Virus

ไวรัส

ไวรัส ( Virus ) เป็นสิ่งมีชีวิตที่จัดอยู่ในอีกพวกหนึ่งต่างหาก ไม่ใช่โพรทิส เพราะโครงสร้างยังไม่ครบถ้วนเป็นเซลล์ ไวรัส เป็นศัพท์จากภาษาลาตินแปลว่า พิษ ในตำราชีววิทยาเก่าของไทยคำว่าไวรัสอาจเรียกว่า วิสา อันเป็นการทับศัพท์ในยุคแรกจากภาษาสันสกฤตที่แปลว่า พิษ เช่นเดียวกัน ปัจจุบันคำว่า ไวรัส หมายถึงจุลินทรีย์ที่สามารถก่อให้เกิดการติดเชื้อได้ (infectious agents) ทั้งในมนุษย์, สัตว์, พืช และ สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่เป็นสิ่งมีชีวิตมีเซลล์ (cellular life) ทำให้เกิดโรคที่ส่งผลกระทบกว้างขวาง จึงมีความสำคัญที่จะต้องศึกษาทั้งในทางการแพทย์และทางเศรษฐกิจ ไวรัสเป็นปรสิตอยู่ในร่างของสิ่งมีชีวิตอื่น (obligate intracellular parasite) ไม่สามารถเติบโตหรือแพร่พันธุ์นอกเซลล์อื่นได้ ไวรัสอาจถือได้ว่าเป็นจุลินทรีย์ที่มีลักษณะของการเป็นสิ่งมีชีวิตเพียงประการเดียวคือสามารถแพร่พันธุ์ หรือการถ่ายทอดสารพันธุกรรมของตนเองจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง อย่างไรก็ตามไวรัสไม่ใช่จุลินทรีย์ที่มีขนาดเล็กที่สุด ยังมีจุลินทรีย์ที่มีขนาดเล็กกว่าไวรัสคือ ไวรอยด์ (viroid) และ พริออน (prion) ไวรัสชนิดแรกที่ค้นพบคือไวรัสใบยาสูบด่าง(TMV หรือ Tobacco Mosaic Virus) ซึ่งค้นพบโดยมาร์ตินัส ไบเยอรินิค ใน ค.ศ. 1899 [1] ในปัจจุบันมีไวรัสกว่า 5,000 ชนิดที่ได้รับการบันทึกไว้วิชาที่ศึกษาไวรัสเรียกว่าวิทยาไวรัส (virology) อันเป็นสาขาหนึ่งของจุลชีววิทยา (microbiology)

ลักษณะสำคัญ
อนุภาคที่สมบูรณ์ของไวรัสเรียกว่า ไวริออน ( Virion ) ที่ประกอบด้วย - โมเลกุลของกรดนิวคลีอิก ( DNA หรือ RNA ชนิดใดชนิดหนึ่งเท่านั้น ) เป็นเเกนกลาง ( core ) ส่วนใหญ่เป็นกรดนิวคลีอิกโมเลกุล เดี่ยวที่เป็นเส้นเดี่ยวหรือเส้นคู่ก็ได้- มีเปลือกหุ้มเป็นโปรตีน หรือ ไลโปโปรตีน หรือไกลโคโปรตีน เรียกว่า เเคปซิด ( capsid ) ซึ่งประกอบด้วยหน่วยย่อยเรียกว่า เเคปโซเมอร์ ( envelope ) ขนาดเเละรูปร่างของไวรัส - ไวรัสมีขนาดเล็กโดยทั่วไปมีขนาดเล็กกว่า 20 นาโนเมตร ไม่สามารถมองเห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรรมดา นอกจากใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีกำลังขยายสูงมาก- รูปร่างมีหลายเเบบ เเต่อาจเเบ่งได้เป็นสามพวก ได้เเก่ พวกที่มีรูปร่างหลายเหลี่ยมด้านเท่า ( isometric ) พวกรูปเเท่งหรือยาว ( rod shaped or elongated ) พวกที่มีหัวหางคล้ายลูกอ๊อด ( tadpolelike ) เช่น ไวรัสเเบคเทอริโอฟาจบางชนิด ( bacteriophage ) - ไวรัสขนาดเล็กที่สุดคือ ไอโคซาดรอน ( icosahedrons ) ลักษณะเป็นเหลี่ยม 20 ด้าน ขนาดกว้างประมาณ 18 - 20 นาโนเมตร - ไวรัสขนาดใหญ่ที่สุด เป็นรูปเเท่ง อาจยาวหลายไมโครเมตร เเต่กว้างไม่เกิน 100 นาโนเมตร ซึ่งก็ยังมองไม่เห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา

โครงสร้างของไวรัส

โครงสร้างของไวรัสใบยาสูบด่าง ซึ่งอาร์เอ็นเอของไวรัสขดอยู่ในเฮลิกซ์เกิดจากหน่วยย่อยของโปรตีนซ้ำๆ กัน
ไวรัสจัดเป็นจุลินทรีย์ที่มีโครงสร้างแบบง่ายๆไม่ซับซ้อน ไวรัสที่มีส่วนประกอบครบสมบูรณ์เรียกว่าวิริออน (virion) ซึ่งจะประกอบด้วยแกนกลาง (core) ของกรดนิวคลิอิกซึ่งเป็น RNA หรือ DNA และมีโปรตีนหุ้มล้อมรอบเพื่อป้องกันกรดนิวคลิอิก โปรตีนที่หุ้มนี้เรียกว่าแคพซิด (capsid) ซึ่งประกอบด้วยหน่วยย่อยเรียกว่าแคพโซเมอร์ (capsomer) กรดนิวคลิอิกและโปรตีนที่หุ้มนี้เรียกว่า นิวคลีโอแคพซิด (nucleocapsid)
ในไวรัสบางชนิดจะมีชั้นไขมันหุ้มล้อมรอบนิวคลีโอแคพซิด (nucleocapsid) อีกชั้นหนึ่งเรียกไวรัสพวกนี้ว่า enveloped virus ไวรัสบางชนิดมีเฉพาะนิวคลีโอแคพซิดเท่านั้นเรียกว่าไวรัสเปลือย (non-enveloped virus หรือ naked virus)
ไวรัสที่มี envelope บางชนิดมีปุ่มยื่นออกมาจากชั้น envelope เรียกว่า spike หรือ peplomer ซึ่งมีความสำคัญในการใช้เกาะกับ receptor บนผิวเซลล์และบางชนิดเป็นตัวกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันที่ดี spikeของไวรัสอาจมีคุณสมบัติเป็นสารบางอย่างเช่น เป็นฮีแมกกลูตินิน (hemagglutinin) หรือเป็นเอ็นซัยม์นิวรามินิเดส (neuraminidase)
โดยทั่วไป Naked virus มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้ดีกว่า enveloped virus และจะไม่ถูกทำลายด้วยสารละลายไขมัน เช่น ether, alcohol หรือ bile

การเพิ่มจำนวนของไวรัส

ไวรัสทั่วไปตามธรรมชาติจำเป็นต้องเข้าไปเจริญและทวีแพร่พันธุ์ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น โดยยีนของไวรัสและยีนของเซลล์ที่เพาะเลี้ยงไวรัสต้องมีกลไกสอดคล้องต้องกัน ไวรัสจะสามารถเจริญแพร่พันธุ์ไวรัสใหม่ได้หรือไม่ ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์และชนิดของไวรัส ดังนั้น แต่ละชนิดของไวรัสจึงทำให้เกิดโรคเฉพาะมนุษย์ สัตว์ แมลง พืช สาหร่ายสีน้ำเงิน รา หรือบัคเตรีต่าง ๆ กัน
ไวรัสไข้หวัดใหญ่ เมื่อฉีดเพาะเลี้ยงลงในถุงน้ำคร่ำลูกไก่ ไวรัสไข้หวัดใหญ่จะทวีจำนวนได้มากมาย แต่ถ้าฉีดเลี้ยงบนเยื่อคอริโออลันตอยส์ของลูกไก่ จะไม่เกิดการสังเคราะห์ไวรัสไข้หวัดใหญ่เลย แสดงว่าสภาพแตกต่างกันโดยรูปร่าง และหน้าที่ (differentiation) * ของเซลล์ถุงน้ำคร่ำกับเซลล์เยื่อคอริโออลันตอยส์ อำนวยให้มีความสามารถในการสังเคราะห์ไวรัสได้ต่างกัน

ขั้นตอนการเพิ่มจำนวนไวรัส

ไวรัสหูดของโชพ เมื่อฉีดเข้าผิวหนังกระต่ายบ้าน จะเกิดเป็นหูดที่ผิวหนัง ภายในเซลล์ที่เป็นหูดจะมีการสร้างสารของไวรัสหูดของโชพ แต่จะไม่สร้างไวรัสหูดที่สมบูรณ์เลย แต่ถ้าทดลองกับกระต่ายป่าหางปุยฝ้าย จะว่าสร้างไวรัสที่หูดที่สมบูรณ์ได้มากมายในการทวีแพร่พันธุ์ของไวรัสนั้น ไวรัสจะสังเคราะห์ไวรัสที่สมบูรณ์ได้โดย

1. เข้าไปอยู่ภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต เพราะไวรัสไม่มีเอนไซม์ ต้องอาศัยเอนไซม์ของเซลล์

2. สังเคราะห์สร้างกรดนิวคลีอิคเพิ่มขึ้น

3. สังเคราะห์โปรตีนที่ห่อหุ้มกรดนิวคลีอิคของไวรัส

4. สังเคราะห์อินทรียสาร ที่กำหนดโดยแต่ละยีนของไวรัสเฉพาะ
สำหรับไวรัสที่ทำให้เกิดโรคพืชสาหร่ายสีน้ำเงิน รา บัคเตรี ไวรัสจะต้องผ่านผนังเซลล์ก่อนที่จะผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปข้างใน โปรตีนที่พอกห่อหุ้มกรดนิวคลีอิคของไวรัสจะทำปฏิกิริยากับผนังเซลล์ (อาจจะเป็นไลโพโพลิแซกคาไรด์ หรือ โพลิแซกคาไรด์) กระตุ้นกลไกให้กรตดนิวคลีอิคของไวรัส หรือไวรัสเปลือยอย่างเดียวผ่านผนังเซลล์พืชมักไม่ได้ ทำให้ทราบว่าโปรตีนที่ห่อหุ้มกรดนิวคลีอิคของไวรัส มีความสำคัญในการช่วยให้ไวรัสเข้าไปเจริญแพร่พันธุ์ในเซลล์ได้ อย่างไรก็ดี ในระยะหลังนี้ได้พบว่ากรดนิวคลีอิคของไวรัส หรือไวรัสเปลือยของโรคไวรัสใบยาสูบด่าง ก็สามารถผ่านผนังเซลล์ใบยาสูบ และสังเคราะห์ไวรัสใบยาสูบด่างที่สมบูรณ์ได้ด้วยกลไกพิเศษ สภาวะดังกล่าวนี้ปัจจุบันเรียกว่า "
ทรานสเฟคชัน" (transfection)

