ศักยภาพของคนไทยในการผลิตและวิจัยวัคซีนใหม่ ปฐม สวรรค์ปัญญาเลิศ. พ.บ., DrPH กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข

การกระตุ้นภูมิคุ้มกันในร่างกายเมื่อได้รับวัคซีน Humoral Immunity สร้างแอนติบอดี (Neutralizing Antibody) Cellular Immunity สร้าง DTH (Delayed type hypersensitivity) CTL (Cytotoxic T-lymphocyte) เช่น วัคซีนคอตีบ, ไอกรน, บาดทะยัก, โปลิโอ, ไวรัสตับอักเสบบี, ไข้สมองอักเสบ JE เช่น วัคซีน BCG

รูปแบบต่างๆ ของวัคซีน วัคซีนอาจอยู่ในรูปของ 1. โปรตีนหรือชิ้นส่วนเปปไทด์ของเชื้อ (Subunit Vaccines) เช่น วัคซีน ตับอักเสบบี (Hepatitis B) 2. วัคซีนเชื้อตาย (Inactivated Vaccines) เช่น วัคซีนไอกรน (Pertussis) ไข้สมองอักเสบ (Japanese Encephalitis) 3. วัคซีนที่ทำให้เชื้ออ่อนกำลัง (Live Attenuated Vaccines) เช่น หัด (Measles), หัดเยอรมัน (Rubella), คางทูม (Mumps), โปลิโอ, อีสุกอีใส (Varicella) 4. วัคซีนพาหะเชื้อเป็น (Live Vector Vaccines) อาจเป็นวัคซีนเชื้อเป็น เช่น วัคซีน BCG (ป้องกันวัณโรค) หรือเป็นพาหะเชื้อเป็นที่มีการตัดต่อ ยีนของสิ่งมีชีวิตอื่นเข้าไป 5. วัคซีน DNA (DNA Vaccines) เป็นวัคซีนในรูปของพาหะ DNA ที่มีการตัดต่อยีนของสิ่งมีชีวิตอื่นเข้าไป

History of Vaccination ศตวรรษที่ 16 : การป้องกันไข้ทรพิษเริ่มต้นในประเทศจีนและอินเดีย โดยใช้หนองฝีแห้งของผู้ป่วย ค.ศ. 1721 : Lady Mary Wortly Montagu เริ่มการป้องกันไข้ทรพิษ ในประเทศอังกฤษ ค.ศ. 1774 : Benjamin Jetsy (ประเทศอังกฤษ) เริ่มต้นการป้องกัน ไข้ทรพิษด้วย Cowpox ค.ศ. 1798 : Edward Jenner ภายหลังทำการทดลอง ได้ตีพิมพ์เผยแพร่ วิธีการป้องกันไข้ทรพิษด้วยเชื้อโรค Cowpox ค.ศ. 1877-79 : Louis Pasteur ค้นพบวัคซีนอหิวาต์ไก่ (Chicken cholera) และ Anthrax ค.ศ. 1885 : Louis Pasteur ค้นพบวัคซีนโรคสุนัขบ้า

Vaccines can be categorized as ‘active’ and ‘passive’. Active vaccines: stimulate host’s immune response to produce specific antibodies or cellular immunities Passive vaccines: ready-made neutralizing antibodies are utilized around the time of pathogen exposure e.g. Hepatitis B Ig Varicella-zoster-virus Ig Snake venom Rabies Ig

Examples of present worldwide human vaccines Polio Measles Mumps Rubella Varicella-zoster-virus (VZV) Smallpox (Vaccinia virus) Influenza BCG Live Japanese encephalitis (JE) Rabies Hepatitis A Pertussis Killed or inactivated

Examples of present worldwide human vaccines (cont.) Protein-based Hepatitis B Diphtheria (Toxoid) Tetanus (Toxoid) Pertussis (Acellular) Human papilloma Diabetes Allergy Polysaccharide-based Haemophilus influenzae type b (Hib) Pneumococcal Meningococcal Peptide-based Malaria Anti-idiotype Cancer

Expanded Program on Immunization (EPI) Types of Vaccine Quantity / year 1. DTP 2. HB 3. BCG 4. OPV 5. MMR 6. JE Total 6.0 M. doses ( 55 MB/yr) 3.2 M. doses ( 136 MB/yr) 2.7 M. doses (17 MB/yr) 7.0 M. doses ( 44 MB/yr) 2.1 M. doses ( 104 MB/yr) 3.0 M. doses ( 152 MB/yr) 508 M. Baht/yr

ปริมาณการใช้วัคซีนเพิ่มเติมโดยภาครัฐและเอกชน (non-EPI) ชนิดวัคซีน จำนวน มูลค่า (ล้านโด้ส) (ล้านบาท) วัคซีนรวมคอตีบและบาดทะยัก 2.6 11.0 4.2 15.0 วัคซีนบาดทะยัก วัคซีนรวมหัด หัดเยอรมัน และคางทูม 0.4 40.0 วัคซีนโรคหัด 1.55 19.0 0.55 1.0 วัคซีนหัดเยอรมัน 340.0 วัคซีนโรคพิษสุนัขบ้า 1.25 64.0 วัคซีนเยื่อหุ้มสมองอักเสบ จากเชื้อ HiB 0.11 97.0 วัคซีนไข้หวัดใหญ่ 0.33 วัคซีนโรคอีสุกอีใส 0.15 15.0 รวม 10.6 602.0

