Superbugs การดื้อยา หายนะครั้งยิ่งใหญ่ของมนุษยชาติ

Superbugs การดื้อยา หายนะครั้งยิ่งใหญ่ของมนุษยชาติ

Superbugs

เกือบ 100 ปีมาแล้วที่ Alexander Fleming ได้ค้นพบยาปฏิชีวนะ ซึ่งได้กลายมาเป็นหนทางในการรักษาโรคติดเชื้อแทบทุกชนิดบนโลก หนทางที่ทุกคนคิดว่าจะทำให้โรคร้ายนั้นหมดไปพร้อมกับการก้าวเข้าสู่ยุคที่ไร้คนเจ็บป่วย แต่จะเกิดอะไรขึ้น เมื่อหนทางนั้น อาจนำไปสู่จุดจบของมนุษย์ที่นักวิทยาศาสตร์เรียกกันว่า Superbugs

Alexander Fleming – ผู้ค้นพบยาปฏิชีวนะ

วันที่ 3 กันยายน 1928 นักชีววิทยา เภสัชวิทยา และพฤกษศาสตร์วิทยาชาวสก็อต Alexander Fleming ค้นพบ Penicillin ยาปฏิชีวนะตัวแรกของโลกโดยบังเอิญจากการปนเปื้อน (contaminated) ของรา Penicillium notatum บนจานที่เพาะเชื้อ Staphylococcus sp. ของเขา การค้นพบที่เหมือนของขวัญของพระเจ้าในครั้งนั้น ทำให้เกิดการปฏิวัติวงการแพทย์และเภสัชวิทยาครั้งใหญ่

เพียงไม่กี่สิบปี ทั่วทั้งโลกก็รู้จักกับสิ่งที่เรียกว่า “ยาปฏิชีวนะ” ยามหัศจรรย์ที่ทำให้หลายล้านชีวิตรอดตาย โรคติดเชื้อร้ายแรงที่เคยคร่าชีวิตผู้คนจนดูเหมือนจะสิ้นหวังในการหาทางรักษากลับถูกรักษาหายได้อย่างง่ายดายด้วยยาปฏิชีวนะเพียงไม่กี่ขนาน มนุษยชาติต่างก็คิดไปถึงโลกในอุดมคติ โลกที่ทุก ๆ คนมีสุขภาพร่างกายที่แข็งแรง ไร้โรคภัยไข้เจ็บ

แต่ก็คงเป็นได้แค่ฝัน เมื่อปีศาจร้ายได้ส่งอาวุธขึ้นมาต่อกรกับของขวัญของพระเจ้าชิ้นนี้…

การดื้อยา

อาวุธของเจ้าปีศาจร้ายนี้มีกลไกการทำงานที่แยบยลมาก มันเริ่มจากการกลายพันธุ์ของแบคทีเรีย ทำให้แบคทีเรียที่เคยไม่มียีนสำหรับต้านทาน กลับสามารถทนต่อยาปฏิชีวนะได้ อ่านแล้วอาจจะงง ๆ ว่ามันร้ายกาจยังไง งั้นลองดูตัวอย่างนี้

แบคทีเรีย S เป็นแบคทีเรียที่ไวต่อยาปฏิชีวนะ Amp ไปก่อโรคทีไรก็โดนกำจัดได้ด้วยยาปฏิชีวนะ Amp ทุกที เมื่อเวลาผ่านไป ยีนของมันเกิดการกลายพันธุ์แบบสุ่มไปเรื่อย ๆ จนเกิดเป็นยีนที่ต้านทานยาปฏิชีวนะ Amp (Amp Resistance: AmpR) ขึ้นมา วันดีคืนดีหากแบคทีเรีย S ไปก่อโรคในเด็กชายคนหนึ่งเข้า ยาปฏิชีวนะ Amp ก็จะรักษาเด็กชายคนนั้นไม่ได้อีกต่อไป

ความร้ายกาจยังไม่หมดแค่นั้น เมื่อยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ (Antibiotics Resistance gene: ARG) นี้ไม่เพียงแต่ถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่น หรือภายในสปีชีส์เดียวกันเท่านั้น แต่มันยังถ่ายทอดผ่าน plasmid* และ transposon** ข้ามสปีชีส์ หรือแม้แต่ข้าม genus ได้ด้วย

