|
งานพัฒนาวัคซีนไข้เลือดออก (DEN vaccine) ซึ่งมหาวิทยาลัยมหิดลกำลังทำอยู่นี้ เป็นการเสนอแนวทางเลือกอีกแนวทางหนึ่ง ได้มีการเลือกใช้ technology ที่เรามีขีดความสามารถทำได้ ทำการพัฒนาวัคซีนป้องกันโรคไข้เลือดออกที่เป็นปัญหาของประเทศไทยเองและอาจจะนำไปใช้ในประเทศอื่นที่มีปัญหาของโรคคล้ายคลึงกัน
งานพัฒนาวัคซีนไข้เลือดออกที่เคยทำในอดีตในประเทศสหรัฐอเมริกา หน่วยงานแรกในประเทศสหรัฐอเมริกา ที่สนใจพัฒนาวัคซีนไข้เลือดออก (DEN VAC) คือ The Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) หน่วยงานดังกล่าวได้ทำการพัฒนาวัคซีน DEN-1 และ DEN-2 ในระหว่าง พ.ศ.2487-2499 โดยวิธีการเตรียมในสมองหนู จากการทำการทดสอบในคนจำนวนน้อย พบว่าได้ผลดี กล่าวคือ มีอาการข้างเคียงเล็กน้อยและสามารถปลูกสร้างภูมิคุ้มกันต่อต้านเชื้อไวรัสที่ฉีดเข้าไปได้ การพัฒนา DEN VAC จากสมองหนูได้หยุดดำเนินการในภายหลังเมื่อพบว่า มีลิงทดลองที่ได้รับวัคซีนบางตัวมีอาการอัมพาตหลังได้รับวัคซีน (1-3) ใน พ.ศ. 2515-2535 คณะผู้วิจัยของ WRAIR ได้ดำเนินการพัฒนา DEN VAC ต่อไป โดยใช้ purified virus ซึ่ง clone ใน tissue culture ทั้งนี้ผู้วิจัยได้คัดเลือกเฉพาะ virus ที่ทำให้เกิด plaque size ขนาดเล็ก นำไปเป็นไวรัสพันธุ์ต้นตอสำหรับการพัฒนาต่อไป มีการพัฒนาจนได้ DEN VAC ครบทั้ง 4 ชนิด เมื่อนำไปทำการทดสอบในคนในขั้นตอนแรกที่เรียก phase I พบว่าวัคซีนเหล่านั้นก่อให้เกิดผลข้างเคียง (reactogenicity) เกินกว่าเกณฑ์กำหนด ในขณะที่มีการสร้างภูมิคุ้มกันต่อต้านเชื้อไวรัสที่ฉีดเข้าไปต่ำกว่าเกณฑ์กำหนด (4-13) การพัฒนาวัคซีนโดยใช้หลักการ purified clone technique จึงถูกระงับไปในเวลาต่อมา
งานพัฒนาวัคซีนไข้เลือดออกของมหาวิทยาลัยมหิดล
งานการพัฒนาวัคซีนของมหาวิทยาลัยมหิดล เริ่มเมื่อ พ.ศ. 2523 เริ่มจากการคัดเลือกไวรัสเริ่มต้น (parent viruses) จากเชื้อไวรัสเด็งกี่ ที่แยกจากคนไข้โรคไข้เลือดออกชนิด DF หรือ DHF มีรายละเอียดดังนี้ DEN-1 และ DEN-2 ได้จากคนไข้ของประเทศไทย DEN-3 ได้จากคนไข้ของประเทศฟิลิปปินส์ สำหรับ DEN-4 ได้จากคนไข้ของประเทศอินโดนีเซีย
การทำ virus attenuation ได้ทำการคัดเลือกหา cells ที่เหมาะสมซึ่งยอมให้ DEN virus แต่ละชนิดเจริญเติบโต cell substrate แต่ละชนิดที่นำมาใช้ต้องเป็น cell ที่องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา ยอมรับให้ใช้สำหรับเตรียมเป็นวัคซีนของคน พบว่าไวรัส DEN-1, DEN-2 และ DEN-4 สามารถเจริญเติบโตได้ดีใน certified primary dog kidney (PDK) cells สำหรับ DEN-3 ต้องใช้ certified primary green monkey kidney (PGMK) cells งานการพัฒนาวัคซีน DEN แต่ละ serotype กระทำแยกกันโดยเด็ดขาด เพื่อป้องกันการปนเปื้อนซึ่งกันและกัน ผู้วิจัยได้ทำการ attenuate DEN-1, 2, 3 และ 4 ถึง passage ที่ 43, 53, 50, และ 60 ตามลำดับ (ตารางที่ 7.1) การทำ virus attenuation ใช้เวลาประมาณ 2 ปี งานวิจัยในขั้นตอนนี้กระทำใน biological clean room สำหรับการ passage ไวรัสนั้น ทำใน biohazard vertical laminar air flow