ขั้นตอนการวิจัยหลักในการวิจัยและพัฒนาวัคซีน การวิจัยพื้นฐานในห้องปฏิบัติการ ศึกษาระบาดวิทยา (เฝ้าระวัง) ของโรคและเชื้อ ศึกษากลไกการเกิดโรค ศึกษากลไกการป้องกันโรค ศึกษาเชื้อ, รหัสพันธุกรรม (ยีน) และโครงสร้างของเชื้อ การสร้างวัคซีนทดลองโดยวิธีต่างๆ เช่น - การตัดต่อยีนเข้าสู่พาหะ - การสร้างโปรตีน - การเพาะเลี้ยงเชื้อ ฯลฯ ระยะ Pre-clinical การทดสอบวัคซีนในสัตว์ทดลอง - ศึกษาภูมิคุ้มกัน - ศึกษาความปลอดภัยของวัคซีน

การศึกษากระบวนการผลิตวัคซีน ผลิตวัคซีนทดลองในระดับกึ่งอุตสาหกรรม (Pilot Scale) ที่มีมาตรฐานความถูกต้องปลอดภัย ของกระบวนการผลิต (GMP) การทดสอบวัคซีนในคน ระยะที่ 1 (Phase I) ทดสอบความปลอดภัยของวัคซีน ระยะที่ 2 (Phase II) ทดสอบภูมิคุ้มกันและประสิทธิผล ระยะที่ 3 (Phase III) ทดสอบวัคซีนภาคสนาม (กลุ่มผู้ทดลอง > 1,000 ราย) ระยะ Clinical การผลิตวัคซีนระดับอุตสาหกรรมที่มีมาตรฐาน GMP * GMP = Good Manufacturing Practice

What kinds of knowledge are required in vaccine R&D? Molecular biology Recombinant DNA technology (Genetic engineering) Biotechnology Protein biochemistry Bioprocess Engineering Virology Bacteriology Immunology

Practical processes of R&D of biotechnoloyy products Lab Scale Preclinical Research I GLP (Good Laboratory Practices) Practical processes of R&D of biotechnoloyy products Slide 5 โดยทั่วไปแนวทางการดำเนินการวิจัยพัฒนาเพื่อผลิตชีวภัณพ์ทางการแพทย์ มีขั้นตอนหลักสำคัญ 5 ขั้นตอน ที่ต้องการดำเนินการอย่างต่อเนื่องดังนี้ ขั้นตอนที่ 1 จากการวิจัยและพัฒนาในระดับห้อง lab จะนำสิ่งที่วิจัยได้ไปทำการทดสอบประสิทธิภาพและความปลอดภัยในสัตว์ ซึ่งการวิจัยนี้จะต้องได้มาตรฐานสากลที่เรียกว่า GLP (Good Laboratory Practices)

Practical processes of medical product R&D (cont.) GLP GMP Pilot Production I II Practical processes of medical product R&D (cont.) Slide 6 ขั้นตอนที่ 2 เมื่อชีวภัณฑ์นั้นได้ผลดีในสัตว์ทดลอง ก่อนที่จะไปสู่การวิจัยในคนต้องนำชีวภัณฑ์นั้นไปพัฒนาการผลิตในระดับกึ่งอุตสาหกรรมหรือ pilot scale ก่อน โดยการผลิตต้องได้มาตรฐาน GMP จึงจะเป็นที่ยอมรับให้นำไปทำการวิจัยในคนได้

Practical processes of medical product R&D (cont.) IND (Investigational New Drug) GCP Clinical Trials GMP Pilot Production II III Practical processes of medical product R&D (cont.) Slide 7 ขั้นตอนที่ 3 การวิจัยในคน ซึ่งก่อนดำเนินการวิจัยชีวภัณฑ์ นั้นต้องผ่านการขึ้นทะเบียนเพื่อทำการวิจัยในคน (IND)

Practical processes of medical product R&D (cont.) III Industrial Manufacturing IV NDA New Drug Approval Practical processes of medical product R&D (cont.) Clinical Trials Slide 8 ขั้นตอนที่ 4 เมื่อพบว่ายาหรือวัคซีนนั้นมีประสิทธิภาพ, ประสิทธิผลดีในคน จึงจะนำไปผลิตในระดับอุตสาหกรรม

Principle of Vaccine Production Production of Bulks Strain Selection Multiplication Inactivation of Viruses Purification and Concentration of Viruses Storage of Bulk Vaccine Filling and Packaging Formulation and Blending Sterile Filtration Sterile Filling Freeze Drying Visual Inspection & QC Label/Packaging Storage of Finished Vaccine

Industrial Production of Influenza Vaccine Egg production (poultry) Egg preparation and incubation (hatchery) Inocuation and viral incubation Harvesting, clarification and concentration Purification Splitting and inactivation Blending, filling and packaging

Medical Biotechnology Center Department of Medical Sciences Slide 1 โครงการจัดตั้งศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพด้านการแพทย์และสาธารณสุข (Establishment of Medical Biotechnology Center) เป็นโครงการร่วมมือระหว่างกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข กับ มหาวิทยาลัยมหิดล Medical Biotechnology Center Department of Medical Sciences

Thank you