การแพทย์จีโนมิกส์: วิวัฒนาการด้านการดูแลสุขภาพแบบใหม่?

ทำไมยาหรือการรักษาโรคส่งผลต่อผู้ป่วยแตกต่างกัน และตอนนี้เราเข้าใจมากขึ้นว่ามันเป็นเพราะอะไร  สำหรับพวกเราหลายๆคน มันขึ้นอยู่กับยีนของเรา

การรักษาที่ปรับให้จำเพาะต่อบุคคล (personalized medicine) ในทางการแพทย์เชื่อว่าเปรียบประดุจจอกศักดิ์สิทธิ์ (the holy grail) ในการดูแลสุขภาพมานาน  หรือที่ปัจจุบันเรียกว่า การแพทย์แม่นยำ (precision medicine)   แต่การไปถึงระดับความแม่นยำที่เราต้องการนั้นเป็นไปไม่ได้จนในตอนนี้  สิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปคือความสามารถของเราในการวิเคราะห์จีโนม (หรือดีเอ็นเอทั้งหมดของมนุษย์)    ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2546 โครงการจีโนมมนุษย์ที่เป็นความร่วมมือนานาชาติ ประกาศว่าถอดรหัส DNA ทั้งชุดของมนุษย์ได้ และพบว่าในดีเอ็นเอมียีนประมาณ 20,000 ยีนที่ประกอบขึ้นเป็นพิมพ์เขียวของร่างกายเรา  เป็นเวลากว่า 20 ปีแล้วที่ความก้าวหน้าทางการแพทย์ด้านนี้ ได้ให้ข้อมูลและเปลี่ยนแปลงการดูแลสุขภาพ  การแพทย์จีโนมิกส์เป็นการศึกษาเกี่ยวกับยีน ทำให้สามารถทำนาย วินิจฉัย และรักษาโรคได้แม่นยำและจำเพาะกับบุคคลมากขึ้นกว่าเดิม

จีโนม (DNA ทั้งชุด) ของมนุษย์ที่สมบูรณ์ประกอบด้วย DNA ที่มีคู่เบสสามพันล้านคู่ ซึ่งจัดเรียงอย่างมีเอกลักษณ์ เพื่อกำหนดกายวิภาคพื้นฐานและลักษณะเฉพาะส่วนบุคคลของเรา เช่น ความสูงและสีผม   DNA รวมกันเป็นยีน และการเข้าใจหน้าที่ของกลุ่มยีนได้ จะให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีการทำงานของร่างกาย และสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเราป่วย นี่คือเหตุผลที่อยู่เบื้องหลังการใช้เวลา 13 ปีและเงิน 2.7 พันล้านดอลลาร์ ไปกับโครงการจีโนมมนุษย์   โลกได้ต่อยอดความสำเร็จอย่างรวดเร็ว และตอนนี้เราสามารถทราบแผนที่จีโนมมนุษย์ได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง และด้วยค่าใช้จ่ายน้อยกว่าหนึ่งพันดอลลาร์ การถอดรหัสและจัดลำดับ DNA ที่รวดเร็วขึ้น ได้ DNA ทั้งชุดพร้อมกัน และต้นทุนต่ำลง ทั้งหมดได้ขับเคลื่อนจีโนมิกส์ไปสู่การแพทย์กระแสหลัก ซึ่งผลักดันการเปลี่ยนแปลงครั้งใหม่ไปสู่การแพทย์ที่แม่นยำอย่างแท้จริง

การวินิจฉัยโรคตั้งแต่เนิ่นๆ สามารถเพิ่มโอกาสในการรักษาให้ประสบผลสำเร็จได้อย่างมาก และจีโนมิกส์สามารถตรวจพบโรคได้นานก่อนที่จะแสดงอาการ โรคหลายชนิด รวมถึงมะเร็ง ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของยีนของเรา จีโนมิกส์สามารถระบุการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้และค้นหาโดยใช้การทดสอบทางพันธุกรรมที่มีบริการตรวจเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และมีหลายรายที่หาได้ออนไลน์ หากผลลัพธ์ของคุณบ่งชี้ถึงความอ่อนแอต่อสภาวะใดๆ คุณสามารถเลือกดำเนินการเชิงรับล่วงหน้าเพื่อชะลอหรือหยุดการดำเนินของโรคได้ “ดังนั้นการดูแลสุขภาพจะมุ่งไปสู่เชิงป้องกันมากกว่าการรักษา” และการแพทย์จีโนมิกส์จะมีส่วนสำคัญในการทำความเข้าใจขั้นตอนการดูแลสุขภาพในแนวนี้ ใครควรตรวจหรือไม่ควรตรวจ

