มีคำถามที่ว่า ทำไมบางคนที่ได้รับเชื้อ HIV แล้วจึงไม่มีการพัฒนาต่อเนื่องไปจนเกิดโรคภูมิคุ้มกันบกพร่อง หรือ AIDS? จากการวิเคราะห์รหัสทางพันธุกรรมของมนุษย์แสดงว่า คำตอบทั้งหมดทั้งสิ้นนั้นอยู่บน การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยของโครงสร้างของโปรตีน ที่ช่วยระบบภูมิต้านทานเพื่อที่จะ จดจำ และทำลายเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสนี้
ผู้คนส่วนมากที่ติดเชื้อ HIV แล้วสุดท้าย จะค่อยๆ มีการพัฒนาของเชื้อ จนกระทั้งเป็นโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องอย่างสมบูรณ์ กล่าวคือ ไวรัสมีการคัดลอกสำเนาพันธุกรรมของตัวเองในเซลล์เม็ดเลือดขาว จนมีปริมาณมากแล้วก็ทำลายระบบภุมิคุ้มกันของตัวเราเอง แต่อย่างไรก็ตาม เราก็ยังพบว่า 1 คนจาก 300 คน ของผู้ที่ได้รับเชื้อ HIV ตัวไวรัสเองจะไม่มีการพัฒนา หรือเพิ่มปริมาณจนกระทั่งเป็นโรคภูมิคุ้มกันบกพร่อง เราเรียกคนเหล่านี้ว่า “ผู้คุมเชื้อ” ซึ่งคนเหล่านี้ไม่จำเป็นที่จะต้องได้รับการรักษา เพราะว่าร่างกายของเขาสามารถยับยั้งการคัดลอกสำเนาพันธุกรรมของเจ้าไวรัสร้ายนี้ได้
บรูส วอกเกอร์, นักภูมิต้านทานวิทยา และ ผู้อำนวยการสถาบันแรงจอนของโรงพยาบาลกลางรัฐแมสซาซูเซตต์ สถาบันเทคโนโลยี่แมสซาซูเซตต์ และมหาวิทยาลับฮาวารต์ เริ่มต้นคิดถึงการศึกษาทางคลินิค ของผู้ที่สามารถควบคุมเชื้อไวรัสได้ เขาได้กล่าวว่า “ผมตระหนักว่า เราสามารถที่จะทำการศึกษาแบบแบ่งกลุ่ม โดยการประสานงานจากแพทย์ทั่วโลก และผมคิดว่า ในที่สุดแล้ว เราจะสามารถหาได้ว่า อะไรคือคุณลักษณะทางพันธุกรรมเฉพาะที่มีร่วมกันของ “ผู้คุมเชื้อ” เทียบกับผู้ติดเชื้อทั่วไปได้”
ค่าความแตกต่าง
วอกเกรอ์และเพื่อนร่วมงานของเขา ได้เก็บตัวอย่าง DNA จาก “ผู้คุมเชื้อ” กว่า 900 คน พวกเขาได้เปรียบเทียบลักษณะทางพันธุกรรมกับผู้ติดเชื้อทั่วไปกว่าอีก 2600 คน โดยการใช้เทคนิคที่เรียกว่า การศึกษาความเชื่อมโยงทั่วทั้งจีโนม (genome-wide association study-GWAS) [1] ซึ่งการศึกษาความเชื่อมโยงกันทั่วทั้งจีโนมนี้ ได้มีการตรวจสอบความแตกต่างระดับพันธุกรรมเพียงตำแหน่งเดียว (single nucleotide polymorphism-SNPs) กล่าวคือ ความแตกต่างที่เกิดขึ้นบน DNA เพียงจุดเดียว จากความแตกต่างเป็นล้านๆ จุดบนจีโนมของมนุษย์แต่ละคน และในที่สุด เขาก็ค้นพบประมาณ 300 ตำแหน่งบนจีโนมของมนุษย์ที่มีความสัมพันธ์กับผู้ที่สามารถควบคุมเชื้อได้
ทุกตำแหน่งที่ได้ค้นพบทั้งหมดนั้น ต่างก็เป็นส่วนประกอบบนจีโนมที่เป็นรหัสของโปรตีนที่เกียวข้องกับการตอบสนองของระบบภูมิต้านทาน ซึ่งเราเรียกว่า โปรตีน HLA ยิ่งกว่านั้น นักวิจัยได้ใช้เทคนิค การวิเคราะห์แบบถดถอยเพื่อหาบริเวณที่มีความสำคัญมากที่สุด สุดท้าย ก็เหลือแค่เพียงสี่ตำแหน่ง ที่มีอิทธิพลเชื่อมโยงมากที่สุด กับ ระบบภูมิต้านทานต่อเชื้อ HIV
มันเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้แค่เพียงสถิติเพียงอย่างเดียวที่จะบอกว่า ตำแหน่งนี้จะส่งผลต่อการสร้างถูมิต้านทาน HIV ของพวกเขาหรือไม่ แต่การใช้ข้อมูลรหัสแผนที่ของตำแหน่งโปรตีน HLA บนจีโนม ซึ่งถูกสร้างมาแล้วจากส่วนหนึ่งของการศึกษาโรคเบาหวานก่อนหน้านี้ [2] กลุ่มนักวิจัยชี้เฉพาะไปถึงกรดอะมิโน ภายในโปรตีน HLA-B ซึ่งแตกต่างกันระหว่าง “ผู้คุมเชื้อ” และผู้ติดเชื้อทั่วไป กรดอะมิโนเหล่านี้แสดงถึงการสนับสนุนความสามารถในการควบคุมเชื้อไวรัส “จากสามพันล้านนิวคลีโอไทด์ของมนุษย์ [ทั้งจีโนม] เราสามารถที่จะชี้เฉพาะไปถึงกรดอะมิโนเพียงไม่กี่ตัวที่กำหนดถึงความแตกต่างนี้ ซึ่งกรดอะมิโนแต่ละตัวถูกกำหนดรหัสมาจากเพียงแค่ สามนิวคลีโอไทด์เท่านั้นเอง” วอกเกอร์กล่าว
