การดื้อยาปฏิชีวนะเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นทั่วโลกในระดับที่มีความเสี่ยงร้ายแรงที่จะกลายเป็นโรคติดเชื้อทั่วไปในไม่ช้า รักษาไม่ได้. ในขณะเดียวกันก็มีการพัฒนาวัคซีน เกือบหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมา ยังคงปกป้องเราจากโรคร้าย อะไรอาจอธิบายความแตกต่างนี้?

แบคทีเรียมีการพัฒนาความต้านทานต่อ ยาปฏิชีวนะทุกตัวที่เคยพัฒนา. บางครั้งสิ่งนี้เกิดขึ้นไม่นานหลังจากมีการใช้ยาปฏิชีวนะเป็นครั้งแรก มันต้องใช้เวลา แค่หกปี สำหรับการดื้อต่อเพนิซิลลินซึ่งเป็นยาปฏิชีวนะชนิดแรกที่แพร่หลายในโรงพยาบาลของอังกฤษ

แต่ความต้านทานต่อวัคซีนมีเพียง เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก. และวัคซีนช่วยให้เราสามารถกำจัดไข้ทรพิษได้และหวังว่าจะเป็นโรคโปลิโอในไม่ช้า การศึกษาก่อนหน้า เสนอข้อโต้แย้งที่น่าเชื่อถือสองข้อเพื่ออธิบายปรากฏการณ์นี้โดยเน้นความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกลไกของยาและวัคซีน

แต่ก่อนอื่นเรามาอธิบายความหมายของการต่อต้านและที่มาของมัน ในระหว่างการติดเชื้อไวรัสและแบคทีเรียจะเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็ว ในกระบวนการนี้พวกมันคัดลอกสารพันธุกรรมของมันหลายล้านครั้ง ในขณะที่ทำเช่นนั้นความผิดพลาดมักเกิดขึ้นโดยทุกๆความผิดพลาดจะเปลี่ยนจีโนมของพวกเขา ข้อผิดพลาดเหล่านี้เรียกว่าการกลายพันธุ์

บ่อยกว่านั้นการกลายพันธุ์ไม่มีผลกระทบเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของไวรัส แต่บางครั้ง - น้อยมาก - เชื้อโรคจะโชคดีและการกลายพันธุ์สามารถป้องกันไม่ให้ยาปฏิชีวนะเข้าสู่เซลล์หรือเปลี่ยนสถานที่ที่ยาหรือแอนติบอดีจะจับตัวกันทำให้ไม่สามารถทำงานได้ เราเรียกสิ่งเหล่านี้ว่าการกลายพันธุ์แบบ“ ต้านทาน” หรือ“ หลบหนี”

ความแตกต่างประการแรก: จำนวนเป้าหมาย

วัคซีนทำงาน โดยการนำส่วนที่ไม่เป็นอันตรายของเชื้อโรคที่เรียกว่าแอนติเจนเข้าสู่ร่างกาย พวกมันฝึกระบบภูมิคุ้มกันของเราให้ผลิตโปรตีนรูปตัว Y หรือแอนติบอดีที่จับกับพวกมันโดยเฉพาะ นอกจากนี้ยังกระตุ้นการสร้างเม็ดเลือดขาวเฉพาะที่เรียกว่า T-cells ซึ่งสามารถทำลายเซลล์ที่ติดเชื้อและช่วยผลิตแอนติบอดี

โดยการจับกับแอนติเจนแอนติบอดีสามารถช่วยทำลายเชื้อโรคหรือหยุดยั้งไม่ให้เข้าสู่เซลล์ได้ นอกจากนี้ระบบภูมิคุ้มกันของเราไม่เพียง แต่สร้างแอนติบอดีเพียงตัวเดียว แต่ยังสร้างแอนติบอดีหรือเอพิโทรพีสที่แตกต่างกันหลายร้อยตัวโดยแต่ละตัวกำหนดเป้าหมายไปยังส่วนต่างๆของแอนติเจน

โดยการเปรียบเทียบยาเช่นยาปฏิชีวนะหรือยาต้านไวรัสมักเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ยับยั้งเอนไซม์หรือโปรตีนที่เฉพาะเจาะจงโดยที่เชื้อโรคไม่สามารถอยู่รอดหรือทำซ้ำได้ ผลที่ตามมาการดื้อยามักจะต้องกลายพันธุ์เพียงไซต์เดียว ในทางกลับกันแม้ว่าจะเป็นไปไม่ได้ แต่ความน่าจะเป็นของการกลายพันธุ์ที่หลบหนีซึ่งพัฒนาขึ้นสำหรับทุกคนหรือแม้แต่ส่วนใหญ่ epitopes ที่กำหนดโดยแอนติบอดีนั้นมีน้อยมากสำหรับวัคซีนส่วนใหญ่

