พันธุกรรมบำบัด หรือ ยีนบำบัด (Gene Therapy)

  • โดย ภก.ศิวัสว์ ผุลลาภิวัฒน์
  • 11 ตุลาคม 2561
  • Tweet
สารบัญ บทความที่เกี่ยวข้อง

บทนำ

จีน/ยีน(Gene) เป็นหน่วยพันธุกรรมที่ทำหน้าที่กำหนดลักษณะทางพันธุกรรมหรือการแสดงออกของพันธุกรรม ปรากฎอยู่บนโครโมโซม แบ่งออกได้ 2 ประเภทคือ

  • ดีเอ็นเอ (DNA) และ
  • อาร์เอ็นเอ (RNA)

นอกจากการกำหนดลักษณะทางพันธุกรรมแล้ว ยีนจะถูกถ่ายทอดสู่ลูกหลาน ทำให้ลูกมีลักษณะคล้ายคลึงกับพ่อแม่ เช่น สีผม สีผิว สีดวงตา และรูปร่าง เป็นต้น

โรคหลายโรคเกิดจากการทำงานที่ไม่เป็นปกติของร่างกาย ซึ่งบางโรคมีพื้นฐานมาจากความผิดปกติในระดับยีน จึงมีการนำแนวคิดการรักษายีนซึ่งเป็นต้นเหตุของโรคมาพัฒนา เรียกว่า ‘พันธุกรรมบำบัด หรือ จีน/ยีนบำบัด (Gene Therapy)’ ผ่านเทคนิคหรือกระบวนการต่างๆ

แนวคิดเรื่องพันธุกรรมบำบัดหรือยีนบำบัด เป็นแนวคิดที่มีมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1972 และมีการศึกษาทดลองครั้งแรกในปี ค.ศ. 1980 แต่ไม่ประสบความสำเร็จ จนในปัจจุบัน มีบริษัทยาหลายบริษัทให้ความสนใจและลงทุนการวิจัยและพัฒนาการรักษาด้วยวิธียีนบำบัด เช่น ยาเจนดิซีน (Gendicine) ได้รับการขึ้นทะเบียนในสาธาณรัฐประชาชนจีนในปี ค.ศ. 2003 ในการรักษามะเร็งบางชนิด และยาอะลิโพยีน ไทพาร์โวเวก (Alipogene tiparvovec) หรือในชื่อการค้าไกลเบอรา (Glybera) ซึ่งได้รับการอนุมัติให้ขึ้นทะเบียนจากองค์กรยา สหภาพยุโรป เมื่อปี ค.ศ. 2012 และยังมียาที่ใช้แนวคิดพันธุกรรมบำบัดอีกหลายขนานที่อยู่ในระหว่างการวิจัยและพัฒนา

พันธุกรรมบำบัดแบ่งออกได้เป็นกี่ประเภท? อะไรบ้าง?

พันธุกรรมบำบัด

พันธุกรรมบัดสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ

1) พันธุกรรมบำบัดสำหรับเซลล์ร่างกาย (Somatic Gene Therapy) ซึ่งเป็นประเภทที่ได้รับความนิยมในการศึกษาพันธุกรรมบำบัดเพื่อป้องกันการถ่ายทอดยีนสู่รุ่นลูกหลาน

2) พันธุกรรมบำบัดสำหรับเซลล์สืบพันธุ์ (Germline Gene Therapy) ได้แก่ การปรับเปลี่ยนพันธุกรรมของเซลล์อสุจิ หรือของเซลล์ไข่ ในทางทฤษฎี วิธีการนี้ถือว่าเป็นวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันโรคจากพันธุกรรม แต่มีปัจจัยที่ต้องคำนึงถึงหลายประการ เช่น เทคนิคการเปลี่ยนถ่ายพันธุกรรมมีความซับซ้อน และปัญหาเชิงจริยธรรม

พันธุกรรมบำบัดสามารถทำได้อย่างไร? มีเทคนิคอะไรบ้าง?

