มลพิษทางอากาศกับสวิตช์แห่งการเกิดมะเร็ง

โดย ป๋วย อุ่นใจ

99 เปอร์เซ็นต์ของประชากรโลกอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีมลพิษพีเอ็ม 2.5 เกินกว่าขีดจำกัดที่องค์การอนามัยโลกกำหนด และสำหรับประเทศไทย ในกรุงเทพมหานครยามเช้าก็เล่นเอามองยอดตึกไม่เห็นกันเลยทีเดียว ตอนแรกนึกว่าหมอกจาง ๆ พอสร้างบรรยากาศโรแมนติก แต่ที่ไหนได้ มันไม่ใช่หมอกแต่เป็นฝุ่นพีเอ็ม 2.5 ล้วน ๆ

แน่นอนว่าหลายจังหวัดในภาคเหนือตอนนี้สามารถเข้าไปขันแข่งช่วงชิงตำแหน่งสุดยอดเมืองแห่งฝุ่นมาสำเร็จไปหลายรอบ ซึ่งก็ต้องบอกว่าอาจจะไม่ใช่เรื่องที่น่าภาคภูมิใจเท่าไร

ส่วนตัว แสบจมูกมากกกกกกกก จนบางทีถึงขั้นเลือดกำเดาไหล และบางทีก็กลุ้มใจกับคุณภาพชีวิตของเหล่าประชาชนคนเมือง

ทว่าในเวลานี้ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่มีหลักฐานแน่ชัดว่าพีเอ็ม 2.5 ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กเพียงแค่ไม่ถึงเศษเสี้ยวของเส้นผมไปทำอะไรบ้างกับสุขภาพของมนุษย์

งานวิจัยล่าสุดจากทีมวิจัยจากสถาบันฟรานซิส คริก (Francis Crick Institute) ในสหราชอาณาจักรที่เพิ่งตีพิมพ์ขึ้นปกวารสาร nature ไปหมาด ๆ เมื่อต้นเดือนเมษายนที่ผ่านมา ชี้ชัดว่าอนุภาคพีเอ็ม 2.5 ในอากาศสามารถกระตุ้นการเกิดมะเร็งปอด แม้ในคนที่ไม่สูบบุหรี่

“เมื่ออายุมากขึ้น ตามธรรมชาติแล้วเซลล์ที่มีการกลายพันธุ์ที่ก่อมะเร็งนั้นก็จะสะสมเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในร่างกาย แต่โดยปกติพวกมันจะอยู่นิ่ง ๆ เฉย ๆ ไม่ทำอะไร แต่ในงานนี้พวกเราได้สาธิตให้เห็นว่ามลภาวะทางอากาศไปปลุกพวกเซลล์พวกนี้ให้ตื่นขึ้นมาในปอด กระตุ้นให้มันเติบโตและมีศักยภาพที่จะแปรเปลี่ยนไปเป็นมะเร็ง” ชาลส์ สวานตัน (Charles Swanton) หัวหน้าทีมวิจัยจากสถาบันฟรานซิส คริก เผย

พวกเขาทดลองวิเคราะห์ข้อมูลจากคนไข้กว่า 33,000 รายจากสี่ประเทศ ชัดเจนว่าการสูดเอาฝุ่นพีเอ็ม 2.5 เข้าไปเป็นเวลานานเชื่อมโยงกับการเกิดมะเร็งปอดแน่ ๆ ในผู้ไม่สูบบุหรี่

“กลไกที่เราค้นพบนี้อาจจะช่วยอธิบายได้ว่าทำไมมลพิษทางอากาศจึงไปเพิ่มความเสี่ยงของการเกิดโรคมะเร็ง” วิลเลียม ฮิลล์ (William Hill) หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “แต่ถ้าเทียบกับการสูบบุหรี่ที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอได้โดยตรง ความเสี่ยงนี้ก็ยังน้อยนัก”

ไอเดียนี้ไปสอดคล้องกับทฤษฎีกระบวนการพัฒนา 2 ขั้นของมะเร็งของไอแซก เบเรนบลูม (Isaac Berenblum) แพทย์ผู้เชี่ยวชาญโรคมะเร็งชื่อดังจากมหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด ที่นำเสนอออกมาในปี ค.ศ. 1947 ว่าการเกิดมะเร็งจะต้องผ่านกระบวนการพัฒนาอยู่ 2 ขั้น ขั้นแรก เซลล์ปกติสะสมการกลายพันธุ์ และขั้นที่ 2 เซลล์ที่กลายพันธุ์ถูกกระตุ้นให้เจริญเติบโตจนกลายเป็นมะเร็ง ซึ่งการกระตุ้นนี้อาจเกิดจากการอักเสบของเนื้อเยื่อก็ได้

