หลายคนบอกว่า วัคซีนที่ใช้เทคโนโลยี mRNA เป็นของใหม่ จึงอาจเกิดผลข้างเคียงที่คาดไม่ถึงได้ในอนาคต
คำถามก็คือ แล้วอะไรคือเทคโนโลยี mRNA หรือ mRNA Vaccine คืออะไร มัน ‘ใหม่’ อย่างที่ว่ากันจริงหรือเปล่า
รู้จัก mRNA สร้าง ‘โล่’ คุ้มกันให้ร่างกายด้วยการจดจำ ‘อาวุธ’ ของเชื้อโรค
แน่นอน เรารู้กันอยู่แล้วว่าวัคซีนชนิดต่างๆ นั้นช่วยป้องกันคนนับล้านๆ จากอาการป่วย และช่วยรักษาชีวิตมนุษย์เอาไว้ได้มากมายมหาศาลในแต่ละปี การใช้วัคซีนกันอย่างกว้างขวางคือการ ‘ป้องกัน’ และสุดท้ายก็สามารถ ‘กำจัด’ (Eradicate) โรคบางโรคที่เคยเป็นโรคระบาดร้ายแรงในมนุษย์ไปได้อย่างสิ้นเชิง อย่างเช่น โรคไข้ทรพิษ หรือ Smallpox ส่วนโรคอย่างโปลิโอและหัดที่สามารถป้องกันได้โดยใช้วัคซีน ปริมาณผู้ป่วยก็ลดลงอย่างมหาศาล
วัคซีนที่เราคุ้นเคยกันมากที่สุดก็คือวัคซีนประเภท ‘เชื้อตาย’ หรือ ‘เชื้ออ่อนแอ’ ซึ่งถูกนำเข้าไปสู่ร่างกายของเราเพื่อกระตุ้นให้ร่างกายของเราสร้าง ‘ทหาร’ ออกมาต่อกรกับมันในรูปของแอนติบอดีหรือภูมิคุ้มกัน ที่ส่วนใหญ่เป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวที่มีกลไกการสร้างซับซ้อน
อย่างไรก็ตาม การที่จะเกิดทหารออกมาได้นั้น แท้จริงแล้วเราไม่จำเป็นต้องรับเอา ‘เชื้อ’ นั้นๆ เข้ามาทั้งตัวก็ได้ เพราะที่จริงร่างกายเราฉลาดมาก มันไม่ได้จดจำศัตรูของร่างกายมากเท่าจดจำ ‘อาวุธ’ ที่ศัตรูใช้ ซึ่งในกรณีของเชื้อโรคหรือสิ่งแปลกปลอมทั้งหลายก็คือสิ่งที่เรียกว่า ‘แอนติเจน’ (Antigen) อันได้แก่ โมเลกุลหรือโครงสร้างโมเลกุลที่ยื่นออกมาจากตัวเชื้อโรคหรือสิ่งแปลกปลอมนั้นๆ ถ้าเปรียบไปก็คือ ร่างกายเราแค่จดจำรูปร่างลักษณะของ ‘หอกดาบ’ ที่เชื้อโรคใช้ แล้วเราก็สร้าง ‘โล่’ ที่มีรูปร่างจำเพาะเจาะจงกับหอกดาบพวกนั้นมาคอยรับมือดักจับ ก็จะทำให้หอกดาบพวกนั้นสิ้นฤทธิ์ไปได้ในที่สุด
ดังนั้น เอาเข้าจริงการที่จะกระตุ้นให้ร่างกายมีภูมิคุ้มกันต่อเชื้อโรคหรือสิ่งแปลกปลอมบางอย่าง เราไม่จำเป็นต้องใส่เชื้อโรคนั้นๆ เข้าไปทั้งตัวเลย เราสามารถใส่เฉพาะหอกดาบเข้าไป ก็สามารถกระตุ้นให้ร่างกายสร้างแอนติบอดีขึ้นมาได้แล้ว
เทคโนโลยี mRNA เกิดขึ้นโดยมีแนวคิดที่ว่านี้เป็นพื้นฐาน