โปรตีน HLA-B แสดงบทบาทสำคัญของการตอบสนองของระบบภุมิคุ้มกันของร่างกายต่อการโจมตีของไวรัส เมื่อร่างกายติดเชื้อไวรัส มันจะปล้นเซลล์เจ้าบ้านของเรา (เซลล์เม็ดเลือดขาว) ให้สร้างโปรตีนของมัน ซึ่งโปรตีน HLA-B จะจับสายเปปไทด์ (ส่วนสั้นๆ ของโปรตีนของไวรัส) แล้วนำมันไปยังบริเวณเยื้อหุ้มเซลล์ ซึ่งโปรตีน HLA-B นี้เองจะทำตัวเหมือนกับธงที่ปักไว้บอกให้เซลล์เข้ามาทำลายโปรตีนของไวรัสด้วยระบบภูมิต้านทานของร่างกายเราเอง ห้าจากหกตำแหน่งของกรดอะมิโนที่แตกต่างกันของกลุ่ม “ผู้คุมเชื้อ” และกลุ่มผู้ติดเชื้อ ที่ถูกพบบนโปรตีน HLA-B ที่มีความสามารถในการจับกับโปรตีนของไวรัส
จากการศึกษาเล็กๆ ในทวีปแอฟริกาใต้ [3] ได้แสดงถึงความเกียวพันกันของโปรตีน HLA-B กับ ภุมิต้านทานเชื้อ HIV แต่ “นี่ได้ยืนยันว่า HLA-B เป็นโปรตีนที่สำคัญมาก” รอดนีย์ ฟิลลิปส์ นักภุมิต้านทานวิทยา และผู้อำนวยการร่วมสถาบันการติดเชื้อปรากฏแห่งมหาวิทยาลัยออกฟอร์ตกล่าว
กลไกของภูมิต้านทาน
การเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนที่ถูกพบโดยวอกเกอร์ แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของโปรตีน HLA-B ที่กระทำตัวต่อสายเปปไทด์ของไวรัส กับระบบภูมิต้านทานของร่างกาย แต่กระบวนการที่แตกต่างออกไปของกลุ่ม “ผู้คุมเชื้อ” กับผู้ติดเชื้อทั่วไปนี้ ยังคงไม่ชัดเจน วอกเกอร์กล่าวต่ออีกว่า “เราพยายามที่จะอธิบายกลไกเหล่านี้ให้ชัดเจน และพยายามแสดงว่าโปรตีนเหล่านี้ทำหน้าที่อย่างไร นั่นแสดงให้เห็นว่าเรายังเหลืองานที่จะต้องทำให้เสร็จอีกมาก”
การศึกษาการตอบสนองของระบบภูมิต้านทานต่อโรคอื่นๆ ก็เกี่ยวพันกับกรดอะมิโนที่จับกับโปรตีน HLA ฟิลลิปส์กล่าวว่า “ถ้าคุณมีโครงสร้างของโปรตีนที่แตกต่างออกไป คุณก็จะสามารถที่จะจับกับสายเปปไทด์ที่มีลำดับแตกต่างไป หรือโครงสร้างที่แตกต่างไปได้ ซึ่งมันนำมาถึงการตอบสนองของระบบภูมิต้านทานที่ดีขึ้น”
แต่อย่างไรก็ตาม มันก็ยังเหลือเวลาอีกยาวนานที่งานของเขา จะนำไปสู่การรักษา หรือการสร้างวัคซีนจริงๆ “เรายังอยู่บนเส้นทางที่ยาวสำหรับการตีความหมายของสิ่งที่ค้นพบนี้ แต่ส่วนที่น่าสนใจก็คือ การศึกษาความเชื่อมโยงทั่วทั้งจีโนม กำลังนำเราไปสู่การตอบสนองของระบบภูมิต้านทาน ซึ่งมันก็เป็นข่าวดีสำหรับการคิดค้นวัคซีน เพราะว่ามันใช้จัดการกับระบบภูมิต้านทานของร่างกาย” วอกเกอร์กล่าว “เราคาดหวังว่า นี่จะเป็นสิ่งที่ช่วยเราบนเส้นทางการพัฒนาสำหรับการเหนี่ยวนำให้เกิดการตอบสนองของร่างกาย เพราะขณะนี้ เราทราบแล้วว่าอะไรคือสิ่งที่เราจะต้องพยายามเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้น”
อ้างอิง
1. The International HIV Controllers Study Science,doi:10.1126/science.1195271 (2010)
2. Brown, W.M. et al. Diabetes Obes. Metab. 11 (suppl. 1), 2-7 (2009).
3. Kiepiela, P. et al. Nature 432, 769-775 (2004).
ที่มา: https://www.nature.com/news/2010/101104/full/news.2010.582.html