โรคมะเร็ง เป็นหนึ่งในสาเหตุใหญ่ของการเสียชีวิตที่เกิดขึ้นทั่วโลก ในปี พ.ศ. 2560 ประเทศสหรัฐอเมริกา มีผู้ป่วยใหม่เพิ่มขึ้นประมาณ 1.7 ล้านคน และมีผู้เสียชีวิตราว 600,000 คน ผู้ป่วยมะเร็งส่วนใหญ่ที่ได้รับการรักษาด้วยเคมีบำบัดทั่วไป (conventional chemotherapy) ประสบความทุกข์ทรมานจากผลข้างเคียงที่รุนแรง เนื่องจากการออกฤทธิ์แบบไม่เลือกเจาะจง (non-selective action) ของยาเคมีบำบัดต่อเซลล์ปกติ
ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา อนุภาคนาโน (nanoparticle) ได้รับการพัฒนาเป็นระบบขนส่งยาสำหรับยาเคมีบำบัดชนิดต่าง ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยของยา อนุภาคนาโนมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มความเข้มข้นของยา (drug concentration) ในเซลล์มะเร็งด้วยการเพิ่มการสะสมยา (drug accumulation) ผ่านกลไก 2 แบบคือ 1) กลไกการนำส่งยาสู่เป้าหมายได้เอง (passive targeting) และ 2) กลไกการนำส่งยาสู่เป้าหมายอย่างจำเพาะ (active targeting) นอกจากนี้อนุภาคนาโนยังช่วยลดการขับยาออก (drug efflux) จากเซลล์มะเร็งอีกด้วย
ระบบตัวพาขนาดนาโนเมตรนี้สามารถนำส่งยาสู่มะเร็งเป้าหมายได้ 2 แบบ คือ
- อนุภาคนาโนแบบเข้าสู่เป้าหมายได้เอง (passive targeting nanoparticle) เป็นกลไกที่ยาแพร่ผ่านเข้าสู่หลอดเลือดที่หล่อเลี้ยงเซลล์มะเร็งและสะสมในเซลล์ผ่านหลักการ enhanced permeability and retention (EPR) effect
- อนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมาย (active targeting nanoparticle) โดยลิแกนด์เป้าหมาย (targeting ligand) ถูกรวมเข้ากับผิวอนุภาคนาโน ส่งผลให้เกิดกระบวนการเข้าสู่เซลล์ (cellular uptake) เพิ่มขึ้นผ่านการนำสารเข้าสู่เซลล์โดยอาศัยตัวรับ (receptor-mediated endocytosis) และทำให้การสะสมยาในเซลล์มะเร็งเพิ่มขึ้น กลไกนี้อาศัยปฏิกิริยาระหว่างลิแกนด์ของเนื้องอกเข้าจับบนผิวอนุภาคนาโนและตัวรับบนผิวเซลล์หรือแอนติเจนบนผิวเซลล์มะเร็ง (ภาพที่ 1)
ซึ่งการทำงานของอนุภาคนาโนผ่านกลไกทั้งสองแบบนี้ ทำให้ความเข้มข้นของยาในเซลล์มะเร็งเพิ่มสูงขึ้น
การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่า อนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมาย มีประสิทธิภาพมากกว่าในการเพิ่มการสะสมยาในเซลล์มะเร็ง และยังมีบทบาทสำคัญอย่างมาก มิใช่เพียงในการรักษาด้วยเคมีบำบัดแบบใหม่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการรักษามะเร็งด้วยยาแผนโบราณ/สมุนไพร โดยสูตรอนุภาคนาโนจำนวนมากที่ได้มาจากสารสำคัญ (active compound) เหล่านี้ ได้รับการพัฒนาเพื่อวัตถุประสงค์ในการนำส่งยาสู่เป้าหมายอย่างจำเพาะ ปรับปรุงประสิทธิภาพการต้านมะเร็ง และลดผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์
