ดีเอ็นเอลิขิต ผู้หยั่งรู้ อดีต ปัจจุบัน และอนาคต

รศ.ดร.วสันต์ จันทราทิตย์ หัวหน้าหน่วยไวรัสวิทยาและจุลชีววิทยาโมเลกุล ภาควิชาพยาธิวิทยา คณะแพทยศาสตร์ ร.พ.รามาธิบดี และผู้ประสานโครงการไทยจีโนมสนิปส์ ในส่วนชีวสารสนเทศ ศูนย์พันธุวิศวกรรม และเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ

- เพื่อนผู้หยั่งรู้

ยังไม่มีเทหะวัตถุใดเท่าที่มนุษย์เคยรู้จัก สามารถทำนายเหตุการณ์ในอดีต ปัจจุบัน และอนาคต ได้เทียบเท่าหรือเสมอเสมือนดีเอ็นเอ โดยสิ่งนี้เข้ามามีบทบาทกับชีวิตของเราหรือแม้กระทั่งปรับเปลี่ยนวิถีชีวิตของเราจากหน้ามือเป็นหลังมือ จากร้ายเป็นดี หรือจากดีกลายเป็นร้ายได้เพียงชั่วข้ามคืน เทคโนโลยีดีเอ็นเอ เพื่องานการด้านสาธารณสุข การปรับปรุงพันธุ์ เพิ่มผลผลิตในพืชและสัตว์ จะเป็นกุญแจสำคัญต่อการพัฒนาประเทศ องค์กรใด หรือประเทศใดที่ละเลย เพิกเฉยต่อการนำดีเอ็นเอมาใช้ให้เกิดประโยชน์ จะกลายเป็นผู้ที่ด้อยโอกาส หรือกลายเป็นประเทศที่ล้าหลังไม่สามารถแข่งขันกับประเทศอื่นได้ภายในชั่วเวลาเพียงไม่กี่ปี

- รู้จักดีเอ็นเอ

50 ปีแล้ว ที่นักวิทยาศาสตร์สองคน เจมส์ วัตสัน และฟรานซิส คริก ได้ค้นพบสิ่งเล็กๆ แต่มีความหมายสำคัญยิ่งในร่างกายที่เรียกว่า DNA ดีเอ็นเอนี้เป็นข้อมูลที่บรรจุอยู่ในทุกเซลล์ในร่างกาย และในเซลล์จะมีนิวเคลียสอยู่ ภายในนิวเคลียสจะมีโครโมโซมอยู่ 23 คู่ และในโครโมโซม จะมีดีเอ็นเอขดกันอยู่ หากคลี่ออกมาจะมีความยาวประมาณหนึ่งเมตร เมื่อขยายลึกลงไปจะเห็นว่าสายดีเอ็นเอมีลักษณะเป็นสายเกลียวพันกันเป็นคู่ หรือที่เรียกว่า double helix เปรียบเทียบแล้วจะคล้ายกับบันไดวน แต่ละขั้นประกอบด้วย base pair ด้านหนึ่งจะเป็น A (adenine) อีกด้านจะเป็น T(Thymidine) ขณะที่อีกคู่หนึ่งจะเป็น C คู่กับ G ดีเอ็นเอที่ประกอบตัวกันเป็นโครโมโซม เราเรียกว่า "จีโนม"

- หยั่งรู้อนาคตจากสนิปส์

จากโครงการจีโนมมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์พบว่า เมื่อนำลำดับเบสของคนต่างเชื้อชาติ(สายพันธุ์) ไม่ว่าจะเป็นคนยุโรป แอฟริกา เอเชีย มาวางเรียงเทียบกัน จะพบว่ามนุษย์เหมือนกันในระดับของลำดับเบสถึง 99.9% จะแตกต่างระหว่างบุคคลเพียง 0.1% เท่านั้น ตำแหน่งที่แตกต่างบนจีโนมถูกเรียกว่าสนิปส์(SNP; Single Nucleotide Polymorphism) บางคนเรียกว่าจีโนมสนิปส์ หมายถึงจีโนมในส่วน 0.1% ที่มีความหลากหลายเฉพาะคน จีโนมส่วนใหญ่(99.9%) จะไม่มีการเปลี่ยนแปลง ทั้งนี้ เพื่อดำรงความเป็นมนุษย์เอาไว้ ถ้าหากเกิดขาดหายไป (deletion) หรือเพิ่มขึ้นมา(insertion) ในส่วนลำดับเบส 99.9% นี้จะทำให้มนุษย์ผู้นั้นมีความผิดปกติ เกิดเป็นโรค หรือถึงขั้นเสียชีวิตได้

