นายแพทย์ ยงค์ศักดิ์ เลียงอุดม ศัลยศาสตร์ทางมือและจุลศัลยศาสตร์, ศัลยศาสตร์ออร์โธปิดิกส์โรคกระดูกสันหลัง โรงพยาบาลกรุงเทพ ออกมาโพสต์ข้อความให้ความรู้เกี่ยวกับที่มาที่ไปและการทำงานของเทคโนโลยี “mRNA” ที่ใช้ในการต่อสู้กับไวรัสโควิด-19 โดยมีการยกย่องให้เป็นเทคโนโลยีที่เซฟโลกไว้เลยทีเดียว
เมื่อวันที่ 24 ก.ค. เพจ “ตามข่าวกับหมอยงค์” ของ นายแพทย์ ยงค์ศักดิ์ เลียงอุดม ศัลยศาสตร์ทางมือและจุลศัลยศาสตร์, ศัลยศาสตร์ออร์โธปิดิกส์โรคกระดูกสันหลัง โรงพยาบาลกรุงเทพ ได้ออกมาโพสต์ข้อความในหัวข้อ “mRNA วิทยาศาสตร์ Save โลก” โดยได้ระบุข้อความว่า
“ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เกิดจากการค้นคิดของนักวิทยาศาสตร์ ทำให้โลกเปลี่ยนแปลงก้าวหน้า สะดวกสบาย มีชีวิตความเป็นอยู่และสุขภาพที่ดีขึ้น การคิดค้นทางวิทยาศาสตร์ต้องอาศัยสติปัญญา และที่สำคัญอย่างยิ่งคือความอดทน มุ่งมั่นในการวิจัยและค้นหา การนำ Idea ความคิดมาสู่ innovation ที่ใช้ประโยชน์ได้จริง หลายๆ คนคิดว่าได้มาในช่วงเวลาข้ามคืน แต่เบื้องหลังเต็มไปด้วยความพยายามอันเหน็ดเหนื่อย ในช่วงระยะแรกนักวิทยาศาสตร์หลายๆ คนที่ช่วยพัฒนา mRNA มีความยากลำบากในการหาทุนมาทำการวิจัยเพราะเป็นเรื่องใหม่ที่ยังมองไม่เห็นอนาคต
ผลงานทางวิทยาศาสตร์ต้องใช้เวลาและต่อยอดความคิดของนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำหลายๆ คนจึงจะสำเร็จนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างแท้จริง มีนักวิทยาศาสตร์อยู่มากมายที่ทำงานหนักใน pure science ก่อนที่นักวิทยาศาสตร์อีกส่วนหนึ่งจะนำมาใช้เป็นประโยชน์ใน applied Science
mRNA เทคโนโลยีเป็นตัวอย่างของความรู้ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ทำวิจัยสะสมต่อยอดมานับ 20 ปี โดยนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันระดับโลกหลายๆ สถาบัน ทั้ง Harvard, University of Pennsilvania, University of British Columbia และ University of Maize จนตกผลึกนำมาใช้ผลิตวัคซีน mRNA ของ Moderna และ Pfizer ซึ่งเป็นจังหวะเวลาที่ perfect เช่นเดียวกันกับที่เกิดเชื้อโรคระบาดที่ perfect ที่สุดในรอบ 100 ปี คือ COVID-19 นับว่าโลกยังไม่โชคร้ายจนอาจสูญเสียผู้คนที่อาจเป็นหลักร้อยๆ ล้านคนถ้าไม่มีวัคซีนที่สมบูรณ์แบบ
มนุษย์มี cell ต่างๆ อยู่ในร่างกาย ภายใน cell แต่ละตัวจะมี DNA ซึ่งเป็นอักษร coding ที่จะกำหนดให้โรงงานภายใน cell คือ ribosome ผลิต protein ชนิดต่างๆ ตามอักษร coding ต่างๆ ที่มีอยู่ 3 พันล้าน coding ผ่านมาทางทหารสื่อสารคือ mRNA ที่มีอยู่ 340 ล้านชนิดในทุก cell ของร่างกาย
mRNA ถูกค้นพบเมื่อปี 1961 เป็นที่ทราบดีของนักวิทยาศาสตร์ว่าเป็นตัวสื่อสารภายใน cell ที่จะนำ coding ของ DNA ให้โรงงาน ribosome สร้าง protein ที่ต้องการตาม genetic coding เทคโนโลยี mRNA เริ่มต้นเมื่อปี 1993 เมื่อนักวิจัยของ Merck ได้ใส่ DNA ที่มีส่วนในการสร้างของ protein ไข้หวัด Influenza เข้าไปใน cell ของหนูทดลอง หนูทดลอง DNA สามารถสร้างภูมิคุ้มกันได้ระดับหนึ่ง