เป้าหมายของการรักษาด้วยวิธีการพันธุกรรมบำบัดคือ การแก้ไขยีนที่เป็นปัญหาเพื่อหวังผลการรักษาโรค ผ่านกลไกต่างๆ เช่น

  • ทดแทนยีนกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคด้วยยีนปกติ บางโรคเกิดขึ้นเนื่องจากยีนไม่สามารถทำงานได้เป็นปกติหรือเกิดการกลายพันธุ์ การทดแทนด้วยยีนปกติอาจช่วยในการรักษาโรค เช่น ยีน p53 ซึ่งเป็นยีนป้องกันการเจริญเติบโตของเนื้องอก/มะเร็ง ในผู้ป่วยมะเร็งบางชนิดพบว่ายีน p53 ทำงานไม่เป็นปกติ ซึ่งทำการแก้ไข้ยีน p53 ได้นั้น อาจเกิดการกระตุ้นเซลล์มะเร็งสู่การตายของเซลล์มะเร็งได้
  • ยับยั้งการทำงานของยีนที่กลายพันธุ์หรือยีนก่อโรค
  • การใส่ยีนใหม่เข้าสู่ร่างกายเพื่อให้ร่างกายสามารถต่อสู้กับโรคได้ เช่น ในบางโรค ระบบภูมิคุ้มกัน/ภูมิคุ้มกันต้านทานโรคของร่างกายไม่สามารถตรวจพบเซลล์ที่เป็นโรคได้ จึงไม่ได้เกิดการกำจัด เมื่อมีการใส่ยีนเข้าสู่เซลล์ภูมิคุ้มกันของร่างกายแล้ว อาจทำให้เซลล์ที่เป็นโรคสามารถถูกตรวจพบได้ และนำไปสู่การรักษาด้วยภูมิคุ้มกันของร่างกาย

เทคนิคโดยทั่วไปของกระบวนการทำพันธุกรรมบำบัด สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 วิธีคือ

1) Ex vivo เป็นการนำเซล์ของผู้ป่วยออกมานอกร่างกาย แล้วทำการดัดแปลพันธุกรรมก่อนการนำส่งเซลล์ที่ได้รับการปรับแต่งพันธุกรรมกลับสู่ร่างกายของผู้ป่วย

2) In vivo เป็นการสอดแทรกยีนผ่านตัวนำ และใช้ตัวนำในการนำส่งยีนเข้าสู่เซลล์เป้าหมายต่อไป

ปัญหาสำคัญของกระบวนการพันธุกรรมบำบัดคือ การนำส่งยีนเข้าสู่เซลล์เป้าหมาย ซึ่งต้องอาศัยตัวนำ(Vector)ในการนำส่ง คุณสมบัติสำคัญของตัวนำคือ ต้องมีความจำเพาะ มีความสามารถในการนำส่งยีนหนึ่งๆ หรือมากกว่าสู่เซลล์เป้าหมาย ไม่ถูกตรวจจับโดยระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย และสามารถทำให้บริสุทธิ์ได้ในปริมาณมากในความเข้มข้นสูง เมื่อตัวนำถูกส่งเข้าสู่ผู้ป่วยแล้ว ต้องมีความปลอดภัยต่อผู้ป่วย ไม่ก่อให้เกิดภาวะแพ้ การอักเสบ และมีความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมด้วย

ตัวนำที่นิยมใช้ในการนำส่งยีนคือ ‘ไวรัส’ เนื่องจากไวรัสมีคุณสมบัติในการก่อโรคผ่านการส่งผ่านยีนมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์จึงใช้ข้อได้เปรียบเหล่านี้ในการปรับยีนภายในไวรัสด้วยการใส่ยีนมนุษย์ที่พึงประสงค์ เพื่อนำสู่เข้าสู่เซลล์เป้าหมาย

ตัวนำอีกประเภทหนึ่งคือ การไม่ใช้ไวรัสในการนำส่ง เช่น การฉีดดีเอ็นเอ (สารพันธุกรรม)เข้าสู่ร่างกายด้วยตรง การใช้เสต็มเซลล์/เซลล์ตัวอ่อน(Stem cells) หรือไลโปโซม (Liposome, อนุภาคขนาดเล็กมากของสารไขมันที่ใช้เป็นตัวนำส่งสารต่างๆเข้าเซลล์ร่างกาย เช่น ยา) เป็นต้น

พันธุกรรมบำบัดที่มีอยู่หรือที่อยู่ในระหว่างการวิจัยและพัฒนาสามารถนำไปรักษาโรคอะไรได้บ้าง?