จากการศึกษาจำนวนมากเกี่ยวกับกลไกการนำส่งยาอย่างจำเพาะ (selective delivery) สู่เซลล์มะเร็งด้วยอนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมาย ในยาเคมีบำบัดและยาแผนโบราณ/สมุนไพร จึงเป็นที่มาของงานวิจัย “Application of active targeting nanoparticle delivery system for chemotherapeutic drugs and traditional/herbal medicines in cancer therapy: a systematic review” โดย นัดดา มูหะหมัด ผศ.ดร.ตุลยากร เปล่งสุริยการ และ ศ.ดร.เกศรา ณ บางช้าง วิทยาลัยแพทยศาสตร์นานาชาติจุฬาภรณ์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ การศึกษาในครั้งนี้ใช้การทบทวนวรรณกรรมอย่างเป็นระบบ (systematic review) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสรุปงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้ระบบนำส่งยาอนุภาคนาโนแบบจำเพาะ สำหรับยาเคมีบำบัดที่ได้มาจากการสังเคราะห์ทางเคมีและจากธรรมชาติ
ด้วยประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีทางการแพทย์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาผู้ป่วย และส่งเสริมคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยให้ดีขึ้น งานวิจัยดังกล่าวจึงสอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน 2 เป้าหมาย ได้แก่ เป้าหมายที่ 3 สุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดี และเป้าหมายที่ 9 โครงสร้างพื้นฐาน นวัตกรรม เเละอุตสาหกรรม
การทบทวนวรรณกรรมอย่างเป็นระบบในครั้งนี้ นัดดา มูหะมัด และคณะ ทำการสืบค้นบทความวิจัยผ่านฐานข้อมูล PubMed ที่ตีพิมพ์จนถึงเดือนมีนาคม 2560 โดยคำสำคัญ (keyword) ที่ใช้ในการสืบค้นคือ: อนุภาคนาโน (nanoparticle) เคมีบำบัด (chemotherapy) ยาแผนโบราณ (traditional medicine) ยาสมุนไพร (herbal medicine) ยาจากธรรมชาติ (natural medicine) สารประกอบธรรมชาติ (natural compound) การรักษามะเร็ง (cancer treatment) และการนำส่งสู่เป้าหมายอย่างจำเพาะ (active targeting)
ซึ่งมีเกณฑ์การคัดเข้า (inclusion criteria) บทความวิจัยเพื่อเข้าสู่กระบวนการวิเคราะห์ข้อมูล ดังต่อไปนี้
- อยู่ในรูปแบบบทความฉบับเต็มและเขียนเป็นภาษาอังกฤษ
- เป็นบทความที่ทำการศึกษาในหลอดทดลองหรือในสัตว์ทดลอง เกี่ยวกับผลของอนุภาคนาโนในการนำส่งยาเคมีบำบัดหรือยาแผนโบราณ/สมุนไพร ต่อประสิทธิภาพและ/หรือความปลอดภัย
- เป็นบทความเกี่ยวกับการศึกษาการนำส่งเป้าหมายและตัวรับ/แอนติเจน
ส่วนบทความวิจัยที่มีลักษณะดังต่อไปนี้ จะถูกคัดออกจากการวิเคราะห์
- บทความที่มีข้อมูลไม่เพียงพอสำหรับการสกัด (data extraction)
- บทความที่มีการประยุกต์ใช้รังสีรักษา (radiotherapy) ยีนบำบัด (gene therapy) การบำบัดด้วยโฟโตไดนามิค (photodynamic therapy)
- บทความที่มีวัตถุประสงค์เพื่อการวินิจฉัย
- บทความซ้ำ
- บทความที่เป็นบทวิจารณ์วรรณกรรม (review articles)