เพื่อทดสอบ พวกเขากระตุ้นการกลายพันธุ์ในยีนที่ชื่อว่า epidermal growth factor receptor หรือ EGFR ในหนู ซึ่งเซลล์กลายพันธุ์พวกนี้มีโอกาสพัฒนาจนกลายไปเป็นมะเร็ง แต่ในปอด เซลล์พวกนี้พบน้อยมาก แค่ราว 1 ใน 600000 เซลล์เท่านั้น โดยมากเซลล์พวกนี้แม้จะกลายพันธุ์แต่ก็จะยังสงบนิ่งอยู่ราวกับจำศีล รอเวลาที่จะมีอะไรสักอย่างมาเปิดสวิตช์จุดระเบิดให้พวกมันเริ่มเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วจนเกิดเป็นเนื้อร้ายขึ้นมา และในกรณีนี้ ตัวการสำคัญที่ไปเปิดสวิตช์แห่งความหายนะ ก็คือ “อนุภาคพีเอ็ม 2.5” นั่นเอง

ซึ่งไอเดียนี้ทำให้ผมนึกย้อนกลับไปถึงทอล์กเกี่ยวกับกลไกการเกิดมะเร็งของมินา บิสเซลล์ (Mina Bissell) ที่งานรีทรีตของห้องทดลองแห่งชาติลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์ เมื่อปี ค.ศ. 2012

ผมยังจำได้แม่น วันนั้นเป็นวันอาทิตย์ ในช่วงปลายฤดูซัมเมอร์ หญิงชราเชื้อสายยิว รูปร่างกะทัดรัด ท่วงท่ากระฉับกระเฉง เดินอย่างคล่องแคล่วขึ้นไปบนเวที ก่อนที่จะบรรยายถึงงานวิจัยทั้งชีวิตของเธอ ที่ช่วยให้มนุษย์เราเข้าใจกลไกแห่งการเกิดโรคมะเร็งได้ในมุมมองที่แทบจะไม่มีใครคิดถึง

มินาคือหนึ่งในนักวิจัยมะเร็งที่โด่งดังที่สุด ด้วยแนวคิดที่ว่าเซลล์แม้จะกลายพันธุ์ไปเรียบร้อยแล้ว อาจจะยังไม่กลายเป็นมะเร็งก็ได้ ถ้าสภาวะแวดล้อมจุลภาค (microenvironment) ที่ล้อมรอบมันอยู่ยังปกติและไม่เอื้ออำนวยให้เซลล์ที่กลายพันธุ์ไปแล้วนั้นเปลี่ยนวิถีของมันไปเป็นเซลล์มะเร็ง

เธอให้เหตุผลง่าย ๆ ข้อหนึ่งว่าการกลายพันธุ์เกิดขึ้นตลอดเวลา ยิ่งอายุมากขึ้น เซลล์กลายพันธุ์ก็จะยิ่งเยอะ แค่เดินออกไปตากแดดที่แผดกล้า รังสียูวีในแสงแดดก็เข้าไปทำลายสารพันธุกรรม และในบางกรณีอาจเหนี่ยวนำให้เกิดการกลายพันธ์ุ ถ้ากลายพันธุ์สะสมบ่อย ๆ จนสารพันธุกรรมผิดเพี้ยนไป พอถึงจุด ๆ นึง เซลล์ก็จะไม่สามารถควบคุมการแบ่งเซลล์ได้

และเมื่อเซลล์เริ่มแบ่งแบบไร้การควบคุม สารพันธุกรรมก็จะยิ่งกลายพันธุ์ผิดเพี้ยนมากขึ้น เมื่อนั้น เซลล์ก็จะเริ่มแปรเปลี่ยนกลายเป็นเซลล์มะเร็งในที่สุด

แค่เซลล์เดียวที่กลายพันธุ์จนผิดเพี้ยนไปก็เพียงพอแล้วที่จะขยายจำนวนจนกลายเป็นก้อนเนื้อร้ายได้

ถ้ามองว่าในร่างกายมีเซลล์มากถึงราว ๆ เจ็ดสิบล้านล้านเซลล์ และเราต้องเจอกับปัจจัยก่อกลายพันธุ์มากแค่ไหนในทุกเสี้ยววินาทีแห่งชีวิต ทั้งแสงแดด ทั้งมลภาวะ สารพิษ พีเอ็ม 2.5 และอีกสารพัด โอกาสที่เซลล์ใดเซลล์หนึ่งในร่างกายจะกลายพันธุ์จนเพี้ยนไปได้นั้นเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา

นั่นหมายความว่าถ้าแค่การกลายพันธุ์เฉย ๆ ก็ทำให้เซลล์กลายเป็นมะเร็งได้ โอกาสเพี้ยนแค่หนึ่งในเจ็ดสิบล้านล้าน คนก็กลายเป็นก้อนเนื้องอกได้แล้ว คนเราไม่น่าจะมีอายุขัยได้เฉลี่ยถึงเจ็ดสิบห้าปี เพราะโดนแดดไม่กี่ที เนื้องอกก็น่าจะขึ้นกันเต็มตัว