ตัวสร้างความหลากหลายทางพันธุกรรมที่เรียกว่าสนิปส์นี้เป็นตัวคู่เบส หรือเบสที่ไม่เหมือนกัน ถือว่าเป็นเรื่องน่าอัศจรรย์มากที่ความไม่เหมือนกันที่ตรงจุดเล็กๆ นี้ยังเป็นตัวกำหนดลักษณะของมนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นรูปร่างหน้าตา รูปร่าง และการเกิดโรคต่างๆ และเป็นจุดเริ่มต้นที่วงการแพทย์ให้ความสนใจ

โดยปกติแล้ว เวลาเราวัดความสูงหรือน้ำหนัก เราไม่สามารถใช้เกณฑ์วัดของคนตะวันตกเป็นหลัก ซึ่งที่จริงแล้วเกณฑ์เฉลี่ยของคนแต่ละชาติจะแตกต่างกัน จีโนมของคนแต่ละประเทศหรือเชื้อชาติก็มีแตกต่างกันเช่นกัน ดังนั้น เราจำเป็นต้องหาจีโนมสนิปส์ของคนไทยเพื่อใช้เป็นมาตรฐานกลางของเราเอง

ธรรมชาติยินยอมให้จีโนมมนุษย์ประมาณ 0.1% เปลี่ยนแปลงได้ เพื่อตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อให้มนุษย์สามารถดำรงชีวิตได้ในสิ่งแวดล้อมต่างๆ กันได้ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวไม่ใช่เกิดฉับพลันข้ามคืนแต่จะค่อยๆ เกิดขึ้นใช้เวลานับร้อยหรือพันปี ในหลายชั่วอายุคน เช่น ในพื้นที่ที่มีการแพร่ระบาดของมาลาเรีย คนในท้องถิ่นนั้นที่อยู่อาศัยมานานหลายชั่วอายุคนจะมีจีโนมสนิปส์ต่างไปจากคนในเขตที่ไม่มีการแพร่ระบาดของโรคดังกล่าว เพื่อต้านทานการติดเชื้อมาลาเรีย และหากมีการติดเชื้อก็มีอาการไม่รุนแรงถึงขั้นเสียชีวิต

- สนิปส์สกัดโรคร้าย

ความหลากหลายของสนิปส์(0.1% ของจีโนม)ในแต่ละบุคคลได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในการทำนายหรือคาดคะเนความเสี่ยงของการเกิดโรคที่ยังไม่เกิดได้ โดยแสดงผลออกมาในรูปของเปอร์เซ็นต์ความเสี่ยง จากการศึกษาพี่น้องฝาแฝดไข่ใบเดียวกันหลายคู่ทั่วโลก ทำให้เราทราบว่า โรคบางโรคที่เกิดขึ้นจากการผิดปกติทางพันธุกรรมไม่สามารถที่จะเปลี่ยนแปลงแก้ไข อย่างไรเสียก็ต้องเป็น(โรค)จะช้าหรือเร็วเท่านั้น แต่บางโรคที่จะเกิดขึ้นได้ต้องมีองค์ประกอบจากสิ่งแวดล้อมภายนอกเข้ามาร่วมด้วยนอกเหนือไปจากความผิดปกติของดีเอ็นเอ เช่น มะเร็งบางประเภทพบว่าเมื่อฝาแฝดคนแรกเป็น ไม่จำเป็นที่แฝดคนที่สองจะต้องเป็นด้วย ดังนั้น หากเราพบว่าบุคคลใดที่มีสนิปส์ความเสี่ยงสูงที่มะเร็งปอด แพทย์ก็สามารถขอร้องให้บุคคลนั้นเลี่ยงสิ่งที่จะกระตุ้นให้เกิดมะเร็ง เช่น ไม่สูบบุหรี่ เลี่ยงที่มีชืวิตอยู่ในบริเวณที่มีมลภาวะสูง งดกินอาหารบางอย่างที่มีสารสารก่อมะเร็งเจือปนอยู่มาก หากเขาสามารถเลี่ยงสิ่งแวดล้อมเหล่านี้ได้ เขาก็สามารถมีชีวิตเป็นปกติได้ โดยไม่เป็นมะเร็งปอด การตรวจหาสนิปส์เพื่อดูความเสี่ยงการเกิดโรคกำลังจะดำเนินการในหลายโรค เช่น โรคติดเชื้อไวรัส โรคเบาหวาน โรคหัวใจ โรคมะเร็ง โรคจิตประสาท