วิธีการทดสอบการเพิ่มจำนวนของเชื้อ virus ในเซลล์เพาะเลี้ยง

รูปที่1 แสดงลักษณะของ CPE ที่เกิดจากเชื้อไวรัส

1. Cytopathic effect (CPE) คือการที่ cell มีรูปร่างเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมภายหลังการติดเชื้อ เช่น มีขนาดใหญ่ขึ้น การเปลี่ยนแปลงนี้จะมีลักษณะจำเพาะแต่ละชนิดของ virus ตัวอย่าง เช่น cell ที่ถูก infect ด้วย herpesvirus cell จะมีขนาดใหญ่กลม และมีหลาย nucleus (แต่ละ nucleus จะใหญ่กว่า syncytial cell) เรียกว่า giant cell (multinucleated cell) หรือเกิดการ fusion ของ cell ที่ติดเชื้อเป็นกลุ่ม ๆ ได้ cell ขนาดใหญ่ที่มีหลาย nucleus (แต่ละ nucleus จะเล็ก และขอบ cell จะไม่กลมเหมือน multinucleated cell) เรียกว่า syncytial cell เช่น cell ที่ถูก infect ด้วย Respiratory syncytial virus (RSV), CPE ที่เกิดจาก Poliovirus จะเป็น cell กลมขนาดเล็กเหี่ยวและตายกระจายทั่วไป

2. Hemadsorption ใช้ทดสอบกับ virus ที่สามารถสร้าง hemagglutinin (H Ag) ได้ เช่น Orthomyxovirus และ Paramyxovirus ซึ่งภายหลังการเพิ่มจำนวน H Ag จะประกฎอยู่ที่ผิว cell ติดเชื้อ และทำหน้าที่เป็น signal ในการให้ nucleocapsid มาหลอมรวมและออกจาก cell
H Ag นี้มีคุณสมบัติจับกับเม็ดเลือดแดงของคนและสัตว์ปีกบางชนิด เราจึงสามารถใช้คุณสมบัตินี้ในการทดสอบว่า cell มีการติดเชื้อหรือไม่ โดยการเท RBC ลงไป หลังการล้าง ถ้าพบว่าเม็ดเลือดแดงจับกลุ่มกันก็แสดงว่า cell ติดเชื้อ

รูปที่2 แสดงการเกิด Hemadsorption บนเชื้อเซลล์ติดเชื้อไวรัส

3. Interferent effect ใช้ทดสอบ virus ที่ไม่ทำให้เกิด CPE โดยใช้ virus ที่ทำให้เกิด CPE เป็นตัวบ่งชี้ (challenge virus) อาศัยหลักการที่ว่า “virus ที่เข้าไปใน cell ก่อน จะขัดขวางการเพิ่มจำนวนของ virus ที่เข้าไปภายหลังดังนั้นจะไม่พบ CPE” วิธีการก็คือ ใส่ virus ที่ทำให้เกิด CPE เข้าไปใน cell ที่เราสงสัยว่าติดเชื้อ ถ้าไม่มี CPE เกิดขึ้นแสดงว่า cell นั้นถูกติดเชื้อ ตัวอย่างเช่น การทดสอบ rubella virus ด้วย echo virus
สำหรับไวรัสที่ทำให้เกิดโรคในคนและสัตว์ ไวรัสที่มีเยื่อหุ้มมักเข้าไปในเซลล์ทั้งอนุภาคไวรัส เยื่อมักค้างติดอยู่ที่ผิวเซลล์ โปรตีนที่หุ้มห่อกรดนิวคลีอิคของไวรัสจะถูกย่อยสลายภายในเซลล์ ทำให้กรดนิวคลีอิคของไวรัสหรือไวรัสเปลือยอยู่ภายในเซลล์ เมื่อกรดนิวคลีอิคของไวรัสเปลือยเข้าไปในเซลล์แล้ว ไวรัสเปลือยอาจจะ

1. เปลี่ยนสภาพเป็นโปรไวรัส แฝงตัวร่วมกับกรดนิวคลีอิคของเซลล์ในลักษณะของชีพเภทนะ

2. ไวรัสเปลือยหากเป็นอิสระ หรือโปรไวรัสหากเปลี่ยนสภาพเป็นไวรัสเปลือย ย่อมทวีจำนวนแพร่พันธุ์ สังเคราะห์ไวรัสที่สมบูรณ์ในลักษณะวงชีพเภทะ

3. โปรไวรัสที่ผันแปร หรือไวรัสที่ผันแปร หากทวีจำนวนแพร่พันธุ์ย่อมสังเคราะห์ไวรัสไม่สมบูรณ์ อาจจะอยู่ทั้งในลักษณะเซลล์สลายหรือไม่สลายก็ได้

ไวรัสตามธรรมชาติจำเป็นจะต้องเข้าไปเจริญและทวีแพร่พันธุ์ในเซลล์ของสิ่งที่มีชีวิตเท่านั้น ไวรัสจะสามารถเจริญและทวีแพร่พันธุ์ในเซลล์ของสิ่งที่มีชีวิตเท่านั้น ไวรัสจะสามารถเจริญและทวีแพร่พันธุ์ในเซลล์ชนิดใดนั้น แล้วแต่ชนิดไวรัสในการเจริญทวีแพร่พันธุ์ของไวรัสมีขั้นตอนดังนี้

1. ไวรัสจะต้องเข้าไปภายในเซลล์ของสิ่งที่มีชีวิต

2. ไวรัสจะต้องสร้างกรดนิวคลีอิคขึ้นใหม่ในเซลล์ของสิ่งที่มีชีวิตนั้นได้ (replicating nucleic acid)

3. ไวรัสจะต้องสร้างโปรตีนหุ้ม (coat protein) ห่อหุ้มกระนิวคลีอิคเพื่อให้เกิดไวรัสที่สมบูรณ์ ส่วนที่เป็นกรดนิวคลีอิคเท่านั้นจะทวีจำนวนมากมายในเซลล์กรดนิวคลีอิคของไวรัสบางชนิด อาจจะเป็น ดีเอ็นเอ สายเดียว (+) บางชนิดอาจจะเป็น ดีเอ็นเอ สองสาย (+ และ -) บางชนิดอาจจะเป็น อาร์เอ็นเอ สายเดียว (+) บางชนิดอาจจะเป็น อาร์เอ็นเอ สองสาย (+ และ -)

รูปแบบการทวีจำนวนกรดนิวคลีอิค

มีทั้งหมด 3 แบบคือ
ดีเอ็นเอ สร้าง ดีเอ็นเอ ซึ่งยีนของไวรัสเป็น ดีเอ็นเอ เช่น ไวรัสฝีดาษหรือไข้ทรพิษ ถ้าเป็นดีเอ็นเอ สองสาย (+ และ - ) เฉพาะ ดีเอ็นเอ สาย (+) จะสร้าง ดีเอ็นเอ สาย (-) ส่วน ดีเอ็นเอ สาย (-) ส่วน ดีเอ็นเอ สาย (+) ทำให้ ดีเอ็นเอ สองสาย ทั้งคู่ใหม่และคู่เก่าเหมือนกันทุกประการ
ถ้าเป็น ดีเอ็นเอ สายเดียว (+) ก็จะสร้าง ดีเอ็นเอ สาย (-) ก่อน ดีเอ็นเอ สาย (-) ก็จะเป็นแม่พิมพ์ในการสร้าง ดีเอ็นเอ สาย (+) ต่อมาเฉพาะ ดีเอ็นเอ สาย (-) เท่านั้นจะสลายเหลือแต่ ดีเอ็นเอ สาย (+) อย่างเดียว
อาร์เอ็นเอ สร้าง อาร์เอ็นเอ ซึ่งยีนของไวรัสเป็น อาร์เอ็นเอ เช่น ไวรัสโปลิโอ ไวรัสบัคเตรี f2
ถ้าเป็น อาร์เอ็นเอ สองสาย (+และ-) อาร์เอ็นเอ (+) ก็จะสร้าง อาร์เอ็นเอ สาย (-) ส่วน อาร์เอ็นเอสาย (-) ก็จะสร้างอาร์เอ็นเอสาย (+) ถ้าเป็น อาร์เอ็นเอ สายเดียว (+) ก็จะสร้าง อาร์เอ็นเอสาย (-) ก่อน อาร์เอ็นเอสาย (-) ก็จะเปลี่ยนเป็นแม่พิมพ์ ในการสร้าง อาร์เอ็นเอสาย (+) ต่อมา เฉพาะ อาร์เอ็นเอสาย (-) เท่านั้นที่สลายไปเหลือแต่ อาร์เอ็นเอ สาย (+) แต่อย่างเดียว
อาร์เอ็นเอ สร้าง ดีเอ็นเอ ก่อน แล้วจึงสร้าง อาร์เอ็นเอ ซึ่งยีนของไวรัสเป็น อาร์เอ็นเอ ถอดออกมาในลักษณะ ดีเอ็นเอ ของไวรัส เพื่อแฝงร่วมกับ ดีเอ็นเอ ของเซลล์ เช่น ไวรัส รูส์ซาโคมา
เฉพาะในไวรัส อาร์เอ็นเอที่เกี่ยวข้องกับมะเร็ง* ซึ่งเป็น อาร์เอ็นเอชนิดสายเดียว (+) อาร์เอ็นเอสาย (+) จะสร้าง ดีเอ็นเอ ของไวรัสในลักษณะ ดีเอ็นเอ ในสภาพโปรไวรัสนี้จะเป็นแม่พิมพ์ในการสร้าง อาร์เอ็นเอสาย (+)

รูปร่างของไวรัสที่เป็นสาเหตุของโรคพืช

ไวรัสที่เป็นสาเหตุของโรคพืชแต่ละชนิดย่อมจะมีรูปร่างของอนุภาคตลอดจนขนาดที่แตกต่างกัน พอจะจัดแบ่งประเภทรูปร่างของไวรัสโรคพืชได้ดังต่อไปนี้
1. ไวรัสที่มีรูปร่างเป็นท่อนตรง (Stiff rod) ไวรัสแบบนี้มักมีความกว้างของอนุภาคไม่เกิน 25 nm. และความยาว 130-300 nm.