เมื่อมีอาการของโรคเกิดขึ้น การทดสอบทางจีโนมิกส์สามารถเป็นเครื่องมือในการวินิจฉัยโรคได้ โครงการจีโนมมนุษย์ได้กระตุ้นการค้นพบยีนก่อโรคแล้วกว่า 2,000 ยีน เป็นการพิสูจน์ว่าการตรวจจีโนมมีประสิทธิภาพสูงในการวิเคราะห์โรคที่รวดเร็วและแม่นยำ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการระบุโรคทางพันธุกรรมที่หายากซึ่งก่อนหน้านี้ใช้เวลาหลายปีในการวินิจฉัย การตรวจจีโนมช่วยยุติความไม่แน่นอนและความทุกข์ทรมานจาก "ความยากและยาวนานในการวินิจฉัยโรค" การวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่มุ่งมั่นที่จะสร้างฐานข้อมูลตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโรคมะเร็ง “ดังนั้นในปัจจุบัน จีโนมิกส์ใช้กับการดูแลรักษาโรคมะเร็งมากที่สุด”  เพราะเราสามารถใช้เนื้อเยื่อมะเร็ง มาถอดรหัส DNA และระบุการเปลี่ยนแปลงในจีโนม (DNA ทั้งชุด) ได้  ในสหรัฐอเมริกา Cancer Genome Atlas ได้จัดทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงจีโนมที่สำคัญของมะเร็งมากกว่า 30 ชนิด ฐานข้อมูลดังกล่าวสามารถให้การวินิจฉัยขั้นสุดท้ายได้ภายในไม่กี่วินาที และยังช่วยแนะนำการรักษาแบบกำหนดเป้าหมาย หรือ targeted treatments โดยพิจารณาตาม DNA ให้กับทั้งผู้ป่วยและโรคอีกด้วย แท้จริงแล้วการจัดลำดับทางพันธุกรรมของเนื้องอกหรือมะเร็งไม่เพียงช่วยระบุมะเร็งชนิดใดชนิดหนึ่งเท่านั้น แต่ยังช่วยทำความเข้าใจว่าอะไรเป็นสาเหตุของมะเร็งและอะไรที่สามารถฆ่ามะเร็งได้

เมื่อพูดถึงการรักษาด้วยยา จีโนมิกส์กำลังขับเคลื่อนองค์ความรู้สำคัญอีกประการหนึ่งของการแพทย์แม่นยำ นั่นก็คือเภสัชพันธุศาสตร์ “เรารู้มานานแล้วว่ายาชนิดเดียวกันในขนาดเดียวกันส่งผลต่อผู้ป่วยแตกต่างกัน”  ตอนนี้เรารู้แล้วว่าทำไม  ยีนของเรามีอิทธิพลต่อการผลิตเอนไซม์สำคัญในตับที่เผาผลาญหรือย่อยสลายยา หากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมทำให้เอนไซม์ทำงานผิดปกติไป ยาอาจสะสมในร่างกายโดยมีผลข้างเคียงร้ายแรง ยาอื่นๆบางตัว จะทำงานเฉพาะเมื่อถูกย่อยสลายในตับ ดังนั้นหากเอนไซม์ไม่ทำงาน ยาก็จะไม่ทำงานเช่นกัน การเปลี่ยนแปลงรหัสบนยีน (variations) หรือความหลากหลายของรหัสพันธุกรรม (polymorphisms) นั้นเป็นเรื่องปกติ แต่ด้วยการทดสอบทางจีโนมิกส์ หมายความว่าเราสามารถตรวจพบและชดเชยพวกมันได้  ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงของยีนที่พบว่าประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ของคน  ไม่สามารถเปลี่ยนยาต้านการแข็งตัวของเลือดที่ใช้กันทั่วไปได้อย่างสมบูรณ์ แต่เมื่อเราตรวจพบได้ก่อน เราสามารถใช้ยาทางเลือกตัวอื่น หรือปรับขนาดยาเพื่อให้ได้ผลเช่นเดียวกัน