เทคโนโลยีการตรวจดีเอ็นเอชนิดใหม่ที่เรียกว่า ดีเอ็นเอชิพ ซึ่งเป็นเทคนิคใหม่สำหรับอนาคต สามารถตรวจความผิดปกติของพันธุกรรมมนุษย์ได้ในราคาที่ไม่แพง โดยลักษณะเจ้าเครื่องมือนี้จะเป็นลักษณะเหมือนแผ่นสไลด์ที่บรรจุดีเอ็นเอเอาไว้ ในการตรวจ แพทย์จะนำเลือดตัวอย่างของผู้ป่วยหยดลงบนแผ่นชิพแล้วนำเข้าเครื่อง ซึ่งจะสามารถรู้ได้ว่าบุคคลคนนี้มีลักษณะทางพันธุกรรมเป็นแบบไหน

ลักษณะทางพันธุกรรมแบบนี้จะมีโอกาสเสี่ยงเป็นโรคใดได้บ้างในอนาคต หรือร่างกายย่อยสลายยาอะไรได้ดีหรือไม่ได้ดี รวมทั้งอาจจะแพ้ยาอะไรได้บ้าง เมื่อแพทย์ดูลักษณะทางพันธุกรรมของคนไข้(จากดีเอ็นเอชิพ) ก็ทำให้แพทย์สามารถที่จะวางแผนหรือเตรียมป้องกันและรักษาให้กับบุคคลนั้นได้อย่างถูกต้องและทันท่วงที

- โครงการสนิปส์บนจีโนมกับคนไทย

เป็นที่น่ายินดีที่ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ ได้ริเริ่มโครงการ Thai SNP Discovery ประโยชน์ของโครงการจะเริ่มเห็นเป็นรูปธรรมในเวลา 3-5 ปีนับจากนี้ และจะใช้กันอย่างแพร่หลายเหมือนกับการตรวจระดับไขมันในเลือดภายในอีก 5 ปีข้างหน้า โดยเริ่มจากการศึกษาหาสนิปส์ หรือลักษณะทางพันธุกรรมที่แตกต่างเฉพาะตัวของคนไทยก่อน เพื่อให้มีฐานข้อมูลสนิปส์หรือความหลากหลายของคนไทย เนื่องจากสนิปส์ของคนแต่ละเชื้อชาติจะไม่เหมือนกัน และยีนที่ทำให้เกิดโรคหรือยีนที่แพ้ยาในแต่ละเชื้อชาติต่างกัน

ถ้าเราไม่ศึกษาของเราเอง ก็ไม่มีชาติไหนมาทำให้ ต่างชาติศึกษาของเขาแล้วนำมา(หลอก)ขายไม่ว่าจะเป็นชุดตรวจ ยาและวัคซีน แล้วเราไปเชื่อเขาเหมือนอย่างในอดีต มันใช้ด้วยกันไม่ได้ เพราะว่ามันไม่ได้มาจากการศึกษาจากประชากรเรา ฉะนั้นเราจึงมีความจำเป็นที่จะต้องการศึกษา(จีโนมสนิปส์)ของเราเอง

วิธีการทำจีโนมสนิปส์จะเริ่มต้นโดยการคัดเลือกคนไทย 32 คน ที่มีสุขภาพแข็งแรงสมบูรณ์ โดยเลือกจากคนที่มาตรวจสุขภาพที่โรงพยาบาล คณะผู้วิจัยจะอธิบายให้อาสาสมัครเข้าใช้ว่า เรากำลังจะทำอะไร ขณะนี้คนจำนวนมากยินดีที่จะเป็นอาสาสมัคร เนื่องจากเห็นว่าเป็นประโยชน์ต่อวงการแพทย์ไทยอย่างมาก การเลือกเพศของอาสาสมัครตัวอย่างจะเลือกเป็นเพศชายครึ่งหนึ่ง เพศหญิงครึ่งหนึ่ง ขณะที่เกณฑ์อายุของอาสาสมัครจะเลือกในกลุ่มอายุ 45-50 ปี 50-55 ปี และ 55 -60 ปี เนื่องจากช่วงอายุนี้ จะมีการแสดงออกทางพันธุกรรม(โรค)ออกมาหมดแล้ว ใครที่อายุราว 55-60 ปี แล้วยังมีสุขภาพแข็งแรงและสมบรูณ์จะถือได้ว่าเข้าข่ายในการคัดเลือกขั้นต้น โดยแพทย์จะตรวจสุขภาพโดยรวมก่อนในขั้นแรก