2. ไวรัสที่มีรูปร่างเป็นแท่งคด (Flexuous or filamentous particle) อนุภาคไวรัสแบบนี้มักมีความกว้างไม่เกิน 13 nm.และมีความยาวตั้งแต่ 480-2,000 nm

3. ไวรัสที่มีรูปหลายเหลี่ยม (Icosahedron) แต่เดิมการศึกษาไวรัสด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนกำลังขยายต่ำทำให้เข้าใจกันว่า เป็นอนุภาคแบบทรงกลม แต่ปัจจุบันพบว่าไวรัสที่มีรูปทรงกลมที่จริงเป็นรูปหลายเหลี่ยมที่มีด้าน 20 หน้า ประกอบขึ้นเป็นรูปทรงหลายเหลี่ยม แต่ละหน้าจะมีโปรตีนหน่วยย่อย (Protein subunit) เรียงกันอย่างสม่ำเสมอ มีโพรงแกนกลางของกรดนิวคลีอิค อนุภาคของไวรัสจำพวกนี้มีขนาดอนุภาค 20-80 nm.

4. ไวรัสที่มีรูปร่างแบบกระสุนปืน (Bullet-shape) อนุภาคที่มีรูปร่างแบบนี้จะเป็นแท่งตรง หัวท้ายมน ไม่ตัดตรงแบบท่อนตรง (Stiff rod) มักจะมีความกว้างไม่น้อยกว่า1/3ของความยาว

- ไวรัสไม่มีเมทาบอลิซึมของตัวเอง ไม่มีเอนไซม์เเละสารต้นสำหรับปฏิกิริยาต่างๆ จำเป็นต้องดำรงชีวิตเเบบปรสิตภายในเซลล์ ( Obligate intracellular parasites ) ไวรัสจำลองตัวเองได้เมื่ออาศัยอยู่ในเซลล์เจ้าบ้าน - สามารถอาศัยอยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเเทบทุชนิด ทั้งคน สัตว์ พืช เเบคที่เรีย เเละเห็ดรา - เมื่ออยู่ภายนอกเซลล์ ไวรัส มีสภาพเพียง สารโมเลกุลใหญ่ที่ไม่มีชีวิต - เมื่อไวรัสเข้าสู่เซลล์ เปลือกหุ้มไวรัสถูกย่อยโดยเอนไซม์ของเซลล์ กรดนิวคลีอิกของไวรัส ( RNA หรือ DNA ) เข้าไปเกาะติดกับไรโบโซมของเซลล์ เพื่อกำหนดให้สร้างโปรตีนของไวรัส ขึ้นพร้อมๆกับกรดนิวคลีอิกของไวรัส มีการจำลองตัวเอง ประกอบเป็นไวรัสอนุภาคใหม่เกิดขึ้น - ไวรัสที่เกิดขึ้นใหม่อาจถูกปล่อยออกมาพร้อมกับเซลล์เจ้าบ้านถูกทำลายไป หรืออาจเกิดหน่อของไวรัสอาจจำลองตัวเองอยู่ในเซลล์โดยไม่ทำให้เกิดอันตรายเเก่เซลล์เจ้าบ้าน โทษของไวรัส เป็นสาเหตุของโรคหลายชนิดทั้งในคน สัตว์เเละพืช- โรคไวรัสในพืช เช่น โรคใบด่างของยาสูบเเละถั่วลิสง โรคดอกด่างในกล้วยไม้ โรคใบหงิกในพริก โรคเเคระเเกร็นในต้นข้าว - โรคไวรัสในสัตว์ เช่น โรคนิวคาสเซิลในไก่ โรคไวรัส MBV ( Monodon Balculo Virus ) ในกุ้งกุลาดำ- โรคไวรัสในคน ตัวอย่างเช่น ไข้หวัดใหญ่ ไข้หวัด คางทูม หัด อีสุกอีใส พิษสุนัขบ้า โปลิโอ ตับอักเสบ งูสวัด ฝีดาษ รวมทั้งโรคเอดส์หรือโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องที่เป็นปัญหาสาธารณาสุขที่ร้ายเเรงในปัจจุบัน มีสาเหตุเกิดจากไวรัส HIV ( human immune deficiency virus )

ผู้ค้นพบไวรัส

โดยนายแพทย์ชาวสก็อตแลนด์ ชื่อ Robert Buist ในขณะที่เขากำลังส่องกล้องจุลทรรศน์ดูเซลล์ผิวหนังที่ขูดมาจากรอยโรคฝีดาษ โดยเขาเห็นเป็นผงเล็กๆซึ่งไม่พบในเซลล์ปกติ ซึ่งขณะนั้นเขาจึงเรียกว่า "Inclusion Bodies"
ไวรัสมีชีวิตหรือไม่ ?
เป็นคำถามที่ตอบได้ยาก เนื่องจากไวรัสมีองค์ประกอบที่สำคัญอยู่ส่วนเดียว นั่นคือ DNA หรือ RNA เท่านั้นที่พอจะบอกได้ว่ามีชีวิต แต่ส่วนประกอบสำคัญอื่น เช่น Ribosome, Cytoplasm, Mitochondria ฯลฯ ไม่มีเลย ในการแพร่พันธุ์ของไวรัสก็ต้องอาศัยองค์ประกอบข้างต้นของเซลล์ที่ไวรัสไปอาศัยอยู่ในการสร้างไวรัสตัวใหม่ ดังนั้นจึงอาจเรียกว่าไวรัสเป็น เครื่องจักรชีวะ ( Biological Machine )

ส่วนประกอบของไวรัส

เปรียบเหมือนกับส่วนสมองของไวรัส
โดยมีชั้นโปรตีนห่อหุ้มส่วนภายในที่ประกอบด้วยส่วนที่ละเอียดซับซ้อนที่เรียกว่า Nucleic Acid (DNA/RNA) ซึ่งเป็นหน่วยเก็บรหัสทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต
· Body
คล้ายท่อลำเลียง ซึ่งจะเป็นทางลำเลียงหน่วยพันธุกรรมจากส่วนหัว เข้าสู่เซลล์ที่ถูกติดเชื้อ
· Tail
คล้ายขาแมงมุมที่ทำหน้าที่ยึดเกาะกับเซลล์ที่ถูกติดเชื้อ

การบุกรุกเข้าเซลล์

ระยะที่ 1
ส่วนขาที่เหมือนขาแมงมุมจับที่ผนังเซลล์ซึ่งเรียกว่า Host Cell
ระยะที่ 2
ส่วนตัวจะแทงเข้าสู่เซลล์
ระยะที่ 3
ส่วนพันธุกรรม DNA หรือ RNA ถูกฉีดเข้าสู่เซลล์

ร่างกายต่อสู้กับไวรัส

ภายในเซลล์จะมีการสังเคราะห์โปรตีน จำลองหน่วยพันธุกรรมของไวรัสขึ้นมาเป็นจำนวนมากอย่างรวดเร็ว คือ ประมาณ 100 ตัวภายใน 10 นาที หลังจากนั้นเซลล์ก็จะแตก ไวรัสทั้งหมดก็จะแพร่กระจายออกไปติดเซลล์ใหม่ต่อไปอย่างรวดเร็ว โดยสามารถทำลายเซลล์ได้ถึงพันล้านเซลล์ภายในไม่กี่ชั่วโมง
ขั้นที่ 1
ผิวหนัง และเยื่อบุผนังต่างๆทั้งทางเดินอาหาร ทางเดินหายใจ ความเป็นกรดของน้ำย่อยในกระเพาะอาหาร ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารฆ่าเชื้ออย่างดี
ขั้นที่ 2
เมื่อเชิ้อโรค ไวรัส สิ่งแปลกปลอมบุกรุกผ่านชั้นที่ 1 ได้ เม็ดเลือดขาวจะทำหน้าที่เหมือนทหาร ต่อสู้กับเชื้อต่างๆด้วยการจับกิน เมื่อจับกินจนได้ปริมาณหนึ่งก็จะตายไปพร้อมๆกัน กลายเป็นหนอง
ขั้นที่ 3
คือ Antibody ซึ่งสร้างมาจากเม็ดเลือดขาวบางจำพวก ถือเป็นอาวุธที่สำคัญที่สุดในการต่อสู้กับไวรัส โดยที่แอนตี้บอดี้ที่ร่างกายสร้างขึ้นจะมีความจำเพาะกับเชื้อไวรัสชนิดนั้นๆเท่านั้น จึงเป็นเหตุผลว่า ทำไมคนเราจึงเป็น หัด คางทูม อีสุกอีใส อื่นๆ เพียงครั้งเดียวเท่านั้น ซึ่งคนเราก็ฉลาดพอที่จะผลิตวัคซีนขึ้นมาโดยทำจากเชื้อโรคที่ถูกทำให้หมดพิษหมดภัยแล้ว ฉีดเข้าสู่ร่างกาย เพื่อให้ร่างกายรู้จักกับเชื้อโรคนั้นๆ ก็จะสร้างแอนตี้บอดี้ขึ้นมา ซึ่งก็จะยังคงมีอยู่ตลอดชีวิต

การเพาะเลี้ยงไวรัส

การเพาะเลี้ยงในเซลล์เพาะเลี้ยง

นิยมใช้ cell ที่เจริญเป็น cell ชั้นเดียวเกาะภาชนะ และมีคุณสมบัติ “cell contact inhibition” กล่าวคือ เมื่อแบ่งตัวจนเต็มพื้นผิวภาชนะแล้ว ผนัง cell ชนกันก็จะหยุดการเจริญเติบโต แบ่งเป็น 3 ชนิด