มียามากกว่า 250 รายการที่มีข้อมูลทางเภสัชพันธุศาสตร์ติดฉลาก ทำให้สามารถสั่งยาตามพันธุกรรมของผู้ป่วยได้ เมื่อจำนวนเพิ่มมากขึ้น และเมื่อการตรวจด้วยการถอดรหัส DNA กลายเป็นมาตรฐาน ก็มีแนวโน้มว่าจะมีการสั่งยาตามยีนของเราเป็นประจำ ซึ่งจะช่วยลดผลข้างเคียงที่เป็นอันตรายและทำให้การรักษาเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น “จีโนมิกส์กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการพัฒนายาของเราด้วยซ้ำ”  มันซับซ้อนกว่ามากเพราะเราสามารถพบการเปลี่ยนแปลงบน DNA ที่ก่อให้เกิดโรคได้ และพยายามกำหนดเป้าหมายยาให้จำเพาะสำหรับการเปลี่ยนแปลงนั้น  ยกตัวอย่างเช่น ในปี 2014 ยาใหม่ 8 รายการจาก 41 รายการที่ได้รับอนุมัติจาก FDA เป็นวิธีการรักษาแบบกำหนดเป้าหมาย (targeted treatments)  แต่เดิมแล้วแนวทางการดูแลสุขภาพจะค่อนข้างใช้กว้างๆกับคนทั่วไปมากกว่า  ตอนนี้เราสามารถดูแลสุขภาพตาม DNA ของแต่ละบุคคลได้แล้ว เพราะการตรวจจีโนม หรือการแพทย์จีโนมิกส์ 

ความล้ำหน้าของการแพทย์จีโนมิกส์ ไม่มีที่จับต้องได้ไปกว่าเรื่องตัดต่อยีน (gene editing) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์เปลี่ยน DNA ของสิ่งมีชีวิต “ยาแทบจะไม่สามารถทำให้โรคหายขาดได้จริงๆ  หากปัญหาจำเพาะที่ซ่อนอยู่คือรหัสที่ผิดไปของยีน และหากเราสามารถเปลี่ยนแปลงแก้ไขรหัสนั้นได้  เราก็เปลี่ยนจากการรักษา เป็นการหายขาดได้”  เทคโนโลยีสำคัญเบื้องหลังการแก้ไขยีนคือ CRISPR-Cas9 ได้มาจากกลไกการป้องกันที่พบในแบคทีเรีย เอนไซม์ Cas9 ซึ่งอธิบายว่าเป็น  "กรรไกรโมเลกุล" จะถูกส่งไปยังส่วนของ DNA ที่ทำงานผิดปกติอย่างแม่นยำ ตัดมันออก และแทนที่ด้วย DNA ที่ดีที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ ในการทดลองทางคลินิกแล้ว การตัดต่อยีนกำลังกลายเป็นการรักษาที่รวดเร็ว มีประสิทธิภาพ และราคาไม่แพงมากขึ้นเรื่อยๆ นี่คือยาที่มีความแม่นยำสูงสุด มันมีศักยภาพมหาศาล

ในรอบ 20 ปีนับตั้งแต่การถอดรหัสจีโนมมนุษย์ครั้งแรก การแพทย์ได้นำการเรียนรู้มาปฏิบัติจริงอย่างรวดเร็ว   การแพทย์จีโนมิกส์จะเปรียบเหมือนการจัดเตรียมคู่มือการใช้งานของมนุษย์  ซึ่งแสดงให้เราเห็นว่าจะซ่อมแซมตัวเองได้อย่างไรตามคู่มือ  ในอนาคตเราจะถอดรหัส DNA ผู้ป่วยมะเร็งทุกราย และเราจะพัฒนายาเฉพาะเพื่อกำหนดเป้าหมายที่การเปลี่ยนแปลงรหัสพันธุกรรมโดยเฉพาะ  ด้วยการถอดรหัส DNA ทั้งชุด ที่ราคาต่ำกว่า 100 ดอลลาร์ ภายในปี 2568 จะสามารถถอดรหัสจีโนมได้มากถึงสองพันล้านจีโนม เรากำลังเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วมาก การแพทย์จีโนมิกส์ให้ความสำคัญกับผู้ป่วยมากกว่าโรค ซึ่งเป็นหัวใจของการดูแลสุขภาพ โดยเปลี่ยนจากการรักษาไปสู่การหายขาด  การแพทย์จีโนมิกส์กำลังปฏิวัติความคิดของผู้คน ไม่ใช่แค่เรื่องการเปลี่ยนไปดูแลสุขภาพเชิงป้องกัน แต่รวมถึงการหายขาดจากความเจ็บป่วยด้วย  


เรียบเรียงโดย พ.อ.(พ) ผศ.นพ. กิตติ บูรณวุฒิ  แพทย์เฉพาะทางด้านเวชพันธุศาสตร์
ศูนย์เวชศาสตร์จีโนม บำรุงราษฎร์
 
อ้างอิง:
https://www.nationalgeographic.com/science/article/partner-content-genomics-health-care