ภายใต้สถานการณ์การระบาดของไวรัสโคโรนา 2019 ที่แพร่ระบาดยาวนานเกือบครบสองปี ส่งผลกระทบต่อวิถีชีวิต เศรษฐกิจและความเป็นอยู่ของประชาชนทั่วโลกแบบที่เรียกได้ว่า โลกของเราจะไม่กลับมาเหมือนเดิมอีกต่อไป ในขณะที่วัคซีนที่เป็นความหวังของเรากำลังถูกระดมฉีดแก่ประชากรทั่วไป ข่าวที่ดูเหมือนจะเป็นข่าวร้ายใหม่ก็กำลังคืบคลานเข้ามาส่งท้ายปี 2021 ด้วยไวรัสโคโรนาสายพันธุ์กลายพันธุ์ใหม่ “Omicron” ที่น่ากังวลใจในขณะนี้
เมื่อนึกถึงโรคระบาด บุคคลแรกที่เรานึกถึง คือบุคลากรด่านหน้าที่ต้องรับมือกับสถานการณ์โดยตรง อาทิ แพทย์ พยาบาล บุคลากรทางการแพทย์ ที่แข็งขันช่วยกันป้องกันและรักษาโรค แต่จริง ๆ แล้ว การไขความลับของไวรัสนั้น จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้ หากขาดซึ่งองค์ความรู้วิทยาศาสตร์รากฐานที่จะทำความเข้าใจเกี่ยวกับไวรัส เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์เตรียมพร้อม รับมือ และส่งสัญญาณให้นักรบได้คิดค้นเครื่องมือสำหรับสู้รบกับไวรัสได้อย่างตรงจุดและอยู่หมัดจริง ๆ
ไวรัส 101 : ไวรัส แบคทีเรีย ต่างกันอย่างไร
ภาพการเทียบสเกลของสิ่งมีชีวิต รวมถึงไวรัส และแบคทีเรีย
ที่มาของภาพ :https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Relative_sizes_of_microscopic_entities.jpg
จุลินทรีย์ คือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ซึ่งเซลล์ไม่ได้รวมตัวกันอย่างจริงจัง จุลินทรีย์นั้นมีขนาดเล็ก จนไม่สามารถมองด้วยตาเปล่า จำเป็นต้องอาศัยกล้องจุลทรรศน์ช่วยเพื่อให้มองเห็นได้อย่างชัดเจนมากขึ้น
สำหรับแบคทีเรีย ถือเป็นเซลล์ชนิดหนึ่ง เป็นรูปแบบแรก ๆ ของสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นบนโลก มีขนาดเล็กมาก แต่เมื่อกล่าวถึงไวรัส นอกจากไวรัสจะเล็กกว่าจุลินทรีย์ชนิดอื่นมากแล้ว ไวรัสยังไม่ได้มีลักษณะเป็นเซลล์แบบสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ด้วย ดังรูปตัวอย่าง
สำหรับตัวไวรัสเอง มีเพียงดีเอ็นเอหรืออาร์เอ็นเอ (DNA/RNA) ซึ่งคือสารพันธุกรรม เปรียบเสมือนข้อมูลที่แสดงความจำเพาะเจาะจงของตัวไวรัส ซึ่งเป็นสารพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต และโปรตีนที่คอยล้อมรอบอยู่ที่เรียกว่าแคปซิด (Capsid) เท่านั้น
จะเห็นว่าไวรัสมีความมินิมอลก็จริง แต่ด้วยความมินิมอลนี้ ทำให้จำเป็นต้องไปอาศัยคนอื่นในบางเวลาจำเป็น การไปขออิงอาศัยคนอื่น ๆ นั้น จึงเป็นลักษณะของการก่อโรค จากการที่ไวรัสเข้าไปในร่างกาย ก่อให้เกิดอาการต่าง ๆ ที่ไม่พึงประสงค์นั่นเอง
ไวรัสโคโรนาที่ผ่านมา มีวิวัฒนาการอย่างไร
ภาพ A : การติดเชื้อไวรัส เริ่มจากการติดเชื้อไวรัสในสัตว์ จากนั้นติดเชื้อในโฮสต์เริ่มต้น (intermediate host) และแพร่ระบาดสู่มนุษย์ โดยมนุษย์มีการแพร่กระจายเชื้อได้ผ่านช่องทางหลาย ๆ ทาง เช่น การสัมผัส การแพร่ผ่านฝอยละออง เป็นต้น
