‘หารหัสพันธุกรรมของมนุษย์’ เรื่องที่ยากกว่า ‘ไปดวงจันทร์’

‘คิดว่าไปดวงจันทร์ยากกว่า หรือว่าหาลำดับสารพันธุกรรมของตัวเรายากกว่า’ 

 

ประโยคหนึ่งที่ชวนถามจาก ศาสตราจารย์ นายแพทย์ วรศักดิ์ โชติเลอศักดิ์ ผู้อำนวยการศูนย์เชี่ยวชาญเฉพาะทางด้านเวชพันธุศาสตร์ โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย  เมื่อเราถามถึงจุดเริ่มต้นของการหาลำดับสารพันธุกรรมในมนุษย์

 

 

ย้อนกลับไปในปี 1960 ประธานาธิบดีจอห์น เอฟ เคเนดี ประกาศว่าจะไปดวงจันทร์ โดยใช้เวลาเพียง 9 ปี นีล อาร์มสตรอง จึงสามารถพามนุษยชาติขึ้นไปเหยียบดวงจันทร์ซึ่งห่างจากมนุษย์ไปกว่า  3.8 แสนกิโลเมตรได้ในปี 1969

 

มองกลับมาที่การหาลำดับสารพันธุกรรมของมนุษย์ ซึ่งเรียกว่าติดตัวเราในทุกๆ ที่ แต่มนุษย์กลับไร้ซึ่งเทคโนโลยีที่จะถอดลำดับสารพันธุกรรมออกมาได้

 

 

จนกระทั่งในปีค.ศ. 1990 โครงการที่มีชื่อว่า Human Genome Project จึงเริ่มเกิดขึ้น และใช้เวลา 13 ปีกว่าที่จะสามารถถอดรหัสพันธุกรรมของมนุษย์ได้ คือ ในปี 2003

 

“ ในตอนที่เริ่มโครงการ Human Genome Project เขาไม่ได้เอาเลือดมาจาก 1 คน แต่เอามาจากหลายสิบคน นำมาสกัดสารพันธุกรรม และค่อยๆ อ่านทีละท่อน  ซึ่งท่อนหนึ่งของลำดับสารพันธุกรรมจะมีประมาณ 500 หน่วยย่อย แต่มนุษย์เรามีลำดับสารพันธุกรรมกว่า 6,000 ล้าน  แต่ตอนนั้นเราอ่านได้ทีละ 500 หน่วยย่อยเท่านั้น” นายแพทย์วรศักดิ์กล่าว

 

โครงการดังกล่าวกระจายไปยังห้องปฏิบัติการสำคัญทั่วโลก ไม่ว่าจะยุโรป อเมริกา และจีน ก็หันมาช่วยกันทำโครงการนี้ เพื่อนำสารพันธุกรรมมาต่อกันจนกว่าจะครบ 6,000 ล้านหน่วยย่อย อย่างไรก็ตามในตอนสิ้นสุดโครงการ ยังมีลำดับบางส่วนที่ไม่สามารถถอดออกมาได้ทั้งหมดเนื่องจากเทคโนโลยีในยุคนั้นมีข้อจำกัด

 

“โครงการนี้เรียกว่าเป็นโครงการที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์มนุษยชาตินะครับ และเป็นโครงการที่มีราคาสูงมาก แต่วันที่โครงการสำเร็จกลับเงียบที่สุด เพราะมันไม่มีภาพคนไปเหยียบดวงจันทร์ มีแต่ลำดับสารพันธุกรรมที่อ่านออกมาเป็นตัวอักษร A หรือ G เรียงกันไปแบบไม่เข้าใจความหมาย ..... แต่ว่าในที่สุดเมื่อผ่านมา 13 ปีเราได้จีโนม หรือ สารพันธุกรรมต้นแบบทั้งหมดของมนุษย์”

 

 

โครงการ Human Genome Project เรียกว่าเป็นโครงการวิทยาศาสตร์ระดับเมกะโปรเจกต์ของโลก ที่ใช้งบประมาณไปแค่เพียงสหรัฐอเมริกาประเทศเดียว ก็ทะลุ 3 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ณ ขณะนั้น

 

 

ทั้งนี้ การลำดับสารพันธุกรรม ( Genome sequencing หรือ DNA sequencing) หมายถึง  กระบวนการหาลำดับของหน่วยย่อยทางพันธุกรรม จะปรากฎเป็นตัวอักษร 4 ชนิดหลักๆ คือ A T C และ G เมื่อนำมาจัดเรียงต่อกันจะกลายเป็นลำดับตัวอักษรทางพันธุกรรม