ต่อมาจึงตรวจในขั้นที่สอง ซึ่งจะเป็นการตรวจปัสสาวะ ตรวจเลือด และตรวจทั้งสุขภาพกายและใจ และถ้าพบว่าไม่มีโรคทางพันธุกรรมแล้วก็จะถูกคัดเลือกผ่านเข้ารอบสอง จากนี้เรายังตรวจสอบประวัติทางตระกูลด้วยว่าในรุ่นปู่ย่า ตายายเกิดในเมืองไทยหรือไม่ หากเกิดในเมืองไทยมิได้ย้ายถิ่นฐานมาจากที่ไหนก็จะผ่านเข้ารอบสุดท้าย ในส่วนของระยะเวลาดำเนินงานของโครงการทั้งหมด คาดว่าในส่วนของการจัดทำฐานข้อมูลนั้นจะใช้เวลาประมาณ 3 ปี และโครงการฐานข้อมูลนี้จะต้องทำควบคู่ไปกับการวิเคราะห์ข้อมูลด้วย โดยทีมงานจะนำเอาระบบชีวสารสนเทศ หรือที่เรียกว่า bioinformatics มาใช้เพื่อทำการวิเคราะห์ข้อมูล เมื่อได้ฐานข้อมูลแล้ว ยังจำเป็นที่จะต้องพัฒนาต่อเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ไทยสามารถที่จะแปลรหัสเหล่านี้ไปใช้ประโยชน์ได้ มิฉะนั้นทำไปก็เสียเปล่า

- ศูนย์ความเป็นเลิศด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพของประเทศไทย

การทำวิจัย โครงการนี้ อันดับแรกทีมศึกษามุ่งสืบหาสนิปส์ที่เกี่ยวข้องกับการเกิดโรคมะเร็ง ธาลัสซีเมีย ไข้เลือดออก มาลาเรีย และเอชไอวี ซึ่งเป็นโรคที่พบมากในประเทศไทย รวมถึงโรคความดันโลหิตสูงและโรคเบาหวาน ข้อมูลเหล่านี้จะนำไปสู่การศึกษาเพื่อหาสาเหตุที่แท้จริงของโรคต่างๆ ว่า เกิดมาจากความผิดปกติของยีนตัวใดบนจีโนม อันจะนำไปสู่การป้องกัน รวมทั้งการรักษา หากเราป้องกันการเกิดโรคที่กล่าวได้บางส่วนก็จะช่วยประหยัดงบประมาณของแผ่นดินในด้านการรักษาลงได้อย่างมหาศาล

ประเทศไทยกำลังจะเริ่มทำเรื่องนี้อย่างจริงจังใน 3 -5 ปีข้างหน้า ล่าสุดได้มีการจัดตั้งคณะกรรมการร่วมสหรัฐ - ไทย สาขาวิทยาศาสตร์ชีวภาพ เพื่อร่วมกันจัดตั้งศูนย์ความเป็นเลิศด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพของประเทศไทย ที่จะเป็นศูนย์ประสานงาน คลังข้อมูลด้านงานวิจัย พัฒนา นักวิจัย ด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพของไทย และส่งเสริมให้เกิดการลงทุน การ commercialization ของเทคโนโลยี ตลอดจนการร่วมมือกับหน่วยงาน / บริษัทต่างประเทศ

จากที่กล่าวมาท่านคงเห็นได้ว่าความรู้เกี่ยวกับดีเอ็นเอมีประโยชน์อย่างมหาศาลต่อมนุษย์มาตั้งแต่อดีต ปัจจุบัน และอนาคต ไม่ว่าจะเป็นเรื่องการใช้ยาที่เหมาะสำหรับบุคคลหรือใช้ทำนายโรคต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้กับบุคคลนั้นในอนาคตหากไม่ปรับเปลี่ยนพฤติกรรม อาหารการกิน หรือการรับมลภาวะจากสิ่งแว้ดล้อม

พรหมลิขิตจากการทำนายของหมอดูอาจเป็นเรื่องที่มนุษย์เรายากที่จะแก้ไขอะไรได้ และบ่อยครั้งจะคลาดเคลื่อนไปจากความจริง แต่เมื่อกล่าวถึงดีเอ็นเอลิขิตที่แพทย์เป็นผู้พยากรณ์จะมีความถูกต้องแม่นยำสูงกว่า และที่สำคัญยังสามารถแก้ไขสิ่งร้ายให้กลายเป็นดีได้โดยการนำเทคโนโลยีด้านจีโนมและวิทยาศาสตร์การแพทย์เข้ามาช่วยแก้ไข