วัคซีนป้องกันโรคโควิด-19 (COVID-19 Vaccine)

โรคโควิด-19 เกิดจากเชื้อโคโรนาไวรัส (Coronavirus) สายพันธุ์ SARS‑CoV‑2 เป็น positive single-strand enveloped RNA virus ขนาดประมาณ 80-120 นาโนเมตร มี Spike glycoprotein ที่ผิว ดูคล้ายมงกุฏ David Tyrrell นักไวรัสวิทยาผู้พบไวรัสตัวนี้ในกล้องอิเล็คตรอนไมโครสโคปเมื่อปี ค.ศ. 1965 เป็นคนตั้งชื่อ เพราะ "corona" ในภาษาลาตินแปลว่า crown

โคโรนาไวรัสที่ก่อโรคในคนมี 2 กลุ่ม คืออัลฟา และเบตา กลุ่มอัลฟาสายพันธุ์ 229E, NL63 และกลุ่มเบตาสายพันธุ์ OC43, HKU1 มนุษย์เรามีภูมิต้านทานแล้ว อาการจึงไม่รุนแรง แต่กลุ่มเบตามีการกลายพันธุ์ เกิดเป็นเชื้อ 3 สายพันธุ์ที่มีความรุนแรง คือ

  • SARS-CoV (Severe acute respiratory syndrome coronavirus) ก่อโรคซารส์ ในปี ค.ศ. 2003
  • MERS-CoV (Middle East respiratory syndrome-related coronavirus) ก่อโรคเมอรส์ ในปี ค.ศ. 2012
  • SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) ก่อโรคโควิด-19 ตั้งแต่ปลายปี ค.ศ. 2019

วัคซีนป้องกันโรคโควิด-19 ส่วนใหญ่พัฒนาต่อมาจากวัคซีนป้องกันโรคซารส์ และเมอรส์ที่ตอนนั้นระบาดอยู่ไม่นาน ในต้นปี ค.ศ. 2020 เราสามารถทราบลำดับยีนทั้งหมดของเชื้อ SARS-CoV-2 ทำให้การพัฒนาวัคซีนดำเนินไปได้อย่างรวดเร็ว วัคซีนป้องกันโรคโควิด-19 ทั้งที่ได้รับการอนุมัติแล้วและที่ยังอยู่ในการศึกษาวิจัย แบ่งเป็น 5 กลุ่มใหญ่ ๆ คือ

  1. Whole virus vaccines เป็นวัคซีนที่เอาทุกส่วนของไวรัสมากระตุ้นภูมิคุ้มกัน แบ่งเป็น
    • Inactivated (killed) vaccine เป็นวัคซีนที่เอาไวรัสที่ตายแล้วมากระตุ้นภูมิคุ้มกัน ตัวอย่างวัคซีนชนิดนี้เช่น Sinovac, Sinopharm, Covaxin, Covivac, ฯลฯ
    • Live attenuated vaccine เป็นวัคซีนที่ใช้ไวรัสมีชีวิต แต่ทำให้อ่อนกำลังลง เพื่อเลียนแบบการติดเชื้อตามธรรมชาติแบบอ่อน ๆ การทำให้เชื้ออ่อนฤทธิ์ส่วนใหญ่จะเพาะเชื้อในเซลล์ของสัตว์ชนิดอื่นหลายร้อยครั้งจนเชื้อลืมสิ่งแวดล้อมในตัวคน (ไม่ก่อโรค) แต่ปัญหาคือความไม่แน่นอนของเชื้อที่ยังมีชีวิต เมื่อกลับเข้ามาในตัวคนก็ยังอาจกลายพันธุ์และก่อโรคได้อีก จึงไม่สามารถให้ได้ในคนที่มีภูมิคุ้มกันต่ำ เช่น หญิงมีครรภ์ ทารก ผู้ที่มีโรคประจำตัวต่าง ๆ รวมทั้งผู้ที่ใช้ยากดภูมิต้านทาน วัคซีนชนิดนี้มีบริษัทที่ตั้งใจจะผลิตในรูปของวัคซียพ่นจมูก แต่ยังอยู่ในขั้นตอนการศึกษาวิจัย
  2. Viral vector vaccines เป็นวัคซีนที่ใช้ไวรัสชนิดอื่นที่ไม่ร้ายแรง มาเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมให้มี genetic code ที่จะสร้าง protein antigen เหมือน SARS‑CoV‑2 ภายในตัวคน แล้ว antigen เหล่านั้นจะไปกระตุ้นภูมิคุ้มกันของร่างกายเสมือนเราติดเชื้อโควิด แบ่งเป็น
    • Non-replicating viral vector ไวรัสชนิดที่ใช้ไม่สามารถแบ่งตัวได้ โดยตัดต่อยีนเอาแต่ส่วนที่สร้าง protein antigen ไว้ เอาส่วนที่จะเจริญ แบ่งตัว และก่อโรคทิ้งไป ชิ้นส่วนของไวรัสพวกนี้มักเรียกว่า recombinant viral vector
    • Replicating viral vector ไวรัสชนิดที่ใช้สามารถแบ่งตัวภายในเซลล์ที่ติดเชื้อ ก่อนที่จะสร้าง protein antigen ตามเราต้องการ ข้อดีคือยิ่งมันแบ่งตัวมากเท่าไรก็จะยิ่งได้ protein antigen มากขึ้นเท่านั้น ข้อเสียคือหากมันแบ่งตัวมากเกินกำลังที่ภูมิต้านทานจะรับได้ ก็อาจก่อโรคของไวรัสชนิด ๆ นั้นได้