แต่การวิจัยในคนดำเนินการมาหลายๆ ปีแต่มีความยากลำบากในการนำ DNA เข้า cell ของมนุษย์ เนื่องจาก DNA มีขนาดใหญ่ จึงมีความลำบากในการผ่านผิว membrane ของ cell จนกระทั่งปี 2005 นักวิจัยชื่อ Katilin Karico และ Drew Weisman จาก University of Pennsylvania มีความคิดที่จะใช้ mRNA ตัวส่งสารไปที่โรงงาน ribosome ใน cell แทนที่จะใช้ DNA โดยตรง Katilin Karico ทำวิจัยเรื่อง mRNA มานานตั้งเเต่ปี 1970 ส่วน Weisman สนใจเรื่องการใช้ mRNA มาผลิตวัคซีน mRNA สำหรับ HIV ทั้ง 2 คนจึงมาร่วมงานกันที่ U of Penn ในปี 1990
mRNA เป็นสารที่ไม่มั่นคงเหมือน DNA เพราะเมื่ออยู่ในร่างกายภายนอก cell จะถูกทำลายโดยง่ายด้วย enzyme ต่างๆ ในกระแสเลือด ถึงแม้จะผ่านผิว membrane ของcell ได้ง่ายกว่า DNA ก็ตาม mRNA ยังมีปัญหาเมื่อเข้า cell แล้วร่างกายยังคิดว่าเป็นสิ่งแปลกปลอม นึกว่าเป็นเชื้อโรค จะถูกทำลายลง อีกปัญหาคือ mRNA ที่สร้างขึ้นมาเมื่อเข้าร่างกายจะเกิดกระบวนการอักเสบ mRNA ประกอบด้วย amino acid 4 ตัวเรียงตัวสลับไปมา Drew Weisman ในปี 2005 คิดวิธีที่จะทำไม่ให้เกิดการอักเสบเมื่อ mRNA เข้าร่างกายโดยการเปลี่ยนชนิดของ amino acid ไปหนึ่งชนิดจนทำให้ไม่เกิดการอักเสบ เป็นการแก้ไขปัญหาไปได้หนึ่ง step
แต่ด้วยความมุ่งมั่น Drew Weismann จึงติดต่อนักวิทยาศาสตร์ที่เชี่ยวชาญเรื่อง nanolipid molecule ที่ British Columbia University และคิดวิธีการที่จะทำให้ mRNA ไม่ถูกทำลายด้วย enzyme เมื่ออยู่ในร่างกาย และเมื่อเข้า cell โดยใช้ lipid nanoparticle ห่อหุ้ม mRNA
นักวิทยาศาสตร์จาก British Columbia ศึกษาเรื่องการใช้ nanolipid เพื่อนำ molecule เข้า cell มาอย่างยาวนาน 25 ปี แต่ในระยะแรกทำเพื่อรักษาโรคตับ การพัฒนาที่จะทำให้ mRNA เข้า cell จึงได้พัฒนาร่วมกันกับ Drew Weisman และ Karico โดยใช้วิธีการเปลี่ยน chargeing ขั้วกระแสไฟฟ้าของ nanolipid จึงทำให้ nanolipid นำ mRNA ผ่านผิว cell เข้าไปหาโรงงาน ribosome ใน Cell ได้ นับว่าเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการที่นำ mRNA เข้า cell ได้
นักวิทยาศาสตร์จาก Harvard คือ Direk Rossi และ Timothy Springer ได้ต่อยอดการวิจัย mRNA ของทีม University of Pennsylvania ต่อมาได้ก่อตั้งบริษัท Moderna ในปี 2010 การต่อยอดการวิจัยทาง mRNA อีกสายมาทาง University of Maize โดยวิจัยในการรักษาโรคมะเร็ง โดยสองสามีภรรยา Uger Sahin และ Ozlem Tureci ทำงานอยู่ที่ University of Maize ทางด้านมะเร็งเม็ดเลือดและทำงานวิจัยด้านมะเร็ง ในปี 2000 Sahin ได้เริ่มทำวิจัยใช้ mRNA เทคโนโลยีมารักษามะเร็ง จนในปี 2008 จึงร่วมกันก่อตั้งบริษัท BiontechSahin ทำงานวิจัยเกี่ยวกับการรักษามะเร็งด้วย mRNA จนในปี 2018 ก่อนการระบาดเพียง 16 เดือน เกิดจุดหักเหที่ลงตัว ได้ลงนามร่วมมือกับ Pfizer เพื่อพัฒนาวัคซีนสำหรับไข้หวัดตามฤดูกาล season flu ด้วย mRNA เทคโนโลยี โดยทำวิจัยร่วมกับนักวิจัยของ Pfizer ดังนั้น เมื่อมีการระบาดของ COVID-19 ทั้ง Sahin และ Pfizer จึงมีความพร้อมที่จะใช้ mRNA เทคโนโลยีในการผลิตวัคซีนสำหรับ COVID-19 หลังจากได้ทำวิจัยใน mRNA เทคโนโลยีมานับ 10 ปี