คำว่า mRNA ย่อมาจาก Messenger RNA (คือ Ribonucleic acid) ซึ่งเจ้า RNA เป็นสารพันธุกรรมอย่างหนึ่ง แต่ว่าเป็นสายเดี่ยว ไม่เหมือนกับ DNA (Deoxyribonucleic acid) ที่มีลักษณะเป็นสายคู่บันไดเกลียวอย่างที่เรารู้จักมักคุ้นกันสมัยเรียนมัธยม ซึ่งสิ่งสำคัญมากๆ ของ DNA ก็คือ ‘ลำดับเบส’ ซึ่งครูหลายคนอาจสอนเราว่าคือ ‘ขั้นบันได’ ของสายคู่บันไดเกลียวที่ว่า
เจ้าลำดับเบสนี่แหละที่จะถูก ‘ถอดรหัส’ ออกมาเป็นโปรตีนชนิดต่างๆ ได้ โดยวิธีถอดรหัสของมันทำได้ด้วยการที่สายคู่แยกตัวออกจากกัน แล้วก็สร้างโปรตีนต่างๆ ขึ้นตามรหัสของลำดับเบสที่ว่า โดยให้ลองนึกภาพว่า DNA ที่เป็นเกลียวคู่ถูกแยกออกจากกันในบางช่วง (ไม่จำเป็นต้องแยกออกจากกันหมดทั้งเส้น) พูดง่ายๆ ก็คือ DNA มัน ‘เผยอ’ ออกมาให้เราเห็นสมบัติที่ซ่อนอยู่ข้างใน เหมือนการเปิดกระเป๋าสตางค์ออกมาเพื่อจะหยิบเงินในกระเป๋าส่งให้คนอื่น
แต่ปัญหาก็คือ DNA มันไม่มีมือ ต่อให้มีสมบัติซ่อนอยู่ก็หยิบไปให้ใครไม่ได้ ดังนั้น DNA จึงต้องการ ‘แมสเซนเจอร์’ แบบเดียวกับที่เราเรียกหาบริการ Grab หรือ LINE MAN ให้ไปส่งของให้นั่นแหละ ตรงนี้เองที่เป็นหน้าที่ของ mRNA ซึ่งมีชื่อตรงเป๊ะกับหน้าที่เลย นั่นคือเป็นแมสเซนเจอร์ RNA แต่มันทำหน้าที่ละเอียดกว่ารับส่งของธรรมดา เพราะมันไม่ได้แค่ขนส่งเท่านั้น แต่ยัง ‘จำลอง’ เอาลำดับเบสเข้ามาไว้ในตัวด้วย
นักวิทยาศาสตร์จึงคิดว่า เอ…ถ้าเป็นอย่างนี้เราก็น่าจะสามารถใช้ mRNA ในการ ‘ถ่ายทอด’ (Convey) รหัสพันธุกรรมเข้าไปในเซลล์ แล้วให้เซลล์สร้างหอกดาบ (หรือแอนติเจน) ขึ้นมาเหมือนกับการเอาเชื้อโรคใส่เข้าไปไว้ในตัวก็ได้นี่
วัคซีนประเภท mRNA จึงได้ถือกำเนิดขึ้นมาด้วยแนวคิดนี้ นั่นคือการใช้ ‘ก๊อบปี้’ หรือสำเนาของ mRNA ใส่เข้าไปในร่างกาย เพื่อกระตุ้นให้ร่างกายเกิดภูมิคุ้มกันขึ้นมา แต่ที่ล้ำไปกว่านั้นคือ mRNA ไม่จำเป็นต้องเกิดขึ้นตามธรรมชาติ เพราะเรามีเทคโนโลยีพันธุกรรมศาสตร์ที่ก้าวหน้ามาก จนสามารถสร้าง mRNA ขึ้นมาได้ตามที่เราต้องการ คือมีลำดับเบสที่จะถอดรหัสออกมาเป็นโปรตีนที่มีหน้าตาเหมือนหอกดาบเป๊ะๆ เลย ร่างกายจึงเกิด ‘ระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะ’ หรือ Adaptive Immune System คือภูมิคุ้มกันที่มีความจำเพาะเจาะจงกับเชื้อโรคขึ้นมา