นั่นหมายความว่า ถ้าเด็กชายคนนั้นเกิดแพร่เชื้อ S ออกไปยังสิ่งแวดล้อม แบคทีเรียในสิ่งแวดล้อมก็มีโอกาสที่จะได้รับยีน ARG จากเชื้อ S นี้ได้ ส่วนเจ้าเชื้อ S ก็มีโอกาสได้รับยีน ARG อื่นจากแบคทีเรียในสิ่งแวดล้อมได้เช่นเดียวกัน

และลองคิดดูเล่น ๆ ว่า ถ้าเชื้อ S เกิดได้รับยีน ARG ที่สามารถต้านทานยาปฏิชีวนะที่เคยกำจัดมันได้ทุกชนิด เราก็คงแย่แน่ ๆ เพราะนั่นหมายความว่าเราจะไม่มียารักษาโรคที่เกิดจากเชื้อ S เลย

…แล้วถ้าบอกว่า มันกำลังจะเป็นความจริงล่ะ…

(*plasmid: วงของ DNA สายคู่ที่อยู่อย่างอิสระแยกจาก DNA หลัก พบในแบคทีเรียและยูคาริโอตบางชนิด มักบรรจุพันธุกรรมที่ทำให้แบคทีเรียได้เปรียบในการอยู่รอด เช่น ยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ สามารถถ่ายทอดจากเซลล์สู่เซลล์ได้ ศึกษาเพิ่มเติมที่นี่)
(**transposons: ชิ้นส่วน DNA จาก DNA หลักที่มีความสามารถในการจำลองตัวเองหรือแยกออก เพื่อเข้าบรรจุใน plasmid และถ่ายทอดไปพร้อมกันได้ แต่จะกลับเข้าไปแทรกใน DNA หลัก ศึกษาเพิ่มเติมที่นี่)

การเกิด resistance strain จากการได้รับยาปฏิชีวนะไม่ครบตามปริมาณ

Superbugs คืออะไร

การที่มีแบคทีเรียที่สามารถต้านทานต่อยาปฏิชีวนะที่ใช้ในการรักษาทุกชนิด เป็นสิ่งที่นักระบาดวิทยา นักจุลชีววิทยา แพทย์ และนักเภสัชวิทยาทั่วโลกกำลังวิตกอยู่ในขณะนี้ พวกเขาเรียกมันว่า “Superbug” โดยเชื่อว่าการเกิด Superbug นี้มีสาเหตุหลักมาจากการได้รับยาปฏิชีวนะไม่ครบตามปริมาณที่ควรได้รับ ซึ่งเป็นผลมาจากการซื้อยาปฏิชีวนะมาใช้เองอย่างขาดความรู้ ทำให้แบคทีเรียที่ควรจะถูกกำจัดออกไปจนหมดนั้นหลงเหลือ ขยายพันธุ์ และพัฒนาพันธุกรรมจนสามารถต้านทานต่อยาปฏิชีวนะนั้น ๆ ได้ ร่วมกับการแพร่กระจายของเชื้อและการถ่ายทอดพันธุกรรม

ความน่ากลัวของ Superbugs

ต้องทำความเข้าใจกับยาปฏิชีวนะก่อนว่า ถึงแม้ว่าในปัจจุบันนี้จะมียาปฏิชีวนะที่หลากหลายชนิดมาก แต่พวกมันถูกแบ่งกลุ่มตามลักษณะกลไกการทำงานของมัน แต่ละกลุ่มก็จะออกฤทธิ์ได้ดีกับแบคทีเรียในกลุ่มที่แตกต่างกันไป และ

หากเรายังหาวิธีการรักษาไม่ได้ในปีค.ศ. 2050 อาจจะมีคนตายถึง 10 ล้านคนต่อปี ซึ่งนั่นหมายถึงจะมีคนตายทุกๆ 3 วินาที

Main-Classes-of-Antibiotics-Summary
กลุ่มของยาปฏิชีวนะในปัจจุบัน แยกตามกลไกการออกฤทธิ์ (ภาพจาก: compoundchem)