    ตัวอย่างวัคซีนป้องกันโรคโควิด-19 ที่ใช้ viral vector ได้แก่ Oxford-AstraZeneca, Sputnik V, Johnson & Johnson, Convidecia, Sputnik Light, ฯลฯ

  3. Nanoparticle and Virus-like particle vaccines เป็นวัคซีนที่ใช้เพียงอนุภาคของไวรัส หรืออนุภาคที่ทำเลียนแบบชิ้นส่วนของไวรัส เช่น liposomes, lipid nanoparticles, protein/peptide nanoparticles, ฯลฯ มากระตุ้นภูมิคุ้มกัน (ตัวไลโปโซมและไลปิดมีการพัฒนามาก่อนแล้ว โดยใช้เป็นตัวพายารักษาโรค หรือยีนไปยังเซลล์เป้าหมาย) วัคซีนป้องกันโควิดที่ใช้แต่ nanoparticles ในรูปแบบต่าง ๆ เช่น Novavax, EuCorVac-19, VBI-2901a, ฯลฯ หลายตัวยังอยู่ในการศึกษาวิจัย
  4. Gene-based vaccines เป็นวัคซีนที่ใช้ยีนของไวรัส หรือโครโมโซมเพียงบางส่วน โดยมีตัวพาชิ้นส่วนของยีนเข้าไปในเซลล์ของคน เพื่อสร้าง Spike protein ของเชื้อในร่างกายคน แล้วมากระตุ้นภูมิต้านทานของเราอีกที แบ่งเป็น
    • mRNA และ RNA vaccine ใช้ยีนของเชื้อ หุ้มด้วย liposome หรือ lipid nanoparticles เป็นตัวพาวัคซีนเข้าเซลล์ ตัวอย่างวัคซีนชนิดนี้ ได้แก่ Pfizer, Moderna, ARCoV, CureVac, ฯลฯ
    • DNA vaccine ใช้ synthetic DNA ส่วนที่นำรหัสการสร้าง S protein มาแปะติดกับ plasmid เพื่อพาชิ้นส่วนของยีนเข้าไปในนิวเคลียสของคน (plasmid คือ โครโมโซมอิสระนอกสายโครโมโซม สามารถแบ่งตัวได้อิสระ) ตัวอย่างวัคซีนชนิดนี้ ได้แก่ ZyCoV-D, INO-4800, ฯลฯ ทุกตัวยังอยู่ในการศึกษาวิจัย
  5. Subunit vaccines เป็นวัคซีนที่นำชิ้นส่วน structural protein ได้แก่ S, M, N protein ของเชื้อมากระตุ้นภูมิคุ้มกัน ซึ่งมักจะกระตุ้นได้น้อย จึงต้องผสมตัวเสริม (adjuvants) มาช่วยการตุ้นภูมิ อาทิ aluminum, mannose, glucan, chitosan, hyaluronic acid, saponin เป็นต้น ตัวอย่างวัคซีนชนิดนี้ ได้แก่ Abdala, EpiVacCorona, UB-612, SCB-2019, Mambisa, ฯลฯ หลายตัวยังอยู่ในการศึกษาวิจัย

