งานวิจัยเรื่อง การวิเคราะห์ความหลากหลายพันธุกรรมและความสามารถในการกระตุ้น ระบบภูมิคุ้มกันของโปรตีนทั้ง 12 ชนิดในกลุ่มโปรตีนบนผิวเมอร์โรซอยต์ชนิดที่ 3 ของพลาสโมเดียมไวแวกซ์จากผู้ติดเชื้อมาลาเรียในประเทศไทย

Abstract

โปรตีนบนผิวของระยะเมอร์โรซอยต์ชนิดที่ 3 ของเชื้อมาลาเรีย (MSP3) เป็นโปรตีนที่ความสำคัญในการนำมาใช้เป็นองค์ประกอบในการพัฒนาวัคซีนป้องกันโรคมาลาเรีย MSP3 ของ Plasmodium vivax ถูกสร้างขึ้นจากกลุ่มของยีน 12 ชนิดทีมีชื่อเรียงตามตัวอักษรคือ PvMSP-3A ถึง PvMSP-3I โครงสร้างของ PvMSP3 family ประกอบไปด้วยบริเวณที่มีความคล้ายกันในบริเวณ N- และ C-termini โดยส่วนกลางของโปรตีนบางชนิดประกอบด้วยบริเวณที่มีกรดอะมิโน alanine เป็นองค์ประกอบจำนวนมากในระยะห่างที่ชัดเจน ทำให้โปรตีนเหล่านี้มีโครงสร้างเป็นขดเกลียวหลายรอบ (coiled-coil motif) วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้เพื่อศึกษาความหลากหลายของกลุ่มยีน PvMSP3 family ของตัวอย่างเชื้อ Plasmodium vivax ที่พบติดเชื้อตามธรรมชาติ และเพื่อศึกษาอุบัติการณ์ของการตรวจพบแอนติบอดีชนิด IgG ต่อโปรตีนลูกผสมที่สร้างขึ้นจากโปรตีนในกลุ่มนี้ ผลการศึกษาครั้งนี้ประกอบไปด้วย (i) การวิเคราะห์ลำดับเบสของยีน PvMSP3-D2 (n=120), PvMSP3-E2 (n=120), PvMSP3-F2 (n=120), PvMSP3-G (n=120) และ PvMSP3-I (n=120) ของตัวอย่างเชื้อ Plasmodium vivax ที่เก็บจากจังหวัดตาก จันทบุรี อุบลราชธานี และยะลา และ(ii) ระดับแอนติบอดีชนิด IgG ต่อโปรตีนลูกผสมในกลุ่มยีนนี้ของตัวอย่างเซรั่มของผู้ที่ติดเชื้อ Plasmodium vivax ในจังหวัดอุบลราชธานีจำนวน 734 ตัวอย่าง ในบรรดายีนทั้ง 5 ชนิดที่รายงานการศึกษาในครั้งนี้ พบว่า PvMSP3-F2 เป็นยีนที่มีหลายรูปแบบมากที่สุดโดยมีค่า nucleotide diversity เท่ากับ 0.11251 ตามด้วย PvMSP3-D1, PvMSP3-E2 ส่วนยีน PvMSP3-G และ PvMSP3-I มีความหลากหลายน้อยที่สุดในบรรดายีนในกลุ่มนี้คือมีค่า nucleotide diversity อยู่ในช่วง 0.01169 ถึง 0.01001 ส่วนค่า nucleotide diversity ของยีน PvMSP3-D2, PvMSP3-E2, PvMSP3-F2, PvMSP3-G and PvMSP3-I มีค่าเท่ากับ 0.09661, 0.07923, 0.11251, 0.01169 และ 0.01001 ตามลำดับ แม้ว่ายีน PvMSP3-G และ PvMSP3-I จะมีความหลากหลายต่ำแต่กลับพบรูปแบบของ haplotype ทั้งหมด 56 และ 46 haplotypes แสดงให้เห็นว่ายีนชนิดนี้มีความแตกต่างในระดับลำดับเบสแบบกระจัดกระจาย ระดับของความหลากหลายของ haplotype สำหรับยีนในกลุ่มนี้ทั้ง 5 ชนิดมีค่าอยู่ในช่วง 0.943 ถึง 1.000 แสดงให้เห็นถึงมีการแพร่กระจายของ haplotype ของแต่ละยีนทั้ง 5 ชนิดทั่วไปในพื้นที่ที่มีการตรวจพบเชื้อมาลาเรียในการศึกษาครั้งนี้ สำหรับการศึกษาการสร้างโปรตีนลูกผสมที่มีขนาดความยาวครอบคลุมส่วนของบริเวณที่มีการแสดงออกของโปรตีนของกลุ่มยีน PvMSP3 โดยหลังจากการเตรียมโปรตีนเหล่านี้ให้บริสุทธิ์เพื่อใช้เป็นแอนติเจนในการศึกษาการตอบสนองของ IgG แอนติบอดีด้วยวิธี ELISA ผลการศึกษาปริมาณของ IgG ต่อ PvMSP3-B, PvMSP3-D1, PvMSP3-F1, PvMSP3-F2 และ PvMSP3-H แอนติเจน จากตัวอย่างเซรั่มของผู้ที่ติดเชื้อ Plasmodium vivax จำนวน 734 ตัวอย่าง พบว่าอัตราการตรวจพบภูมิคุ้มกันที่มีต่อแอนติเจนเหล่านี้มีปริมาณร้อยละ 33.38, 46.45, 48.36, 38.42 และ 47.54 ตามลำดับ สิ่งที่สำคัญอีกประเด็นหนึ่งคือภูมิคุ้มกันทางธรรมชาติต่อแอนติเจนนี้ประกอบด้วยทั้งที่เป็นแบบเฉพาะต่อรูปแบบของอัลลีล และแอนติบอดีที่สามารถทำปฏิกิริยากับเชื้อทุกสายพันธุ์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าบริเวณทั้งส่วนที่มีความหลากหลายต่ำและสูงของโปรตีนชนิดนี้ที่สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ ดังนั้นจากการศึกษานี้จึงสรุปได้ว่ามีความหลากหลายทางพันธุกรรมในยีนทั้ง 5 ชนิดของกลุ่มยีน PvMSP3 จากตัวอย่างในประเทศไทย ในขณะที่การศึกษาการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติพบว่ามีการตรวจพบระดับของ IgG แอนติบอดีสูงขึ้นในช่วงที่มีการติดเชื้อ Plasmodium vivax นอกจากนี้ความหลากหลายของลำดับเบสที่สามารถพบได้สูงในยีน PvMSP3 บางชนิดนั้นสามารถใช้เป็นตัวติดตามระดับโมเลกุลเพื่อใช้ในการจำแนกสายพันธุ์ของ เชื้อ Plasmodium vivax และการตรวจพบว่ามีแอนติบอดีต่อโปรตีนลูกผสมของ PvMSP3 ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับเชื้อในทุกสายพันธุ์ได้นั้นก็เป็นส่วนสนับสนุนอย่างยิ่งต่อการพัฒนาวัคซีนป้องกันการติดเชื้อ Plasmodium vivax