สำหรับกระบวนการสกัดและรวบรวมข้อมูลนั้น ชื่อเรื่องและบทคัดย่อของบทความที่สืบค้นจากฐานข้อมูล PubMed โดยใช้คำสำคัญข้างต้น จะถูกคัดกรองเบื้องต้นเพื่อให้ได้บทความวิจัยต้นฉบับตามเกณฑ์คัดเข้า หลังจากนั้น บทความวิจัยฉบับเต็ม (full texts) ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดจะถูกตรวจสอบอย่างละเอียดเพื่อยืนยันว่าสอดคล้องกับเกณฑ์คัดเข้าที่กำหนดไว้
จากการสืบค้นบทความวิจัยจากฐานข้อมูล PubMed พบว่า มีบทความที่เกี่ยวข้องทั้งหมด 695 บทความ ในกระบวนการคัดกรองเบื้องต้น (screening) โดยการคัดกรองชื่อเรื่อง มีบทความวิจัย 20 บทความถูกคัดออกเนื่องจากชื่อซ้ำกัน ขั้นต่อมาจึงคัดกรองชื่อเรื่องและบทคัดย่อตามเกณฑ์คัดเข้าที่กำหนดไว้ ในขั้นนี้มีบทความวิจัยถูกคัดออกจำนวน 597 บทความ คงเหลือ 78 บทความ ที่เข้าสู่กระบวนการตรวจสอบบทความฉบับเต็มตามเกณฑ์คัดเข้า ในขั้นนี้มีบทความวิจัยจำนวน 17 บทความถูกคัดออกเนื่องจากข้อมูลไม่ชัดเจน/ไม่เพียงพอ สุดท้าย บทความวิจัย 61 บทความที่มีคุณสมบัติครบถ้วนตามเกณฑ์คัดเข้าและไม่ตรงกับเกณฑ์คัดออก เข้าสู่กระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลต่อไป กระบวนการทบทวนวรรณกรรมอย่างเป็นระบบแสดงดังภาพที่ 2
ผลการวิเคราะห์ข้อมูล จากบทความวิจัย 61 บทความ พบว่า บทความวิจัยที่ศึกษาอนุภาคนาโนในการนำส่งยาเคมีบำบัดแบบใหม่ มีจำนวน 54 บทความ (88.5%) โดยอนุภาคนาโนส่วนใหญ่ที่ศึกษา ได้แก่ ด็อกโซรูบิซิน (doxorubicin) (40.7%) รองลงมาคือ แพคลิแท็กเซิล (paclitaxel) (8.5%) ส่วนชนิดของรูปแบบลิแกนด์เป้าหมาย (targeting ligand platform) ที่ใช้ในการศึกษา ได้แก่ โปรตีนหรือเปปไทด์ขนาดเล็ก (proteins or small peptides) 15 บทความ กรดไฮยาลูรอนิก (hyaluronic acids) 10 บทความ กรดโฟลิก (folic acids) 9 บทความ แอนติบอดี (antibodies) 5 บทความ แอปตาเมอร์ (aptamers) 5 บทความ คาร์โบไฮเดรตหรือพอลิแซคคาไรด์ (carbohydrates or polysaccharide) 5 บทความ และโมเลกุลอื่น ๆ 5 บทความ
สำหรับบทความวิจัยที่ศึกษาอนุภาคนาโนในการนำส่งยาแผนโบราณ/สมุนไพร มีจำนวน 7 บทความ อนุภาคนาโนส่วนใหญ่ที่ศึกษา ได้แก่ เคอร์คิวมิน (curcumin) (42.9%) ส่วนชนิดของรูปแบบลิแกนด์เป้าหมายที่ใช้ในการศึกษา ได้แก่ โปรตีนหรือเปปไทด์ขนาดเล็ก 2 บทความ กรดไฮยาลูรอนิก 1 บทความ กรดโฟลิก 1 บทความ แอนติบอดี 1 บทความ แอปตาเมอร์ 1 บทความ และโมเลกุลอื่น ๆ 1 บทความ
จากการทบทวนวรรณกรรมอย่างเป็นระบบของ นัดดา มูหะมัด และคณะ สรุปได้ว่า การศึกษาวิจัยเกี่ยวกับอนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมายสำหรับยาเคมีบำบัดหรือยาแผนโบราณ/สมุนไพร ทั้งการศึกษาในหลอดทดลอง (in vitro studies) และในสัตว์ทดลอง (in vivo studies) เพื่อปรับปรุงการเลือกนำยาเข้าสู่เซลล์ไปยังเซลล์มะเร็งผ่านการนำสารเข้าสู่เซลล์โดยอาศัยตัวรับ (receptor-mediated endocytosis) และ/หรือการเพิ่มความเป็นพิษต่อเซลล์ (cytotoxicity) พบว่า อนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมายให้คุณประโยชน์หลายประการเหนือยาเคมีบำบัดแบบทั่วไปและอนุภาคนาโนแบบไม่จำเพาะ (non-targeted nanoparticle) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในแง่ของการเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยของยา
ข้อดีของอนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมายในการรักษามะเร็ง ได้แก่
- เพิ่มประสิทธิภาพความจำเพาะ (selectivity) ของยาต่อเซลล์มะเร็ง เพื่อหลีกเลี่ยงผลข้างเคียงต่อเซลล์ปกติ
- เพิ่มประสิทธิภาพการสะสมของยา (drug accumulation) และการออกฤทธิ์ต้านมะเร็ง (anticancer activity) ในเซลล์มะเร็ง
- เพิ่มประสิทธิภาพในการการควบคุมการปล่อยยา (control of drug release)
อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้อนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมายสำหรับการรักษามะเร็งนั้น มีข้อเสียบางประการที่จำเป็นต้องพิจารณา ดังนี้
- การประยุกต์ใช้อนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมาย มีข้อจำกัดในการใช้งานทางคลินิกกับมะเร็งบางชนิดเท่านั้น กล่าวคือ สามารถใช้ได้กับมะเร็งที่มีตัวรับเฉพาะ (specific receptors) อยู่บนผิวเซลล์
- การผลิตรูปแบบอนุภาคนาโน (nanoparticle platforms) มีค่าใช้จ่ายสูงและจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อน
นอกจากนี้ การเลือกใช้ชนิดของอนุภาคนาโนเพื่อนำส่งเป้าหมาย (targeting nanoparticle) นั้น พิจารณาจากประเภทของโปรตีนเป้าหมาย หรือตัวรับที่ปรากฎบนผิวเซลล์มะเร็ง ซึ่งจำเป็นต้องมีการศึกษาทางคลินิกเพื่อยืนยันผลการประยุกต์ใช้ดังกล่าวกับผู้ป่วยมะเร็งต่อไป
กล่าวโดยสรุป การประยุกต์ใช้อนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมายสำหรับการรักษามะเร็งนั้น เป็นเทคโนโลยีที่จะช่วยบรรเทาความทุกข์ทรมานของผู้ป่วยจากผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ เนื่องจากการออกฤทธิ์ของยาเคมีบำบัดที่ไม่เจาะจงและส่งผลกระทบทางลบต่อเซลล์ปกติ อนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมายสามารถเพิ่มประสิทธิภาพความจำเพาะของยาต่อเซลล์มะเร็ง เพิ่มการสะสมยาและการออกฤทธิ์ต้านมะเร็ง รวมถึงเพิ่มความปลอดภัยของยา อย่างไรก็ตาม แม้อนุภาคนาโนแบบจำเพาะกับเป้าหมายจะมีข้อดีหลายประการ แต่ก็มีข้อจำกัดในการรักษามะเร็งบางชนิดเท่านั้น และมีค่าใช้จ่ายในการผลิตสูง นอกจากนี้ การศึกษาทั้งหมดเป็นการศึกษาในหลอดทดลองและในสัตว์ทดลองเท่านั้น จึงจำเป็นต้องมีการศึกษาทางคลินิกในมนุษย์เพื่อพัฒนาและยืนยันผลการวิจัยดังกล่าวต่อไปในอนาคต