ภาพ B : การจำแนกสายพันธุ์ของโคโรโนไวรัส ทำให้เราทราบที่มาของเชื้อไวรัสว่ามีการเริ่มระบาดจากสัตว์ชนิดใด
ที่มาของภาพ: DOI:https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.02.025
ไวรัสในตระกูลโคโรนา (coronaviruses) มีต้นกำเนิดมาจากการติดเชื้อในสัตว์ และมีการถ่ายทอดสู่คน เป็นไวรัสที่มีหลายสายพันธ์ุที่แพร่ระบาดใหญ่ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา และทำให้เกิดโรคร้ายแรงในมนุษย์ เช่น SARS, MERS และปัจจุบันคือ COVID-19 ไวรัสที่มีการแพร่ระบาดนั้น เกิดจากการวิวัฒนาการตามธรรมชาติโดยมีการเปลี่ยนแปลง แลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม ส่งผลให้เกิดการวัฒนาการของไวรัสเป็นไวรัสสายพันธ์ุใหม่ที่ต่างจากสายพันธ์ุเดิม การกลายพันธุ์นี้บางครั้งจะช่วยเพิ่มศักยภาพของไวรัส ยกตัวอย่างเช่น SAR-CoV-2 ที่เป็นสาเหตุของ COVID-19 ถือเป็นไวรัสที่มีศักยภาพในการแพร่ระบาดในมนุษย์อย่างรวดเร็ว ที่สำคัญ การกลายพันธุ์ของไวรัสที่มีการแพร่ระบาดอยู่นี้ ยังคงดำเนินไปตราบใดที่เราไม่สามารถควบคุมการระบาดได้
โคโรนาไวรัส สายพันธุ์ Omicron กลายพันธุ์อย่างไร และมีความน่ากังวลใจอย่างไร
ภาพความแตกต่างของสารพันธุกรรมระหว่างไวรัสสายพันธุ์ Delta ที่กำลังระบาดอยู่ ณ ขณะนี้ และสายพันธุ์ใหม่ Omicron
พบว่า มีตำแหน่งทางพันธุกรรมที่มีความแตกต่างจำนวนมาก
(ภาพจากสำนักข่าว AFP)
ไวรัสเป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถเพิ่มจำนวนได้อย่างรวดเร็ว ทำให้มีโอกาสที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรม นอกจากนี้ ไวรัสโคโรนายังมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม ทั้งสองปัจจัยจะเพิ่มโอกาสในการกลายพันธุ์ของไวรัส ท่ามกลางการกลายพันธุ์นั้นเอง อาจจะทำให้เกิดไวรัสสายพันธุ์ใหม่ที่มีศักยภาพสูงกว่าเดิมและส่งผลต่อสถานการณ์การระบาด เช่น มีศักยภาพในการแพร่กระจายเร็ว ส่งผลให้เกิดอาการทางคลินิกที่รุนแรง หรืออาจจะส่งผลกระทบต่อการตรวจวินิจฉัยและการรักษา เรียกไวรัสกลายพันธุ์ในกลุ่มนี้ว่า variants of concern (VOC)
ปัจจุบันมีการรายงาน VOC จำนวนทั้งหมด 5 สายพันธุ์ ซึ่งมีชื่อเรียกตามภาษากรีกตามลำดับได้แก่ Alpha, Beta, Gamma, Delta และสายพันธุ์ล่าสุด Omicron ไวรัสสายพันธุ์ Omicron มีการแพร่ระบาดในแถบแอฟริกาใต้และเป็นที่น่ากังวล เนื่องจากสายพันธุ์นี้มีการกลายพันธุ์ของยีนไวรัสหลายตำแหน่งในปริมาณมาก (large number of mutation) ทำให้ไวรัสสายพันธุ์นี้มีความต่างจากสายพันธุ์เดิม ซึ่งอาจจะส่งผลให้เกิดการติดเชื้อซ้ำในกลุ่มประชากรที่เคยติดเชื้อ SAR-CoV-2 สายพันธุ์ก่อนหน้า และเกิดการระบาดของสายพันธุ์นี้อย่างรวดเร็ว