โรคเป้าหมายของการวิจัยและพัฒนายาพันธุกรรมบำบัดในปัจจุบัน ได้แก่

  • โรคจอตาจากโรค Leber's congenital amaurosis ซึ่งเป็นโรคทางพันธุกรรมที่พบยากที่ส่งผลให้เกิดความผิดปกติของจอตาจนส่งผลต่อการ มองเห็น
  • โรค Choroideremia ซึ่งเป็นโรคตาทางพันธุกรรมพบยาก ที่กระทบการมองเห็นลดลงอย่างช้าๆ มักเริ่มจากอาการตาบอดกลางคืนในช่วงวัยเด็กหรือวัยรุ่น
  • โรคภูมิคุ้มกันบกพร่อง X-SCID ที่พบยาก ที่ทำให้ร่างกายผลิตเซลล์ภูมิคุ้มกันทีเซลล์ (T cells) และเอ็นเคเซลล์ (NK cells) ได้น้อย
  • โรคเอแอลดี (Adrenoleukodystrophy) เป็นโรคพบยาก ที่เกิดจากความผิดปกติของโครโมโซม X บนโครโมโซมเพศหญิงทำให้เยื่อมหุ้มเซลล์ประสาท/ปลอกประสาท (Myelin sheath) ถูกทำลาย ส่งผลต่อการมองเห็น การได้ยิน และการเคลื่อนไหวของร่างกาย
  • โรคมะเร็งบางชนิด เช่น โรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิด ALL, CLL, มัลติเพิลไมอีโลมา (Multiple myeloma)
  • โรคฮีโมฟีเลีย (Haemophila) หรือโรคเลือดไหลไม่หยุด ที่ผู้ป่วยจะมีอาการเลือกออกนานกว่าคนปกติเมื่อได้รับบาดเจ็บ
  • โรคพาร์กินสัน (Parkinson’s Disease)
  • โรคของหลอดเลือดส่วนปลาย (Peripheral artery disease)
  • โรคข้อเสื่อม (Osteoarthritis)
  • โรคลมชัก (Epilepsy) บางชนิด
  • ภาวะตาบอดสี (Color Blindness)

ปัจจุบันมียาพันธุกรรมบำบัดที่ได้รับการขึ้นทะเบียนจากองค์การยาในประเทศต่างๆ ได้แก่

1. ยาเจนดิซีน (Gendicine) ใช้ในการรักษาโรคมะเร็งบางชนิดในผู้ป่วยที่ยีน p53 ซึ่งเป็นยีนป้องกันเนื้องอกเกิดการกลายพันธุ์

2. ยานีโอวาสคัลเจน (Neovasculgen) ใช้รักษาโรคของหลอดเลือดแดงส่วนปลาย

3. ยาอะลิโพยีน ไทพาร์โวเวก (Alipogene tiparvovec) ใช้ในการรักษาภาวะการขาดไลโปโปรตีนไลเปสซึ่งอาจก่อให้เกิดโรคตับอ่อนอักเสบ (Pancreatitis)ได้

4. ยาไทซาเจนเลกลิวเซล (Tisagenlecleucel) ใช้ในการรักษามะเร็ง ALL

มีการพิจารณาใช้พันธุกรรมบำบัดในด้านอื่นๆในด้านอะไรบ้าง?

ปัจจุบัน มีการพิจารณาใช้พันธุกรรมบำบัดในด้านอื่นๆ เช่น

ก. การเจริญพันธุ์ (Fertility) ในผู้ป่วยภาวะมีบุตรยาก (Infertility) ซึ่งในบางกรณีมีความสัมพันธ์กับพันธุกรรม เช่น ภาวะดื้อต่อแอนโดรเจน (Androgen Insensitivity) ภาวะรังไข่ล้มเหลวก่อนวัยอันควร (Premature Ovarian Failure) หรือกลุ่มอาการ Polycystic Ovary Syndrome ที่การพัฒนาของฟองไข่ (Follicle) ในแต่ละรอบเดือนไม่สมบูรณ์ ทำให้ไม่เกิดการตกไข่

ข. การใช้เพื่อเพิ่มสมรรถภาพของร่างกาย (Gene Doping) โดยเฉพาะในการแข่งขันกีฬา ซึ่งสามารถตรวจพบได้ยาก เช่น การใช้ยีนเพิ่มขนาดและความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ เพิ่มปริมาณเม็ดเลือดแดง หรือเพิ่มหลอดเลือดในกล้ามเนื้อ การใช้ยีนเพื่อเร่งการซ่อมแซมของ กล้ามเนื้อ เอ็น และกระดูก เป็นต้น

ค. พันธุวิศวกรรม คือ การเปลี่ยนถ่าย/ตัดต่อพันธุกรรม/ยีน/จีน โดยใช้เทคโนโลยีชั้นสูงทางวิศวกรรม

พันธุกรรมบำบัดมีข้อเสียหรือความเสี่ยงอะไรบ้าง?