เช่น Penicillin-G ซึ่งอยู่ในกลุ่ม β-Lactam มีโครงสร้างบางส่วนที่คล้ายกับส่วนปลายของโปรตีน peptidoglycan (D-Alanyl-D-Alanine-) ทำให้ Penicillin-binding proteins (PBPs) (DD-transpeptidases) ที่ปกติจะเข้ามาต่อส่วนปลายนี้เข้าด้วยกันเพื่อให้เกิดเป็นผนังเซลล์ที่สมบูรณ์ของแบคทีเรียแกรมบวกนั้น ไปเข้าจับกับ Penicillin-G แทน เมื่อไม่มี PBPs ผนังเซลล์ก็ไม่ถูกสร้าง และแบคทีเรียก็จะตาย ดังนั้นยาปฏิชีวนะในกลุ่ม β-Lactam นี้จะออกฤทธิ์ได้ดีกับแบคทีเรียแกรมบวกที่มีผนังเซลล์เป็น peptidoglycan แต่จะไม่ส่งผลกับแบคทีเรียแกรมลบที่มีชั้น Lipopolysaccharide เป็นผนังเซลล์ชั้นนอกสุด โดยยาปฏิชีวนะกลุ่ม β-Lactam นี้ก็เช่น Penicillin, Amoxicillin, Cephalosporin, etc.

จากกลไกของการออกฤทธิ์นี้เอง ทำให้ความเป็นจริงแล้วยาปฏิชีวนะมีอยู่เพียงไม่กี่กลุ่มเท่านั้น และแบคทีเรียส่วนใหญ่ก็ไวต่อยาปฏิชีวนะเป็นบางกลุ่ม ทำให้หนทางในการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะแคบลงอีกเมื่อเชื้อเกิดการดื้อยาขึ้น เมื่อเชื้อไม่ตอบสนองต่อยาปฏิชีวนะตัวที่หนึ่งอีกต่อไป แพทย์ก็ต้องเปลี่ยนตัวยาในการรักษา และหากยังมีผู้ที่ใช้ยาปฏิชีวนะผิด ๆ อยู่ เชื้อก็จะไม่ตอบสนองต่อยาปฏิชีวนะตัวใดเลย

เห็นถึงความน่ากลัวของ Superbug หรือยัง?

และจะน่ากลัวมากขึ้นถ้าได้รู้ว่า เชื้อแบคทีเรียก่อโรคเบสิกอย่าง Staphylococcus aureus ที่ทนต่อยาปฏิชีวนะในกลุ่ม Methicillin (Methicillin Resistance Staphylococcus aureus : MRSA) และ Vancomycin (VRSA) ที่เคยแพร่กระจายอยู่ในโรงพยาบาล (nosocomial infection) และเป็นสาเหตุให้อัตราการเสียชีวิตจากการติดเชื้อในกระแสเลือด (septicemia) สูงขึ้นกว่า 50% นั้น กลับถูกพบในสิ่งแวดล้อมทั่วไป และมีรายงานการดื้อยาในกลุ่มอื่น ๆ ของ S. aureus อย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่าเรากำลังจะหมดหนทางในการรักษาเข้าไปทุกที

นอกจากนี้ Klebsiella pneumoniae ซึ่งเป็นแบคทีเรียยอดฮิตของโรคปอดและกระเพาะปัสสาวะอักเสบ หรือแบคทีเรียก่อโรคติดต่อทางเพศสัมพันธ์ (หนองในแท้) Neisseria gonorrhoeae (สายพันธุ์ H041) ก็ถูกพบว่าดื้อต่อยาปฏิชีวนะกลุ่มหลัก ๆ ทุกชนิดแล้ว (Manzano & Lacroix, 2014)

แม้กระทั่งแบคทีเรียใน family Enterobacteriaceae ที่มักพบปนเปื้อนในอาหารและก่อโรคที่เกี่ยวกับทางเดินอาหาร เช่น ท้องเสีย อาหารเป็นพิษ ลำไส้อักเสบอยู่เป็นประจำ ก็มีรายงานว่าเกิด Superbug กับยาปฏิชีวนะในกลุ่ม Carbapenem (CRE) แล้วเช่นกัน

แม้จะยังพบในบริเวณจำกัดเท่านั้น แต่ก็คาดการณ์กันว่าน่าจะแพร่ระบาดอย่างรวดเร็วไปทั่วโลกในอนาคตอันใกล้นี้หากไม่มีการควบคุม

Medicine concept. Spilled pills from prescription bottle. 3d

แล้วยาปฏิชีวนะชนิดใหม่ ๆ ?