ชะตาของสเต็มเซลล์ที่ว่าจะเปลี่ยนไปเป็นเซลล์ประเภทใดนั้น ขึ้นกับสภาพแวดล้อมรอบเซลล์ที่เรียกว่า niche เพราะเซลล์ในร่างกายนั้นไม่ได้อยู่แยกเป็นเซลล์เดี่ยว ๆ พวกมันต้องสัมผัสและมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์รอบข้างรวมไปถึงสารเคลือบเซลล์ที่เรียกว่า extra cellular matrix ด้วย

มินาเชื่อว่าเซลล์โดยทั่วไปแล้วจะตอบสนองต่อสัญญานจากสิ่งแวดล้อม มะเร็งก็เช่นกัน สิ่งแวดล้อมรอบ ๆ เซลล์มะเร็งจึงมีอิทธิพลสูงมากต่อพฤติกรรมต่าง ๆ ของเซลล์ เพราะสิ่งแวดล้อมจุลภาคจะเป็นตัวควบคุมการรับและส่งสัญญานต่าง ๆ ที่กำหนดชะตาชีวิตของเซลล์ ไม่ว่าจะเป็นสัญญาณทางกายภาพรวมถึงแรงกด ความแข็ง ความหยุ่นของเนื้อเยื่อ ไปจนถึงสัญญาณชีวเคมี ทั้งที่ส่งมาจากตัวเองหรือจากเซลล์รอบ ๆ จากฮอร์โมน หรือแม้แต่จากเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกัน

ถ้าสัญญานที่ส่งมาไม่เคยสั่งให้เซลล์สร้างโปรตีนจากยีนที่เพี้ยนไป เซลล์ก็จะไม่ออกอาการเพี้ยนแม้สารพันธุกรรมจะกลายพันธุ์ไปมากเพียงไรก็ตาม

คิดง่าย ๆ ก็คือแม้ข้อมูลจะผิด ถ้าไม่เคยถูกเรียกออกมาใช้ก็จะไม่มีผลกระทบอะไรให้เห็นชัดเจน นั่นหมายความว่าแม้ยีนจะกลายพันธุ์ไปเป็นมะเร็งไปแล้ว แต่ถ้าไม่เคยแสดงออก ไม่เคยเอามาสร้างเป็นโปรตีนหรือเอนไซม์ออกมา โอกาสที่เซลล์จะกลายสภาพไปเป็นเซลล์มะเร็งนั้นก็คงแทบจะเป็นไปไม่ได้

ถ้าไม่มีการสร้างโปรตีนที่ผิดเพี้ยน เซลล์มะเร็งร้ายก็จะไม่เคยได้แผลงฤทธิ์ ไม่ว่าการกลายพันธ์ุในยีนจะร้ายแรงเพียงไร ก็แทบจะไม่มีผลกระทบอะไรต่อเซลล์

แค่ปล่อยให้มันอยู่สงบ ๆ อย่าไปกระตุ้นให้มันเจริญจนกลายเป็นมะเร็งแค่นั้น

และเพื่อทดสอบต่อว่าสิ่งแวดล้อมจุลภาคจะควบคุมพฤติกรรมของเซลล์มะเร็งได้จริงไหม มินาและทีมได้พัฒนาเทคนิคการเลี้ยงเซลล์มะเร็งในจานเพาะเลี้ยงเป็นสามมิติ แล้วปรับแต่ง ปรับเปลี่ยนสภาวะแวดล้อมจุลภาครอบ ๆ ก้อนเซลล์ที่เธอเพาะเลี้ยงให้มีสมบัติที่แตกต่างกันไป ปรากฏว่าเมื่อสภาวะแวดล้อมเปลี่ยน พฤติกรรมของเซลล์ก็เปลี่ยนจริง ๆ

ผลของเธอน่าตื่นเต้นมาก เซลล์ที่เคยเป็นเซลล์มะเร็งที่มักจะรุกรานรุนแรง แต่พอเอามาเลี้ยงในสภาวะแวดล้อมจุลภาคแบบเดียวกับเนื้อเยื่อปกติ ก็กลับมาสงบและเริ่มดูจะควบคุมได้ ในขณะที่เซลล์มะเร็งแบบไม่รุกราน เมื่อเอาไปเลี้ยงในสภาวะที่มีแรงกดสูง ความแข็งของเนื้อเยื่อสูง พฤติกรรมของเซลล์ก็เปลี่ยน กลายเป็นเซลล์ที่เริ่มมีแนวโน้มจะรุกรานไปที่อื่นมากขึ้น

