันว่าจะมีผลกระทบในระยะยาว คือตัวโปรตีนบริสุทธิ์อาจเข้าไปกระตุ้นให้เกิดการสร้างภูมิคุ้มกันได้เพียงระยะสั้น จึงอาจต้องมีการเติมสารกระตุ้นภูมิ อย่าง Matrix-M หรือรับวัคซีนเพื่อกระตุ้นภูมิคุ้มกันเพิ่มเติมได้

อ้างอิง : ctvnews.ca Cbc.ca Gavi.org In.news.yahoo.com