ราชบัณฑิตสภาทางวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน (The Royal Swedish Academy of Sciences) ได้มอบรางวัลโนเบลสาขาสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ (physiology or medicine) ประจำปี ค.ศ. 2020 ให้แก่ 3 นักวิทยาศาสตร์ได้แก่ Harvey J. Alter Michael Houghton และ Charles M. Rice จากผลงานการค้นพบไวรัสตับอักเสบซี (hepatitis c virus) ซึ่งเป็นสาเหตุของหนึ่งของโรคตับแข็งและมะเร็งตับ

ภูมิหลัง

โรคตับอักเสบ (Hepatitis)  เป็นโรคที่รู้จักกันมานาน และยังคงเป็นปัญหาทางสาธารณสุขทั่วโลก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดภาวะตับอักเสบเฉียบพลัน และมีโอกาสนำไปสู่ภาวะตับอักเสบเรื้อรัง ซึ่งอาจมีภาวะแทรกซ้อนตามมา เช่น โรคตับแข็งและมะเร็งตับ โรคตับอักเสบนั้นเกิดได้จากหลายสาเหตุ เช่น การบริโภคเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ การได้รับสารพิษ การแพ้ภูมิตัวเอง รวมทั้งการติดเชื้อไวรัส

สำหรับการติดเชื้อไวรัสสามารถแบ่งเชื้อไวรัสตับอักเสบเป็น 5 ชนิด ประกอบด้วย ไวรัสตับอักเสบเอ บี ซี ดี และ อี สำหรับไวรัสตับอักเสบซีสามารถติดต่อกันทางเลือดหรือเพศสัมพันธ์คล้ายกับไวรัสตับอักเสบบี แต่ไม่สามารถติดต่อกันได้ทางการให้นมบุตร การจามหรือไอรดกัน การรับประทานอาหารหรือดื่มน้ำด้วยกัน และการใช้ถ้วยชามร่วมกัน เชื้อไวรัสตับอักเสบซีเมื่อเข้าไปในร่างกายจะแบ่งตัวและอาศัยอยู่ในตับและก่อให้เกิดอาการและโรคอื่น ๆ ตามมาดังนี้

ตับอักเสบเฉียบพลัน:หลังจากไวรัสตับอักเสบซีเข้าสู่ร่างกายแล้วจะท าให้เกิดการอักเสบของตับ แต่ส่วนมากผู้ป่วยจะไม่มีอาการ ดังนั้นผู้ป่วยส่วนใหญ่จะไม่รู้ว่าตัวเองเกิดการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบซีแบบเฉียบพลัน
• ตับอักเสบเรื้อรัง : ผู้ป่วยที่ติดเชื้อไวรัสตับอักเสบซีมากกว่าร้อยละ 60 จะเกิดภาวะตับอักเสบเรื้อรังเมื่อตับถูกทำลายไปมากพอสมควรหรือมีการอักเสบของตับในระดับสูง โดยผู้ป่วยจะมีอาการอ่อนเพลีย เบื่ออาหาร
• ตับแข็ง : ผู้ป่วยตับอักเสบเรื้อรังจากไวรัสตับอักเสบซีนั้น ตับจะมีอาการอักเสบและถูกทำลายไปเรื่อย ๆ จนในที่สุดจะกลายเป็นตับแข็ง ซึ่งในระยะยาวผู้ป่วยจะมีอาการอ่อนเพลียมาก ดีซ่าน และอาจเกิดเกิดอาการตับวายได้ในที่สุด
• มะเร็งตับ : ผู้ป่วยไวรัสตับอักเสบซีเรื้อรังจะมีโอกาสเกิดมะเร็งตับได้มากกว่าคนปกติ

ทั้งนี้ การติดเชื้อไวรัสตับอักเสบซี เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้คนต้องผ่าตัดเปลี่ยนตับ โดยในช่วงทศวรรษที่ 1960 ไวรัสชนิดนี้ได้ก่อให้เกิดความกังวลอย่างมากในการบริจาคเลือด เนื่องจากไวรัสขนิดนี้สามารถติดต่อกันทางเลือดได้ ซึ่งในขณะนั้นยังไม่สามารถตรวจหาไวรัสตับอักเสบซีได้

องค์การอนามัยโลก (World Health Organization, WHO) ได้สรุปว่าในแต่ละปีมีผู้ติดเชื้อไวรัสตับอักเสบซีราว 70 ล้านคน และเสียชีวิตจากโรคนี้เป็นจำนวน 400,000 คน ดังนั้นขั้นตอนแรกสุดของการจัดการโรคติดต่อร้ายแรงชนิดนี้ คือ การระบุหาสาเหตุของการเกิดโรค นั่นคือ ไวรัสตับอักเสบซี นั่นเอง

