แบคเทริโอเฟจ (Bacteriophage) หรือรู้จักกันในชื่อสั้น ๆ ว่าเฟจ (Phage) เป็นไวรัสที่รุกรานและแพร่กระจายในแบคทีเรียเป็นหลัก โดยทั่วไปพบเจอได้ในธรรมชาติ (Ubiquitous) และอาศัยอยู่กับแบคทีเรียอยู่แล้ว เฟจทำหน้าที่เป็นนักล่าตามธรรมชาติของแบคทีเรีย ซึ่งช่วยควบคุมประชากรของแบคทีเรียในระบบนิเวศต่าง ๆ รวมถึงแม้แต่ในร่างกายของเราด้วย

โครงสร้างทางกายภาพของ Phage นั้นแตกต่างกับไวรัสที่ทำให้เกิดการติดเชื้อในมนุษย์ ดังนั้น Phage จึงมีกลไกการติดเชื้อที่แตกต่างและไม่สามารถทำให้เกิดการติดเชื้อในมนุษย์ได้

เฟจมีโครงสร้างทางกายภาพที่แตกต่างกับไวรัสที่แพร่กระจายในมนุษย์ โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตีนหุ้มที่ล้อมรอบสารพันธุกรรมซึ่งอาจเป็นดีเอ็นเอหรืออาร์เอ็นเอ และอาจมีหางหรือโครงสร้างพิเศษสำหรับใช้ในการเข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย โครงสร้างเหล่านี้ช่วยให้เฟจจับกับตัวรับเฉพาะบนผิวแบคทีเรียและฉีดสารพันธุกรรมเข้าไปเพื่อเริ่มวงจรชีวิตของมันได้ นักไวรัสวิทยาแบ่งกลุมเฟจเป็นหลายชนิดตามลักษณะของหาง เช่น ไมโอไวรัส (Myovirus) มีหางยาวและหดได้ ไซโฟไวรัส (Siphovirus) มีหางยาวแต่ไม่หดตัว และพอโดไวรัส (Podovirus) มีหางสั้น เป็นต้น

เมื่อเฟจพบแบคทีเรียเป้าหมาย มันจะจับตัวกับตัวรับบนผิวของแบคทีเรีย จากนั้นฉีดสารพันธุกรรมเข้าไปภายในเซลล์ เฟจจะใช้แบคทีเรียเป็นเหมือนโรงงานผลิตเฟจรุ่นใหม่ เฟจมีวงจรชีวิตหลักสองแบบ ได้แก่

- วงจรไลติก (Lytic Cycle) เฟจจะผลิตตัวเองออกมาใหม่มหาศาลจนทำให้เซลล์แบคทีเรียแตกและปล่อยเฟจอนุภาคใหม่ออกไปติดเชื้อแบคทีเรียตัวอื่นได้

- วงจรไลโซเจนิก (Lysogenic Cycle) เฟจจะแทรกสารพันธุกรรมของตัวเองเข้าไปในโครโมโซมของแบคทีเรียเป็นระยะเวลาหนึ่งโดยไม่ทำลายเซลล์ทันที แต่จะเพิ่มจำนวนสารพันธุกรรมตัวเองไปพร้อม ๆ กับแบคทีเรียเซลล์ใหม่ หากสภาพแวดล้อมเหมาะสม สารพันธุกรรมของเฝจจะกลายเป็นคำสั่งสร้างเฟจอนุภาคใหม่ เข้าสู่วงจรไลติกต่อไป

วงจรเหล่านี้ทำให้เฟจมีความเฉพาะเจาะจงต่อแบคทีเรียแต่ละชนิด และไม่ส่งผลต่อเซลล์ของมนุษย์ ทั้งหมดบนโลกเสียอีก ไวรัสประเภทนี้จึงเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบนิเวศจุลินทรีย์

