"พรีออน" โปรตีนมัจจุราช

ค.ศ. 1732  ที่ประเทศ Iceland เกิดโรคประหลาดในแกะ โดยแกะที่ป่วยจะสูญเสียการประสานงานของอวัยวะทำให้ก้าวเดินตามปกติไม่ได้ ที่สำคัญคือ จะมีอาการคันมากจนต้องเอาตัวไปครูด (scrape) กับสิ่งที่อยู่รอบตัวจนขนร่วงหมด. โรคนี้จึงมีชื่อว่าโรค Scrapie เมื่อตรวจดูสมองจะเห็นเป็นรูพรุนคล้ายฟองน้ำ (sponge) โรคนี้จึงจัดอยู่ในกลุ่ม Spongiform Encephalopathy.

ค.ศ. 1921 Alfons Maria Jakob (1884-1931) และ Hans-Gerhard Creutzfeldt (1885-1964) แพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านประสาทวิทยาชาวเยอรมัน ต่างก็รายงานผู้ป่วยที่มีความจำเสื่อมและสูญเสียการทรงตัวซึ่งต่อมาไม่นานก็เสียชีวิต เมื่อตัดชิ้นเนื้อของสมองไปตรวจดูจะพบรูพรุนกระจายโดยทั่ว โรคนี้ได้รับการตั้งชื่อว่า Creutzfeldt-Jakob disease (CJD).

ที่ราบสูงของปาปัวนิวกินีมีชนเผ่าหนึ่งมีประเพณีกินเนื้อมนุษย์ ค.ศ. 1955 Vincent Zigas แพทย์ชาวเอสโทเนียพบว่าคนในชนเผ่านี้โดยเฉพาะเด็กและผู้หญิงป่วยเป็นโรคประหลาดคือ เดินสะเปะสะปะ ต่อมาเกิดอาการสมองเสื่อมและเสียชีวิตในที่สุด โรคนี้ถูกเรียกว่าโรค "Kuru" เป็นภาษาพื้นเมืองแปลว่า "ตัวสั่นด้วยความกลัว" แต่จากการศึกษาด้วยวิธีทั่วไปเขาไม่พบเชื้อก่อโรค.

ค.ศ. 1956 Zigas แนะนำให้ Daniel Carleton Gajdusek (เกิดค.ศ. 1923) แพทย์ชาวอเมริกันเข้าไปศึกษาโรคนี้ Gajdusek พบว่าทางชนเผ่ามีประเพณีกินสมองสดๆ ของคนตายเพื่อเป็นการคารวะผู้ตาย ปกติผู้ชายจะออกไปล่าสัตว์ ดังนั้นเมื่อมีคนเสียชีวิต เด็กๆ และผู้หญิงจึงมีโอกาสได้กินสมองผู้ตายมากกว่า เขาสงสัยว่าน่าจะติดต่อผ่านการกินเนื้อสมองจึงนำสารจากสมองคนตายไปให้แก่สัตว์ทดลองขนาดเล็กแต่ไม่มีสัตว์ทดลองตัวใดเกิดโรค Kuru เลย.

ค.ศ. 1959 William J. Hadlow (เกิดค.ศ. 1921) สัตวแพทย์ชาวอังกฤษเสนอว่าโรค Kuru คล้ายคลึงกับโรค Scrapie ค.ศ. 1962 Gajdusek จึงเปลี่ยนไปทดลองในสัตว์ที่ใหญ่ขึ้นนั่นคือ ลิงชิมแปนซี เขาอดทนรอปีครึ่ง (บางตัวใช้เวลาถึง 3 ปี) กว่าที่ลิงจะเกิดอาการของโรค Kuru แสดงให้เห็นว่าโรคนี้สามารถติดต่อได้และใช้เวลานานกว่าจะเกิดโรค ทำให้ตอนนั้นเชื่อกันว่าเชื้อที่เป็นสาเหตุน่าจะเป็นไวรัส.

จากผลการทดลองของ Gajdusek ทำให้ชนเผ่านี้ยกเลิกประเพณีดังกล่าว เด็กรุ่นต่อมาจึงไม่มีใครเป็นโรคนี้อีกเลย นอกจากนี้เขายังพิสูจน์ว่า CJD สามารถติดต่อได้เช่นกัน ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ประจำปี ค.ศ. 1976.