ส่วนทีมงานของบริษัท Moderna ก็ได้ทำวิจัยเกี่ยวกับ mRNA เทคโนโลยีมาตั้งแต่ปี 2014 เมื่อมีการระบาดของ COVID-19 ในตอนต้นปี 2020 ทีมงานจึงมีความพร้อมในการผลิตวัคซีน COVID-19 เช่นเดียวกัน ความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของทั้ง Moderna และ Biontech จึงมีรากฐานจากการทำงานหนักมายาวนานสะสมต่อเนื่องกันมาจากนักวิทยาศาสตร์หลายๆ คน
สิ่งสำคัญในความสำเร็จก็คือต้องมีเงินทุนสนับสนุน เพราะการวิจัยต้องใช้เงิน และไม่รับประกันว่าจะประสบความสำเร็จ Trump ได้ให้เงินทุนแก่ Moderna 900 ล้านดอลลาร์ ให้ Pfizer 12,00 ล้านดอลลาร์ในช่วงต้นปี 2020 ผ่านโครงการ operation wrap speed โดยทำข้อตกลงต้องขายให้อเมริกาก่อน
การผลิตวัคซีนด้วยเทคโนโลยีเก่าต้องใช้เวลาอย่างน้อย 5 ปี แต่บริษัท Pfizer & Biontech และบริษัท Moderna ใช้เวลาไม่ถึง 1 ปีในการพัฒนาวัคซีน mRNA หลังจากทราบ sequencing gene ของ COVID-19 จากนักวิทยาศาสตร์จีนที่เซี่ยงไฮ้ Direk Rossi จาก Moderna ให้เวลาเพียง 2-3 อาทิตย์ในการฉีด mRNA วัคซีนทดลองของ Covid-19 เข้าร่างกายของอาสาสมัครคนแรก นับว่าเป็นประวัติศาสตร์ที่รวดเร็วที่สุดในการพัฒนาวัคซีน
เทคนิค mRNAในการผลิตวัคซีน Covid-19 ก็คือสร้าง mRNA ขึ้นมาจาก lab ตาม coding ของ geneของ spike protein ของไวรัส Covid-19 ซึ่งนักวิทยาศาสตร์จีนทำไว้ แล้วผ่านขบวนการห่อ mRNA ที่สร้างขึ้นมาด้วย nanolipid เพื่อป้องกันไม่ให้ mRNA ถูก enzme ในเลือดทำลาย และป้องกันไม่ให้ระบบของ cell ทำลายเมื่อผ่านผนัง cell เข้าไปใน cell แล้ว ทำให้ mRNA สามารถสั่งให้โรงงาน Ribosome ใน cell ผลิต protein ของ spike protein ของ Covid-19 ได้เป็นจำนวนมาก เนื่องจากเป็นการสั่งการโดยตรง
Protein ที่ cell สร้างขึ้นมาหลังจากฉีดวัคซีน mRNA จึงมีรูปร่างหน้าตาเหมือน spike protein ของ Covid-19 ทำให้หลอกให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกัน antibodies จำนวนมากพร้อมที่จะต่อสู้กับไวรัส Covid-19 เมื่อมีการติดเชื้อ กระบวนการและขั้นตอนเหล่านี้ผ่านการทำวิจัยสะสมมายาวนาน ประกอบด้วยรายละเอียดต่างๆ ที่นำมาสู่ความสำเร็จของวัคซีน Moderna และวัคซีน Pfizer Biontech
มีความพยายามในการผลิตวัคซีน mRNA จากบริษัทอื่นๆ เช่นบริษัท Curevax แต่ประสิทธิภาพมีเพียง 44% การผลิตวัคซีน mRNA สำหรับ COVID-19 ก็เปรียบเหมือนกับการที่ ไอสไตล์ ได้คิดสูตร E= mC2 แต่มีเพียงบางประเทศนำไปสร้างระเบิดปรมาณูได้ แต่ประเทศส่วนใหญ่จะไม่มีความสามารถที่จะทำได้
เนื่องจาก mRNA สามารถสร้าง protein ชนิดต่างๆจาก coding ของ gene ทั้ง Moderna และ Pfizer จึงจะต่อยอดใช้ mRNA เทคโนโลยีไปใช่ผลิตวัคซีนสำหรับโรคระบาดอื่นๆ เช่น Zica, HIV และการรักษาโรคอื่นๆ ที่สำคัญคือการรักษาโรคมะเร็ง
Science save life and give well being to people, not the politicians”