การค้นพบครั้งสำคัญของ 3 นักวิทยาศาสตร์ ใน 3 ช่วงเวลา

ในช่วงทศวรรษที่ 1960 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบไวรัสตับอักเสบชนิดเอและบี และจากนั้นได้พัฒนาชุดตรวจไวรัสทั้ง 2 ชนิดขึ้นมา  ต่อมาในช่วงปี ค.ศ. 1972 ดร. Alter ซึ่งขณะนั้นได้ทำงานเป็นนักวิทยาศาสตร์ ณ ธนาคารเลือดของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (National Institute of Health) สหรัฐอเมริกา ได้พบว่ามีผู้ป่วยจำนวนมากที่แสดงอาการตับอักเสบหลังจากได้รับการถ่ายเลือด แต่หลังจากการทดสอบพบว่าเลือดเหล่านั้นตรวจไม่พบไวรัสตับอักเสบเอและบี ด้วยเหตุนี้ ดร. Alter จึงสงสัยว่าผู้ป่วยเหล่านั้นน่าจะมีการติดเชื้อโรคชนิดอื่น ที่ทำให้เกิดภาวะตับอักเสบ จากนั้น ดร. Alter จึงได้ทำการวิจัย โดยถ่ายเลือดผู้ป่วยที่แสดงอาการตับอักเสบให้แก่ลิงชิมแปนซี และพบว่าลิงชิมแปนซีแสดงอาการตับอักเสบได้เช่นกัน จากการวิจัยของดร. Alter ได้ข้อสรุปว่ายังมีเชื้อโรคอีกชนิดหนึ่งที่ทำให้เกิดโรคตับอักเสบนอกเหนือจากไวรัสตับอักเสบเอและบี ซึ่งการวิจัยของ ดร. Alter ถือเป็นจุดเริ่มต้นที่นำไปสู่การการแยกอนุภาคของไวรัสออกมาได้

ในปี ค.ศ. 1989 Michael Houghton นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ซึ่งขณะนั้นทำงานอยู่ในบริษัทยา Chiron Corporation มีความสนใจในการศึกษาเชื้อตัวใหม่ที่ก่อให้เกิดโรคตับอักเสบ โดยได้กำหนดสมมติฐานของการศึกษาไว้ 2 ข้อ คือ 1) สัตว์ทดลองที่ติดเชื้อไวรัสจะต้องมีสารพันธุกรรมของไวรัสอยู่ในกระแสเลือด และ 2) ในเลือดของผู้ป่วยที่ติดเชื้อไวรัสจะต้องมีแอนติบอดี้ที่เฉพาะเจาะจงต่อไวรัสชนิดนี้อยู่ด้วย ในการวิจัย Houghton ได้ใช้เทคนิคทางชีววิทยาระดับโมเลกุลและภูมิคุ้มกันวิทยาจนสามารถจำลองไวรัสชนิดใหม่นี้ขึ้นมาได้สำเร็จ

เริ่มแรก Houghtonใช้เทคนิคพันธุวิศวกรรมตัดต่อยีนของไวรัสเข้าไปในเซลล์แบคทีเรียเพื่อให้แบคทีเรียสร้างโปรตีนของไวรัสขึ้นมา จากนั้นใช้แอนติบอดี้ช่วยค้นหาโปรตีนของไวรัสที่อยู่ในแบคทีเรีย จากนั้นจึงดำเนินการวิเคราะห์และถอดลำดับพันธุกรรมของไวรัสตัวใหม่นี้ที่ก่อให้เกิดโรคตับอักเสบ โดยพบว่าไวรัสชนิดนี้อยู่ในกลุ่ม flavivirus และตั้งชื่อมันว่า ไวรัสตับอักเสบซี ซึ่งถือเป็นการค้นพบที่สำคัญที่นำไปสู่การพัฒนาชุดตรวจหาไวรัสตับอักเสบซีได้ในเวลาต่อมา