ภูมิคุ้มกันในร่างกายเรานั้นล้ำเลิศมาก สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบใหญ่ๆ คือ แบบจำเพาะเจาะจงอย่างที่ว่ามาแล้ว กับอีกแบบเรียกว่า Innate Immune Response ซึ่งถือเป็นด่านแรก คือพอเห็นข้าศึกศัตรูปุ๊บ ก็จะตอบสนองทันทีในเบื้องต้น ภูมิคุ้มกันแบบนี้ก็เหมือนทหารด่านหน้าที่เอามีดฟันดะไปหมด เช่น การทำงานของเซลล์เม็ดเลือดขาวประเภท Macrophage ที่จะมาคอย ‘กิน’ เชื้อโรคไปเลย เป็นต้น ซึ่งภูมิคุ้มกันแบบนี้จะไม่มีความจำเพาะ ดังนั้นมันจึงไม่ต้อง ‘จำ’ อะไร
แต่เจ้า Adaptive Immune System นั้นอาจจะมาช้ากว่า แต่มันเหมือนทหารเสนาธิการที่มีการวางแผนรับมือมาอย่างดี คือต้อง ‘รับรู้แอนติเจน’ หรือรู้แล้วว่าหอกดาบหน้าตาเป็นอย่างไร จะรับมือแบบไหน แล้วจึงสร้างแอนติบอดีขึ้นมาเพื่อรับมือโดยตรง ซึ่งจะเกิดขึ้นในรูปของเซลล์เม็ดเลือดขาวที่เรียกว่า T Cell ซึ่งมีกลไกการทำงานที่ลึกลงไปอีกหลายแบบ
วัคซีนแบบ mRNA ก็คือการฉีด RNA เข้าไปในร่างกาย มันเป็นเหมือนการ ‘ฝึก’ ร่างกาย ทำให้เซลล์สร้างโปรตีนที่จำเพาะเจาะจงขึ้นมาต่อกรกับเชื้อโรคหรือสิ่งแปลกปลอมอื่นๆ (อย่างเช่น เซลล์มะเร็ง) ได้ และยังทำให้ร่างกาย ‘จดจำ’ ศัตรูพวกนี้ได้ด้วย ดังนั้นคราวต่อไปเวลามีศัตรูบุกเข้ามาจริงๆ ก็จะเกิดการตอบสนองขึ้นมาโดยที่ไม่จำเป็นต้องฉีดเชื้อทั้งตัวเข้าไปในร่างกาย
ย้อนประวัติศาสตร์ mRNA ที่คิดมาตั้งแต่ 30 กว่าปีที่แล้ว
ฟังดูเป็นเทคโนโลยีใหม่เหลือเกินใช่ไหมครับ แต่แท้จริงแล้วแนวคิดเรื่องที่ว่า mRNA อาจนำมาใช้ในการรักษาทางการแพทย์ได้นี้ เกิดขึ้นครั้งแรกตั้งแต่ปี 1989 โน่นแล้ว คือมากกว่า 30 ปีที่แล้ว โดยนักวิจัยจากองค์กรสตาร์ทอัพทางชีววิทยาเทคโนโลยีชื่อ Vical คิดเรื่องนี้ขึ้น แล้วถัดมาก็ทำงานร่วมกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน โดยฉีด mRNA ‘เปลือย’ คือมีแต่ตัว mRNA แต่ไม่มี ‘เปลือก’ มาหุ้ม เข้าไปในกล้ามเนื้อของหนู ซึ่งก็พบเป็นครั้งแรกว่า mRNA สามารถถ่ายทอด ‘ข้อมูลพันธุกรรม’ ให้หนู จนมันสร้างโปรตีนขึ้นมาได้