วัคซีนป้องกันโรคโควิดที่องค์การอนามัยโลกอนุมัติให้ใช้แล้ว และมีในประเทศไทย ได้แก่

  1. Sinovac ผลิตโดยบริษัท Sinovac Biotech ประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน เป็น Whole cell killed vaccine ใช้ฉีดเข้ากล้าม 2 เข็ม ห่างกัน 3-4 สัปดาห์ มีประสิทธิภาพในการสร้างภูมิคุ้มกันได้ร้อยละ 99.4 ของประชากรที่ได้รับการฉีดวัคซีนทั้งหมด โดยมีระดับ anti-spike receptor binding domain IgG เฉลี่ย 89.5 u/ml หลังฉีดครบ 4 สัปดาห์ เมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่ติดเชื้อตามธรรมชาติ 4-8 สัปดาห์ จะสร้างภูมิคุ้มกันได้ร้อยละ 92.4 โดยมีระดับ anti-spike RBD IgG เฉลี่ย 60.86 u/ml วัคซีนตัวนี้ได้รับการศึกษาวิจัยในกลุ่มประชากรที่อายุน้อยกว่า 60 ปี เป็นส่วนใหญ่ ในปัจจุบันจึงแนะนำให้ใช้ในคนสุขภาพดีอายุ < 60 ปี

    2. หลังฉีดวัคซีนตัวนี้เข็มแรกภายใน 30 นาที ร้อยละ 0.33 อาจพบกลุ่มอาการทางระบบประสาทที่ไม่รุนแรงและหายเองได้ (Immunization Related Focal Neurological Syndrome) ซึ่งมักเป็นในเพศหญิง อายุระหว่าง 20-50 ปี สัมพันธ์กับการมีภาวะหลอดเลือดหดเกร็ง (vasospasm) ชั่วคราว จึงแนะนำให้ดื่มน้ำมาก ๆ ก่อนฉีดและหลังฉีดวัคซีน และไม่รับประทานยาหรือสารที่อาจทำให้หลอดเลือดหดตัว เช่น ยาไมเกรน เครื่องดื่มที่มีคาเฟอีน ก่อนฉีดวัคซีน

  2. Astrazeneca ผลิตโดยมหาวิทยาลัย Oxford ประเทศอังกฤษ ร่วมกับบริษัท Astrazeneca เป็น Non-replicating adenovirus vector vaccine โดยใช้ adenovirus ของลิงชิมแปนซี หุ้มด้วยโปรตีน Ox1 (ChAdOx1) ใช้ฉีดเข้ากล้าม 2 เข็ม ห่างกัน 12 สัปดาห์ มีประสิทธิภาพในการสร้างภูมิคุ้มกันได้ดีมากถึงร้อยละ 96.7 หลังฉีดเพียงเข็มแรกประมาณ 1 เดือน แต่เนื่องจากวัคซีนกลุ่ม Non-replicating adenovirus vector (ซึ่งรวม Johnson & Johnson ด้วย) มีโอกาสเกิดปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกันรุนแรงถึงขั้นหลอดเลือดอุดตันประมาณ 4 ในล้านโด๊ส ส่วนใหญ่เป็นคนอายุ 30-50 ปี ไม่พบในคนสูงอายุ ประเทศไทยจึงเลือกให้วัคซีน Astrazeneca แก่ผู้สูงอายุและผู้ที่มีโรคประจำตัว 7 โรค เนื่องจากกลุ่มคนเหล่านี้โดยปกติจะสร้างภูมิคุ้มกันได้น้อยกว่าคนทั่วไปที่มีสุขภาพดีอยู่แล้ว เมื่อได้วัคซีน Astrazeneca ก็ทำให้มั่นใจขึ้นว่าจะเกิดภูมิคุ้มกันในระดับที่ป้องกันโรคได้แน่นอน และกลุ่มคนเหล่านี้ไม่พบผลข้างเคียงที่รุนแรงตามที่ได้มีการทบทวนการศึกษา อีกทั้งโรคประจำตัวทั้งเจ็ดมักมียาต้านการแข็งตัวของเลือด ยาต้านการจับตัวของเกร็ดเลือด ยาขยายหลอดเลือดเป็นยารักษาประจำอยู่แล้ว โอกาสเกิดหลอดเลือดอุดตันในคนไข้ที่ใช้ยาเหล่านี้อยู่ก่อนจึงมีไม่มาก อย่างไรก็ตาม หลังฉีดวัคซีนเข็มแรกทุกราย ต้องอยู่สังเกตอาการที่ศูนย์ฉีดต่ออีก 30 นาที

