โรคโควิด-19 นั้นอยู่กับเรามาแล้วเกือบ 2 ปีแล้ว ซึ่งเชื้อร้ายมักทำลายเนื้อเยื่อถุงลมในปอดของผู้ป่วยได้ การรักษาผู้ป่วยที่มีอาการหนักจึงไม่พ้นต้องใช้เครื่องช่วยหายใจ แต่ในการระบาดครั้งใหญ่นี้ ภาวะขาดแคลนเครื่องมือแพทย์เกิดขึ้นไปทั่ว คำถามคือยังมีวิธีการอื่นอีกไหมที่เราจะต่อลมหายใจของผู้ที่ติดเชื้อได้
ทีมนักวิทยาศาสตร์นำโดย ศ.ดร.นพ.ทากาโนริ ทาเคเบะ (Takanori Takebe) แพทย์โรคระบบทางเดินอาหารแห่งมหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์และทันตแพทยศาสตร์โตเกียว และผู้อำนวยการศูนย์วิจัยแพทยศาสตร์เซลล์ต้นกำเนิดและอวัยวะจำลอง ประเทศญี่ปุ่น เกิดไอเดียที่จะศึกษาประสิทธิภาพของการรับออกซิเจนผ่านเนื้อเยื่อลำไส้ของสัตว์ทดลอง เพื่อต่อยอดนำมาใช้กับมนุษย์ในอนาคต ผลงานวิจัยได้รับการตีพิมพ์ผ่านวารสาร Med เมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม ค.ศ. 2021 ที่ผ่านมา
การหายใจด้วยเนื้อเยื่อลำไส้ผ่านทวารหนัก ไม่ใช่เรื่องเป็นไปไม่ได้ในโลกของสัตว์ ปลิงทะเลใช้อวัยวะ Respiratory Tree ยื่นออกมาทางทวารหนักเพื่อแลกเปลี่ยนแก๊ส ปลาดุกบางชนิดหายใจผ่านทางทวารหนักได้ แม้แต่มนุษย์เองก็สามารถดูดซึมยาผ่านทางลำไส้ใหญ่ได้เช่นกัน แล้วเป็นไปได้ไหมที่เราจะหายใจด้วยลำไส้ใหญ่?
ก่อนเริ่มการทดสอบกับมนุษย์ ทีมนักวิทยาศาสตร์ตั้งต้นที่ปลาหมู หนูทดลอง และหมูทดลองก่อนเป็นอันดับแรก
ปลาหมู หนูทดลอง และหมูทดลอง
ปลาหมูเป็นปลาน้ำจืดที่หากินอยู่ตามผิวน้ำ ปกติพวกมันหายใจผ่านเหงือก แต่เมื่อระดับออกซิเจนในน้ำลดต่ำลง ลำไส้ใหญ่ก็จะถูกนำมาใช้เพื่อช่วยรับออกซิเจนเข้ามาในร่างกายด้วยอีกแรง ทีมนักวิทยาศาสตร์พบว่าพวกมันจะปรับตัวโดยการเพิ่มอัตราการไหลเวียนโลหิตมายังลำไส้ส่วนปลาย ใกล้กับทวารหนัก และลดการหลั่งเยื่อเมือกลง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการรับออกซิเจน นอกจากนี้ ทีมนักวิจัยยังพบว่าหากออกแรงขูดเยื่อบุผนังลำไส้ให้บางลง ก็จะช่วยเพิ่มความสามารถในการรับออกซิเจนทางลำไส้ได้มากขึ้นไปอีก เนื่องจากมันจะช่วยย่นระยะทางที่ออกซิเจนแพร่เข้าสู่กระแสโลหิต
เมื่อการทดลองในปลาหมูซึ่งสามารถหายใจด้วยลำไส้ใหญ่ได้ในธรรมชาติให้ผลดี ถึงเวลาที่จะเขยิบมาทดสอบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ซึ่งมีสภาพทางกายวิภาคและสรีรวิทยาใกล้เคียงกับมนุษย์ยิ่งขึ้น
หนูทดลอง 11 ตัวถูกนำมาทดสอบความเป็นไปได้ในการรับออกซิเจนทางลำไส้ โดยที่สี่ตัวแรก ทีมนักวิจัยขัดเอาเซลล์เยื่อบุลำไส้ชั้นนอกออกไปเพื่อทำให้พื้นผิวรับออกซิเจนบางลง อีก 7 ตัวที่เหลือปล่อยไว้ตามปกติ ตามด้วยการทำให้หนูทดลองขาดอากาศหายใจแล้วอัดก๊าซออกซิเจนผ่านทางทวารหนัก ผลปรากฏว่าหนูทดลองที่ไม่ได้รับออกซิเจนชดเชยจะตายในเวลา 11 นาที ส่วนกลุ่มที่ได้รับออกซิเจนแต่เซลล์เยื่อบุลำไส้ไม่ถูกขัดออกอยู่ได้ 18 นาที ท้ายสุด กลุ่มที่ขัดเอาเยื่อบุลำไส้ออกไป มีชีวิตอยู่ได้นานถึง 50 นาที แต่มีหนึ่งตัวที่ตายลงไปก่อนหน้า จึงสรุปอัตราการรอดชีวิตเบื้องต้นได้ที่ 75%
