อัปเดตสถานการณ์ไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ การค้นหา antibody เพื่อรักษา COVID-19

ในช่วงวันสองวันนี้เราเห็นการแชร์ข่าวขอรับบริจาค plasma (น้ำเลือด) จากผู้ป่วยที่หายจาก COVID-19 เพื่อนำมาสกัดและใช้รักษาผู้ป่วย COVID-19 รายอื่น ๆ

การใช้น้ำเลือดจากผู้ที่หายป่วย (convalescent plasma) มีการใช้ในโรคติดเชื้อหลายชนิดมายาวนาน โดยมากมักเป็นโรคที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัส สำหรับการระบาดของ COVID-19 หนนี้ มีรายงานการใช้ convalescent plasma ในประเทศจีนในช่วงต้นของการระบาด (https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2763983) เป็นจุดเริ่มของการทำ clinical trials ในประเทศต่าง ๆ เช่นในอเมริกาก็มี National COVID-19 Convalescent Plasma Project ที่รับอาสาสมัครที่หายจากโรคเพื่อบริจาค plasma ไปใช้รักษาผู้ป่วยรายอื่น (https://ccpp19.org) เช่นกัน

วันนี้เรามาติดตามความก้าวหน้าของการพัฒนา antibody ต่อเชื้อ SARS-CoV-2 กัน

ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจวงจรชีวิตของไวรัสตัวนี้ก่อน SARS-CoV-2 เป็น enveloped, single-stranded, positive-sense RNA virus ซึ่งเข้าติดเชื้อในเซลล์มนุษย์ได้ โดยอาศัย spike (S) protein ที่จะจับกับ ACE2 บนผิวเซลล์ จากนั้นจะเกิดกระบวนการที่ envelope protein เกิดหลอมรวมกับผิวเซลล์ (membrane fusion) ทำให้ไวรัสเข้าสู่เซลล์และเจริญเติบโตออกลูกหลานแล้วปล่อยออกมาได้

Spike protein มีโครงสร้างหลัก ๆ แบ่งเป็น S1 subunit ประกอบด้วย N-terminal domain (NTD) และ receptor binding domain (RBD) และ S2 subunit โดย RBD เป็นส่วนที่จับกับ ACE2 และ S2 ทำหน้าที่กระตุ้นให้เกิด membrane fusion โดยที่ functional unit ของ spike จะเป็น homotrimer คือใช้ spike protein 3 ตัวประกอบกัน ซึ่งการพยายามค้นหา antibody ที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อ (neutralizing antibody) มักเน้นไปที่การจับกับ spike protein เป็นหลัก

แม้ว่าหลักการของการรักษาด้วย convalescent plasma จะดูดี แต่ปัญหาสำคัญของวิธีนี้คือ เราไม่รู้เลยว่าใน plasma ของผู้ป่วยที่หายแล้วนั้น neutralizing antibody คืออะไร มีมากน้อยแค่ไหน เนื่องจาก antibody ใน convalescent plasma จะมีลักษณะเป็น polyclonal แน่ ๆ จำเป็นต้องแยกออกมาว่า antibody ใดที่จำเพาะกับส่วนใดของไวรัส (น่าจะเป็น spike protein แน่ ๆ แต่ส่วนใดของ spike protein ยังไม่มีใครรู้) แถมการผลิตยังไม่สามารถ scale up ได้ ต้องรอผู้ป่วยหายดีมาบริจาคแล้วสกัดออกมา ถ้าความต้องการใช้มีเป็นจำนวนมากก็ไม่สามารถผลิตเพิ่มได้

ความพยายามในการหา monoclonal antibody (mAb) ที่เป็น neutralizing antibody ต่อ coronavirus มีมาตั้งแต่ SARS และ MERS แล้ว มีทีมนักวิจัยประสบความสำเร็จในการแยก clone ของ neutralizing antibody ต่อ SARS และ MERS ได้หลาย clone และเมื่อมีการระบาดของ SARS-CoV-2 ก็มีทีมนักวิจัยหยิบ mAb เหล่านี้ออกมาทดสอบเพราะ SARS-CoV และ SARS-CoV-2 มี genome คล้ายกันแถมยังใช้ ACE2 เป็น protein of entry เหมือนกันอีก