    3. ปัจจุบันบริษัทสยามไบโอไซเอนซ์ (Siam Bioscience) ของไทย ได้รับการถ่ายทอดเทคโนโลยีให้เป็นศูนย์ผลิตวัคซีน Astrazeneca สำหรับภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ด้วยความร่วมมือนี้ วัคซีนป้องกันโรคโควิด-19 ของ Astrazeneca จะกลายเป็นวัคซีนหลักของไทยในอนาคต

  3. Sinopharm เป็น Whole cell killed vaccine คล้าย Sinovac แต่มีการผสมสารเสริมฤทธิ์ (aluminium-based adjuvant) เข้าไปด้วยเพื่อให้กระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ดีขึ้น จากการทดลอง phase III ที่ประเทศสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์และประเทศบาห์เรน ในประชากรอายุ 18-60 ปี พบว่าวัคซีนสามารถป้องกันอาการทั่วไปของโควิดได้ 78% และป้องกันอาการรุนแรงได้ 100% วัคซีนตัวนี้ผลิตโดยสถาบันวิจัยแห่งปักกิ่ง (Beijing Institute) ราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์ได้นำเข้าเป็นวัคซีนทางเลือกสำหรับคนไทย ใช้ฉีดเข้ากล้าม 2 เข็ม ห่างกัน 3-4 สัปดาห์

  4. Johnson & Johnson ผลิตบริษัท Janssen ประเทศเบลเยียม เป็น Replicating incompetent adenovirus vector vaccine โดยใช้ชิ้นส่วนของ adenovirus ของคน หุ้มด้วย Spike protein ของไวรัสโควิด (Ad26.COV2.S) มี polysorbate, dextrin, citrate, และ ethanol เป็นองค์ประกอบ จากการทดลองระยะที่ 3 ในประเทศบราซิล แอฟริกาใต้ และสหรัฐอเมริกา พบว่าวัคซีน Johnson & Johnson ให้ภูมิต้านทานที่สูงมากหลังฉีดเข็มแรก ในช่วงแรกจึงแนะนำให้ฉีดเพียงเข็มเดียว แต่ปัจจุบันกำลังศึกษาเข็มกระตุ้นที่สอง

    5. วัคซีน Johnson & Johnson มีโอกาสเกิดปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกันรุนแรงถึงขั้นหลอดเลือดอุดตันประมาณ 3.1 ในล้านโด๊ส (เป็นลักษณะ cerebral venous sinus thrombosis with thrombocytopenia) ที่มีรายงานส่วนใหญ่เป็นเพศหญิง อายุระหว่าง 18-49 ปี เกิดภายใน 3 สัปดาห์หลังฉีดวัคซีน อาการสำคัญคือปวดศีรษะติดต่อกันหลายวัน ปวดมากขึ้นเรื่อย ๆ คลื่นไส้อาเจียน อ่อนแรงครึ่งซีก พูดไม่ชัด ตาเขหรือเห็นภาพซ้อน ชัก หมดสติ กลไกการเกิดยังไม่ทราบแน่ชัด แต่คิดว่าสัมพันธ์กับการใช้ยาที่เสี่ยงต่อการเกิดลิ่มเลือดอุดตันด้วย เช่น ยาคุมกำเนิด, ฮอร์โมนแอนโดรเจน, heparin, กลุ่มยาต้านค็อกส์ทู (COX-II inhibitors), procainamide, botox, ergotamine, sidenafil, ยาทางจิตเวช, และยาเคมีบำบัด