อย่างไรก็ตาม หากนำไปใช้งานจริง การขัดเยื่อบุลำไส้ทิ้งเป็นเรื่องที่อันตรายและเกิดผลข้างเคียงตามมา เช่น การติดเชื้อและการอักเสบ ทีมนักวิจัยจึงนึกถึงการให้ออกซิเจนผ่านสารละลายเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน (Perfluorocarbon) สารเคมีชนิดนี้จับกับออกซิเจนได้ดี และนำมาใช้ในระหว่างการผ่าตัดทั่วไปอยู่แล้วเป็นทุนเดิม
ทีมนักวิจัยทดสอบแนวคิดเบื้องต้นนี้ในหนูทดลองเช่นเคย ซึ่งจะถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม
กลุ่มแรกได้รับสารละลายเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน ส่วนกลุ่มควบคุมได้รับน้ำเกลือแทน ผลการทดลองในกล่องเลี้ยงที่มีออกซิเจนต่ำพบว่าหนูที่ได้รับออกซิเจนผ่านของเหลวแม้ในปริมาตรเพียง 1 มิลลิลิตร ก็จะยังคงมีพฤติกรรมเหมือนตามปกติ และมีปริมาณออกซิเจนในเลือดมากกว่ากลุ่มที่ได้รับน้ำเกลืออย่างเห็นได้ชัด ที่สำคัญคือผลของการให้สารละลายนี้คงอยู่ถึง 1 ชั่วโมง ซึ่งยาวนานเกินกว่าที่นักวิจัยคาดการณ์เอาไว้มาก
หนูเป็นสัตว์ขนาดเล็ก เทียบไม่ได้กับมนุษย์ ทีมนักวิจัยจึงต้องไปต่อกับสัตว์ใหญ่อย่างเช่นหมู
คณะนักวิจัยทำให้หมูทดลองสลบแล้วให้ออกซิเจนในระดับต่ำๆ ทางปาก ส่วนออกซิเจนชดเชยจะให้ทางทวารหนักด้วยสารละลายเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนปริมาตร 400 มิลลิตร ผลการวิเคราะห์พบว่าหมูทดลองกลุ่มนี้มีปริมาณออกซิเจนในเลือดเพิ่มขึ้น 15% (จาก 66.6% เป็น 81.8%) ซึ่งเพียงพอต่อการทำให้มันรอดพ้นจากภาวะขาดออกซิเจน ทั้งนี้ ผิวหนังของมันกลับมามีสีเลือดฝาด และอุณหภูมิร่างกายก็กลับมาเป็นเหมือนเดิมอีกด้วย แม้จะต้องให้ซ้ำเรื่อยๆ ทุกๆ 18 นาที ทีมนักวิจัยก็ยังไม่พบผลข้างเคียง
สามคำถามสำคัญก่อนเริ่มทดสอบในมนุษย์
แม้ว่างานวิจัยนี้จะให้ผลออกมาเป็นที่น่าพึงพอใจ แต่ก็เหมือนกับงานอื่นอีกมากที่จะต้องผ่านการพิจารณาและทดสอบในแง่ของประสิทธิภาพและความปลอดภัยในมนุษย์อย่างรัดกุมก่อนที่จะนำมาใช้จริง แม้ขณะนี้จะอยู่ในภาวะโควิด-19 ระบาดก็ตาม
ก่อนที่จะเริ่มต้นทดสอบทางคลินิกภายในปีหน้า คณะนักวิจัยต้องตอบคำถามสำคัญให้ได้สามข้อ
ข้อแรก การให้สารน้ำทางทวารหนักอาจไปกระทบกับการทำงานของเส้นประสาทเวกัส (Vagus Nerve) ซึ่งส่งผลให้ความดันเลือดตกและหน้ามืดได้
ข้อสอง จุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่ส่วนปลายคุ้นชินกับสภาวะที่มีออกซิเจนต่ำอยู่แล้ว การได้รับออกซิเจนปริมาณสูงแบบฉับพลัน อาจไปทำลายระบบนิเวศขนาดจิ๋วในลำไส้ ซึ่งจะส่งผลต่อการย่อยอาหาร การป้องกันโรค และเมตาบอลิซึม
ข้อสุดท้าย ภาวะที่จำลองขึ้นในสัตว์ทดลอง ยังไม่ใกล้เคียงกับผู้ป่วยที่มีอาการรุนแรงเท่าไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเจ็บป่วยที่เกิดเพราะการติดเชื้อ อาการอักเสบ และความดันเลือดที่ต่ำอยู่แล้วเป็นทุนเดิม การพิจารณาปัจจัยเหล่านี้เพิ่มเติมอย่างละเอียดเพื่อหาเงื่อนไขที่ดีที่สุดในการให้สารน้ำออกซิเจนผ่านทางทวารหนักเป็นเรื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
แม้จะเป็นแนวคิดที่ออกจะแปลกแหวกแนวไปสักหน่อย และยังต้องผ่านการยืนยันอีกหลายขั้นตอน แต่ก็ถือว่าคุ้มค่าที่ได้ลงมือทดลองและเผยแพร่ผลงานออกมา เพราะอย่างน้อยเราก็พอมองเห็นหนทางใหม่ๆ ที่จะใช้ยื้อชีวิตมนุษย์ได้ในอนาคต
พิสูจน์อักษร: ลักษณ์นารา พักตร์เพียงจันทร์
อ้างอิง:
