ศาสตราจารย์เกียรติคุณ ดร.กวี รัตนบรรณางกูร
ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
รางวัลนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ ประจำปีงบประมาณ 2566 สาขาวิทยาศาสตร์เคมีและเภสัช
โดย สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)
ประวัติการศึกษา
- พ.ศ. 2504-2506 : โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา
- พ.ศ. 2506-2508 : เตรียมแพทย์ คณะวิทยาศาสตร์การแพทย์ มหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์
- พ.ศ. 2506-2510 : ปริญญาตรี (เกียรตินิยม) สาขาอินทรีย์เคมี มหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์
- พ.ศ. 2510-2515 : ปริญญาเอก สาขาเภสัชวิทยา University of Wisconsin, Madison, Wisconsin ประเทศสหรัฐอเมริกา
ประวัติการทำงาน
- พ.ศ. 2515-2516 : อาจารย์ ภาควิชาเภสัชวิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
- พ.ศ. 2516-2518 : ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
- พ.ศ. 2521-2537 : รองศาสตราจารย์ ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
- พ.ศ. 2523-2525 : นักวิจัยอาคันตุกะ (Visiting Scientist) Mayo Clinic and Graduate School of Biomedical Sciences, Rochester, Minnesota สหรัฐอเมริกาโดยทุนจากองค์การอนามัยโลก (WHO)
- พ.ศ. 2537-2545 : ศาสตราจารย์ ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
- พ.ศ. 2539-2541 : หัวหน้าภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
- พ.ศ. 2546-2547 : ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
- พ.ศ. 2547-2559 : ศาสตราจารย์ และ หัวหน้าห้องปฏิบัติการ อิมมูโนวิทยา สถาบันวิจัยจุฬาภรณ์
- พ.ศ. 2547-ปัจจุบัน : ศาสตราจารย์เกียรติคุณ ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
เครื่องราชอิสริยาภรณ์
- พ.ศ. 2531 : ประถมาภรณ์มงกุฎไทย
- พ.ศ. 2534 : ประถมาภรณ์ช้างเผือก
- พ.ศ. 2537 : มหาวชิรามงกุฎ
- พ.ศ. 2542 : มหาปรมาภรณ์ช้างเผือก
ประวัติการทำวิจัย
- พ.ศ. 2518-2565 : วิจัยเรื่อง พิษงูและเซรุ่มแก้พิษงู วิจัยหลักเรื่องการเพิ่มประสิทธิภาพของเซรุ่มแก้พิษงู มีผลงานวิจัย 50 เรื่อง
- พ.ศ. 2535-2564 : วิจัยเรื่อง การพัฒนาชุดตรวจสารเคมี ชีวเคมี และจุลชีพ เรื่องการพัฒนาชุดตรวจโรคติดเชื้อในคนและสัตว์ มีผลงานวิจัย 6 เรื่อง
- พ.ศ. 2550-2558 : วิจัยเรื่อง ความเป็นพิษของสารกำจัดศัตรูพืช เรื่องความเป็นพิษของสารกำจัดศัตรูพืชในคนและสัตว์ และการเสริมฤทธิ์ระหว่างสารกำจัดศัตรูพืช มีผลงานวิจัย 2 เรื่อง
- พ.ศ. 2518-2565 : งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 24 เรื่อง รวมทั้งหมด 82 เรื่อง