การรักษาด้วยวิธีการพันธุกรรมบำบัดถือเป็นวิธีใหม่ และมีความเสี่ยง หรือข้อด้อยอยู่บ้างเช่น เช่น

  • เกิดปฏิกิริยาอันไม่พึงประสงค์จากระบบภูมิคุ้มกัน เช่น ระบบภูมิคุ้มกันตรวจจับไวรัสที่ใช้เป็นตัวนำส่งยีน จึงเกิดกระบวนการทำลายไวรัส ซึ่งอาจก่อให้เกิดกระบวยการอักเสบของร่างกาย ในรายที่รุนแรงอาจเกิดอวัยวะต่างๆ ล้มเหลวได้
  • เซลล์เป้าหมายผิดพลาด เนื่องจากไวรัสโดยทั่วไปอาจส่งผลต่อชนิดของเซลล์ในร่างกายได้มากกว่าหนึ่งชนิด นั่นหมายความว่า ไวรัสอาจไม่ได้มีความจำเพาะเจาะจงต่อเซลล์อวัยวะใดอวัยวะหนึ่ง หรือต่อเซลล์ชนิดใดชนิดหนึ่งของร่างกาย ซึ่งหากเซลล์ปกติได้รับผลกระทบ อาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์ปกติ หรือเกิดเป็นโรคอื่นๆขึ้นได้
  • เกิดการติดเชื้อจากไวรัสที่เป็นตัวนำส่ง
  • มีความเสี่ยงต่อการเกิดเนื้องอก/มะเร็ง หากยีนที่ต้องการแก้ไขเข้าไปผิดตำแหน่ง
  • เซลล์ที่ได้รับพันธุกรรมบำบัดต้องมีความเสถียรและต้องมีอายุอยู่ได้ยาวนานพอที่จะเกิดการแบ่งตัวของเซลล์
  • โรคที่เกิดจากยีนหลายชนิดสามารถรักษาด้วยวิธีพันธุกรรมบำบัดได้ยาก เช่น โรคหัวใจ โรคความดันโลหิตสูง หรืออัลไซเมอร์ โดยเกิดขึ้นจากหลายปัจจัย แม้ในระดับยีนก็เกิดจากยีนหลายชนิด ดังนั้นการรักษาด้วยวิธีพันธุกรรมบำบัดในโรคเหล่านี้จึงเป็นไปได้ยาก
  • ราคาค่ายารักษาสูงมากๆ และประสิทธิผลการรักษายังไม่ชัดเจน ตัวอย่างเช่น ยาอะลิโพยีน ไทพาร์โวเวก (Alipogene tiparvovec) ซึ่งมีราคาค่ายารักษาอยู่ที่ประมาณ 1 ล้านเหรียญสหรัฐ(ในปี ค.ศ. 2015) และในปีค.ศ. 2016 พบว่ามีผู้สามารถเสียค่าใช้จ่ายใช้ยาชนิดนี้ในการรักษาเพียงรายเดียว

บรรณานุกรม

  1. Sanjukta Misra. Human Gene Therapy : A Brief Overview of the Genetic Revolution. JAPI 2013(61):41-47.
  2. Mayo Clinic. Gene Therapy: Overview. https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/gene-therapy/about/pac-20384619 [2018,Sept22]
  3. สุพัชญ์ สีนะวัฒน์. โครงการจีโนมมนุษย์กับการดูแลรักษาภาวะมีบุตรยาก. Srinagarind Medical Journal. 2005(20) http://www.smj.ejnal.com/e-journal/showdetail/?show_detail=T&art_id=115 [2018,Sept22]
  4. Chloroderemia – อาการตัวสาเหตุและตัวเลือกการรักษา http://th.drderamus.com/94253-choroideremia-symptoms [2018,Sept22]
  5. ชัชวาลย์ ศรีสวัสดิ์. Gene Therapy In Sports: A New Way Of Doping? http://www.si.mahidol.ac.th/department/Biochemistry/home/articles/Sports%20medicine%20abstract.htm [2018,Sept22]