ข้อมูลจากองค์การอนามัยโลก (WHO) ตอนนี้ยังไม่สามารถระบุผลของการกลายพันธุ์ต่ออัตราการแพร่กระจาย อาการทางคลินิก และผลต่อประสิทธิภาพของวัคซีนได้อย่างชัดเจน เนื่องจากอยู่ระหว่างการรวบรวมข้อมูล แต่เนื่องจากการกลายพันธุ์ส่วนหนึ่งพบที่ตำแหน่งยีน S ซึ่งกำหนดการสร้างโปรตีน spike จึงมีความเป็นไปได้ที่จะมีผลต่อประสิทธิภาพของวัคซีน
สิ่งที่ควรกังวลอีกประการหนึ่งคือการกลายพันธุ์นี้อาจจะมีผลต่อการตรวจวินิจฉัย สาเหตุมาจากยีน S เป็นหนึ่งในยีนเป้าหมายในการตรวจวินิจฉัย การกลายพันธุ์ส่งผลให้การตรวจวินิจฉัยด้วยวิธีมาตรฐานปัจจุบัน คือ PCR หรือการใช้ antigen test kit อาจจะตรวจไม่พบเชื้ออันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงลำดับสารพันธุกรรมในเชื้อกลายพันธุ์ ลักษณะนี้เรียกว่า ผลลบปลอม (false negative) ซึ่งจะมีผลกระทบอย่างมากต่อการระบาดของเชื้อสายพันธุ์นี้
ข้อมูลที่ผ่านมา ช่วยให้เราเข้าใจรูปแบบการแพร่ระบาดได้อย่างไร
ในการตรวจผู้ติดเชื้อโควิด 19 การวิเคราะห์สายพันธุ์ของเชื้อโควิด 19 ทำให้เราสามารถเข้าใจรูปแบบการระบาด ซึ่งจะส่งผลให้เราเตรียมการรับมือกับการระบาดระลอกต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.หทัยรัตน์ ยิ่งทวีสิทธิกุล ภาควิชาคณิตศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้พัฒนาเว็บแอปพลิเคชัน Calmbelt : https://calmbelt-demo.mtms.dev/ สำหรับจำแนกพันธุกรรมของไวรัส SARS-CoV-2 ภายใต้โครงการสร้างสรรค์นวัตกรรมด้านวิทยาการข้อมูล โดยโครงการจัดตั้งศูนย์วิจัยวิทยาการข้อมูล คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
การจำแนกพันธุกรรมของไวรัสนี้ ได้อาศัยความรู้ทางคณิตศาสตร์เพื่อนำมาอธิบายและทำการวิเคราะห์ข้อมูลลำดับพันธุกรรมของไวรัส SARS-CoV-2 ศึกษาความแตกต่างและลักษณะจำเพาะของไวรัสแต่ละสายพันธุ์ รวมถึงตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในอนาคต โดยอาศัยข้อมูลจากกลุ่มนักวิจัยที่ร่วมส่งข้อมูลภายใต้โครงการ GISAID (Global Initiative on Sharing Avian Influenza Data) [1]
จากข้อมูลทางพันธุกรรมที่ถูกส่งเข้าไปในฐานข้อมูล GISAID ซึ่งมีการรวบรวมจนถึงวันที่ 29 พฤศจิกายน 2564 พบว่า ในทวีปเอเชีย ตั้งแต่มีการตั้งชื่อนั้น มีการระบาดของแต่ละสายพันธุ์ตามช่วงเวลาที่ต่างกัน โดยในช่วงเดือนมกราคม 2564 เป็นช่วงการระบาดของสายพันธุ์ Alpha มีสายพันธุ์ Beta มากขึ้น จนกระทั่งในภายหลัง เมื่อเริ่มพบสายพันธุ์ Delta ในช่วงประมาณเดือนมีนาคม 2564 ทำให้เห็นว่า สายพันธุ์ Delta เริ่มมีการระบาดในวงกว้างมากขึ้น จนเป็นสายพันธุ์หลักในการระบาดในทวีปเอเชีย ทั้งนี้ ข้อมูลในเว็บแอปพลิเคชันดังกล่าว ทำให้เห็นแนวโน้มว่า สายพันธุ์ Delta กลายเป็นสายพันธุ์หลักของการแพร่ระบาดในทุกทวีปทั่วโลกในปัจจุบัน
