เชื้อโรคที่ชื่อว่า “ไวรัส”

พรรณไพร

ขอบคุณข้อมูลภายใต้ความร่วมมือของนิตยสาร @ll Biotech และ วิชาการ.คอม 
https://www.biotec.or.th/Guru/

                            เชื้อโรคที่ชื่อว่า “ไวรัส”
คงจะเหมาะสมกับบรรยากาศหวาดเกรงเชื้อโรค (ทั้งไข้หวัดใหญ่ ไข้หวัดนก) เช่นในปัจจุบัน หากผู้เขียนนำเรื่องเชื้อโรคมาเล่าสู่กันฟัง

สิ่งที่เรียกว่า "เชื้อโรค" ที่ทำให้คนเราเจ็บป่วยนั้น ก็คือ “จุลินทรีย์”

คนทั่วๆ ไปรู้จักจุลินทรีย์ว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่เล็กมากจนต้องส่องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ และกำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงช่วย ที่พอจะทำให้มองเห็นจุลินทรีย์ ก็ต้องเป็น 10 เท่าขึ้นไป จนถึง เกือบ 2,000 เท่า

จุลินทรีย์ที่มองเห็นผ่านกล้องจุลทรรศน์เรียงตามขนาดเล็กไปหาใหญ่คือ แบคทีเรีย รา และโปรโตซัว 
ส่วนไวรัสนั้นเล็กกว่า 3 พวกแรกที่กล่าวถึง จนต้องใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนกำลังขยายเป็นหมื่นเป็นแสนเท่า จึงจะสามารถมองเห็นได้

                 สำหรับโรคไข้หวัดนก ที่กำลังระบาดอยู่ในหลายพื้นที่ทั่วโลก (รวมทั้งประเทศไทย) ณ ขณะนี้ ก็มีสาเหตุจากจุลินทรีย์ ที่มีขนาดเล็กที่สุดเมื่อเทียบกับจุลินทรีย์ด้วยกัน ซึ่งก็คือไวรัสนั่นเอง

ไวรัสนั้น มีหลักฐานทางประวัติศาสตร์หลายอย่างที่แสดงให้เห็นว่า เป็นสาเหตุของโรคระบาดในมนุษย์มาช้านาน หลักฐานชิ้นแรกที่แสดงว่า ไวรัสทำให้เกิดโรคในมนุษย์คือ รูปภาพแกะสลักบนฝาผนังของอียิปต์โบราณซึ่งมีอายุสามพันสี่ร้อยปี บ่งบอกว่า เจ้าชายอียิปต์พระองค์หนึ่งเดินด้วยไม้ค้ำยัน เพราะขาข้างขวาลีบเล็กและสั้นกว่าขาข้างซ้าย ซึ่งสันนิษฐานว่าน่าจะเป็นโรคโปลิโอ ซึ่งมีสาเหตุมาจากไวรัสชนิดหนึ่ง 
 

นอกจากหลักฐานดังกล่าวแล้ว นักวิทยาศาสตร์ (ที่ช่างสังเกต) ยังได้พบว่า ใบหน้าของมัมมี่ที่มีอายุประมาณสามพันปี ของฟาโรห์รามเสสที่ 5 แห่งอียิปต์ มีรอยแผลเป็นจากไข้ทรพิษ (ฝีดาษ) เต็มไปหมด ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้สันนิษฐานว่า กษัตริย์พระองค์นี้อาจสิ้นพระชนม์ด้วยไข้ทรพิษ

หลักฐาน และบันทึกในระยะเวลาต่อมา แสดงให้เห็นว่า มีการระบาดของไข้ทรพิษทั้งในอัฟริกา และในยุโรปหลายครั้ง และก็มีการระบาดไปทั่วโลก

สำหรับในบ้านเรา นายลา ลูแบร์ เอกอัครราชทูต ฝรั่งเศสในรัชสมัยพระเจ้าหลุยส์ที่ 14 ซึ่งมาเจริญสัมพันธไมตรีในรัชสมัยสม เด็จพระนารายณ์มหาราช ได้บันทึกไว้ในจดหมายเหตุเมื่อ พ.ศ. 2230 ว่า โรคร้ายแรงที่สุดของชาวสยามคือ โรคป่วง (โรคอหิวาต์) โรคบิด ไข้จับสั่น คุดทะราด และไข้ทรพิษ

หากยังจำได้ในภาพยนตร์สุริโยไท กษัตริย์พระองค์หนึ่งในสมัยอยุธยา ก็สิ้นพระชนม์ด้วยไข้ทรพิษ เช่นกัน