ศาสตราจารย์เกียรติคุณ ดร.กวี รัตนบรรณางกูร ได้ใช้เวลามากกว่าสามสิบปีกับโครงการปรับปรุงเพิ่มประสิทธิภาพของเซรุ่มแก้พิษงู โดยเพิ่มประสิทธิภาพของเซรุ่มแก้พิษงู (Potency) ในการแก้พิษงูให้ได้ผลดีขึ้น และการเพิ่มความสามารถของเซรุ่มแก้พิษงูในการแก้พิษงูข้ามชนิด (Cross Neutralization ) โดยผลิตเซรุ่มแก้พิษงูเดียว (Monovalent Antivenom) รวม 7 ชนิด และเซรุ่มแก้พิษงูรวม (Polyvalent Antivenom ) 2 ชนิด อีกทั้งเซรุ่มแก้พิษงูชนิดครอบจักรวาล (Universal Antivenom ) ต่องูพิษประสาท ซึ่งทำให้สามารถช่วยรักษาชีวิตผู้ถูกงูพิษกัด ทั้งในประเทศไทยและในโลกให้ลดลงได้ และจากการนำผลงานวิจัยเหล่านี้ไปเผยแพร่โดย WHO ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตเซรุ่มแก้พิษงูทั้งในประเทศไทยและในต่างประเทศ สำหรับประเทศไทยทำให้มีปริมาณเซรุ่มแก้พิษงูมีพอใช้ในประเทศและส่งขายต่างประเทศอีกด้วย
ผลงานวิจัยโดยสรุป
ผลงานวิจัยด้านการวิจัยพิษงูและเซรุ่มแก้พิษงู การเพิ่มประสิทธิภาพของเซรุ่มแก้พิษงูเพื่อการบำบัดรักษา มีผลงานวิจัยลงตีพิมพ์ 50 เรื่อง โครงการวิจัยนี้แบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม ดังนี้
1. ผลงานวิจัยเรื่องการเพิ่มประสิทธิภาพของเซรุ่มแก้พิษงูที่ผลิตในประเทศไทยและในโลก
เนื่องจากเซรุ่มแก้พิษงูที่ผลิตในประเทศไทยเมื่อสามสิบปีก่อน และในอีกหลายประเทศในปัจจุบันนี้ มีประสิทธิภาพในการรักษาต่ำ มีผลข้างเคียงสูง และมีปฏิกิริยาข้ามกลุ่มในการแก้พิษงูชนิดอื่นได้ต่ำ และการผลิตมีประสิทธิภาพต่ำคือต้องใช้ม้าจำนวนมาก เพราะม้าส่วนใหญ่ไม่ตอบสนองต่อการฉีดกระตุ้นต้องใช้เวลานานในการฉีดกระตุ้น 3-8 เดือน ใช้พิษงูจำนวนมากในการฉีดกระตุ้น
จากการวิจัยหาสาเหตุที่ม้าไม่ตอบสนองต่อการฉีดกระตุ้นด้วยพิษงู โดยพบว่าไม่ได้เป็นเพราะ สารพิษของงูมีประสิทธิภาพในการกระตุ้นม้าต่ำ (Low Immunogenicity) อย่างที่นักวิจัยทั่วไปเชื่อกัน แต่เป็นเพราะการฉีดกระตุ้นกระทำโดยใช้สารตัวช่วย (Adjuvant) ที่ไม่มีประสิทธิภาพ และวิธีการฉีดที่ไม่ได้ประสิทธิภาพ
เมื่อทราบสาเหตุที่แท้จริงผู้วิจัยได้ร่วมกับสถานเสาวภา ทำการฉีดม้าโดยใช้ตัวช่วย (Adjuvant) ที่มีราคาถูกแต่ประสิทธิภาพสูง และไม่ทำให้เกิดผลข้างเคียงต่อม้า โดยได้ค้นพบวิธีการฉีดกระตุ้นที่เรียกว่า Low dose low volume multi-site immunization และใช้ Complete Freund Adjuvant เป็นตัวช่วย
การฉีดกระตุ้นดังกล่าวดังกล่าวทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเซรุ่มแก้พิษงูในการรักษาได้สามถึงสี่เท่า ทำให้ม้าทุกตัวตอบสนองต่อการฉีดกระตุ้นร้อยเปอร์เซ็นต์ ใช้พิษงูเพียงหนึ่งในสิบของที่เคยใช้มาก่อน และใช้เวลาเพียงหกสัปดาห์ในการฉีดกระตุ้นแทนที่เคยใช้ 6-8 เดือน ทำให้สามารถผลิตเซรุ่มแก้พิษงูที่มีประสิทธิภาพสูงชนิดแก้พิษงูเดียว (Monovalent Antivenom) ได้จำนวน 7 ชนิด และเซรุ่มแก้พิษงูชนิดแก้พิษงูรวม (Polyvalent) สองชนิด โดยชนิดแรกแก้พิษงูต่อระบบประสาท (Neuro-polyvalent antivenom) ของงู 3 ชนิด และเซรุ่มแก้พิษงูรวมชนิดที่สอง แก้พิษงูต่อระบบโลหิต (Hemato-polyvalent antivenom) ต่องู 3 ชนิด
การผลิตเซรุ่มแก้พิษงูรวมนี้ผู้วิจัยได้ใช้หลักการตามกลุ่มอาการ (Syndromic Approach) เป็นครั้งแรก และเป็นที่ยอมรับกัน รวมทั้งองค์การอนามัยโลกได้แนะนำให้ใช้ นอกจากนี้ได้ค้นคิดวิธีการผลิตเซรุ่มแก้พิษงูครอบจักรวาล (Universal antivenom) ต่องูพิษประสาท โดยใช้วิธีการฉีดด้วยสารพิษหลากหลาย (Diverse toxin repertoire) ทำให้ได้เซรุ่มแก้พิษงูที่สามารถแก้พิษงูได้อย่างน้อย 36 ชนิดใน 28 species และ 10 Genera ที่พบใน 20 ประเทศ ของ 4 ทวีป รวมทั้งงูทะเล 2 ชนิด
WHO Guidelines for the Production,Control and Regulations of Snake Antivenoms Immunoglobulins. (2010)
ผลงานเหล่านี้ องค์การอนามัยโลกได้นำไปเผยแพร่ใน WHO Guidelines 2010, 2016 เพื่อใช้เป็นแนวทางในการผลิตเซรุ่มแก้พิษงูทั่วโลก และอยู่ระหว่างการแนะนำวิธีการผลิตเซรุ่มแก้พิษงูให้ราว 40 ประเทศของทวีปแอฟริกา และในอีกหลายประเทศในเอเชียใต้ ผลงานวิจัยการผลิตเซรุ่มแก้พิษงูดังกล่าวได้ช่วยลดจำนวนผู้ถูกงูพิษกัดตายในประเทศไทย จากปีละหลายสิบคนจนเหลือ 1-2 คน หรือไม่มีคนตาย และประเทศไทยสามารถผลิตเซรุ่มแก้พิษงูเพียงพอรวมทั้งส่งขายในต่างประเทศได้ อีกด้วยทั้งได้เพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตเซรุ่มแก้พิษงูจากหลายประเทศในโลก ซึ่งเป็นที่คาดว่าจะสามารถช่วยชีวิต หรือลดอาการทุพลภาพของผู้ถูกงูพิษกัดได้เป็นจำนวนมาก
2. การพัฒนาวิธีการในหลอดทดลอง (In Vitro Assays) เพื่อวัดความเป็นพิษของพิษงู (Lethality) และ ประสิทธิภาพ (Efficacy) ของเซรุ่มแก้พิษงู
เนื่องจากการวัดความเป็นพิษของพิษงู และวัดประสิทธิภาพของเซรุ่มแก้พิษงูส่วนใหญ่ต้องใช้สัตว์ทดลองเป็นจำนวนมาก ซึ่งมีราคาแพงต้องใช้ความชำนาญ และให้ผลที่มีความแปรปรวนสูง อีกทั้งขัดต่อจริยธรรมศีลธรรมของพระพุทธศาสนา ทั้งหมดนี้เป็นอุปสรรคต่อการวิจัย และการผลิตเซรุ่มแก้พิษงู ผู้วิจัยได้ศึกษาค้นค้าวิธีการในหลอดทดลอง (In Vitro Assay) ต่าง ๆ เพื่อใช้ลดหรือทดแทนการใช้สัตว์ทดลองผลทำให้ได้วิธีการวัดความเป็นพิษของพิษงูและวัดประสิทธิภาพของเซรุ่มแก้พิษงูในหลอดทดลองที่มีผลให้ค่าความสัมพันธ์สูง (Correlation coefficient) มากกับผลที่ได้จากการวัดโดยใช้สัตว์ทดลอง ที่สำคัญ และเป็นประโยชน์คือการพบหลักการและแนวทางในการพัฒนาวิธีการวัด ในหลอดทดลองดังนี้คือ