จากการศึกษาสมองแกะที่เป็นโรค scrapie พบว่าสารก่อโรคดังกล่าวตอบสนองต่อสิ่งที่ทำลายโปรตีน แต่ดื้อต่อรังสีอัลตราไวโอเลตที่สามารถแยกสลาย DNA และ RNA ได้. ค.ศ. 1967 นักรังสีชีววิทยาชาวอังกฤษ Tikvah Alper (1909-1995) และนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ John Stanley Griffith จึงเสนอว่าสารก่อโรคน่าจะเป็นโปรตีนล้วนๆ.

กรกฎาคม ค.ศ. 1972 แพทย์ชาวอเมริกัน Stanley B. Prusiner (เกิดค.ศ. 1942) เริ่มปฏิบัติงานเป็นแพทย์ประจำบ้านที่คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัย California 2 เดือนต่อมาเขารับผู้ป่วย CJD คนหนึ่งไว้ในความดูแล. เขาได้ทราบว่าโรคนี้ยังไม่รู้สาเหตุและทำได้เพียงรอให้เธอถึงวันสุดท้ายของชีวิต จึงเป็นแรงบันดาลใจให้เขาศึกษาโรคกลุ่มนี้.

Prusiner ทำการวิจัยร่วมกับ Hadlow และ Carl Eklund ในการที่จะสกัดสารก่อโรค Scrapie ซึ่งคาดว่าน่าจะเป็นไวรัส แต่เขาต้องประหลาดใจเพราะสิ่งที่ได้เป็นเพียงโปรตีนที่ไม่มีสารพันธุกรรมใดๆ เลย เขาตั้งชื่อว่า Prion (ออกเสียงว่า พรีออน โดย Pr มาจาก Protein และ I มาจาก Infection แล้วลงท้ายด้วย-on เพื่อให้คล้ายคลึงกับคำว่า virion). ผลงานนี้ได้รับการตีพิมพ์ในปีค.ศ. 1982 แน่นอนว่าถูกต่อต้านอย่างมากเพราะโปรตีนที่ไม่มีสารพันธุกรรมจะเพิ่มจำนวนตัวเองในสมองที่เป็นโรคได้อย่างไร?

โปรตีนของพรีออนถูกตั้งชื่อว่า PrP (ย่อมาจาก protease-resistant protein) ค.ศ. 1984 ทีมงานของเขาร่วมกับทีมของ Leroy E. Hood ค้นพบลำดับกรดอะมิโนของ PrP ทำให้ Bruno Oesch ที่ห้องปฏิบัติการของ Charles Weissmann ค้นพบ PrP gene ในเวลาต่อมา gene ที่สร้าง PrP เรียกว่า PRNP gene โดย PRNP ย่อมาจาก PRioN Protein (ในมนุษย์จะอยู่บนโครโมโซมคู่ที่ 20).

สิ่งที่ทำให้เขาประหลาดใจอีกอย่างคือ PrP พบทั้งในสมองปกติและสมองที่เป็นโรคโดย PrP ปกติคือ common หรือ cellular PrP ให้ใช้ตัวย่อว่า PrPC ส่วน PrP ที่ก่อโรคคือ scrapie PrP ให้ใช้ตัวย่อเป็น PrPSc.

Keh-Ming Pan พบว่า PrP ทั้ง 2 นั้นมีโครงสร้างทางสามมิติที่แตกต่างกันโดย PrPC เป็น alpha helix ขณะที่ PrPSc เป็น beta strand จากการศึกษาของ Byron W. Caughey และ Peter T. Lansbury พบว่า PrPSc เพิ่มจำนวนได้ด้วยการไปเหนี่ยวนำให้ PrPC ในสมองปกติเปลี่ยนโครงสร้าง เป็น PrPSc.

ปัจจุบันทราบแล้วว่า Prion เป็นสาเหตุของโรคต่างๆ หลายโรคได้แก่โรควัวบ้า (Bovine Spongiform Encephalopathy), CJD, variant CJD, Gerstmann-Straussler-Scheinker syndrome (GSS) และ Fatal familial insomnia (FFI) เป็นต้น.

การค้นพบ Prion ซึ่งเป็นรูปแบบใหม่ของโรคติดต่อทำให้ Prusiner ได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ประจำปี ค.ศ. 1997.

ธีรวัฒน์ บูระวัฒน์ พ.บ.
โรงพยาบาลบ้านแหลม, จังหวัดเพชรบุรี
E-mail : burawat@gmail.com
www.geocities.com/tantanodclub