                 สำหรับผู้ที่ใช้คำว่าไวรัส (virus) เป็นครั้งแรกก็คือ เอ็ดเวิร์ด เจนเนอร์ (Edward Jenner) นายแพทย์ชาวอังกฤษ เขาใช้คำนี้เรียกหนองฝีจากวัวที่เป็นไข้ทรพิษ ซึ่งโดยนัยแล้วหมายถึงสารพิษที่ทำให้เกิดไข้ทรพิษ (ในภาษากรีก virus แปลว่าสารพิษ หรือของเหลวที่มีความเป็นพิษ (poison หรือ poisonous liquid)) ซึ่งในขณะนั้น เขาก็ยังไม่ทราบว่า ไวรัส เป็นจุลินทรีย์ชนิดหนึ่ง ในปัจจุบันแม้จะทราบแล้วว่า ไวรัสเป็นจุลินทรีย์ แต่ก็ยังคงเรียกชื่อเหมือนกับที่นายแพทย์เอ็ดเวิร์ด เคยใช้เรียกเมื่อ 200 ปีก่อน
 
ต่อยอดองค์ความรู้ ...ปีแล้วปีเล่า จนรู้จักไวรัส

ในปี ค.ศ.1674 (พ.ศ. 2217) แอนโทนิวาน ลิวเวนฮอร์ก (Antony van Leeuwenhoek) ได้สร้างกล้องจุลทรรศน์ที่สามารถมองเห็นสิ่งที่เล็กมาก หรือ very Little Living Animalcules ในน้ำ น้ำลาย แต่กว่าจะรู้ว่าจุลินทรีย์ก่อให้เกิดโรคต้องใช้เวลาเกือบ 200 ปี

                 ในปี ค.ศ.1865 (พ.ศ. 2408) หลุยส์ ปาสเตอร์ (Louis Pasteur) และโรเบิร์ต คอช (Robert Koch) จึงพิสูจน์ว่าจุลินทรีย์เป็นสาเหตุของโรคนานาชนิด เช่น อหิวาตกโรค โรคบิด โรคพิษสุนัขบ้า และปาสเตอร์ยังเสนอแนะว่า อาจมีเชื้อโรคที่มีขนาดเล็กกว่าแบคทีเรียเป็นสาเหตุของโรคได้ โดยเชื้อที่มีขนาดเล็กมากนี้ ไม่สามารถมองเห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบธรรมดา สามารถหลุดรอดผ่านเครื่องกรองที่ใช้กรองแบคทีเรียได้

                 ข้อเสนอของปาสเตอร์ได้รับการพิสูจน์ในภายหลังว่า เป็นจริง ซึ่งเมื่อนักวิทยาศาสตร์บดเนื้อเยื่อสัตว์ที่ป่วยให้ละเอียด แล้วนำไปกรองผ่านเครื่องกรองที่สามารถกรองแบคทีเรีย และเศษเซลล์ได้ เมื่อนำน้ำที่ผ่านเครื่องกรองไปฉีดสัตว์ ทำให้สัตว์ป่วยเป็นโรคขึ้นมา ดังนั้น คำว่าไวรัส (virus) ในสมัยก่อน จึงหมายถึง สารพิษที่สามารถก่อโรค และผ่านเครื่องกรองได้ (Filterable virus)

จนถึง ค.ศ 1950 (พ.ศ. 2493) นักไวรัสวิทยาจึงได้มีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้ส่องดูไวรัสชนิดต่างๆ เป็นครั้งแรก มีการตรวจพบไวรัสรูปร่างต่างๆ กันทั้งภายใน และภายนอกเซลล์ ทำให้มีการตื่นตัวกันมากในการพิสูจน์รูปร่างไวรัสชนิดต่างๆ

ปัจจุบัน นอกจากการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแล้ว ยังมีการศึกษาโครงสร้างไวรัสโดยวิธี X-ray diffraction (วิธีเดียวกันกับการศึกษาโครงสร้างดีเอ็นเอของวัตสัน และคริก) จากผลึกไวรัสที่บริสุทธิ์ ซึ่งสามารถศึกษาได้ลึกถึงระดับอะตอม นอกจากนี้ยังมีการศึกษาโดยใช้วิธี Nuclear magnetic resonance (NMR) ซึ่งใช้การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็ก เพื่อศึกษารายละเอียดของโปรตีนและกรดนิวคลีอิก ที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของไวรัสด้วย
 
รูปร่างของไวรัส 

มนุษย์มีตัวใหญ่ ตัวเล็ก มีผิวขาว ผิวดำ มีอ้วน มีผอม ไวรัสก็มีรูปร่างหลายลักษณะเช่นกัน