การทดลองนี้ทำให้เกิดแนวคิดต่อมาว่า อ้าว! ถ้าเกิดฉีด mRNA เข้าไปในกล้ามเนื้อแล้วทำให้หนูสร้างโปรตีนที่เราต้องการขึ้นมาได้ ก็น่าจะนำมาใช้ประโยชน์ในเรื่องภูมิคุ้มกันกับวัคซีนได้ด้วยเหมือนกันนี่นา ซึ่งก็แน่นอนว่าแนวคิดนี้ต้องใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะก้าวข้ามอุปสรรคต่างๆ แล้วทำให้ mRNA สามารถกระตุ้นให้เกิด T Cell ตามที่ต้องการขึ้นมาได้ เช่นการ ‘ออกแบบ’ (Engineering) ให้ลำดับเบสใน mRNA ให้มันสามารถถอดรหัสออกมาเป็นโปรตีนที่ต้องการในแบบต่างๆ ได้มากขึ้น (เรียกว่ามีคุณสมบัติที่เรียกว่า Translatability มากขึ้น) รวมทั้งมีประสิทธิภาพสูงและไม่เป็นอันตราย ทั้งยังมีการคิดค้นสร้าง ‘ตัวพา’ mRNA เข้าสู่ร่างกายในรูปแบบต่างๆ ที่มีคุณสมบัติดีขึ้น เพื่อให้วัคซีนมีการทำงานยาวนานขึ้น โดยคนที่ถือว่าเป็นผู้บุกเบิก mRNA วัคซีนคนแรกๆ ก็คือนักชีวเคมีหญิงชาวฮังการีชื่อ เคทลิน คาริโก โดยใช้ช่วง ‘ยุคเก้าศูนย์’ ทั้งทศวรรษในการทดลองและเก็บรวบรวมข้อมูล โดยแทบไม่ได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากใครเลย เพราะในยุคนั้นแนวคิดเรื่องการใช้ mRNA มาต่อสู้กับเชื้อโรค ยังเป็นเรื่องที่ไกลเกินกว่าที่ใครจะตามทัน จึงไม่มีการให้ทุนทั้งจากรัฐบาล จากบริษัทเอกชนใหญ่ๆ หรือแม้กระทั่งแรงสนับสนุนจากเพื่อนร่วมงานด้วยกันเอง
เรียกได้ว่าคาริโกนี่แหละคือนักบุกเบิกวัคซีน mRNA ตัวจริงผู้มาก่อนกาล!
ในปี 1990 เธอเป็นนักวิจัยอยู่ที่มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนีย เธอพยายามจะขอทุนมาศึกษาเรื่อง mRNA ที่ใช้ในการรักษาโรค และได้ทุนก้อนเล็กๆ ก้อนแรกมา ทำให้เรื่องนี้กลายเป็นงานวิจัยหลักในชีวิตของเธอ แต่ไม่ได้หมายความว่าเธอจะได้ทุนก้อนต่อๆ มาตามที่หวัง งานของเธอก้าวล้ำนำหน้าจนไม่มีใครคาดคิดว่าในอีกราว 2 ทศวรรษถัดมา มันจะกลายเป็นธุรกิจที่มีมูลค่านับหมื่นล้านดอลลาร์
ในปี 1995 เธอถึงขั้นถูกลดความสำคัญในการทำงานด้วยซ้ำ ตอนนั้นเธอกำลังไต่เต้าในตำแหน่งทางวิชาการเพื่อขึ้นไปเป็นศาสตราจารย์ แต่เพราะไม่ได้รับเงินทุนมากพอท่ีจะทำงานและนำเสนองานออกมา เธอจึงไม่ได้ตำแหน่งทางวิชาการนั้น เธอบอกว่า ปกติแล้วถ้าใครเจอสถานการณ์แบบเธอ ก็คงจะ ‘เซย์กู๊ดบาย’ แล้วก็เลิกทำงานนี้แล้ว แต่เธอไม่
ที่จริงแล้ว ปี 1995 คือปียากลำบากของเธอ สามีของเธอยังติดอยู่ที่ฮังการี ยังไม่สามารถย้ายตามเธอมาอเมริกาได้ เพราะมีปัญหาเรื่องวีซ่า แถมเธอยังตรวจพบว่าเป็นมะเร็งด้วย แต่เธอก็ยังทุ่มเททำงานที่เธอเชื่อมั่น