มินาเล่าว่ากว่าที่งานของเธอจะได้ตีพิมพ์และได้รับการยอมรับจากวงการวิจัยมะเร็ง เวลาก็ผ่านเนิ่นนานไปเกือบสองทศวรรษ เป็นเวลาที่เจ็บ แต่เธอก็ยังไม่ยอมแพ้ และตะลุยทำงานจนพิสูจน์ได้ว่าทฤษฎีของเธอนั้นถูกต้อง

ซึ่งไอเดียของมินาต่อยอดทฤษฎีของไอแซกได้เป็นอย่างดี แล้วยังช่วยปูทางสู่แนวคิดใหม่ในการบำบัดมะเร็งด้วยการบีบเซลล์มะเร็งให้เชื่องโดยปรับเปลี่ยนสภาวะแวดล้อมจุลภาคให้ไม่เหมาะสมต่อการเจริญและรุกรานของมะเร็ง

วิธีการนี้เรียกว่า “revert phenotype” ถ้าแปลไทยคงแนว ๆ “ดัดสันดาน” คือเปลี่ยนมะเร็งที่มีพฤติกรรมร้าย ๆ ให้ย้อนกลับมาอยู่อย่างสงบและไม่สร้างปัญหา

ปรับสิ่งเเวดล้อม (จุลภาค) ดัดสันดานมะเร็ง พูดง่ายแต่ทำยากมากในทางปฏิบัติ

แต่เปเปอร์ใหม่ใน nature จากทีมของชาลส์ อาจช่วยทำให้เราเข้าใจเกี่ยวกับกลไกการกระตุ้นการเกิดมะเร็งมากขึ้น การทดลองในหนูและในเซลล์มะเร็งที่เพาะเลี้ยงเป็นสามมิติแสดงให้เห็นชัดเจนว่าอนุภาคพีเอ็ม 2.5 นั้นจะกระตุ้นการระดมพลของเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันที่เรียกว่า แมโครฟาจ (macrophage) มาที่ปอดที่ซึ่งพวกมันจะสร้างสารอินเทอร์ลิวคิน-1-บีตา (interleukin-1β หรือ IL-1β) ออกมาอย่างมโหฬาร ก่อให้เกิดการอักเสบและเปิดสวิตช์กระตุ้นการเจริญของเซลล์ที่มี EGFR กลายพันธุ์ จนเกิดเติบโตและผิดเพี้ยนจนกลายเป็นมะเร็ง

และที่น่าตื่นเต้นก็คือเคยมีการศึกษาก่อนหน้านี้ที่บ่งชี้ว่าการให้แอนติบอดีต้าน IL-1β ในผู้ป่วยโรคหัวใจและหลอดเลือดจะช่วยลดโอกาสการเกิดมะเร็งปอดได้

คงเป็นไปไม่ได้ที่จะเอาแอนติบอดีต้าน IL-1β ที่แพงหูฉี่มาให้ทุกคนบนโลกที่โดนพีเอ็ม 2.5 ได้ใช้เพื่อลดการเกิดมะเร็งปอด

แต่อย่างน้อยองค์ความรู้ตรงนี้ก็อาจนำไปสู่การคิดหาหนทางต่อยอดในการลดความเสี่ยงมะเร็งปอดสำหรับมวลมนุษยชาติได้ในอนาคต อาจจะเป็นอาหารทางเลือกที่จะช่วยรักษาระดับของ IL-1β หรือสารกระตุ้นการอักเสบให้ต่ำ หรืออาจจะเป็นสารออกฤทธิ์ใหม่ ๆ อย่างพวกสารต้านอักเสบ (anti-inflammatory) สารต้านออกซิแดนต์ (antioxidant) ที่มีประสิทธิภาพการป้องกันมะเร็งในอนาคต

งานวิจัยนี้นอกจากจะช่วยให้เข้าใจบทบาทในการก่อมะเร็งของอนุภาคพีเอ็ม 2.5 ที่เราต้องสูดเข้าไปกันอยู่แทบทุกเมื่อเชื่อวันแล้ว ยังช่วยให้เรามองเห็นหนทางที่จะช่วยปกป้องผู้คน หรืออย่างน้อยที่สุดก็ลดโอกาสที่จะเป็นโรคร้ายที่ยังไม่มีหนทางรักษาได้อย่างมะเร็ง

แต่จะหาวิธียังไงก็คงไม่ง่าย และไม่ว่าจะทำอย่างไรก็ต้องระวังในเรื่องผลข้างเคียงที่คาดไม่ถึงอยู่ดี

ที่สำคัญคือการแก้ปัญหาที่ปลายเหตุ ที่ไม่รู้ว่าจะก่อปัญหาอะไรใหม่ตามมาต่อจากนั้นอีกหรือเปล่า

บางทีการลดฝุ่นพีเอ็ม 2.5 อาจจะง่ายกว่าการดัดสันดานเซลล์มะเร็ง !