ซึ่งมนุษย์ก็จะนำลำดับเหล่านั้นไปทำในหลายประโยชน์ เช่น  ศึกษาวิวัฒนากาาของมนุษย์ หาความเสี่ยงต่อโรคทางพันธุกรรม การวินิจฉัยโรคยากที่เกิดจากความผิดปกติของยีน  ศึกษาการกลายพันธุ์ของเซลล์มะเร็ง ฯลฯ 

 

 

ลำดับสารพันธุกรรม ความต่างที่ทำให้มนุษย์อยู่รอด VS เกิดโรครุนแรง

 

เมื่อมนุษย์ใช้เวลา 13 ปี จึงได้แถบตัวอักษรที่เป็นลำดับสารพันธุกรรมออกมาเป็นต้นฉบับ โดยจะมีทั้งหมด 6,000 ล้านหน่วยย่อย และมนุษย์ 2 คนจะมีลำดับสารพันธุกรรมต่างกันราว 0.1% หรือราว 3 ล้านตำแหน่ง

 

ทั้งนี้ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดล้วนแล้วแต่สามารถถ่ายทอดสารพันธุกรรมได้ เพราะเช่นนั้นเราจึงมีส่วนที่เหมือนพ่อแม่

 

“ในทางเคมีเราเรียกกันว่า DNA เป็นสารเคมีชนิดหนึ่ง ซึ่งมีการสร้างโปรตีน และโปรตีนที่ต่างกันนี่แหละทำให้เรามีลักษณะ รูปร่าง บุคลิก นิสัย และความเสี่ยงต่อการเกิดโรคที่ไม่เหมือนกัน” นายแพทย์วรศักดิ์ระบุโดยให้ความเห็นว่า

 

กระบวนการที่ทำให้มนุษย์ ‘แตกต่างกัน’ คือ ‘วิธีการเอาตัวรอด’ ของเผ่าพันธุ์มนุษย์

 

“ สิ่งมีชีวิตเราไม่มีทางรู้เลยว่าอนาคตจะเกิดอะไรขึ้น เช่น อาจจะมีไวรัสตัวใหม่ที่ร้ายแรงกว่าโควิด หรืออุณหภูมิโลกเพิ่มขึ้น สิ่งมีชีวิตไม่รู้ว่าต้องเจออะไร จึงต้องมีกลยุทธ์นั่นคือทำให้พวกเราหลากหลาย   ไม่มีใครเลยบนโลกนี้แม้แต่แฝดแท้ที่มีพันธุกรรมเหมือนกันร้อยเปอร์เซนต์ ทุกคนต่างกันหมด

การที่เราต่างกันทำให้เราสามารถที่จะมีส่วนหนึ่งของเผ่าพันธุ์เราอยู่รอดได้ในอนาคต อย่างโควิดเราจะเห็นว่าบางคนติดโควิดแล้วอาการรุนแรงมาก บางคนเสียชีวิต แต่บางคนติดแล้วไม่มีอาการเลย ทำไมถึงต่างกัน? ทั้งๆ ที่โควิดตัวเดียวกัน นั่นก็เพราะว่าเรามีสารพันธุกรรมที่ต่างกัน”

 

นอกจากนี้ นายแพทย์วรศักดิ์ ยังเล่าว่า เมื่อเรามีบางเซลล์ที่ตายไป และผลิตเซลล์ใหม่ขึ้นมาตลอดเวลา เซลล์ใหม่ก็จะสร้างพันธุกรรมขึ้นมาอย่างน้อยๆ ก็ 3 หน่วยย่อย ในจำนวน 6,000 ล้านหน่วยย่อยในร่างกายเรา ซึ่งทำให้คนๆ นั้นเปลี่ยนไปไม่เหมือนสารพันธุกรรมต้นแบบ

 

“ การเปลี่ยนไปทำให้เรามีคุณสมบัติบางอย่างดีขึ้น แต่ก็มีโอกาสที่จะเกิดโรคด้วย  บางคนเกิดการกลายพันธุ์ บางคนแค่เปลี่ยนจุดเดียวก็เกิดโรครุนแรงได้เลย”

 

โรครุนแรงจึงสามารถเกิดขึ้นได้ตั้งแต่ชีวิตอยู่ในครรภ์ ไปจนถึงผู้สูงอายุ!

