ดีเอ็นเอของจุลชีพยุคโบราณ ช่วยรักษาโรคสมัยใหม่ได้อย่างไร

เมื่อช่วงศตวรรษที่ 16 ในดินแดนที่เรียกกันว่า “ประเทศเม็กซิโก” ในปัจจุบัน เกิดเหตุที่จำนวนประชากรในท้องถิ่นลดลงฮวบฮาบอย่างรวดเร็ว เนื่องจากเกิดโรคระบาดร้ายแรง หลังชาวยุโรปเข้ารุกรานและยึดครองดินแดนแห่งนี้เป็นอาณานิคมของตน ส่งผลให้มีคนพื้นเมืองล้มตายไปหลายล้านคน

ก่อนหน้านี้นักประวัติศาสตร์เชื่อกันว่า ชาวยุโรปคือผู้นำต้นตอของโรคระบาดมาแพร่ให้กับชาวพื้นเมือง แต่ก็ยังไม่ทราบอย่างชัดเจนว่าเชื้อโรคร้ายนั้นคือเชื้ออะไรกันแน่

ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์สามารถสกัดสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอของเชื้อไวรัสชนิดหนึ่งได้ โดยนำมาจากฟันของศพผู้เสียชีวิตในเหตุโรคระบาดดังกล่าว ซึ่งศพเหล่านี้ถูกฝังอยู่ใต้จุดที่เป็นโรงพยาบาลในยุคอาณานิคมและใต้โบสถ์บางแห่งของรัฐนิวเม็กซิโก

ผลวิเคราะห์ดีเอ็นเอของจุลชีพก่อโรคดังกล่าวชี้ว่า คนพื้นเมืองเหล่านี้ติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี และเชื้อพาร์โวไวรัส บี19 ซึ่งเป็นชนิดที่ติดต่อในคนได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าประหลาดใจก็คือเชื้อโรคเหล่านี้ไม่ได้มีต้นกำเนิดในยุโรป แต่น่าจะมาจากทวีปแอฟริกามากกว่า

ผศ.ดร.มาเรีย ซี. อาวิลลา อาร์กอส นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการนานาชาติเพื่อการวิจัยจีโนมมนุษย์ ประจำมหาวิทยาลัยแห่งชาติ UNAM ของเม็กซิโก บอกว่าเชื้อไวรัสทั้งสองชนิดมีต้นกำเนิดจากแอฟริกา และร่างของคนพื้นเมืองโบราณที่ติดเชื้อดังกล่าว ยังมีเชื้อสายแอฟริกันอยู่ในตัวอีกด้วย

“ตอนนั้นชาวยุโรปลักพาตัวคนแอฟริกันและบังคับให้เป็นทาส โดยพามายังทวีปอเมริกาในเรือที่มีสภาพความเป็นอยู่แออัดและไม่ถูกสุขอนามัยอย่างยิ่ง ทำให้เกิดโรคระบาดได้ง่าย” ผศ.ดร.อาร์กอส กล่าวอธิบาย “เมื่อเรือมาถึงอาณานิคมของชาวยุโรปในอเมริกากลาง คนพื้นเมืองที่นั่นซึ่งไม่เคยสัมผัสกับเชื้อโรคจากต่างแดนมาก่อน ต้องล้มตายเป็นเบือเพราะไม่มีภูมิคุ้มกันโรคในตัวเลย”

ฉีกตำราประวัติศาสตร์

นี่คือการค้นพบล่าสุดของวงการบรรพจุลชีววิทยา (paleomicrobiology) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สกัดเอาชิ้นส่วนดีเอ็นเอของจุลชีพชนิดต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นไวรัสหรือแบคทีเรีย จากร่างมัมมี่หรือโครงกระดูกของคนโบราณที่เก่าแก่หลายร้อยหรือหลายพันปี โดยชิ้นส่วนดีเอ็นเอเหล่านี้เมื่อถูกประกอบสร้างขึ้นใหม่ให้มีสภาพสมบูรณ์แล้ว จะสามารถบอกได้ว่าคนผู้นั้นเสียชีวิตด้วยสาเหตุใด และป่วยเป็นโรคอะไรบ้างเมื่อยังมีชีวิตอยู่

เทคนิควิธีนี้ช่วยให้เราเข้าใจความเป็นมาในอดีตของมนุษยชาติได้ดีขึ้น จนบางครั้งถึงกับต้องมีการฉีกตำราประวัติศาสตร์ เพื่อเขียนใหม่ให้ถูกต้องตามหลักฐานเชิงประจักษ์ที่ได้จากดีเอ็นเอของจุลชีพเหล่านี้

ตัวอย่างหนึ่งที่รู้จักกันดีคือโรคไข้ทรพิษหรือฝีดาษ (smallpox) จากเชื้อไวรัสวาริโอลา ซึ่งทำให้มีผู้เสียชีวิตไปถึง 300 ล้านคนทั่วโลกในช่วงศตวรรษที่ 20 แหล่งที่มาของเชื้อนี้ไม่ปรากฏแน่ชัด แม้จะมีหลักฐานในบันทึกประวัติศาสตร์ว่าโรคไข้ทรพิษมีมานานตั้งแต่ช่วงหมื่นปีก่อนคริสตกาล และมีการสกัดดีเอ็นเอของเชื้อได้จากศพยุคศตวรรษที่ 17 ซึ่งเป็นร่างมัมมี่ที่พบในประเทศลิทัวเนียก็ตาม