ก) การวัดประสิทธิภาพของเซรุ่มแก้พิษงูในหลอดทดลองโดยใช้วิธี ELISA หรือการเกาะกลุ่มของเม็ดเลือดล้วนเป็นปฏิกิริยาการเกาะตัว (Binding) ระหว่างแอนติบอดีและสารพิษ ซึ่งไม่ได้หมายความว่าจะมีการทำลายพิษเกิดขึ้นจึงเป็นวิธีการที่ไม่ดีเท่าที่ควร แต่หากจะใช้ก็ต้องใช้แอนติเจนที่เป็นสารพิษประเภท Lethal Toxin คือสารที่ทำให้คนและสัตว์ตาย แอนติบอดี ที่วัดได้จึงจะมีความหมาย และเป็นประโยชน์แนวคิดนี้เป็นที่ยอมรับกันในหมู่นักวิจัยแล้ว
ข) การวัดที่ดีที่สุดคือการนำปฏิกิริยา ที่พิษงู ทำให้คนหรือสัตว์ตาย (Cause of Death) มาใช้เป็นวิธีการวัดในหลอดทดลองจึงจะให้ค่าที่มีความหมาย และมีความสัมพันธ์กับการวัดในสัตว์ทดลอง
ผลการวิจัยนี้เป็นไปตามหลัก 3R และได้ประโยชน์มากเพราะเป็นการลดการใช้สัตว์ทดลองซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการวิจัยและพัฒนาการผลิตเซรุ่มแก้พิษงูโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซรุ่มแก้พิษงู ชนิดครอบจักรวาล ซึ่งต้องใช้หนูทดลองจำนวนนับหลายพันตัว
เซรุ่มแก้พิษงูเดี่ยวที่ผลิตโดยสถานเสาวภา
3. การค้นพบยาป้องกันอาการเนื้อเยื่อเน่าตายอันเกิดจากการถูกงูพิษกัด
ผู้ป่วยจำนวนมากมีอาการเนื้อเยื่อเน่าตายเกิดขึ้นจากการกัดของงูเห่า และงูกะปะทำให้เกิดทุพลภาพ แก่คนจำนวนมากต้องถูกตัดแขนขา ถึงแม้เซรุ่มแก้พิษงูจะรักษาชีวิตผู้ถูกกัดได้แต่ไม่สามารถป้องกัน หรือลดอาการแผลเน่าตายได้ เพราะเอนไซม์ที่ย่อยทำลายเนื้อเยื่อได้ภายใน 3-5 นาที และแอนติบอดีมีขนาดใหญ่ ไม่สามารถทำหน้าที่ได้ทันท่วงที ผู้วิจัยได้ใช้แนวคิดว่าสารหรือยาที่สามารถต่อต้านเอนไซม์ Hyaluronidase ซึ่งเป็นตัวทำลายเนื้อเยื่อพังผืด และทำให้พิษงูแพร่กระจายได้อย่างรวดเร็ว และทำให้เกิดแผลเน่าตายในวงกว้างสาร หรือยาที่สามารถต่อต้านเอนไซม์ชนิดนี้ ควรจะสามารถลดหรือป้องกันการเกิดเนื้อเนื้อเยื่อเน่าตายได้ ผู้วิจัยได้เลือกสารต่อต้านเอนไซม์ดังกล่าวที่ใช้เป็นยารักษาโรคปัจจุบันอยู่แล้วมาศึกษา ผลปรากฏว่ามียารักษาโรคหอบหืด Sodium Cromoglycate และยารักษาโรคไขข้ออักเสบ Sodium Auro-thiomalate สามารถลดอาการเนื้อเยื่อเน่าตายของสัตว์ทดลอง และในบางรายชะลอหรือลดการตายของหนูที่ได้รับพิษงูในปริมาณที่ฆ่าหนูได้ การวิจัยนี้หากนำมาพัฒนาต่อยอดอาจจะนำมาใช้ลดหรือป้องกันการเกิดเนื้อเยื่อเน่าตายได้ และอาจจะลดการเสียชีวิตได้ด้วยโดยที่สารทั้งสองตัวนี้เป็นยารักษาโรคอยู่แล้ว
- ที่มาภาพ : 1. ศ.เกียรติคุณ ดร.กวี รัตนบรรณางกูร
- 2. หน่วยจดหมายเหตุและพิพิธภัณฑ์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