ภาพแนวโน้มของเปอร์เซนต์ของสายพันธุ์ของไวรัสโคโรนาแต่ละสายพันธุ์ที่แพร่ระบาดในทวีปเอเชีย ตั้งแต่เดือนมกราคม 2563 จนถึงเดือนพฤศจิกายน 2564
ทั้งนี้ เมื่อศึกษาข้อมูลเชิงพันธุกรรมของเชื้อไวรัสโคโรนาในทวีปแอฟริกาที่ถูกส่งเข้าไปในฐานข้อมูล ทำให้เห็นแนวโน้มการเพิ่มขึ้นของไวรัสสายพันธุ์ Omicron เมื่อไม่นานนี้ และพบว่า สายพันธุ์ Delta ก็กำลังลดลงไป ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่น่ากังวลใจเป็นอย่างยิ่ง
ภาพแนวโน้มของเปอร์เซนต์ของสายพันธุ์ของไวรัสโคโรนาในแต่ละสายพันธุ์ที่แพร่ระบาดในทวีปแอฟริกา ตั้งแต่เดือนมกราคม 2563 จนถึงเดือนพฤศจิกายน 2564
(หมายเหตุ บริเวณสีเขียวเป็นข้อมูลในส่วน other กล่าวคือเป็นสายพันธ์ุที่องค์การอนามัยโลกไม่ได้ให้ชื่อไว้ จะเห็นได้ว่าบริเวณสีเขียวส่วนใหญ่แสดงข้อมูลในช่วงแรก ๆ ซึ่งองค์การอนามัยโลกยังไม่ได้เริ่มใช้ชื่อในระบบตัวอักษรกรีก)
อนาคตของโคโรนาไวรัส : เป็นไปได้หรือไม่ที่จะกลายพันธุ์ไปอีก
ภาพแสดงการกลายพันธุ์ของไวรัสโคโรนา ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนรหัสพันธุกรรมบริเวณโปรตีน spike ของไวรัส
(ภาพจากสำนักข่าวอัลจาซีรา)
ในมุมมองของ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อุษรา ปัญญา อาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ นักไวรัสวิทยา มีความเห็นว่า การกลายพันธุ์ของไวรัสจะยังดำเนินต่อไป ตราบที่ยังมีการระบาดและมีผู้ติดเชื้อที่เปรียบเสมือนฐานในการผลิตไวรัสกลายพันธุ์ การกลายพันธุ์เป็นกลไกตามธรรมชาติที่เหมือนกับเหรียญสองด้าน มีทั้งดีและร้าย ไวรัสกลายพันธุ์ที่อ่อนแอจะถูกกำจัด ส่วนไวรัสกลายพันธุ์ที่เพิ่มศักยภาพในการเข้าเซลล์ ลดประสิทธิภาพวัคซีน เพิ่มความสามารถในการหลบหนีการตรวจจับของระบบภูมิคุ้มกัน จะรอด และสร้างปัญหาให้กับมวลมนุษยชาติต่อไป ผลจากการกลายพันธุ์ทำให้การพัฒนาการป้องกันและวิธีการรักษาดูเหมือนจะตามหลังไวรัสไปหนึ่งก้าว เราไม่มีวิธีการหยุดการกลายพันธุ์ในร่างกายมนุษย์ แต่การตัดวงจรของไวรัสนั้นทำได้ง่าย โดยการควบคุมพื้นที่ระบาด การฉีดวัคซีน การรักษาระยะห่าง และการป้องกันส่วนตัว เช่น ใส่มาสก์ ล้างมือ ซึ่งจะช่วยลดอัตราการติดเชื้อและตัดโอกาสในการกลายพันธุ์ของไวรัส ทั้งหมดนี้ชี้ให้ตระหนักได้ว่า จุดจบของเรื่องเป็นเหมือนทางสองแพร่ง ระหว่าง “เราเลือกที่จะควบคุมไวรัส” หรือ “จะปล่อยให้ไวรัสควบคุมเรา”