1. Primary cell culture เพาะเลี้ยงจาก cell ของอวัยวะของคนหรือสัตว์โดยตรง โดยผ่านการตัดตัดและย่อยด้วย enzyme จนเป็น cell ชั้นเดียว ทำการเพาะเลี้ยงได้ประมาณ 2-5 ครั้ง (passage)
ข้อดี สามารถเพาะเลี้ยง virus ได้หลายชนิด และมี chromosome เป็น 2n
ข้อเสีย เพาะเลี้ยงนานๆไม่ได้ ต้องเตรียมบ่อย

2. Diploid cell culture เพาะเลี้ยงจากเนื้อเยื่อ หรืออวัยวะจากทารก หรือ embryo เช่นเดียวกับ primay cell cuture แต่ cell มีการปรับตัวเข้าสภาพแวดล้อมนอกโอสต์ ทำให้เพาะเลี้ยงได้ นานขึ้น ประมาณ 50 passages
ข้อดี สามารถเพาะเลี้ยง virus ได้หลายชนิด, มี chromosome เป็น 2n และ เพาะเลี้ยงได้นานกว่า primary cell line

3. Continuous cell line สามารถเพาะเลี้ยงได้อย่างไม่มีกำหนด มี chromosome มากกว่า 2n (heteroploid) ตัวอย่างเช่น Hela cell,Vero cell , BHK-21 cell
ข้อดี เลี้ยงง่าย, เจริญเติบโตเร็ว และเพาะเลี้ยงได้อย่างไม่มีกำหนด
ข้อเสีย เพาะเลี้ยง virus ได้เพียงบางชนิด และมี chromosome เป็น heteroploid

การเพาะเลี้ยงในไข่ไก่ฟัก

ควรเลือกพันธุ์ที่เปลือกบางสามารถมองเห็นโครงสร้างภายในชัดเจน และต้องคำนึงถึง route ที่ฉีดไวรัส การเจริญของตัวอ่อนในไข่ไก่ฟักซึ่งโดยปกติแบ่งเป็น 3 ระยะคือ ระยะที่1 (0-10 วัน) มีการเจริญเพิ่มจำนวนของ cell ชนิดต่างๆ ระยะที่ 2 ( 10-15 วัน) มีการพัฒนาของเนื้อเยื่อและอวัยวะ ระยะที่3 (16-21 วัน) พัฒนาการของอวัยวะจนทำหน้าที่ได้สมบูรณ์

รูปที่ 4 แสดงทางฉีดเชื้อไวรัสเข้าไข่ไก่ฟัก

1. Allantoic cavity inoculation Allantoic cavity อยู่ใต้ egg shell membrane ฉีดเข้าโดยการฉีดใต้เปลือกไข่ลึก 0.5-1 ซม. เชื้อ virusจะเข้าไปเจริญชั้น endoderm ของเยื่อรกและปล่อยเข้าสู่ของเหลวภายใน Allantoic cavity การเก็บเชื้อทำได้โดยดูดของของเหลวนั้นออกมา วิธีนี้นิยมใช้ปรับสภาพเชื้อที่ isolate มาจากวิธีอื่นมากกว่า isolation จากสิ่งส่งตรวจโดยตรง นิยมใช้ในการเตรียม antigen หรือ vaccine เนื่องจากได้ virus ปริมาณสูง

2. Amniotic inoculation นิยมใช้ isolation เชื้อไวรัสจากสิ่งส่งตรวจโดยตรง เชื้อไวรัส จะเข้าไปเจริญชั้น endoderm ของ amniotic membrane และ embryo ซึ่ง embryo ประกอบด้วยเนื้อเยื่อหลายชนิด (โดยเฉพาะเยื่อบุหายใจ) ดังนั้นโอกาสที่เชื้อจะเจริญในเนื้อเยื่อที่เหมาะสมต่อ virus แต่ละชนิดเป็นไปได้มาก

3. Yolk sac inoculation
นิยมใช้ในการแยกเชื่อ rickettsiae, chlamydia และการเตรียมเชื้อ rabie virus จำนวนมากเพื่อใช้เป็นvaccine เชื้อ virus จะเข้าไปเจริญชั้น endoderm ของ yolk sac (ใช้ไข่ไก่อายุ 5-6 วัน เนื่องจากมีถุงไข่แดงใหญ่)

4. Chorioallantoic membrane inoculation
เยื่อหุ้มรกเป็นเยื้อที่หุ้ม allantoic cavity ไว้ อยู่ติดกับ egg shell membrane การเพาะเลี้ยง virus บนเยื่อดังกล่าวจะต้องทำให้เกิดโพลงอากาศจำลอง (artificial air sac)ระหว่าง Chorioallantoic membrane และ egg shell membrane และหยด virus ลงไปที่บริเวณนั้น หลัง incubate 2-4 วันนำมาตรวจร่องรอยการเจริญของเชื้อ ซึ่งเป็นจุดฝ้าขาว เรียกว่า “POCK” การนับ pock สามารถบอกค่าเชิงปริมาณได้ การเพาะเลี้ยงนี้นิยมใช้กับ virus ที่มีการทำลาย cell สูงและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนบน membrane ดังกล่าว เช่น Herpes simplex virus, vaccinia virus เป็นต้น

การเพาะเลี้ยงในสัตว์ทดลอง

สามารถใช้ได้ในกรณีต่อไปนี้เท่านั้น
1. เชื้อเจริญไม่ดีใน cell เพาะเลี้ยงเท่านั้น เช่น การฉีด Arbovirus ใน suckling mice
2. การศึกษาพยาธิสภาพและการก่อโรค
3. เตรียม vaccine (ทำให้เชื้ออ่อนแรงลง)
3. ทดสอบประสิทธิภาพของ vaccine
4. ใช้ผลิต monoclonal antibody

การหาปริมาณ virus

1. Infectious unit assay
1.1 Plaque assay อาศัยหลักการที่ว่าเมื่อ virus เพิ่มจำนวนใน cell จะทำให้ cell ตาย ดังนั้นถ้าเราทำการเจือจาง virus และใส่ไปใน cell culture เลี้ยงใน semi-solid media หลังจาก incubate นำไปย้อมสีที่ติดเฉพาะเซลล์ที่มีชีวิตจะเห็นวงสีขาวที่ไม่ติดสีเรียกว่า Plaque ซึ่งเป็นบริเวณที่เซลล์ตายจากการติดเชื้อ (Plaque อาจย้อมด้วย สีที่ติดเฉพาะ cell ที่ตายก็ได้) นับจำนวน plaque คำนวณมีหน่วย plaque forming unit (PFU) / ml
1.2 Pock assay โดยการนับ pock ที่เกิดจากการเพาะเลี้ยงไวรัสบน Chorioallantoic membrane ของไข่ไก่ฟัก
1.3 Transformation assay หรือ foci formation นิยมใช้กับ virus ก่อมะเร็ง อาศัยหลักการที่ว่า virusทำให้ cell เสียคุณสมบัติไปเช่น “loss contact inhibition” ทำให้ cell เพิ่มจำนวนไม่หยุดเพิ่มจำนวนซ้อนทับกัน สังเกตเห็นเป็นกลุ่ม เรียกว่า “Foci” cell ที่ไม่ติดเชื้อก็ยังปกติอยู่ จึงทำให้้สามารถนับกลุ่มของ cell ที่เปลี่ยนแปลงได้ ในหน่วย foci forming unit / ml
1.4 Serial dilution method บอกค่าเชิงคุณภาพ หน่วยเป็น LD50 หรือ TCID 50 (มาจากการคำนวณ เช่น วิธีของ Reed and Meunch)

รูปที่5 แสดงของ Pock ที่เกิดจากเชื้อไวรัส

2. Total virus assay
2.1 Particle count คือ การนับ viral paticle ภายใต้กล้องจุลทรรศน์โดยตรง
2.2 Hemagglutination assay ใช้กับ virus ในตระกูลที่มี Hemagglutinin ที่ membrane surface (Orthomyxoviruses and Paramyxoviruses) มีหน่วยเป็น HA unit ทำได้โดย เจือจาง virus ให้เป็น dilution ต่างๆ แล้วผสมกับเม็ดเลือดแดง dilution สุดท้ายที่ทำให้เม็ดเลือดแดงจับกลุ่มมีค่าเป็น 1 HA unit ใน microtiter plate เม็ดเลือดแดงที่ไม่เกิดการจับกลุ่มจะตกเป็นเม็ดกระดุมที่ก้นหลุม (ที่จับกลุ่มจะแผ่เต็มหลุม) ตัวอย่าง ดังภาพที่ 6 1HA unit = 1:16 ในการทดสอบหา Antibody ต่อ virus บางชนิด ต้องการ HA unitที่แน่นอน เช่น 8 HA unit ซึ่งเท่ากับ 1:2

ส่วนประกอบของชื่อไวรัสนั้นแบ่งได้เป็นส่วนๆ ดังนี้

รูปที่ 1 แสดงส่วนประกอบต่างๆของชื่อไวรัส

ระบบสากลในการจัดจำแนกไวรัส
(The Universal System of Virus Taxonomy)การที่มีการศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับไวรัสมากขึ้นทั่วโลก มีการค้นพบไวรัสมากมาย และพบความหลากหลายของชนิดไวรัสเช่นเดียวกับจุลินทรีย์ชนิดอื่น ICTV จึงมีการเสนอให้มีระบบสากลที่ใช้ในการจำแนกชนิดไวรัส โดยมีลำดับการจำแนกออกเป็น Order, Family, Subfamily, Genus, Species ตามลำดับมีลำดับการจำแนกออกเป็น Order, Family, Subfamily, Genus, Species ตามลำดับการจัดทำของกลุ่มผู้เชี่ยวชาญไวรัสเฉพาะทาง หรือโดยศูนย์เก็บรักษาสายพันธุ์จุลินทรีย์ (Culture collection)