งานวิจัยดังกล่าวจัดอยู่ในกลุ่มการวิจัยระดับแนวหน้าด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม เพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน ธีมสุขภาพและสุขภาวะที่ดีของคนทุกช่วงวัย
งานวิจัยดังกล่าวเกี่ยวข้องกับ
#SDG3 สุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดี
– (3.4) ลดการตายก่อนวัยอันควรจากโรคไม่ติดต่อให้ลดลงหนึ่งในสาม ผ่านทางการป้องกันและการรักษาโรค และสนับสนุนสุขภาพจิตและความเป็นอยู่ที่ดี ภายในปี 2573
– (3.b) สนับสนุนการวิจัยและการพัฒนาวัคซีนและยา สำหรับโรคติดต่อและไม่ติดต่อที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อประเทศกำลังพัฒนา ให้มีการเข้าถึงยา และวัคซีนจำเป็นในราคาที่สามารถซื้อหาได้ ตามปฏิญญาโดฮาความตกลงว่าด้วยสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาที่เกี่ยวกับการค้าและการสาธารณสุขซึ่งเน้นย้ำสิทธิสำหรับประเทศกำลังพัฒนาที่จะใช้บทบัญญัติ ในความตกลงว่าด้วยสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาที่เกี่ยวกับการค้าอย่างเต็มที่ในเรื่องการผ่อนปรนเพื่อจะปกป้องสุขภาพสาธารณะและโดยเฉพาะการเข้าถึงยาโดยถ้วนหน้า
– (3.c) เพิ่มการใช้เงินสนับสนุนด้านสุขภาพ และการสรรหา การพัฒนา การฝึกฝน และการเก็บรักษากำลังคนด้านสุขภาพในประเทศกำลังพัฒนา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศพัฒนาน้อยที่สุดและรัฐกำลังพัฒนาที่เป็นเกาะขนาดเล็ก
#SDG9 โครงสร้างพื้นฐาน นวัตกรรม เเละอุตสาหกรรม
– (9.b) สนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีการวิจัยและนวัตกรรมภายในประเทศกำลังพัฒนารวมถึงการให้มีสภาพแวดล้อมทางนโยบายที่นำไปสู่ความหลากหลายของอุตสาหกรรมและการเพิ่มมูลค่าของสินค้าโภคภัณฑ์
รายการอ้างอิง
Muhamad, N., Plengsuriyakarn, T., & Na-Bangchang, K. (2018). Application of active targeting nanoparticle delivery system for chemotherapeutic drugs and traditional/herbal medicines in cancer therapy: a systematic review. International journal of nanomedicine, 13, 3921–3935. https://doi.org/10.2147/IJN.S165210
ชื่อผู้วิจัย – สังกัด
นัดดา มูหะหมัด1, ตุลยากร เปล่งสุริยการ1,2, เกศรา ณ บางช้าง1,2
1 วิทยาลัยแพทยศาสตร์นานาชาติจุฬาภรณ์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
2 ศูนย์แห่งความเป็นเลิศทางวิชาการด้านเภสัชวิทยาและชีววิทยาระดับโมเลกุลของโรคมาลาเรียและมะเร็งท่อน้ำดี วิทยาลัยแพทยศาสตร์นานาชาติจุฬาภรณ์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
Research Brief แนะนำงานวิจัยเชิงลึกของนักวิจัยธรรมศาสตร์ที่สนับสนุนการขับเคลื่อน SDGs โดยกิจกรรมนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการสร้างเครือข่ายความร่วมมือด้านวิจัยแบบบูรณาการระดับแนวหน้า เพื่อขับเคลื่อนเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (TU-SDG Research Network)