ไวรัสนั้น มีขนาดเล็กมาก (มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 20–300 นาโนเมตร) เป็นจุลินทรีย์ที่มีโครงสร้างแบบง่ายๆ ไม่ซับซ้อน

ไวรัสที่มีส่วนประกอบครบสมบูรณ์ นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า วิริออน (virion) ซึ่งประกอบด้วย

                • กรดนิวคลีอิก โดยจะเป็นอาร์เอ็นเอ (RNA-มีลักษณะเป็นสายพันธุกรรมสายเดี่ยว) หรือดีเอ็นเอ (DNA-มีลักษณะเป็นสายพันธุกรรมสายคู่) ก็ได้ (ไม่พบว่าในไวรัสสายพันธุ์หนึ่ง มีโครงสร้างของกรดนิวคลิอิกทั้งสองชนิดในสายพันธุ์เดียวกัน)  
                • แคปซิด (Capsid) มีโปรตีนเป็นส่วนประกอบสำคัญ หุ้มล้อมรอบกรดนิวคลีอิกเพื่อป้องกันกรดนิวคลีอิกจากสิ่งแวดล้อม เราเรียกชั้นที่มีแคบซิดและกรดนิวคลีอิกรวมกันว่า นิวคลีโอแคปซิด (nucleocapsid) 
                • เปลือกหุ้ม (envelope) มีไขมันเป็นส่วนประกอบสำคัญ มักอยู่ในรูป phospholopid bilayer ซึ่งมักได้จากเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่มันเข้าไปอาศัยอยู่ ในขณะที่ไวรัสหลุดออกจากเซลล์นั้นๆ 
                 • ปุ่มยื่น (spike) มีคาร์โบไฮเดรต เป็นส่วนประกอบสำคัญ มักอยู่ในรูปไกลโคโปรตีน มีลักษณะยื่นออกมาจากเปลือกหุ้ม ซึ่งถือเป็นชั้นนอกสุดของวิริออน และเป็นแอนติเจนที่สำคัญ

ไวรัสบางชนิดมีเฉพาะ นิวคลีโอแคปซิดเท่านั้น เราเรียกว่าไวรัสไม่มีเปลือกหุ้ม (non-enveloped virus หรือ Naked virus)

ส่วนไวรัสที่มีเปลือกหุ้มเราเรียกว่า (enveloped virus) จะมีปุ่มยื่นออกมาจากเปลือกหุ้มซึ่งเรียกว่า spike ซึ่งมีความสำคัญในการใช้เกาะกับตัวจับจำเพาะ (receptor) ของผิวเซลล์

โดยทั่วไป ไวรัสที่ไม่มีเปลือกหุ้ม มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้ดีกว่าไวรัสที่มีเปลือกหุ้ม และจะไม่ถูกทำลายด้วยสารสะลายไขมัน เช่น อีเธอร์ หรือแอลกอฮอล์
 

ไวรัสไข้หวัดนก ก็เป็นไวรัสที่มีเปลือกหุ้ม (enveloped virus) ดังนั้น ไวรัสสายพันธุ์นี้ (เมื่ออยู่ภายนอกเซลล์สิ่งมีชีวิต) จะถูกทำลายได้ง่ายด้วยน้ำยาฆ่าเชื้อทั่วไป เช่น อัลกอฮอล์ หรือคลอโรฟอร์ม

สำหรับรูปร่างของไวรัสนั้น เราเรียกตามลักษณะการเรียงตัวของแคปซิด โดยแบ่งเป็น 3 แบบคือ 
                • รูปร่างเป็นก้อนหรือเหลี่ยมลูกบาศก์ (Cubical structure)  

มีการเรียงตัวของแคปซิดเป็นลักษณะสมมาตรกัน (คือมองในมุมไหน ก็มีลักษณะเหมือนกันหมด) เรียกลักษณะการเรียงตัวแบบนี้ว่า icosahedral symmetry
 
 

                • รูปร่างเป็นทรงกระบอก (Cylindrical structure) 

                • รูปร่างไม่แน่นอน เป็นแบบซับซ้อน หรือรูปร่างจำเพาะแตกต่างกันไป (Complex structure) 
                อาจมีปนกันทั้งสองแบบแรก และมีรูปร่างแปลกๆ เช่น คล้ายยานอวกาศ หรือเป็นสายยาว
  