การเจริญพันธุ์ของไวรัส

ไวรัสทั่วไปตามธรรมชาติจำเป็นต้องเข้าไปเจริญและทวีแพร่พันธุ์ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น โดยยีนของไวรัสและยีนของเซลล์ที่เพาะเลี้ยงไวรัสต้องมีกลไกสอดคล้องต้องกัน ไวรัสจะสามารถเจริญแพร่พันธุ์สร้างไวรัสใหม่ได้หรือไม่ ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์และชนิดของไวรัส ดังนั้น แต่ละชนิดของไวรัสจึงทำให้เกิดโรคเฉพาะมนุษย์ สัตว์ แมลง พืช สาหร่ายสีน้ำ เงิน รา หรือบัคเตรีต่างๆ กัน ไวรัสไข้หวัดใหญ่ เมื่อฉีดเพาะเลี้ยงลงในถุงน้ำคร่ำลูกไก่ ไวรัสไข้หวัดใหญ่จะทวีจำนวนได้มากมาย แต่ถ้าฉีดเลี้ยงบนเยื่อคอริโออลันตอยส์ ของลูกไก่ จะไม่เกิดการสังเคราะห์ไวรัสไข้หวัดใหญ่เลย แสดงว่าสภาพแตกต่างกันโดยรูปร่าง และหน้าที่(differentiation)* ของเซลล์ถุงน้ำคร่ำกับเซลล์เยื่อคอริโออลันตอยส์ อำนวยให้มีความสามารถในการสังเคราะห์ไวรัสได้ต่างกัน ไวรัสหูดของโชพ เมื่อฉีดเข้าผิวหนังกระต่ายบ้าน จะเกิดเป็นหูดที่ผิวหนัง ภายในเซลล์ที่เป็นหูดจะมีการสร้างสารของไวรัสหูดของโชพ แต่จะไม่สร้างไวรัสหูดที่สมบูรณ์เลย แต่ถ้าทดลองกับกระต่ายป่าหางปุยฝ้าย จะพบว่าสร้างไวรัสที่หูดที่สมบูรณ์ได้มากมาย
ในการทวีแพร่พันธุ์ของไวรัสนั้น ไวรัสจะสังเคราะห์ไวรัสที่สมบูรณ์ได้โดย ๑. เข้าไปอยู่ภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต เพราะไวรัสไม่มีเอนไซม์ ต้องอาศัยเอนไซม์ของเซลล์ ๒. สังเคราะห์สร้างกรดนิวคลีอิคเพิ่มขึ้น ๓. สังเคราะห์โปรตีนที่ห่อหุ้มกรดนิวคลีอิคของไวรัส และ ๔. สังเคราะห์อินทรียสาร ที่กำหนดโดยแต่ละยีนของไวรัสโดยเฉพาะ สำหรับไวรัสที่ทำให้เกิดโรคพืชสาหร่ายสีน้ำเงิน รา บัคเตรี ไวรัสจะต้องผ่านผนังเซลล์ก่อนที่จะผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปข้างใน โปรตีนที่พอกห่อหุ้มกรดนิวคลีอิคของไวรัสจะทำปฏิกิริยากับผนังเซลล์ (อาจจะเป็นไลโพโพลิแซกคาไรด์ หรือ มูโคโพลิแซกคาไรด์)กระตุ้นกลไกให้กรดนิวคลีอิคของไวรัส หรือไวรัสเปลือยผ่านเยื่อหุ้มเข้าไปในเซลล์ได้สะดวก การทดลองใช้กรดนิวคลีอิคของไวรัส หรือไวรัสเปลือยอย่างเดียวผ่านผนังเซลล์พืชมักไม่ได้ ทำให้ทราบว่าโปรตีนที่พอกห่อหุ้มกรดนิวคลีอิคของไวรัส มีความสำคัญในการช่วยให้ไวรัสเข้าไปเจริญแพร่พันธุ์ในเซลล์ได้ อย่างไรก็ดี ในระยะหลังนี้ได้พบว่ากรดนิวคลีอิคของไวรัส หรือไวรัสเปลือยของโรคไวรัสใบยาสูบด่าง ก็สามารถผ่านผนังเซลล์ใบยาสูบ และสังเคราะห์ไวรัสใบยาสูบด่างที่สมบูรณ์ได้ด้วยกลไกพิเศษ สภาวะดังกล่าวนี้ปัจจุบันเรียกว่า "ทรานสเฟคชัน" (transfection) สำหรับไวรัสที่ทำให้เกิดโรคในคนและสัตว์ ไวรัสที่มีเยื่อหุ้มมักเข้าไปในเซลล์ทั้งอนุภาคไวรัส เยื่อมักค้างติดอยู่ที่ผิวเซลล์ โปรตีนที่หุ้มห่อกรดนิวคลีอิคของไวรัสจะถูกย่อยสลายภายในเซลล์ ทำให้กรดนิวคลีอิคของไวรัส หรือไวรัสเปลือยอยู่ภายในเซลล์
เมื่อกรดนิวคลีอิคของไวรัสเปลือยเข้าไปในเซลล์แล้ว ไวรัสเปลือยอาจจะ ๑.เปลี่ยนสภาพเป็นโปรไวรัส แฝงตัวร่วมกับกรดนิวคลีอิคของเซลล์ในลักษณะวงชีพเภทนะ ๒.ไวรัสเปลือยหากเป็นอิสระ หรือโปรไวรัสหากเปลี่ยนสภาพเป็นไวรัสเปลือย ย่อมทวีจำนวนแพร่พันธุ์สังเคราะห์ ไวรัสที่สมบูรณ์ ในลักษณะวงชีพเภทะ ๓.โปรไวรัสที่ผันแปร หรือไวรัสที่ผันแปร หากทวีจำนวนแพร่พันธุ์ย่อมสังเคราะห์ไวรัสไม่สมบูรณ์ ไวรัสที่ไม่สมบูรณ์

ในการศึกษาไวรัสแต่ละชนิดที่เกี่ยวกับโรคโดยสมบูรณ์มักจะต้องศึกษาทุกด้าน คือ

๑. ลักษณะสัณฐานและวิธีการแพร่พันธุ์

๒. คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของไวรัส

๓. คุณสมบัติทางวิทยาอิมมูน (immunology) รวมทั้งวิธีการตรวจสอบไวรัสและ ภาวะภูมิคุ้มกันไวรัส

๔. การเกิดสภาวะขัดขวางการสังเคราะห์ไวรัสด้วย โปรตีน "อินเตอร์เฟอรอน" (interferon)

๕. คุณสมบัติที่จะเสื่อมสลายได้ง่ายต่อความร้อนและสารเคมี

๖. การแพร่ระบาดของไวรัสตามธรรมชาติ

๗. ประเภทของสิ่งที่มีชีวิต เนื้อเยื่อ และชนิดของเซลล์ต่างๆ ที่ไวรัสเจริญแพร่พันธุ์ได้ง่ายและดีรวมทั้งสภาวะที่ ไวรัส ผันแปรตามธรรมชาติหรือเลี้ยงในห้องทดลองนานจนสามารถนำมากระตุ้นให้เกิดภูมิคุ้มกันโดยไม่เป็นโรคอย่างรุนแรงได้ อาทิ เช่น ไวรัสอีสุกอีใสหากเพาะเลี้ยงกับเซลล์ไตลิงที่อุณหภูมิ ๓๗ °ซ. จะลดความรุนแรง เมื่อเปรียบเทียบ กับที่อุณหภูมิ ๓๗ °ซ. ไวรัสโปลิโอปกติหากเพาะเลี้ยงในเซลล์ ไม่ต้องอาศัยกัวนีนเป็นปัจจัยในการเลี้ยงไวรัส แต่หากเกิดการผันแปรไวรัสโปลิโอจนต้องเสริมกัวนีน ในการเพาะเลี้ยงไวรัสแล้ว จะพบว่าไวรัสโปลิโอที่ผันแปรนั้น อ่อนฤทธิ์ลง

๘. พยาธิสภาพอันเนื่องจากไวรัส รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงภายในเซลล์และผิวเซลล์ การกลายเป็นเซลล์มะเร็ง สภาวะที่ ไซคลิก เอ เอ็ม พี (cyclic AMP) ต่ำก่อนที่เซลล์ปกติจะกลายเป็นเซลล์มะเร็ง เป็นต้น

อาการของโรคอันเนื่องจากไวรัส
คุณสมบัติที่สำคัญ
คุณสมบัติที่สำคัญของไวรัสมีดังนี้
1. ไวรัสมีกรดนิวคลีอิกเพียงชนิดเดียวเป็น DNA หรือ RNA (ยกเว้นบางชนิด)

2. ไวรัสมีขนาดเล็กมาก (20-300 nanometer) จนสามารถหลุดรอดผ่านเครื่องกรองที่ใช้กรองแบคทีเรียได้ ในสมัยก่อนเรียกไวรัสว่าเป็น filterable agents การดูรูปร่างของไวรัสต้องใช้กล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนจะใช้กล้องจุลทรรศน์ธรรมดาไม่ได้

3. ไวรัสมีการเพิ่มจำนวนเฉพาะในเซลล์ของสิ่งที่มีชีวิตเท่านั้นจึงจัดไวรัสเป็น obligate intracellular parasite และ กลไกของไวรัสในการเพิ่มจำนวนที่เรียกว่า replication ก็แตกต่างจากการเพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์ชนิดอื่นอย่างชัดเจน ทั้งนี้เพราะไวรัสมีโครงสร้างและส่วนประกอบแบบง่ายๆ ไม่มีเมตาโบลิซึมและ organell ต่างๆเช่นไรโบโซมหรือไมโตคอนเดรียของตัวเอง จำเป็นต้องอาศัยการทำงานจากเซลล์โฮสต์ทั้งสิ้น

4. ไวรัสไม่ถูกทำลายโดยยาปฏิชีวนะที่ใช้รักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรีย แต่มีสารอินเตอร์เฟียรอน (Interferon, IFN) และยาหรือสารเคมีที่ยับยั้งการเพิ่มจำนวนของไวรัสได้

5. การติดเชื้อไวรัสสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่างๆ บนเซลล์โฮสต์ เช่น ทำให้เซลล์ตาย, มีการรวมตัวของเซลล์, หรือทำให้เซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติ (transformation) กลายเป็นเซลล์มะเร็งได้

คุณสมบัติสำคัญทางชีววิทยาของไวรัส คือ

1. ไวรัสมีกรดนิวคลีอิค ซึ่งการสลับการเรียงตัวของนิวคลีโอไทด์ คือ รหัสพันธุกรรมอยู่ในสภาพของยีน ที่ควบคุมลักษณะทางกรรมพันธุ์

2. ไวรัสเพิ่มจำนวนได้ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น อาหารที่ใช้เพาะเลี้ยงแบคทีเรีย ใช้เพาะเลี้ยงไวรัสไม่ได้ นอกจากจะเพาะเลี้ยงในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