 

 

 

ทีมไทยแลนด์! หาโรคเกิดใหม่เป็นครั้งแรกของโลกจากลำดับสารพันธุกรรม

 

จากวันนั้นที่ต้องใช้เวลาถึง 13 ปี ถึงวันนี้  เทคโนโลยีการลำดับสารพันธุกรรมพัฒนาขึ้นอย่างมาก คือ เร็วขึ้น และถูกลง สถิติโลกที่ทำไว้คือใช้เวลาน้อยกว่า 1 วัน!

 

“ แต่ถ้าที่เราทำกันจริงในชีวิตจริง จะใช้เวลาประมาณ 1 เดือนก็สำเร็จและค่าใช้จ่ายราคาหลักหมื่นบาท  ส่วนประเทศไทยเราไม่เคยตกเทรนด์เลย เราก้าวทันโลกมากโดยเฉพาะเรื่องวิทยาศาสตร์สุขภาพ เราค้นพบหลายเรื่องที่เป็นครั้งแรกของโลก”

 

นายแพทย์วรศักดิ์ ในฐานะที่ทำงานอยู่ในโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย  ได้มีโอกาสพบผู้ป่วยโรคหายาก หรือถูกส่งต่อจากโรงพยาบาลทั่วประเทศจากเหตุผลของการรักษาไม่หายเป็นจำนวนมาก

 

“ เราทีมไทยแลนด์มีส่วนทำให้โลกได้เจอความผิดปกติของยีนใหม่ๆ”

 

อาจารย์วรศักดิ์เล่าว่าทีมได้พบกับยีนก่อโรคใหม่มากกว่า 10 ยีน  เช่น ยีนที่ทำให้กระดูกเปราะหักง่าย ยีนก่อโรคภูมิแพ้รุนแรงในทารก ยีนก่อโรคลมชัก (ไม่สามารถอธิบายได้จากสิ่งแวดล้อมที่เจอ)  ซึ่งพบที่ไทยเป็นครั้งแรกของโลก โดยครอบครัวที่ทำให้เจอโรคนี้นั้นใช้เวลากว่า 11 ปีถึงจะยืนยันได้ว่ามียีนดังกล่าวที่ผิดปกติ  

 

" หรือยีนที่ทำให้เลือดเป็นกรดและเสียชีวิตของชาวเผ่าม้งที่เราพบว่ายังไม่เคยมีใครรายงานมาก่อน เมื่อมีคนแรกมารักษาเราก็พบว่าเราเจอลักษณะแบบนี้ในคนต่อๆ มา เมื่อมาดูฐานข้อมูลก็เจอจุดที่เหมือนกัน ซึ่งหมายความว่าบรรพบุรุษไม่รู้กี่ร้อยปีอาจจะมีการเปลี่ยนแปลงตรงนี้แล้วก็ถ่ายทอดมาเรื่อยๆ ซึ่งเป็นยีนด้อย ต่อมาเมื่อมีผู้ชายและผู้หญิงคู่หนึ่งซึ่งลืมไปแล้วว่าเป็นญาติกัน เพราะห่างกันมากด้วยระยะเวลาหลายร้อยปี  มาแต่งงานและมีลูกกันจึงเกิดโรคพันธุกรรมนี้เกิดขึ้น”

 

ทั้งนี้ โรคพันธุกรรมที่พบในโลก ณ ปัจจุบันมีอยู่ราวๆ 1 หมื่นโรคเท่าที่มนุษย์รับรู้ และยังมีรายงานโรคใหม่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ

 

 

 

ข้อดีของการรู้ว่ายีนตัวไหนก่อโรค คือ การรักษาที่ตรงจุด

 

นายแพทย์วรศักดิ์ยกตัวอย่างการการนำผลของการลำดับสารพันธุกรรมไปใช้ ให้เห็นภาพว่า ต้องดูว่าความแตกต่างของสารพันธุกรรมอยู่ตรงไหน ยีนที่แสดงออกมาเป็นอวัยวะอะไร

 

“ เมื่อหาได้แล้วว่าจุดไหนที่เป็นสาเหตุของโรค ก็จะทำให้เราวินิจฉัยได้ และต่อไปคือการรักษา ซึ่งการรักษาจะตรงจุด ไม่ต้องมั่วเช่นเมื่อก่อน