hood วางในห้องดังกล่าว มีการตรวจสอบคุณสมบัติทางไวรัสวิทยาของเชื้อไวรัสแต่ละ serotype ที่กลายพันธุ์ (variants) อันเป็นผลสืบเนื่องมาจาก การเพาะเลี้ยงใน tissue culture ทุก ๆ 5-10 passages โดยใช้ biological markers 7 ชนิด (ตารางที่ 7.2) การทำ biological marker studies ใช้เวลาประมาณ 2 ปี งานจึงแล้วเสร็จ ผลของการศึกษา พบมี variants ที่เกิดจาก attenuation process ปรากฏขึ้นจริง (ตารางที่ 7.3) variants เหล่านั้นมีคุณสมบัติทางไวรัสวิทยา ต่างจาก parent viruses ซึ่งใช้เป็นต้นตอ ผู้วิจัยสามารถคัดเลือก variants ที่คิดว่ามีคุณสมบัติเหมาะสมเพื่อนำไปใช้เป็น candidate vaccine เพื่อพิสูจน์คุณค่าในการพัฒนาเป็น วัคซีนสำหรับฉีดป้องกันโรคไข้เลือดออกต่อไปโดยการทำ clinical trials
อนึ่ง DEN VAC ของมหาวิทยาลัยมหิดลเป็นวัคซีนชนิด uncloned live attenuated vaccine เกิดขึ้นจากการที่ผู้วิจัยเชื่อในสมมุติฐานของการทำ immunization โดยใช้ virus หลาย ๆ variants น่าจะปลูกสร้างภูมิคุ้มกันได้ดีกว่าการใช้ genetically purified viruses ซึ่งมีผู้วิจัยคณะอื่นทำมาแล้ว แต่ไม่ประสบผลสำเร็จ
กิตติคุณประกาศ ผู้เขียนบทความใคร่ขอขอบคุณ ศาสตราจารย์ นายแพทย์ ณัฏ ภมรประวัติ อดีตอธิการบดีมหาวิทยาลัยมหิดล ในฐานะหัวหน้าโครงการวิจัย Dr. Scott B. Halstead ในฐานะที่ปรึกษา นายแพทย์สมทรง รักษ์เผ่า ในฐานะนายแพทย์สาธารณสุขจังหวัดลำพูน (ตำแหน่งในขณะนั้น) ผู้ให้การสนับสนุนทีมงานในการทำ clinical trials นายแพทย์ธวัช จายะนียโยธิน อดีตผู้ตรวจราชการ กระทรวงสาธารณสุข ในฐานะผู้นำทีมงานคัดเลือกหาอาสาสมัคร และนักวิทยาศาสตร์ นักวิจัยของมหาวิทยาลัยมหิดล ที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการวิจัยทุกท่าน
ตารางที่ 7.1 Summary on serial passages of dengue viruses
Serotype | strain | Cell substrate | No. of passages | Candidate vaccines | 1 | H-16007 | PDK | 43 | PDK 13 | 2 | H-16681 | PDK | 53 | PDK 53 | 3 | H-16562 | PGMK/FRhL | 50 | PGMK 30/FRhL 3 | 4 | H-1036 | PDK | 60 | PDK 48 |
ตารางที่ 7.2 Biological Attributes
| 1 | Plaque Size Morphology in LLC-MK2 Cells | | 2 | Cytopathic Effect in LLC-MK2 Cells | | 3 | Temperature Sensitivity | | 4 | Replication in Mononuclear Cells | | 5 | Suckling Mouse Neurovirulence | | 6 | Monkey Viremia and Antibody Response | | 7 | Infection, dissemination and transmission in mosquitoes
|
ตารางที่ 7.3 Summary table on biological marker evaluation of dengue vaccine viruses| Serial No. | Attributes | Results | | | | DEN-1 | DEN-2 | DEN-3 | DEN-4 | | 1. | Plaque size morphology in LLC-MK2 cell | S, PP | S, PP | M, S | S, PP | | 2. | Cytopathic effect in LLC-MK2 cell | Yes | yes | yes | yes | | 3. | Temperature sensitivity | Yes | yes | yes | yes | | 4. | Replication in human monocytes | Poor | efficient | poor | efficient | | 5. | Suckling mouse