แล้วในปี 1997 เธอก็ได้พบกับนักภูมิคุ้มกันวิทยาชาวอเมริกันอย่าง ดรูว์ ไวส์แมน ซึ่งได้ร่วมงานกันพัฒนาเรื่องภูมิคุ้มกันอย่างจริงจัง โดยใช้ความรู้ของทั้งคู่มาผสมผสานกัน ความยากในงานของเธอกับไวส์แมนก็คือ ต้องพยายามคิดค้นวิธีการที่จะทำให้ mRNA ‘แอบ’ เข้าไปในเซลล์ได้ โดยที่ร่างกายไม่แตกตื่นคิดว่านั่นเป็นศัตรูเสียก่อน แล้วเธอก็ทำสำเร็จ ในปี 2005 มีการตีพิมพ์รายงานออกมาหลายครั้ง และมีการจดสิทธิบัตรการค้นพบในการศึกษา mRNA ที่ใช้เพื่อสร้างภูมิคุ้มกันหลายเรื่อง ซึ่งแม้คนส่วนใหญ่จะไม่สนใจงานของเธอเลย แต่งานของเธอก็ยังไปสร้างความสนใจให้ใครคนหนึ่ง
คนคนนั้นคือ เดอร์ริก รอสซี ซึ่งทำงานด้านชีววิทยาสเต็มเซลล์อยู่ที่สแตนฟอร์ด เขาได้อ่านงานของคาริโกและไวส์แมน และคิดว่างานนี้มันยิ่งใหญ่มากจนควรจะได้รางวัลโนเบล นั่นทำให้รอสซีหันมาสนใจงานด้าน mRNA แล้วความสำเร็จในงานของเขาก็นำทางไปเจอกับนักวิชาการอีก 2-3 คน เช่น ทิโมธี สปริงเกอร์ จากโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ด รวมถึง โรเบิร์ต แลงเกอร์ ซึ่งเป็นคนสำคัญมากในสาขาไบโอเทคโนโลยี และเป็นแลงเกอร์นี่เองที่นำทางรอสซีเข้าไปหาบริษัทชื่อ Flagship Pioneering ซึ่งเป็นบริษัท Venture Capital หรือบริษัทให้ทุนสตาร์ทอัพแห่งหนึ่ง
ไม่กี่เดือนถัดมา ในปี 2010 รอสซี แลงเกอร์ และคนอื่นๆ อีกหลาย ก็ได้ก่อตั้งบริษัทใหม่ขึ้นมา
บริษัทนั้นมีชื่อว่า Moderna
ที่น่าเจ็บใจอย่างยิ่งสำหรับคาริโกก็คือ Flagship Pioneering ได้ติดต่อเธอเพื่อขอซื้อลิขสิทธิ์การค้นพบของคาริโก เพื่อจะได้นำการค้นพบของเธอไปใช้ แต่คาริโกไม่มีจะขายให้ เพราะก่อนหน้านั้นไม่กี่สัปดาห์ มหาวิทยาลัยผู้เป็นเจ้าของทุนเพิ่งจะขายทรัพย์สินทางปัญญาเหล่านั้นไปให้คนอื่น คาริโกจึงไม่มีอะไรจะขายให้
ครั้นพอถึงปี 2013 คาริโกพบว่า Moderna ได้ทำสัญญาร่วมกับ AstraZeneca เพื่อพัฒนาเทคโนโลยี mRNA แบบหนึ่งขึ้นมา สัญญาที่ว่ามีมูลค่าสูงลิบถึง 240 ล้านดอลลาร์ นั่นทำให้คาริโกตระหนักถึง ‘มูลค่า’ ที่เกิดจากการทำงานของตัวเอง