ในปี ค.ศ. 1997 Charles M. Rice ได้ศึกษาชิ้นส่วนสารพันธุกรรมของไวรัสตับอักเสบซี ที่ทำให้ไวรัสชนิดนี้เพิ่มจำนวนขึ้นมาได้ เนื่องจากไวรัสมีการกลายพันธุ์เกิดขึ้นซึ่งเป็นกลไกตามธรรมชาติที่จะช่วยเพิ่มโอกาสการรอดชีวิตของไวรัส ดังนั้น Rice จึงได้แยกสารพันธุกรรมซึ่งมีการกลายพันธุ์ที่ตำแหน่งแตกต่างกัน แล้วนำมาเปรียบเทียบเพื่อถอดรหัสสารพันธุกรรมที่สมบูรณ์ จากนั้นนำสารพันธุกรรมที่ถูกตัดแต่งและสังเคราะห์ขึ้นมาได้ไปทดสอบความสามารถในการก่อโรค โดยนำสารพันธุกรรมดังกล่าวฉีดเข้าไปในตับของลิงชิมแปนซี จากนั้นพบว่าลิงชิมแปนซีแสดงอาการที่พบในโรคตับอักเสบ และเมื่อวิเคราะห์ตัวอย่างเลือดของลิงชิมแปนซี ก็พบว่ามีอนุภาคของไวรัสอยู่ด้วย

ห้องปฏิบัติการของ Rice ได้ศึกษางานวิจัยด้านไวรัสมานานถึง 3 ทศวรรษ และกลายเป็นห้องปฏิบัติการแห่งแรกที่สามารถผลิตไวรัสที่เพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการได้ โดยห้องปฏิบติการแห่งนี้ได้พัฒนาวิธีการจำลองสารพันธุกรรมของไวรัสโดยไม่ต้องสร้างไวรัสที่มีชีวิต ซึ่งมีส่วนช่วยในการออกแบบวิธีการทดสอบยาที่มีฤทธิ์ยับยั้งการจำลองของไวรัสได้โดยตรง โดยในปี ค.ศ. 2013 ยากลุ่มแรกที่พัฒนาขึ้นจากเทคโนโลยีจากห้องปฏิบัติการของ Rice ได้รับการรับรองเพื่อใช้กับผู้ป่วยไวรัสตับอักเสบซี

นอกจากการวิจัยในประเด็นไวรัสตับอักเสบซี ห้องปฏิบัติการของ Rice ยังได้พัฒนาวิธีการทดสอบปัจจัยการติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี ไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ A ไข้เลือดออก ไข้เหลือง ไวรัสซิกา ไวรัสชิคุนกุนยา ตลอดจนโคโรนาไวรัส เพื่อรับมือกับการแพร่ระบาดของโรคโควิด-19 โดย Rice ได้นำเทคโนโลยี CRISPR ซึ่งเป็นเทคนิคการแก้ไขลำดับเบสช่วงใดช่วงหนึ่งของสารพันธุกรรม มาใช้ในการระบุเป้าหมายการรักษาแบบใหม่สำหรับไวรัส SARS-CoV-2 ที่ก่อให้โรคโควิด-19 และปรับแปลงเทคนิคที่พัฒนาขึ้นในงานไวรัสตับอักเสบซีของเขาเพื่อคัดกรองยาที่มีความสามารถในการยับยั้งไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งปัจจุบันอยู่ระหว่างการดำเนินการ

การค้นพบที่เปลี่ยนโลก

การวิจัยและการค้นพบไวรัสตับอักเสบซีของ 3 นักวิทยาศาสตร์ดังกล่าวได้นำไปสู่การพัฒนาการตรวจเลือดแบบที่มีความละเอียดอ่อนสูงในเวลาต่อมา ซึ่งช่วยคัดกรองและป้องกันความเสี่ยงของการติดต่อโรคไวรัสตับอักเสบในขณะถ่ายเลือด นอกจากนี้ยังนำไปสู่การพัฒนายาต้านหลายชนิดที่มุ่งเป้าเข้าจัดการกับไวรัสตับอักเสบซีโดยตรง โดยมีงานวิจัยรับรองว่าการใช้ยาเหล่านี้ร่วมกันสามารถลดปริมาณไวรัสตับอักเสบซีให้อยู่ในระดับต่ำได้ และสามารถรักษาโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งท้ายที่สุดได้ช่วยชีวิตผู้คนนับล้านและพัฒนาสุขภาพของประชากรโลกให้ดีขึ้น ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์ทั้ง 3 ท่าน จึงสมควรได้รับรางวัลโนเบลในสาขาการแพทย์ในครั้งนี้เป็นอย่างยิ่ง

จากวารสารข่าววิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจากกรุงบรัสเซลส์ ฉบับที่ 10 ประจำเดือน ตุลาคม 2563