เช่นเด็กชักมา เราให้ยากันชัก แต่ยากันชักมีหลายสิบตัว แล้วตัวไหนถึงจะดี เราก็ต้องลองไปเรื่อยๆ ตัวที่ 1 ไปตัวที่ 2 ถ้าไม่ได้ผลก็ไปตัวที่ 3 อีก จนกว่าจะได้ผล แต่จริงๆ แล้วเด็กที่ชักเกิดได้จากยีนมากกว่า 100 ยีนครับ ซึ่งแต่ละยีนก็จะตอบสนองกับยาที่แตกต่างกันไป

ถ้าเด็กชักจากยีนที่ชื่อ SCN1A แต่เราให้ไดแลนตินซึ่งเป็นยาตัวแรกที่ทางกระทรวงสาธารณสุขของไทยมีอยู่ให้หมอใช้ เด็กจะชักมากขึ้นด้วย ซึ่งมันก็มีเคสที่เป็นแบนั้นจริงคือให้ยาไปแล้วเด็กแย่ลง แต่ถ้าเราตรวจก่อนเราจะรู้ว่าเราควรให้ยาตัวนี้ไปให้ตัวอื่นเลย เด็กก็จะดีขึ้นได้ไว”

 

นอกจากนี้ นายแพทย์วรศักดิ์ยังเล่าเคสหนึ่งซึ่งน่าสนใจ และแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของการหาลำดับสารพันธุกรรมไว้ว่า  มีเคสเด็กที่ป่วยมาด้วยอาการชักและกำลังจะเสียชีวิต

 

“เราก็ถอดลำดับสารพันธุกรรม พบว่าเด็กมีสารพิษในร่างกาย ซึ่งเกิดจากการไม่สามารถย่อยสลายน้ำตาลฟรุกโตส ซึ่งน้ำตาลฟรุกโตสก็ได้มาจากน้ำตาลซูโครส ที่เป็นน้ำตาลทรายที่เราใช้กันในครัว

เด็กคนนี้คลอดมาปกติ กินนมแม่ไม่มีปัญหาเพราะนมแม่ไม่มีน้ำตาลทราย แต่พอโตขึ้นกลับโคม่าเข้า ICU  วิธีการรักษาเมื่อเรารู้จึงเป็นการอย่าให้เด็กกินน้ำตาลทราย  เปลี่ยนจากการกินน้ำตาลทรายเป็นน้ำตาลกลูโคส แค่นั้นเด็กก็ปกติ”

 

การรักษาเช่นนี้ แม้ไม่ใช่การรักษาต้นตอที่ยีนซึ่งผิดปกติ แต่เป็นการทำให้ความผิดปกติของยีนไม่ส่งผลต่ออาการ ซึ่งเป็นวิธีการรักษาแบบแรกกับผู้ป่วยที่มีความผิดปกติเกี่ยวข้องกับยีน

ส่วนวิธีการรักษาที่ 2 คือการรักษาที่ต้นเหตุ ซึ่งเป็นการแก้สารพันธุกรรม ซึ่งในปัจจุบันมีเครื่องมือหลายแบบและมีหลายวิธีการที่ได้ผลดี

 

 

(อ่านเพิ่มเติม : ไขคำตอบ! ทำไมการรักษาหนูน้อย KJ จึงเป็น 'เรื่องมหัศจรรย์' ของวงการแพทย์)

 

 

การรู้ลำดับสารพันธุกรรมของตัวเองเปรียบเหมือนการรู้ไพ่ในมือ  นายแพทย์วรศักดิ์กล่าวว่า การรู้ว่าไพ่ในมือเป็นยังไงก็เท่ากับว่ามีโอกาสที่จะชนะมากขึ้น

 

“ เราจะรู้ว่าเราต้องเล่นเกมชีวิตนี้ยังไง ซึ่งผมคิดว่ามันมีประโยชน์แน่นอนครับ”

 

ล่าสุด อาจารย์วรศักดิ์ได้ริเริ่มโครงการที่ชื่อว่า LIFE-SEQ ซึ่งเป็นโครงการที่จะให้เด็กจำนวน 300 คนซึ่งเกิดในโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย สามารถรู้จีโนมตัวเอง เปรียบเหมือนข้อมูลของตัวเองตั้งแต่เกิด เพื่อที่จะหาว่า

 

'เด็กที่รู้จีโนมตัวเอง จะมีคุณภาพชีวิตที่ดีกว่าเด็กที่ไม่รู้จีโนมของตัวเองหรือไม่’

 

แล้วทุกคนคิดเห็นอย่างไร?.