การดำรงชีวิตของไวรัส

มนุษย์มีกินเจ กินเนื้อ กินผัก ไวรัสก็เลือกกินเหมือนกัน

เซลล์ของเชื้อโรคที่เป็นแบคทีเรีย เชื้อรา โปรตัวซัว ส่วนใหญ่ เป็นเซลล์เดี่ยวสร้างกิจกรรมได้จากการย่อยสารอาหารให้เล็กลงเพื่อลำเลียงเข้าสู่เซลล์แล้วประกอบขึ้นมาใหม่ให้อยู่ในแบบที่เซลล์ต้องการ โดยกระบวนการที่เกิดขึ้นทั้งในเซลล์และที่นอกเซลล์เกิดจากการควบคุมโดยสารพันธุกรรม นักวิทยาศาสตร์นั้นเก่ง สามารถนำจุลินทรีย์มาเลี้ยงในอาหารเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการได้ จนปัจจุบันมีสูตรอาหารต่างๆ สำหรับแบคทีเรียและเชื้อราจำนวนหลายสูตร

ส่วนไวรัส แตกต่างจากจุลินทรีย์ชนิดอื่น มันไม่มีกระบวนการเมตบอลิซึมของตัวเอง ไม่มีส่วนประกอบสำคัญๆ ที่เรียกว่า organelle เหมือนจุลินทรีย์อื่น มันจึงเพิ่มจำนวนด้วยตัวของมันเองไม่ได้ จึงเจริญเพิ่มจำนวนโดยการเข้าไปอยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่น (ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่าเซลล์เจ้าบ้านหรือ Host cell) เช่น เซลล์ของแบคทีเรียด้วยกัน เซลล์ของสัตว์ปีก สัตว์มีกีบ เซลล์ของคน เพื่ออาศัยระบบเมตาบอลิซึม หรือแม้กระทั่งสารพันธุกรรมของเซลล์เจ้าบ้าน สรุปง่ายๆ ก็คือไวรัสทำการปฏิวัติยึดอำนาจจึงจะขยายจำนวนได้  

เมื่อไวรัสเข้าสู่ร่างกายคนเรา ระยะแรกจะมีจำนวนไม่มากพอที่จะก่อให้เกิดโรค ต้องอาศัยช่วงระยะเวลาหนึ่งในการเพิ่มจำนวนและมีเมตาโบลิซึมในหรือบนเนื้อเยื่อของเซลล์ที่มันอาศัยอยู่ ไวรัสที่สามารถต่อต้านหรือหลบหลีกระบบภูมิต้านทานของเจ้าบ้านได้ nlk,ki5 จึงก่อให้เกิดการเจ็บป่วย จนกระทั่งปรากฏอาการโรค  

เชื้อไวรัสก่อโรคในมนุษย์และสัตว์ เมื่อทำให้เกิดอาการโรคแล้ว เป็นการลำบากมากในการรักษา เพราะยาปฏิชีวนะทั่วไปที่ใช้รักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรียหรือจุลินทรีย์ชนิดอื่นไม่มีผลในการรักษาโรคติดเชื้อไวรัส ยาที่ใช้รักษาโรคติดเชื้อไวรัสส่วนใหญ่อยู่ในระหว่างการศึกษาวิจัย ที่ใช้ได้ผลบ้างก็มีไม่กี่ชนิด และส่วนใหญ่มีราคาแพงและมีผลข้างเคียงไม่พึงประสงค์เมื่อใช้ติดต่อกันเป็นเวลานาน ดังนั้น วิธีการในการป้องกันไม่ให้ติดเชื้อไวรัสจึงเป็นสิ่งที่สำคัญและมีประโยชน์มากกว่าการรักษา ส่วนใหญ่การป้องกันโรคติดเชื้อไวรัสทำได้โดยการใช้วัคซีน อย่างไรก็ตาม โรคติดเชื้อไวรัสบางชนิด รวมถึงโรคที่เกิดจากเชื้อไวรัสที่สามารถกลายพันธุ์แบบก้าวกระโดดนั้น ยังไม่มีวัคซีนป้องกันโรค การหลีกเลี่ยงการสัมผัสโรคทั้งทางตรงและทางอ้อม รวมทั้งการตัดวงโคจรของการแพร่ระบาด จึงเป็นวิธีการป้องกันที่ได้ผลวิธีหนึ่ง

การเรียนรู้และทำความเข้าใจเกี่ยวกับไวรัส จึงเป็นประโยชน์ทั้งในด้านการป้องกัน และลดโทษอันพึงจะเกิดจากไวรัสให้น้อยลง และหาวิธีนำไวรัสมาใช้ประโยชน์ให้มากกว่าที่เกิดขึ้นเองในธรรมชาติ
 
ที่มา   https://vcharkarn.com/varticle/37347