3. รหัสพันธุกรรมของไวรัสเมื่อผันแปร ไวรัสก็ผันแปรด้วยไวรัสที่ผันแปรแตกต่างไปจากไวรัสปกติอาจตรวจสอบได้โดยเลี้ยงกับเซลล์ต่าง ๆ และเปรียบเทียบไวรัสดูตรวจสอบคุณสมบัติต่าง ๆเช่น

1. คุณสมบัติทางฟิสิกส์ของไวรัส เช่น ความทนของไวรัสต่อรังสี ความทนของไวรัสต่ออุณหภูมิระดับต่าง ๆ

2. คุณสมบัติทางเคมีของไวรัส เช่นความทนของไวรัสต่อสารเคมี

3. คุณสมบัติทางชีววิทยาของไวรัส เช่น ความสามารถในการสังเคราะห์ไวรัสความสามารถของไวรัสในการทำลายเซลล์รุนแรงมากน้อยเพียงใด ความสามารถในการสังเคราะห์เอ็นไซม์ สังเคราะห์แอนติเจน ที่เฉพาะของไวรัส ยีนที่ควบคุมชนิดของเซลล์ที่ไวรัสจะเจริญ ยีนที่ทำให้เกิดการสลายเซลล์ที่ผันแปรจากเซลล์ปกติ::โดยเปรียบเทียบความสามารถของไวรัสที่จะแพร่พันธุ์ โดยตรวจสอบดูคุณสมบัติทางฟิสิกส์ ทางเคมีและทางชีววิทยาของไวรัสตามแบบดังกล่าวข้างต้น:ความรู้เรื่องไวรัสกับเซลล์นั้น ส่วนใหญ่จะได้จากการศึกษาไวรัสแบคทีเรีย กับแบคทีเรียชนิด อี. โคไล (E. coli) การที่มีการศึกษาไวรัสแบคทีเรียกับแบคทีเรีย อี. โคไล มาก เพราะแบคทีเรียชนิดนี้เป็นแบคทีเรียที่เราทราบคุณสมบัติทางชีววิทยาอย่างดี

โรคที่เกิดจากไวรัสแบ่งได้เป็น 3 แบบคือ

1. โรคที่มีอาการเฉียบพลัน เช่น ไข้หวัดใหญ่ ตาอักเสบ ไข้ทรพิษ หัด หัดเยอรมัน เป็นต้น เมื่อร่างกายติดเชื้อไวรัสร่างกายจะสร้างภูมิคุ้มกันขึ้นมาทำลายเชื้อไวรัส และร่างกายจะมีภูมิคุ้มกันต่อไวรัสชนิดนั้น เช่น ไวรัสที่ทำให้เกิดไข้ทรพิษ หัดและหัดเยอรมัน เป็นต้น แต่ถ้าเป็นการติดเชื้อที่เยื่อเมือก ภูมิคุ้มกันของร่างกายที่สร้างขึ้นจะอยู่ได้ไม่นาน ไม่สามารถป้องกันการกลับมาของโรคดังกล่าวได้อีก

2. โรคที่เป็นๆ หายๆ เช่น เริม งูสวัด เป็นการติดเชื้อไวรัส แล้วเชื้อไวรัสสามารถหลบอยู่ในเซลล์ประสาทและเยื่อเมือก เมื่อร่างกายอ่อนแอ ภูมิคุ้มกันจะอ่อนแอไปด้วยทำให้โรคดังกล่าวกลับมาเป็นได้อีก

3. โรคที่มีอาการเรื้อรัง เมื่อร่างกายติดเชื้อไวรัสแล้วระบบภูมิคุ้มกันไม่สามารถทำลายเชื้อไวรัสออกได้ ไวรัสจะเพิ่มทวีขึ้นจนกระทั่งทำลายอวัยวะต่างๆ ทำให้ระบบต่างๆ ในร่างกายสูญเสียหน้าที่ทำให้ไม่สามารถรักษาให้หายขาดได้ เช่น โรคเอดส์ โรคพิษสุนัขบ้า เป็นต้น สิ่งมีชีวิตที่เป็นสาเหตุของโรคพืช ได้แก่ ไวรัส (virus) ไมโคพลาสมา (mycoplasma or mycoplasmalike organism) แบคทีเรีย (bacteria) รา (fungi) ไส้เดือนฝอย (nematode) และพืชชั้นสูงที่เป็นปรสิต (higher plant parasites) ได้แก่ กาฝาก (mistletoes) และฝอยทอง (dodders

ไวรัสมีลักษณะสำคัญ 3 ประการ คือ
1. สามารถทำให้เกิดโรคและติดต่อได้ (transmissible)

2. สามารถเพิ่มจำนวนได้เฉพาะในพืชที่มีชีวิตเท่านั้น( reproduce only in vivo )

3. มีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ชนิดใช้แสงธรรมดา( light microscope )
การจัดจำแนก( classification ) โดยใช้ธรรมชาติของเชื้อยังไม่สามารถกระทำได้ เนื่องจากความรู้และข้อมูลที่สำคัญในเรื่องธรรมชาติของเชื้อไวรัสสาเหตุของโรคยังไม่สมบูรณ์พอ ดังนั้นการจัดจำแนกกลุ่มของไวรัสสาเหตุของโรคพืชจึงใช้ลักษณะอื่นๆ แทน

ลักษณะอาการของโรคพืชที่เกิดจากเชื้อไวรัส

ลักษณะอาการที่เกิดจากเชื้อไวรัสแบบทั่วไปทั้งต้นเรียกว่า systemic symptom เนื่องจากไวรัสแพร่กระจายไปทุกส่วนของพืช สำหรับลักษณะอาการแบบเฉพาะที่ เรียกว่า local symptom ลักษณะอาการทั่วไปของโรคพืชที่เกิดจากเชื้อไวรัสคือ การลดลงของขนาดพืช ส่วนยอดของพืชอาจไหม้และส่วนของใบอาจมีสีเหลืองซีดหรือเป็นจุดสีเหลืองซีดหรือจุดสีน้ำตาล หรือเป็นรอยจุดด่างเป็นดวงๆ( ring spot ) หรือเป็นรอยขีด( streak ) ใบพืชอาจจะเสียรูปร่างไปเพียงเล็กน้อย ใบเป็นคลื่น หรืออาจจะเสียรูปร่างไปจนไม่เหลือลักษณะเดิมอาการ มีหลายลักษณะแตกต่างกันไปตามชนิดของเชื้อไวรัสและชนิดของกล้วยไม้ บางทีเชื้อก็แฝงอยู่ในกล้วยไม้โดยไม่แสดงอาการออกมาให้เห็นก็ได้ อาการที่พบเห็นบ่อยๆได้แก่ความรุนแรงและลักษณะอาการของโรคที่เกิดจากเชื้อไวรัสชนิดหนึ่งจะผันแปรไปได้ด้วยปัจจัยต่างๆ เช่น ชนิดและอายุของพืช สภาพแวดล้อมก่อนเกิดการติดเชื้อ( infection ) และในระหว่างที่มีการพัฒนาของโรค และความผันแปรในตัวของเชื้อไวรัสเอง ความผันแปรในตัวเชื้อไวรัสชนิดใดชนิดหนึ่งสามารถตรวจสอบได้จากความแตกต่างในเรื่องของ ความสามารถในการก่อให้เกิดโรคกับพืชชนิดต่างๆ ลักษณะอาการของโรคที่เกิดขึ้นในต้นพืช และการถ่ายทอดเชื้อโรคโดยแมลงว่าเป็นแมลงชนิดใด ซึ่งความผันแปรนี้ก่อให้เกิดการแบ่งชนิดของไวรัสเป็น strain

การถ่ายทอดเชื้อไวรัส

การแพร่กระจายของเชื้อไวรัสเกิดได้ 4 ทางดังนี้
1. ทางเมล็ด แต่เกิดขึ้นได้ยากมาก อาจเป็นเพราะว่าขณะเกิดต้นอ่อนภายในเมล็ดนั้น เชื้อไวรัสไม่สามารถติดเข้าไปได้

2. ทางส่วนขยายพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศ ( vegetative organ ) เชื้อไวรัสสาเหตุของโรคพืชที่ก่อให้เกิดอาการแบบ systemic ทั้งหมด ถ่ายทอดเชื้อโรคได้ด้วยวิธีนี้

3. ทางการสัมผัส มักเกิดในกรณีที่มีเชื้อไวรัสในปริมาณความเข้มข้นสูง อาจเกิดโดยการเสียดสีของกิ่งของต้นที่อยู่ใกล้กันขณะที่มีลมพัด หรือการที่รากของต้นไม้มาแตะกันแล้วเชื้อผ่านเข้าทางรอยแผล หรือเกิดการเชื่อมกันของราก ( root grafting )

4. ทางตัวพาหะ( vector ) เป็นวิธีการถ่ายทอดเชื้อที่สำคัญที่สุด ตัวพาหะนี้ได้แก่ รา ไส้เดือนฝอย นก สัตว์ขนาดใหญ่ และแมลง ซึ่งแมลงจัดว่าเป็นตัวพาหะที่สำคัญที่สุด

1. ใบด่าง ตามแนวยาวของใบโดยมีสีเขียวอ่อนสลับสีเขียวเข้ม

2. ยอดบิด ช่วงข้อจะถี่สั้น การเจริญเติบโตน้อยลง แคระแกน

3. ช่อดอกสั้น กลีบดอกบิด มีเนื้อหนาแข็งกระด้าง ซึ่งบางครั้งจะมีสีซีดที่โคนกลีบดอก หรือมีลักษณะดอกด่าง และดอกมีขนาดเล็กลงแพร่ระบาดโดยมนุษย์เป็นส่วนมากโดยติดไปกับ มีด กรรไกร

โรดหูดปลาหรือโรคแสนปม

เป็นโรคที่พบเสมอในปลาทะเลเกิดจากเชื้อไวรัส โรดนี้อาจพบได้บ้าง ในปลาน้ำจืดบางชนิด อาการของโรคนี้ดือเกิดเป็นตุ่มสีขาวคล้ายหูดมีขนาดต่าง ๆ กัน มักจะพบตามบริเวณหลังและครีบหลังของปลา ตุ่มเหล่านี้มักอยู่รวมกันเป็นกระจุก ปลาที่พบว่าเป็นโรดนี้ได้แก่ ปลากะพงขาว ตะกรับ การปัองกันและะรักษา
โรดนี้เมื่อเป็นมากแล้วไม่อาจรักษาให้หายได้ ดังนั้นจึงควรแยกปลาที่ เป็นโรดออกให้หมดและทำลายเสีย ส่วนปลาที่ไม่เป็นโรดก็ควรจะย้ายไปไว้ใน บ่อใหม่และกักไว้ประมาณ 2 เดือน เพื่อให้แน่ใจว่าเชื้อโรคนั้นหมดไปแล้ว ส่วน บ่อปลาที่เกิดโรคนี้ระบาดต้องมีการถ่ายน้ำออกให้หมดพร้อมทั้งทำการฆ่าเชื้อ ด้วยปูนขาว หรือสารละลายด่างทับทิม