ที่อีกฟากของมหาสมุทรแอตแลนติก ในเยอรมนีมีบริษัทใหม่อีกบริษัทหนึ่งเกิดขึ้นจากการให้กำเนิดของ อูเกอร์ ซาฮิน ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นคนตุรกี ทว่า ย้ายมาอยู่ที่เยอรมนี เขากับภรรยาเป็นแพทย์ที่สนใจงานด้านการรักษาด้วยภูมิคุ้มกัน (Immunotherapy) ซึ่งในตอนแรกเป็นการใช้ภูมิคุ้มกันต่อต้านมะเร็งก่อน แต่ต่อมาก็เกิดความสนใจในทางธุรกิจ จึงก่อตั้งบริษัทไบโอเทคโนโลยีแห่งหนึ่งขึ้นมา โดยมีการร่วมทุนกับ โธมัส และ แอนเดรียส สตรึงแมนน์ เพื่อทำงานในการพัฒนาวัคซีนต่อต้านมะเร็งโดยใช้เทคโนโลยี mRNA
บริษัทนั้นต่อมามีชื่อว่า BioNTech
แล้วในปี 2013 BioNTech ก็ทำให้คาริโกตัดสินใจโบกมืออำลาจากการทำงานในมหาวิทยาลัย เพื่อหันมารับตำแหน่ง Senior Vice President ของ BioNTech
แล้วศึกระหว่าง Moderna กับ BioNTech ก็เริ่มต้นขึ้นเงียบๆ จนกระทั่งเกิดการระบาดของโควิดขึ้น ทันใดนั้นทั้งสองบริษัทก็กลายเป็นบริษัทที่มีมูลค่าเพิ่มขึ้นไม่รู้กี่เท่า
ทั้ง Moderna และ BioNTech เห็นว่านี่คือโอกาสสำคัญในการพัฒนาวัคซีน mRNA เพื่อต่อต้านโคโรนาไวรัสสายพันธุ์ใหม่ ทั้งสองบริษัทรู้ในทันทีว่าโรคนี้จะกลายเป็นโรคระบาดระดับโลก และเทคโนโลยีวัคซีน mRNA อาจเป็นคำตอบได้ เพราะมันผลิตได้เร็วกว่าวัคซีนเชื้อตายมาก ทั้งยังมีประสิทธิภาพมากกว่า เนื่องจากเป็นการสร้างภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะเจาะจง จึงเหมาะสมกับสถานการณ์ที่โลกกำลังต้องการวัคซีนนับพันล้านโดสพอดี นั่นทำให้ BioNTech ต้องการพันธมิตรที่แข็งแกร่งเพิ่มขึ้นมา จึงเกิดการเจรจากับ Pfizer อันเป็นบริษัทผลิตยายักษ์ใหญ่ เพื่อมาเป็น ‘ทุนใหญ่’ ให้กับ BioNTech
เมื่อการร่วมทุนเกิดขึ้น วัคซีน mRNA ที่เราเรียกกันจนคุ้นหูว่า ‘ไฟเซอร์’ และ ‘โมเดอร์นา’ จึงถือกำเนิดขึ้น โดยไฟเซอร์ บริษัทยายักษ์ใหญ่อายุ 171 ปี ต้องมาแข่งกับโมเดอร์นา บริษัทที่มีอายุแค่ 10 ปี ที่สำคัญโรงงานของทั้งสองบริษัทอยู่ในเคมบริดจ์ แมสซาชูเซตส์ โดยอยู่ห่างกันเพียง 23 ไมล์เท่านั้นเอง
ถึงวันนี้แม้ว่าจะยังไม่มี ‘คนทั่วไป’ ในประเทศไทยคนไหนได้สัมผัสกับวัคซีนเทคโนโลยีใหม่นี้ แต่เราก็คุ้นหูกับเทคโนโลยีวัคซีน mRNA จากทั้งไฟเซอร์และโมเดอร์นากันเป็นอย่างดีแล้ว
หากใครได้ฉีดวัคซีนไฟเซอร์และโมเดอร์นา ก็อย่าลืมนึกถึงนักวิทยาศาสตร์หญิงผู้บุกเบิกเทคโนโลยีนี้ในยามที่ไม่มีใครแลเธอด้วยก็แล้วกัน
เธอชื่อ เคทลิน คาริโก
อ่านเพิ่มเติม:
