แบคทีเรียวัณโรคสามารถ "แกล้งตาย" เพื่อความอยู่รอดของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน

วัคซีนนี้ช่วยปกป้องทารกมากกว่า 100 ล้านคนในแต่ละปีจากวัณโรคชนิดรุนแรง (TB) รวมถึงภาวะสมองบวมรุนแรงที่อาจเกิดขึ้นในทารก อย่างไรก็ตาม วัคซีนชนิดเดียวกันนี้ไม่สามารถป้องกันวัณโรคชนิดที่พบบ่อยในผู้ใหญ่ ซึ่งโจมตีปอดได้ ซึ่งทำให้โรคนี้ยังคงเป็นโรคติดเชื้อที่ร้ายแรงที่สุดในโลก โดยคร่าชีวิตผู้คนไป 1.25 ล้านคนต่อปี

จากการศึกษาส่วนใหญ่พบว่าวัคซีนป้องกันวัณโรคในปัจจุบันสร้างภูมิคุ้มกันที่ทรงพลัง แต่การวัดภูมิคุ้มกันมาตรฐานไม่ได้บ่งชี้ถึงการป้องกันในผู้ใหญ่ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จากคณะสัตวแพทยศาสตร์คัมมิงส์ มหาวิทยาลัยทัฟส์ มหาวิทยาลัยยูทาห์ คณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ที.เอช. ชาน และมหาวิทยาลัยเท็กซัส เอแอนด์เอ็ม จึงได้ใช้วิธีการใหม่ พวกเขาศึกษาว่าแบคทีเรียวัณโรคหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันที่พร้อมจะทำลายมันได้อย่างไร

การศึกษาทางพันธุกรรมในหนูที่เพิ่งตีพิมพ์ในวารสาร npj Vaccinesแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียที่ทำให้เกิดวัณโรคสามารถ "แกล้งตาย" เพื่อความอยู่รอดจากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันได้

วัณโรคเป็นที่รู้จักกันในชื่อทางประวัติศาสตร์ว่า วัณโรค ซึ่งเป็นคำที่สะท้อนถึงการดำเนินของโรคที่ช้า ทรุดโทรม และมักถึงขั้นเสียชีวิต

“มีความจำเป็นเร่งด่วนในการป้องกันที่ดีขึ้น เพราะการรักษาเพียงอย่างเดียวไม่สามารถหยุดยั้งการแพร่ระบาดของวัณโรคได้” อแมนดา มาร์ติโน, MD, MPH, PhD, รองศาสตราจารย์ประจำคณะสัตวแพทยศาสตร์คัมมิงส์และผู้ร่วมเขียนงานวิจัยกล่าว “เมื่อยารักษาวัณโรคเริ่มมีจำหน่ายเมื่อกว่า 60 ปีก่อน จำนวนผู้ป่วยทั่วโลกลดลงอย่างมาก แต่วัณโรคกลับมาระบาดอีกครั้งพร้อมกับการระบาดของเชื้อเอชไอวี และดื้อยาปฏิชีวนะแบบดั้งเดิมมากขึ้น ปัจจุบันมียาใหม่ ๆ ที่ใช้รักษาวัณโรคดื้อยาได้เพียงไม่กี่ตัว ทำให้การรักษายากขึ้นมาก”

ต่างจากโรคทางเดินหายใจอื่นๆ เช่น ไข้หวัดใหญ่หรือโควิด-19 ซึ่งเกิดจากไวรัสและจำเป็นต้องได้รับวัคซีนอย่างต่อเนื่องเนื่องจากมีการกลายพันธุ์บ่อยครั้ง วัณโรคเกิดจากแบคทีเรีย Mycobacterium tuberculosis ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่มีความเสถียรทางพันธุกรรมสูง ในทางทฤษฎี นั่นหมายความว่าโรคนี้น่าจะป้องกันได้ง่ายด้วยวัคซีน

ในการศึกษานี้ ทีมได้ใช้เทคนิคที่เรียกว่าการเรียงลำดับการแทรกทรานสโพซอน (TnSeq) เพื่อพิจารณาว่าแบคทีเรียต้องการยีนใดเพื่อความอยู่รอดในหนูสี่กลุ่ม

• กลุ่มแรกได้รับการฉีดวัคซีนที่มีอยู่แล้ว (พัฒนามาจากวัณโรคสายพันธุ์ในวัวเมื่อกว่า 100 ปีที่แล้ว)
• คนที่สองได้รับวัคซีนทดลองที่ผลิตจากเชื้อวัณโรคสายพันธุ์มนุษย์ ซึ่งการศึกษาก่อนทางคลินิกแสดงให้เห็นว่าสามารถกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่แข็งแรงขึ้น
• กลุ่มที่ 3 เคยติดเชื้อวัณโรคมาก่อนและได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะ
• กลุ่มที่ 4 (กลุ่มควบคุม) ไม่เคยได้รับวัคซีนหรือการติดเชื้อเลย

นักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าจะค้นพบยีนสำคัญที่แบคทีเรียใช้ในการดำรงชีวิตในโฮสต์ที่ได้รับวัคซีน และแน่นอนว่าพวกเขาพบเป้าหมายที่เป็นไปได้หลายประการสำหรับวัคซีนในอนาคต แต่สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดคือยีนที่แบคทีเรียไม่ต้องการหลังจากการฉีดวัคซีนหรือการติดเชื้อ

“เราประหลาดใจมากที่ยีนบางตัวซึ่งโดยปกติมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของแบคทีเรียและทำให้เกิดการติดเชื้อวัณโรคร้ายแรง กลับไม่จำเป็นอีกต่อไปเมื่อแบคทีเรียแพร่เชื้อไปยังร่างกายที่มีการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่มีอยู่ก่อนแล้ว ไม่ว่าจะมาจากการฉีดวัคซีนหรือการติดเชื้อครั้งก่อนก็ตาม” มาร์ติโนกล่าว

ในทางกลับกัน นักวิจัยพบว่าแบคทีเรียที่ทำให้เกิดวัณโรคเปลี่ยนกลยุทธ์โดยอาศัยยีนอื่น ๆ ที่ช่วยให้รับมือกับความเครียดและ "หยุดนิ่ง" ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย

“เราสงสัยว่าแบคทีเรียกำลัง ‘อยู่นิ่งๆ’ อยู่จนกระทั่งการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันอ่อนแอลง ไม่ว่าจะเป็นจากประสิทธิภาพของวัคซีน HIV หรือปัจจัยอื่นๆ” อลิสัน แครี รองศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยยูทาห์และผู้เขียนร่วมของการศึกษานี้อธิบาย

ผลการวิจัยเหล่านี้อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สร้างยาที่สามารถใช้ร่วมกับวัคซีนเพื่อช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกัน "กำจัด" วัณโรคออกจากที่ที่มันซ่อนอยู่ได้

ทีมวิจัยยังพบอีกว่าวัคซีนชนิดต่างๆ หรือวิธีการให้วัคซีน จะเปลี่ยนแปลงยีนที่วัณโรคต้องการเพื่อความอยู่รอด ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวัคซีนแต่ละชนิดสร้างแรงกดดันต่อแบคทีเรียต่างกัน และเปิดทางไปสู่วัคซีนกระตุ้นชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

“แบคทีเรียชนิดนี้ปรับตัวให้อยู่รอดในระบบภูมิคุ้มกันได้อย่างดีเยี่ยม” มาร์ติโนกล่าว “มันแพร่เชื้อสู่ผู้คนมาตั้งแต่ยุคอียิปต์โบราณ จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อเอาชนะวัณโรคและควบคุมสถานการณ์ฉุกเฉินระดับโลกนี้ให้ได้ในที่สุด”