จะเห็นได้ว่า องค์ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์รากฐาน ช่วยทำให้เราสามารถทำความเข้าใจถึงธรรมชาติ รวมถึงประเมินแนวโน้มจากข้อมูลที่มีอยู่ เพื่อที่จะสามารถสืบหาต้นตอ รวมถึงอธิบาย ทำนายฉากทัศน์ต่าง ๆ เพื่อควบคุมสถานการณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์จึงถือเป็นกองกำลังหลักที่จะช่วยให้การรบกับเชื้อไวรัสโคโรนานี้สำเร็จได้ เพื่อให้หมู่มวลมนุษยชาติกลับสู่การใช้ชีวิตอย่างปกติสุขได้ในเร็ววัน
เกร็ดความรู้เรื่องอักษรกรีก :
หน้าตาตัวอักษรและคำอ่านที่ไม่คุ้นหูคุ้นตาของตัวอักษรกรีก อาจทำให้ใครหลายคนเบือนหน้าหนี (โดยเฉพาะในยามที่ตัวอักษร Alpha Beta เหล่านี้ไปปรากฏในบทเรียนวิชาฟิสิกส์หรือคณิตศาสตร์) แล้วเหตุใดองค์การอนามัยโลก จึงเลือกใช้ตัวอักษรกรีกในการระบุสายพันธุ์ของไวรัส
ระบบการตั้งชื่อสายพันธุ์ต่าง ๆ ของไวรัสโคโรนา 2019 ในแวดวงวิชาการมีอยู่หลายระบบ ยกตัวอย่างเช่น สายพันธุ์ที่ค้นพบครั้งแรกในแอฟริกาใต้ มีชื่อตามระบบ Pango lineage ว่า B.1.351 และมีชื่อตามระบบ GISAID clade ว่า GH/501Y.V2 ซึ่งดูไม่น่าจดจำสำหรับสาธารณชน [2] ในระยะแรกผู้คนทั่วไปจึงเรียกชื่อไวรัสตามท้องถิ่นที่พบการระบาดว่า "สายพันธุ์แอฟริกา" องค์การอนามัยโลกเล็งเห็นว่าการกระทำดังกล่าวเป็นการตีตราพื้นที่ระบาด และอาจนำไปสู่การสร้างความเกลียดชังหรือเลือกปฏิบัติต่อผู้คนในท้องที่นั้น หลังจากปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้องในสาขาต่าง ๆ องค์การอนามัยโลกจึงตัดสินใจใช้ระบบตัวอักษรกรีกเรียกชื่อสายพันธุ์ของไวรัส โดยเริ่มจากตัวอักษร Alpha และไล่เรียงต่อไปตามลำดับของการค้นพบ [3] ทำให้ไวรัสสายพันธุ์แอฟริกาได้รับชื่อใหม่เป็นสายพันธุ์ Beta ในเวลาต่อมา
สำหรับการตั้งชื่อสายพันธุ์ใหม่ล่าสุดนั้น แม้ว่าตามลำดับควรจะเป็นตัวอักษร Nu องค์การอนามัยโลกกลับข้ามทั้งตัวอักษร Nu และตัวอักษร Xi ที่อยู่ถัดไป เนื่องจากตัวอักษร Nu ซึ่งออกเสียงว่า "นิว" อาจทำให้ผู้ฟังสับสนกับคำว่า new ซึ่งแปลว่า "ใหม่" ขณะที่ตัวอักษร Xi มีตัวสะกดในภาษาอังกฤษพ้องกับนามสกุลของ Xi Jinping ผู้นำสาธารณรัฐประชาชนจีน ซึ่งเป็นประเทศที่เกิดการระบาดเป็นครั้งแรก องค์การอนามัยโลกจึงตัดสินใจข้ามไปใช้ตัวอักษร Omicron ที่อยู่ต่อจากตัวอักษร Xi แทน เพื่อหลีกเลี่ยงการตีตราภูมิภาค เชื้อชาติ หรือบุคคลใด ตามจุดมุ่งหมายดั้งเดิมในการสร้างระบบการเรียกชื่อสายพันธุ์ด้วยตัวอักษรกรีก [4]
เรียบเรียงโดย
คณะทำงานสื่อสารองค์กร
คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
เอกสารอ้างอิง[1] ข้อมูลดิบ GISAI :
https://www.gisaid.org/
[2]
https://www.who.int/en/activities/tracking-SARS-CoV-2-variants/
[3]
https://www.who.int/news/item/31-05-2021-who-announces-simple-easy-to-say-labels-for-sars-cov-2-variants-of-interest-and-concern
[4]
https://edition.cnn.com/2021/11/29/health/omicron-covid-variant-naming-cec/index.html