ความพยายาม screen หา SARS mAb ที่มี cross-reactivity ต่อ SARS-CoV-2 รายงานเป็นครั้งแรกเมื่อกลางเดือนกุมภาพันธ์ เมื่อพบว่า mAb ที่ชื่อ CR3022 ที่ recognize SARS-CoV RBD epitope มี binding affinity กับ SARS-CoV-2 RBD ด้วย ในขณะที่ SARS mAb ตัวอื่นอย่าง m396 และ CR3014 กลับไม่มีผลแม้ว่าจะจับกับ SARS-CoV RBD เช่นเดียวกัน แต่เป็นคนละ epitope (อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://www.tandfonline.com/…/full/10…/22221751.2020.1729069)

ผลงานตีพิมพ์ใน Science เมื่อ 3 วันก่อน ทีมนักวิจัยหยิบเอา CR3022 มาศึกษาด้วย cryo-EM เพื่อดู binding conformation กับ RBD มีสิ่งน่าสนใจคือพบว่า CR3022 ไม่ได้แย่งจับกับ ACE2 ในส่วน RBD แบบที่ neutralizing mAb อื่นทำ แต่ส่วนที่ไปจับ (epitope) กลับไปหลบอยู่ข้างใน (cryptic) โดย RBD มีลักษณะเป็นบานพับ ซึ่งจะเปิดส่วน cryptic epitope ให้ CR3022 จับได้เมื่อ RBD ยกขึ้น (up conformation) เท่านั้น และการศึกษา binding affinity ของ SARS mAb ที่มีอยู่พบว่า affinity ต่อ SARS-CoV-2 ล้วนต่ำกว่า SARS-CoV มากครับ

โดยสรุป ณ ตอนนี้ การผลิตและใช้ SARS mAb มารักษา COVID-19 อาจจะไม่ง่ายนัก (ยกเว้นพบว่า in vivo effect ดีกว่า in vitro study) และ SARS-CoV-2 มีอะไรที่ซับซ้อนแตกต่างจาก SARS-CoV พอสมควร .. หวังว่าจะมีคน identify SARS-CoV-2 neutralizing antibody clone ได้เร็ว ๆ นี้ เราจะได้เห็นการผลิต SARS-CoV-2 mAb ออกมาโดยเร็วครับ

ที่มา Cancer Precision Medicine

ที่มา: https://science.sciencemag.org/…/early/2020/04/02/science.a…

🏵🦠🏵🦠🏵🦠COVID Series🦠🏵🦠🏵🦠🏵
อ่านเรื่องกลยุทธ์การหายารักษา COVID-19 ที่นี่ https://www.facebook.com/1179796695372129/posts/3084586251559821/
อ่านเหตุผลว่าทำไม COVID-19 vaccine ถึงรอนาน https://www.facebook.com/1179796695372129/posts/3081923271826119/
เทคนิค LAMP-Seq ตรวจ COVID-19 จำนวนมากและต้นทุนต่ำ
https://www.facebook.com/CAPrecisionMed/posts/3120206051331174/
อ่านการตรวจเชื้อไวรัสแบบ rapid test ของ COVID-19 รู้ผลได้ใน 5 นาที https://www.facebook.com/CAPrecisionMed/posts/3093996593952120
ตามติดชีวิต COVID-19 การศึกษา viral dynamics ของผู้ติดเชื้อ https://www.facebook.com/CAPrecisionMed/posts/3103038569714589/
COVID vaccine ตัวใหม่ กระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ภายใน 2 สัปดาห์หลังฉีด
https://www.facebook.com/CAPrecisionMed/posts/3105372512814528/
หน้ากากช่วยลดเชื้อ coronavirus ในละอองฝอย
https://www.facebook.com/CAPrecisionMed/posts/3107550539263392/