โรคฝีเม็ดใหญ่
เป็นโรคที่พบเสมอในพวกปลาตระกูลคาร์ฟที่เลี้ยงในบ่อ สาเหตุเชื่อกันว่า เกิดจากเชื้อไวรัส ลักษณะของโรคนี้คือจะเกิดเป็นตุ่มเล็ก ๆ สีขาวขุ่นคล้ายฝีใน ระยะแรก ต่อมาตุ่มนี้จะขยายใหญ่ขึ้นจนรวมกับตุ่มอื่นเป็นตุ่มขนาดใหญ่พบได้ทั่วตัว ตุ่มนี้จะโปนออกเหนือผิวหนังอย่างเห็นได้ชัด แต่โดยทั่วไปการเกิดโรคนี้ไม่ทำให้ไห ปลาได้รับอันตรายถึงตาย และอัตราการระบาดของโรคต่ำ
การปัองกันและะรักษา

โรคนี้อาจรักษาได้ง่ายโดยการดูแลเลี้ยงปลาให้อยู่ภายใต้สภาพแวดล้อม ที่เหมาะสม เช่น อยู่ในอุณหภูมิไม่สูงเกินไป น้ำสะอาดและมีปริมาณออกซิเจน อย่างเพียงพอ ถ้าเลี้ยงไว้ในบริเวณที่มีน้ำไหลจะช่วยให้ปลาหายโรคได้เร็วขึ้น
อีสุกอีใสหรือ chicken pox เกิดจากไวรัสในแฟมิลี herpesvirus family หลายคนสับสนเอาคำว่า herpes หรือไวรัสเริม ไปใช้แทนกลุ่มนี้ทั้งหมด จริง ๆ แล้วไวรัสในกลุ่มนี้มีเป็น 100 ชนิด และชนิดที่เด่น ๆ มี 3 ชนิดคือ herpes virus ทำให้เกิดเริมที่ปากและอวัยวะเพศ อีกชนิดคือ เอ็บสไตน์บาร์ไวรัส Ebstein Barr virus ซึ่งทำให้เกิดโรคที่เรียกว่า infectious mononucleosis และอีกกลุ่มคือ Varicella-zoster ไวรัสที่ทำให้เกิดอีกสุกอีใสและงูสวัด

ลักษณะการติดต่อของเชื้อเป็นอย่างไร

สิ่งที่น่าสนใจคือ เชื้อติดต่อง่ายมาก โดยเฉพาะกระจายในหน้าหนาว ร้อยละ80 ของผู้สัมผัสคนป่วยจะเป็น ถ้าไม่มีภูมิคุ้มกัน การติดต่อ จะเกิดจากลมหายใจ สารคัดหลั่ง น้ำลาย และการสัมผัสใกล้ชิด แต่ในหนังสือบอกว่า อาบน้ำว่ายน้ำด้วยกัน ไม่ติด?
สมัยก่อนเชื่อว่า เป็นโรคนี้แล้วจะไม่เป็นอีก ปัจจุบัน เราพบว่าภูมิจะอยู่ประมาณ 30-40 ปี และอาจเป็นใหม่ได้ ในคนที่หายจากการเป็น เชื้อจะยังไม่หมดไป และเชื้อที่ฝังตัวอยู่ในปมประสาทจะทำให้เรากลายเป็นงูสวัด( shingles) ในอนาคต

ระยะติดต่อและฟักตัว

สามารถติดต่อได้ตั้งแต่ 2 วันก่อนผื่นขึ้น และจนกระทั่งผื่นเริ่มแห้ง คือประมาณ 1 อาทิตย์หลังผื่นขึ้น ระยะฟักตัวประมาณ 10วัน ถึง 2 อาทิตย์
ถ้าเด็กสัมผัสคนเป็นโรคแล้วฉีดวัคซีนทันไหม
ไม่ทัน ต้องใช้ยาอีกตัว
ถึงไม่ทัน ถ้าเด็กของเราแข็งแรง ไม่มีปัญหา เพราะการเป็นในเด็ก แข็งแรง โอกาสเกิดโรคแทรกไม่มาก เพียงดูแลให้ถูกต้อง ป้องกันการไปติดคนอื่น ภูมิที่เขาได้ จะดีกว่าภูมิที่เกิดจากการฉีดวัคซีน
อาการและการรักษา

หลังได้รับเชื้อ ก่อนออกผื่นสองวัน เด็กอาจมีปวดเมื่อย ไข้ต่ำ ๆ ปวดหัว ปวดท้อง
ผื่นจะเริ่มเป็นเม็ดเล็ก พองออกเหมือนตุ่มน้ำ เริ่มจากท้อง และหน้า กระจายออกตามแขนขาและจะเป็นที่ปาก หรืออวัยวะเพศได้ ต่อมาจะแตกและแห้ง
ผื่นของอีสุกอีใสมีลักษณะเฉพาะคือ พบได้ทุกระยะในคนคนเดียวกัน
เด็กโต อาการไข้และออกผื่นจะเป็นมากกว่าเด็กเล็ก
การรักษา รักษาตามอาการ เช่นไข้ เช็ดตัว กินยาลดไข้พาราเซทามอล ยาแก้เสียดท้อง และป้องกันไม่ให้เด็กเกา บางครั้งอาจต้องใช้ยาทาป้องกันแบคทีเรีย หรือกินป้องกัน จำไว้ว่า ถ้าแผลไม่ลึก ไม่มีแบคทีเรียแทรก ไม่เป็นแผลเป็น โรคนี้หายเอง
ภาวะแทรกซ้อน และข้อห้ามปฏิบัติ

ข้อห้ามปฏิบัติที่สำคัญยิ่ง ในการติดเชื้อไวรัสในกลุ่มนี้ คือการรับประทานยาแอสไพริน ซึ่งจะทำให้เกิดกลุ่มอาการ ราย (rye's syndrome)มีอาการตับวายและเสียชีวิต ดังที่เคยเกิดคดีฟ้องร้องกันมาแล้ว
ภาวะแทรกซ้อนที่สำคัญคือ สมองอักเสบ(encephalitis)และปอดอักเสบ(pneumonia)โดยเฉพาะเด็กโต ถ้าเด็กปวดหัวคอแข็ง อาเจียนมาก หรือไอมากไข้สูง พบแพทย์ทันที
การติดเชื้อในหญิงตั้งครรภ์และผู้มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง
ทั้งหญิงตั้งครรภ์และผู้มีปัญหาภูมิคุ้มกัน ถ้าไม่เคยเป็นมาก่อน ให้หลีกเลี่ยงการสัมผัสคนเป็น เพราะการติดเชื้อครั้งแรกในคนตั้งครรภ์ จะทำให้เด็ก เป็นโรคแทรกซ้อนและพิการได้ โดยเฉพาะในคนที่อายุครรภ์น้อยกว่า 20 สัปดาห์ (บาง รพ. ถึงกับแนะนำว่า แม่สมัยใหม่ ที่เกิดมายุคปัจจุบัน ยังไม่เคยเป็นอีสุกอีใส ให้ฉีดวัคซีน 2 เข็มก่อนมีลูก)เช่นเดียวกับผู้เป็นเอดส์ ก็ต้องระมัดระวัง เพราะถ้าเป็น มีโอกาสโรคแทรกมาก
ในกรณีที่แม่เป็นก่อนเด็กจะคลอด2-5วัน จะเสี่ยงทำให้เด็กถึงชีวิตได้ เพราะแม่จะส่งเชื้อให้ลูก แต่ส่งแอนติบอดี้ที่เป็นภูมิให้ไม่ทัน เด็กต้องได้รับภูมิชนิดสังเคราะห์ทันที
ในกรณีแม่เคยเป็นหรือเคยฉีดวัคซีน แล้วเป็นอีกตอนตั้งครรภ์ มักไม่เสี่ยงต่อการพิการของเด็ก( กรณีนี้คือกรณีของเมืองไทยและคนไทยส่วนใหญ่) แต่ไม่ 100%ว่าจะปลอดภัย
จะติดอีสุกอีใสจากคนที่เป็นงูสวัดได้หรือไม่
คำตอบคือ ได้ครับ สามารถเป็นอีสุกอีใสได้
แต่การติดงูสวัด ไม่ทำให้เกิดงูสวัดในตอนนั้น เพราะงูสวัด คือการที่เชื้ออีสุกอีใสในปมประสาท เกิดเจริญขึ้นมา ในกรณีที่เรามีความเครียด หรืออ่อนแอลง

วัคซีนมีประโยชน์คุ้มไหม ให้อย่างไร

ถ้าถามในอนาคต ผมว่าคุ้ม เพราะต่อไป การติดเชื้อในธรรมชาติจะน้อยลง และการเป็นในตอนผู้ใหญ่ เสี่ยงต่อภาวะแทรกซ้อน และเสียงานการ และในคนจะตั้งครรภ์ ก็เป็นเรื่องสำคัญ
ในประเทศพัฒนา ให้เป็นมาตรฐาน ในเด็ก อายุ12-18 เดือน ถ้าเด็กอายุน้อยกว่า 12 ให้เข็มเดียว ในผู้ใหญ่ หรืออายุมากกว่า 12 ให้สองเข็ม ห่างกัน 1 เดือน ป้องกันได้ 85%
แล้วคนที่เพิ่งรับเชื้อแต่คิดว่าตัวเองไม่มีภูมิ แต่ไม่อยากเป็นทำอย่างไร
มียาป้องกันอีกตัว คือ VZIG หรือ Varicella Zoster Immunoglobulin จะให้ในคนที่ไปรับเชื้อแต่เสี่ยงต่อการเกิดโรครุนแรง เช่น มารดาตั้งครรภ์ คนเป็นมะเร็ง ภูมิคุ้มกันอ่อน หรือเด็กที่ติดเชื้อจากแม่
เป็นอีสุกอีใสแล้วโอกาสเป็นงูสวัดในตอนโตกี่%
10-20%
มียารักษาโรคในกลุ่มนี้ไหม
โรคใน กลุ่ม varizella, zoster,herpes เช่นงูสวัด อีสุกอีใส เริม มียา ปัจจุบันมีหลายตัว เช่น zovirax , famcyclovir ,etc มีทั้งรับประทาน ฉีดเข้าเส้น และทา ข้อสำคัญคือ ให้ภายใน24 ชมหลังผื่นเริ่ม จึงเป็นประโยชน์ แต่ในบางกรณีเช่น คนไข้เป็น เอดส์ ก็อาจต้องให้ต่อเนื่องเป็นสัปดาห์ และอาจให้ภายหลังจาก 24 ชม แต่เชื้อยังกระจายต่อก็ได้
การป้องกันกำจัด