ภาพกล้องจุลทรรศน์ TEM ขณะที่ Phage เกาะอยู่กับแบคทีเรียที่เป็นเหยื่อ

ความสามารถในการฆ่าแบคทีเรียอย่างจำเพาะเจาะจงนี้ทำให้มีแนวคิดของการนำเฟจมาศึกษาและพัฒนาเป็นแนวทางของเฟจบำบัด (Phage Therapy) สำหรับรักษาการติดเชื้อจากแบคทีเรียที่ดื้อยาหลายขนาน (Multi-Drug Resistant หรือ MDR) ซึ่งไม่ตอบสนองต่อยาปฏิชีวนะทั่วไป เฟจบำบัดคือการคัดเลือกเฟจมาทำลายแบคทีเรียเป้าหมายอย่างจำเพาะเจาะจง ซึ่งอนุภาคเฟจจะแพร่กระจายไปทำลายเซลล์แบคทีเรียในร่างกายด้วยการเพิ่มจำนวนตัวเองโดยไม่ต้องพึ่งยาปฏิชีวนะ

ตัวอย่างการใช้ เช่น ผู้ป่วยติดเชื้อแบคทีเรีย Acinetobacter baumannii ที่ดื้อยา แพทย์จะใช้ เฟจสูตรผสม (Phage Cocktail) ที่ประกอบด้วยเฟจหลายชนิดเพื่อฆ่าแบคทีเรียเฉพาะกลุ่ม ทำให้ผู้ป่วยฟื้นตัวได้ แม้แบคทีเรียบางส่วนเริ่มดื้อต่อ เฟจตัวเดิม การปรับเปลี่ยนสูตรผสมอย่างเหมาะสมจะช่วยให้ควบคุมการติดเชื้อได้ต่อเนื่อง

ในอนาคต Phage Therapy อาจเป็นหนึ่งในทางเลือกการรักษาการติดเชื้อแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะได้

แม้เฟจบำบัดจะมีศักยภาพสูง แต่ก็มีข้อจำกัดเชิงชีววิทยาที่สำคัญ แบคทีเรียเองก็สามารถพัฒนากลไกป้องกันเฟจได้หลายวิธี เช่น การใช้ระบบภูมิคุ้มกันแบบ CRISPR-Cas เพื่อทำลายดีเอ็นเอของ เฟจภายในเซลล์ หรือการผลิตเอนไซม์ที่จะไปทำลายเฟจก่อนจะจำลองอนุภาคใหม่ในแบคทีเรียได้ กลไกเหล่านี้ทำให้การใช้เฟจบำบัดต้องคัดเลือกเฟจให้เหมาะสมกับแบคทีเรียเป้าหมาย และในบางกรณีต้องปรับสูตรอย่างต่อเนื่องเพื่อควบคุมการติดเชื้อ

ข้อจำกัดอีกประการหนึ่งคือความจำเพาะเจาะจงของเฟจที่ทำให้ต้องเลือกชนิดที่ตรงกับเชื้อของผู้ป่วยเท่านั้น ซึ่งต่างจากยาปฏิชีวนะบางชนิดที่ออกฤทธิ์กว้าง นอกจากนี้สภาพร่างกายและระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยก็สามารถลดประสิทธิภาพของเฟจได้ การรักษาจึงอาจต้องปรับความเข้มข้น ปริมาณ และเวลาในการให้เฟจให้เหมาะสม

ด้วยข้อจำกัดเหล่านี้ แม้เฟจบำบัดจะเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ แต่การใช้ยาปฏิชีวนะอย่างสมเหตุสมผล (Rational Drug Use) ก็ยังคงเป็นหัวใจสำคัญในการป้องกันเชื้อแบคทีเรียดื้อยาทั้งในและนอกโรงพยาบาล เฟจบำบัดจึงไม่ใช่การทดแทนยาปฏิชีวนะแบบเดิม แต่เป็นเครื่องมือเสริมที่ช่วยต่อสู้แบคทีเรียดื้อยาและสร้างโอกาสใหม่ในการรักษาในอนาคต

เรียบเรียงโดย โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์
Prince of Wales Hospital
Department of Orthopaedics & Traumatology
Faculty of Medicine, The Chinese University of Hong Kong

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

รู้หรือไม่ แบคทีเรียก็สามารถติดเชื้อไวรัสได้ รู้จัก Bacteriophage