 ในขณะที่ยาปฏิชีวนะมักมีเพียงเป้าหมายเดียววัคซีนจะสร้างแอนติบอดีหลายตัวที่จับกับส่วนอื่นของแอนติเจนทำให้วิวัฒนาการของความต้านทานยากขึ้น เซเลีย ซูค

ด้วยยาการลดความน่าจะเป็นของการดื้อยาสามารถทำได้โดยการใช้หลาย ๆ อย่างในเวลาเดียวกันซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่เรียกว่าการบำบัดแบบผสมผสานซึ่งใช้ในการรักษาเอชไอวีและวัณโรค คุณอาจนึกถึงแอนติบอดีในร่างกายของคุณ เช่นเดียวกับการบำบัดแบบผสมผสานที่ซับซ้อนอย่างมากด้วยยาหลายร้อยชนิดที่แตกต่างกันเล็กน้อยจึงช่วยลดโอกาสในการดื้อยา

ความแตกต่างประการที่สอง: จำนวนเชื้อโรค

ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งระหว่างยาปฏิชีวนะและวัคซีนคือเวลาที่ใช้และจำนวนเชื้อโรคที่อยู่รอบตัว ยาปฏิชีวนะใช้ในการรักษาการติดเชื้อเมื่อมีเชื้อโรคหลายล้านตัวอยู่ในร่างกาย แต่วัคซีนจะใช้เป็นการป้องกัน แอนติบอดีที่พวกเขาสร้างขึ้นสามารถทำหน้าที่ในช่วงเริ่มต้นของการติดเชื้อเมื่อจำนวนเชื้อโรคอยู่ในระดับต่ำ สิ่งนี้มีผลที่สำคัญเนื่องจากการต่อต้านเป็นเกมตัวเลข การกลายพันธุ์ของความต้านทานไม่น่าจะเกิดขึ้นในระหว่างการจำลองแบบของเชื้อโรคบางชนิด แต่โอกาสจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีเชื้อโรคมากขึ้น

 ยิ่งมีเชื้อโรคมากขึ้นในระหว่างการติดเชื้อโอกาสที่จะเกิดการกลายพันธุ์ของเชื้อดื้อยาก็จะยิ่งมากขึ้น เซเลีย ซูค

นี่ไม่ได้หมายความว่าการดื้อต่อวัคซีนจะไม่มีวิวัฒนาการ: ตัวอย่างที่ดีคือไข้หวัดใหญ่ ด้วยอัตราการกลายพันธุ์ที่สูงไวรัสไข้หวัดใหญ่สามารถสะสมการกลายพันธุ์ได้อย่างรวดเร็วเพียงพอที่แอนติบอดีอาจไม่รู้จักอีกต่อไป - กระบวนการที่เรียกว่า “ แอนติเจนดริฟต์”. สิ่งนี้อธิบายได้ในส่วนหนึ่งว่าทำไมจึงต้องเปลี่ยนวัคซีนไข้หวัดใหญ่ในแต่ละปี

สิ่งนี้บอกอะไรเราเกี่ยวกับวัคซีนป้องกันโรคซาร์ส - โควี -2 เราควรกังวลว่าวัคซีนใหม่จะสูญเสียประสิทธิภาพหรือไม่? โชคดีที่ไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ มีกลไกการอ่านหลักฐาน ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเมื่อจำลองจีโนมของมันและหมายถึงการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้น บ่อยน้อยกว่าไวรัสไข้หวัดใหญ่.

นอกจากนี้ยังได้รับการยืนยันว่าทั้ง อ็อกซ์ฟอร์ด / AstraZeneca และ ไฟเซอร์ / BioNTech วัคซีนสามารถกระตุ้นแอนติบอดีที่จับกับ epitopes หลาย ๆ ตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจะช่วยชะลอการวิวัฒนาการของความต้านทาน

แต่เรายังควรระวัง ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ตัวเลขมีความสำคัญเมื่อพูดถึงการต่อต้าน ยิ่งมีไวรัสที่อยู่รอบตัวมากขึ้นเช่นเดียวกับการแพร่ระบาดที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วก็จะมีโอกาสมากขึ้นที่ไวรัสจะเข้าสู่แจ็คพอตและเกิดการกลายพันธุ์ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของวัคซีน หากเป็นเช่นนั้นวัคซีนรุ่นใหม่อาจจำเป็นเพื่อสร้างแอนติบอดีต่อไวรัสที่กลายพันธุ์เหล่านี้ นี่คือเหตุผลที่การพยายามรักษาจำนวนการติดเชื้อให้ต่ำผ่านการป้องกันและการติดตามการสัมผัสมีความสำคัญต่อการรักษาวัคซีนให้ทำงานได้นานที่สุด

เกี่ยวกับผู้เขียน

ซีเลีย ซูเก, นักวิจัยหลังปริญญาเอก, จุลชีววิทยา, University of Oxford และ หลุยส์ ดู เปลซิส, ผู้ช่วยวิจัยหลังปริญญาเอก, University of Oxford

books_health

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.