neurovirulence | No | no | no | retained | | 6. | Study in primates : | | | | | | | 6.1 viremia | Low | low | low | low | | | 6.2 antibody response | Yes | yes | yes | yes | | 7. | Study in mosquitoes | | | | | | | 7.1 capacity for oral infection | Retained | reduce | reduce | low | | | 7.2 capacity for dissemination | Moderated | low | low | no | | | 7.3 capacity for replication | Low | low | no | no | | | 7.4 capacity to transmission | Low | no | no | no | | | | | | |
ตารางที่ 7.4 Homologous PRNT50 results of monovalent dengue vaccine clinical trials in adults
Test article | Last data point | % of day 30/60 responder | GMT (day 180) | | (yr after immunization) | Retaining NT titer | | | DEN-1 PDK 13 | | 100 (14/14) | 62 | | Candidate vaccine | 1 | 100 (12/12) | 53 | | | 2 | 100 (9/9) | 30 | | DEN-2 PDK 53 | | 100 (36/36) | 133 | | Candidate vaccine | 1 | 100 (35/35) | 88 | | | 2 | 97 (32/33) | 83 | | DEN-3 PGMK 30/F3 | 1/2 | 100 (7/7) | 124 | | Candidate vaccine | 1 | 100 (7/7) | 76 | | | 2 | 100 (6/6) | 62 | | DEN-4 PDK 48 | 1/2 | 100 (18/18) | 133 | | Candidate vaccine | 1 | 100 (15/15) | 76 |
| 2 | 77 (10/13) | 22 |
ตารางที่ 7.5 Homologous PRNT50 results of polyvalent vaccine clinical trials in adults
| | Last date point | | % of day 30/60 responder retaining BT titer | | Test article | (yr after immunization) | Serotype | Percent | Cases | GMT (180) | DEN2+4 | 1/2 | D2/D4 | 100/100 | 11 | 113/116 | | 1 | D2/D4 | 100/100 | 11 | 83/106 | | 2 | D2/D4 | 100/100 | 10 | 55/45 | DEN 1+4 | 1/2 | D1/D4 | 100/100 | 7 | 81/79 | | 1 | D1/D4 | 100/100 | 6 | 74/81 | | 2 | D1/D4 | 100/100 | 6 | 47/42 | DEN 1+2 | 1/2 | D1/D2 | 100/100 | 7 | 35/47 | | | 1 | D1/D2 | 100/100 | 6 | 23/30 | | | 2 | D1/D2 | 75/75 | 4 | 10/9 | | DEN 1+2+4 | 1/2 | D1/D2/D4 | 100/100/91 | 11 | 28/60/28 | | | 1 | D1/D2/D4 | 100/100/91 | 10 | 52/84/30 | | | 2 | D1/D2/D4 | 100/100/100 | 8 | 56/89/32 |
ตารางที่ 7.6 Steps in Vaccine Development
I. | Basic research | | Identification of causative agent | | Characterization of host's response to infection | | Identification of candidate vaccines | | Development of animal model systems | II. | Clinical research | | Phase I, general safety and antigenicity studies | | Phase II, expanded safety and antigenicity studies, to determine optimal dose and schedule of Immunization | | Phase III, clinical trials to establish efficacy | III. | Postlicensure research | | Postmarketing surveillance to confirm safety and efficacy (Phase IV) | | Continued basic and clinical research to develop improved vaccines if necessary | | |
|