  5. Pfizer-BioNTech ผลิตโดยบริษัทไฟเซอร์ ร่วมกับ BioNTech ประเทศสหรัฐอเมริกา เป็น Nucleoside-modified mRNA vaccine ที่หุ้มด้วย Spike protein ของไวรัสโควิด และ Lipid nanoparticles มี polyethylene glycol, cholesterol, 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, potassium phosphate, sodium phosphate, และ sucrose เป็นองค์ประกอบ ใช้ฉีดเข้ากล้ามครั้งละ 0.3 ml (30 µg) 2 ครั้ง ห่างกัน 3 สัปดาห์ ปัจจุบันเป็นวัคซีนตัวเดียวที่ได้ศึกษาในคนอายุต่ำกว่า 18 ปี ใช้ได้ตั้งแต่อายุ 12 ปีขึ้นไป

    6. เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีใหม่ ยังไม่เคยมีการใช้มาก่อน จากการฉีดวัคซีน Pfizer-BioNTech ในคนอเมริกัน 158 ล้านคน พบผลข้างเคียงที่สำคัญคือ myocarditis กับ pericarditis ประมาณ 6.4 ในแสนโด๊ส พบมากขึ้นหลังเข็มที่สอง ส่วนใหญ่เป็นเพศชาย อายุระหว่าง 12-24 ปี อาการสำคัญคือ ใจสั่น เจ็บอก เหนื่อย ขณะที่ผลข้างเคียงที่เกี่ยวกับลิ่มเลือดพบ 6 ในล้านโด๊ส (ประมาณ 2 เท่าของวัคซีนชนิด Viral vector) และในการฉีดวัคซีนในหญิงตั้งครรภ์ 1831 คน มี 596 คนที่เกิดคลอดผิดปกติและคลอดก่อนกำหนด

  6. Moderna ผลิตโดยสถาบันและองค์กรระดับประเทศแห่งสหรัฐอเมริกา (National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIAID และ Biomedical Advanced Research and Development Authority, BARDA) เป็น Nucleoside-modified mRNA vaccine ที่หุ้มด้วย Spike protein ของไวรัสโควิด และ Lipid nanoparticles องค์ประกอบอื่นก็คล้ายกับวัคซีน Pfizer-BioNTech ยกเว้น Moderna ไม่มีโพแทสเซียมและฟอสเฟตเลย แต่ใช้สาร tromethamine, acetic acid, sodium acetate แทน ใช้ฉีดเข้ากล้าม ครั้งละ 0.5 ml (100 µg) 2 เข็ม ห่างกัน 28 วัน

    7. วัคซีน Moderna ทำให้เกิด myocarditis, pericarditis น้อยกว่าวัคซีน Pfizer-BioNTech ทั้งที่โด๊สของ Moderna สูงกว่า Pfizer-BioNTech ถึง 3 เท่า แต่การเกิดลิ่มเลือด การตายหลังฉีดวัคซีน และคลอดผิดปกติ พบในอัตราใกล้เคียงกัน เชื่อว่าการเกิด myocarditis/pericarditis ส่วนหนึ่งมาจากตัว mRNA เอง อีกส่วนหนึ่งมาจากองค์ประกอบของวัคซีนที่แตกต่างกัน

บรรณานุกรม

  1. "Coronavirus." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา Wikipedia. (31 พฤษภาคม 2564).
  2. "COVID-19 vaccine." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา Wikipedia. (31 พฤษภาคม 2564).
  3. "COVID-19 vaccine types in development." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา Gavi.Org. (31 พฤษภาคม 2564).
  4. Debby van Riel and Emmie de Wit. 2020. "Next-generation vaccine platforms for COVID-19." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา Nature Materials. 2020;19:810–820. (31 พฤษภาคม 2564).
  5. "Viral vector." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา Wikipedia. (31 พฤษภาคม 2564).
  6. "COVID-19 vaccine tracker." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา raps.org. (3 มิถุนายน 2564).
  7. Subodh Kumar Samrat, et al. 2020. "Prospect of SARS-CoV-2 spike protein: Potential role in vaccine and therapeutic development." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา Virus Res. 2020;288:198141. (3 มิถุนายน 2564).
  8. Tom Shimabukuro. 2021. "Thrombosis with thrombocytopenia syndrome (TTS) following Janssen COVID-19 vaccine." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา CDC. (26 มิถุนายน 2564).
  9. "Interim Clinical Considerations for Use of COVID-19 Vaccines Currently Authorized in the United States." [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา CDC. (26 มิถุนายน 2564).