1. ปรับสภาพโรคเรือนให้โปร่ง อากาศถ่ายเทได้สะดวก

2. แยกต้นที่เป็นไปเผาทำลายทั้งต้น

3. อย่านำต้นที่เป็นไวรัสไปทำการขยายพันธุ์โดยเด็ดขาด

4. ทำความสะอาดเครื่องมือเครื่องใช้ทุกครั้งที่มีการตัดแยกหน่อหรือดอก โดยจุ่มในแอลกอฮอล์แล้วลนไฟ5. บำรุงกล้วยไม้ให้แข็งแรงอยู่เสมอ

ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ (Tissue Culture)

การเพาะเลี้ยง Virus
Virus เป็น Parasite ที่เพิ่มจำนวนได้เมื่ออยู่ใน cell ที่มีชีวิตเท่านั้น สิ่งมีชีวิตที่ virus เข้าไปเพิ่มจำนวนได้เรียกว่า Host

Host แบ่งเป็น 3 ชนิด

1. เซลล์เพาะเลี้ยง (Cell Culture)
2. ไข่ฟัก (Embryonated egg)
3. สัตว์ทดลอง (Experimental animal)

Cell เพาะเลี้ยง อาจแบ่งตามวิธีการเลี้ยงได้เป็น 3 ชนิด คือ

1. monolayer cell culture cell เรียงตัวเกาะบนผิวภาชนะที่ใช้เพาะเลี้ยง
2. suspension cell cell ลอยตัวอยู่ในน้ำเลี้ยง cell
3. microcarrier cell cell เกาะติดเรียงตัวบนผิวของเม็ดพลาสติกที่เป็น suspension อยู่ในน้ำเลี้ยง cell

วิธีการเพาะเลี้ยง cell

การเพาะเลี้ยง cell ครั้งแรก (Primary passage) จะต้องได้ cell มาจากอวัยวะของคนหรือสัตว์ นำอวัยวะนั้นมาล้างด้วย PBS เลือกตัดเอาเฉพาะส่วนที่ต้องการหั่นซอยออกเป็นชิ้นเล็กแล้วย่อย cell แต่ละ cell ให้หลุดจากชิ้นเนื้อโดยใช้น้ำยาที่มี Enzyme Trypsin ในเวลาที่พอเหมาะ แยก cell จากน้ำยา Trypsin โดยการปั่น นำ cell มาผสมกับน้ำยาที่เป็นอาหารเลี้ยง cell ระยะเจริญเติบโต (growth media) นำ cell ที่ผสมนี้ไปนับปรับให้จำนวนพอดี แล้วใส่ลงในหลอดอาหารหรือใส่ขวด วางอบที่ 37oC ปล่อยให้ cell เจริญเติบโตจนเกาะที่ผิวแก้ว โดยทั่วไป cell ปกติจะเจริญชั้นเดียว (monolayer) ไม่งอกซ้อนกัน เมื่อ cell เจริญเต็มที่นำไปใช้ต่อไป โดยใช้น้ำยาล้าง cell ที่หลุดตายหรือไม่เกาะเกาะติดผิวแก้ว แล้วเปลี่ยนเป็นน้ำยาเลี้ยง cell ระยะยาว (maintenance media) จากนี้จึงใส่ตัวอย่างตรวจหรือใช้เชื้อ Virus ลงในหลอด cell
หลังจากการเพาะเลี้ยง cell ได้ระยะเวลาหนึ่ง cell แต่ละชนิดจะแสดงคุณสมบัติและความสามารถในการแบ่งตัวไม่เหมือนกันจึงแบ่ง cell เพาะเลี้ยงเป็น 3 ชนิด

1. Primary cell culture มี Contact inhibition และมีคุณสมบัติชนิด anchorage dependence cell เพาะเลี้ยงที่ย่อยมาจากอวัยวะของคนหรือสัตว์โดยตรง ยังมีคุณสมบัติเป็น cell ปกติมีโครโมโซมเป็นคู่เช่น
- Primary monkey kidney cell เหมาะสำหรับแยกเชื้อ Entero (Polio, Coxsadeic A บาง type, Cox B – 6 และ Echo บาง type) Reovirus, Influenza, Parainfluenza, Measles, Mump, Rhino virus บาง type
- Primary human embryonic kidney cell เหมาะสำหรับแยกเชื้อ Adeno, Measles, Rhino virus บาง type, HSV

2. Semicontinuous cell line (cell strain) หรือ Diploid cell line cell เพาะเลี้ยงบางสายพันธ์ได้มาจาก Primary cell culture และเมื่อนำมาเลี้ยงต่อเนื่องประมาณ 20 – 50 ครั้ง cell จะหยุดการเพิ่มจำนวน cell พวกนี้ส่วนใหญ่ยังมีคุณสมบัติเป็น cell ปกติ มีจำนวนโครโมโซมเป็นคู่เช่น
- Human embryonic lung fibroblast (HEL) เหมาะสำหรับแยกเชื้อ CMV, VZV, HSV, เหมาะในการผลิตวัคซีน เพราะ รู้จำนวนโครโมโซม รู้ว่าไม่ก่อมะเร็งและไม่มี virus แอบแฝง

3. Continuous cell line มีลักษณะเปลี่ยนแปลงไปจาก Host เดิมทั้งรูปร่างและคุณสมบัติทางชีวเคมี cell เพาะเลี้ยงที่สามารถเพาะเลี้ยงต่อไปได้เรื้อย ๆ cell พวกนี้มักมีกำเนิดจาก cell มะเร็งของคนหรืออาจได้มาจากอวัยวะของสัตว์ จำนวนโครโมโซมไม่แน่นอน อาจมีคุณสมบัติก่อมะเร็งเช่น
- Hela cell ได้มาจาก Human cervical (heteroploid) carcinoma เหมาะสำหรับแยกเชื้อ Adeno Entero บางตัว
- BHK – 21 cell มีกำเนิดจากไตของแอมสตอร์ (baby hamster kidney cell)
- KB ได้มาจาก Human oral carcinoma เหมาะสำหรับหารแยกเชื้อ Entero, Adino
- Vero ได้มาจาก African green monkey kidney cell เหมาะสำหรับหารแยกเชื้อ HSV, Measles, Polio
ข้อดีของ Continuous คือเพาะเลี้ยงง่าย ขยายพันธุ์ได้หลายร้อยครั้ง เหมาะสำหรับใช้ในการบริการประจำวัน
ข้อเสีย มีคุณสมบัติผิดไปจาก cell ดั้งเดิมมาก ทำให้ความไวในการแยกเชื้อน้อยลงและเนื่องจากมีโครโมโซมเป็น heteroploid หรือกำเนิดจาก cell มะเร็ง จึงไม่นิยมมาทำวัคซีน ทั้งนี้ยกเว้น Vero cell ใน passage ซึ่งไม่สูงนัก ซึ่งนำมาเตรียม rabies vaccine ที่ใช้ในคน

ประโยชน์ของ cell เพาะเลี้ยง

1. ใช้เพาะเลี้ยงแยกเชื้อ virus จากตัวอย่างในการวินิจฉัยโรค
2. ใช้เพาะเลี้ยง virus เพื่อเตรียมวัคซีน
3. ใช้เตรียม Ag สำหรับการทดสอบหา Ab
4. ใช้ในงานวิจัยอื่น ๆ เช่น ศึกษาขบวนการทางชีวเคมี พยาธิกำเนิดของ virus ฤทธิ์ของยาต้าน Virus

ข้อดีของ (1) คือยังคงมีลักษณะรูปร่าง โครโมโซม และคุณสมบัติอื่นๆ เหมือนกับ Host ที่ทำให้กำเนิด ทำให้มีความไวสูงในการแยกเชื้อไวรัส
ข้อเสีย หลังจาก subculture ได้ไม่กี่ครั้ง cell มักจะตาย ต้องเริ่มจากอวัยวะใหม่อีก สิ้นเปลือง ถ้าอวัยวะที่นำมาติดเชื้อแอบแฝง อาจทำให้การวินิจฉัยโรคผิดพลาดวัคซีนจะปนเปื้อน
การตรวจหาไวรัสใน cell เพาะเลี้ยง
เมื่อหยดเชื้อไวรัสหรือตัวอย่างตรวจที่สงสัยว่ามีเชื้อไวรัสลงใน cell เพาะเลี้ยง นำไป incubate ไว้ช่วงเวลาหนึ่ง แล้วจึงตรวจสอบว่า cell เพาะเลื้ยงติดเชื้อไวรัสที่หยอดลงไปหรือไม่
- ดูการเกิด CPE ลักษณะที่เปลี่ยนแปลงค่อนข้างจำเพาะสำหรับไวรัสแต่ละตัวหรือแต่ละ Family ÷ cell ติดเชื้อมีรูปร่างกลม พอง วาวแสง การติดเชื้อเริ่มด้วยกลุ่ม cell เป็นหย่อม อาจพบ multinucleated giant cell ขนาดไม่ใหญ่นัก เป็นลักษณะของการติดเชื้อ HSV
- ดูการเกิด plaque มีลักษณะเป็นจุดใส ไม่ติดสี vital stain จุด plaque เกิดจากกลุ่ม cell ติดเชื้อที่ตายอยู่ท่ามกลาง cell monolayer ซึ่งยังมีชีวิตอยู่และย้อมติดสี

สมาชิกในกลุ่ม

ชั้นม.6/2