นักวิจัยพบว่ายาปฏิชีวนะส่วนใหญ่นั้นได้มาจากแบคทีเรียสายใย (Actinomycetes) เช่น Streptomyces sp. ซึ่งถูกแยกได้จากดิน รังของแมลง หรือแม้แต่ตัวและอวัยวะภายในของแมลง อย่างไรก็ตามแบคทีเรียกลุ่มนี้มีการเจริญที่ช้ามาก มักไม่เจริญในห้องปฏิบัติการ และถึงจะเจริญจนสามารถผลิตสารปฏิชีวนะได้แล้ว ส่วนใหญ่ก็จะเป็นสารเดิมที่เคยค้นพบมาแล้ว หรือไม่ก็อยู่ในกลุ่มเดิม ทำให้การค้นพบยาปฏิชีวนะในกลุ่มใหม่ ๆ นั้นเป็นไปได้ยากมาก

โดยใน 30 ปีที่ผ่านมามีการค้นพบสารปฏิชีวนะกลุ่มใหม่เพียงชนิดเดียว คือ Teixobactin (Ling et al., 2015)

ซึ่งความไม่ก้าวหน้าของวงการยาปฏิชีวนะนี้ก็ยิ่งทำให้หายนะจาก Superbug ใกล้ความเป็นจริงขึ้นทุกขณะ

เราจะทำอะไรได้บ้าง?

ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามค้นหายาปฏิชีวนะใหม่ ๆ หรือวิธีใหม่ในการกำจัดเชื้อดื้อยา มนุษย์โลกตาดำ ๆ อย่างพวกเรานั้นก็สามารถชะลอหายนะจาก Superbug ได้โดย

  1. ไม่ซื้อยาปฏิชีวนะ (หรือที่ทุกคนเรียกกันติดปากว่า “ยาแก้อักเสบ” นั่นแหละ) มารับประทานเอง และไม่ใช้ยาปฏิชีวนะพร่ำเพรื่อ
  2. รับประทานยาปฏิชีวนะให้ครบตามที่แพทย์สั่งอย่างเคร่งครัดทุกมื้ออาหาร
  3. หากรับประทานครบแล้ว หรือเกือบครบแล้ว แต่อาการยังไม่ทุเลาลง ให้รีบพบแพทย์ทันที
  4. หากไม่มีความจำเป็น อย่าอยู่ในสถานที่เสี่ยงต่อการติดเชื้อ Superbug เช่น โรงพยาบาล
  5. ป้องกันตัวเองจากการติดเชื้อก่อโรคตามปกติ

Superbug เป็นอีกหนึ่งความท้าทายของมวลมนุษยชาติ โดยเฉพาะนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยทางการแพทย์ที่ต้องค้นหาวิธีการรักษาใหม่ ๆ แข่งกับเวลาโดยมีชีวิตของผู้ป่วยเป็นเดิมพัน จะเป็นอีกครั้งหรือไม่ที่มนุษย์จะสามารถหาทางรอดจากมหันตภัยที่เกิดขึ้นจากธรรมชาติ หรือคนทั้งโลกจะต้องปราชัยให้แก่สิ่งมีชีวิตที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า วิทยาศาสตร์เท่านั้นที่จะหาคำตอบให้เราได้!

อ้างอิง: General Background: About Antibiotic ResistanceGizmodo, Breakthrough against hospital superbug, klebsiella pneumoniaMRSAPBS FrontlineTelegraph

เอกสารอ้างอิง:

  • Manzano, S. and Lacroix, L.E. (2014) A New Multidrug-Resistant Strain of Neisseria gonorrhoeae in Australia. The New England Journal of Medicine 371(19): 1850-1851
  • Ling, L.L., Schneider, T., Peoples, A.J., Spoering, A.L., Engels, I., Conlon, B.P., Mueller, A., Schaberle, T.F., Hughes, D.E., Epstein, S., Jones, M., Lazarides, L., Steadman, V.A., Cohen, D.R., Felix, C.R., Fetterman, K.A., Milett, W.P., Nitti, A.G., Zullo, A.M., Chen, C. and Lewis, K. (2015) A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance. Nature 517: 455-459

เขียนโดย

ศุภเมธ ธาราสันติสุข

บัณฑิตจุลชีววิทยา (MCCU#39) หลงใหลในวิทยาศาสตร์เครื่องสำอางจนเรียนต่อ ป.โท ก่อนจะพบความจริงอันโหดร้ายที่ว่ามันไม่ง่ายเลย
  
Tags: , , , , , ,