จนกระทั่งปี 2020 บาร์บารา มูห์เลอมานน์ นักศึกษาวิจัยระดับปริญญาเอกของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สามารถสกัดดีเอ็นเอของไวรัสวาริโอลาได้จากฟันของโครงกระดูกชาวไวกิง ซึ่งมีอายุเก่าแก่ประมาณศตวรรษที่ 6 โดยพบร่องรอยของเชื้อไข้ทรพิษได้ทั่วไปในศพชาวไวกิงยุคโบราณ ทั้งที่ฝังในนอร์เวย์ สวีเดน เดนมาร์ก รัสเซีย และสหราชอาณาจักร ซึ่งช่วยไขความกระจ่างว่า ชาวไวกิงที่เดินทางไปทั่วยุโรปและภูมิภาคอื่น ๆ ของโลก คือผู้ที่นำเชื้อไข้ทรพิษไปแพร่ให้กับผู้คนจำนวนมหาศาลเมื่อกว่าพันปีก่อน

ส่วนต้นกำเนิดของกาฬโรค (plague) ที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย Y.pestis นั้น ผลการศึกษาเมื่อปี 2015 ซึ่งวิเคราะห์โครงกระดูกของคนโบราณ 101 ร่าง ชี้ว่ามีการระบาดของเชื้อนี้ในมนุษย์ ก่อนที่ประวัติศาสตร์จะบันทึกเหตุกาฬโรคระบาดเป็นครั้งแรกถึง 3,000 ปีเลยทีเดียว โดยในจำนวนนี้มีโครงกระดูกติดเชื้อกาฬโรค 7 ร่าง ที่มีอายุเก่าแก่ถึง 5,783 ปี

แม้กาฬโรคในยุคปัจจุบันจะแพร่ระบาดผ่านหนู โดยมีหมัดที่เป็นพาหะของเชื้อ Y.pestis เกาะติดตัวของมันอยู่ แต่นักวิทยาศาสตร์พบว่าเชื้อดังกล่าวในยุคโบราณช่วง 1,000 ปีก่อนคริสตกาล ยังไม่มีการกลายพันธุ์จนสามารถติดต่อผ่านตัวหมัดในหนูได้

กาฬโรคยุคโบราณสามารถติดต่อผ่านการสัมผัสจากคนสู่คนโดยตรง ซึ่งจะทำให้เกิดกาฬโรคแบบไม่ร้ายแรง โดยผู้ป่วยจะมีเพียงอาการปอดอักเสบและมีการแพร่ระบาดของโรคได้ช้า อย่างไรก็ตาม เมื่อเชื้อเกิดการกลายพันธุ์จนสามารถติดไปยังหมัดหนู กาฬโรคเริ่มมีอาการรุนแรงและแพร่ระบาดได้รวดเร็วขึ้นมาก จนกลายเป็นการระบาดใหญ่ของกาฬโรคต่อมน้ำเหลือง (bubonic plague) ที่คร่าชีวิตชาวยุโรปไปครึ่งหนึ่งในช่วงศตวรรษที่ 14

การตรวจสอบดีเอ็นเอของจุลชีพในศพคนโบราณ ยังช่วยไขความกระจ่างเกี่ยวกับโรคซิฟิลิส ซึ่งเดิมเชื่อกันว่าคริสโตเฟอร์ โคลัมบัส นักสำรวจผู้เดินทางไปถึงทวีปอเมริกา ได้นำโรคติดต่อทางเพศสัมพันธ์นี้กลับมาจากโลกใหม่ ทำให้เกิดการแพร่ระบาดของซิฟิลิสขึ้นครั้งแรกในยุโรปที่อิตาลี เมื่อปี 1495

อย่างไรก็ตาม สมมติฐานเรื่องที่มาของซิฟิลิสนี้กำลังถูกท้าทายอย่างหนัก เพราะในปี 2020 ศ.เวเรนา ชูเอเนมานน์ นักวิทยาศาสตร์โบราณคดีประจำมหาวิทยาลัยเบเซิลและมหาวิทยาลัยซูริกของสวิตเซอร์แลนด์ ได้นำทีมวิจัยวิเคราะห์ดีเอ็นเอของจุลชีพที่พบในศพของชาวยุโรปโบราณ 9 ร่าง ซึ่งล้วนเป็นโครงกระดูกที่มีร่องรอยของโรคซิฟิลิสปรากฏอยู่ จนพบสารพันธุกรรมของเชื้อแบคทีเรีย Treponema pallidum ที่ก่อโรคซิฟิลิสถึง 3 สายพันธุ์ด้วยกัน ทั้งยังพบดีเอ็นเอของเชื้อคุดทะราด (yaws) ซึ่งปัจจุบันพบแต่ในเขตร้อนเท่านั้น

ผลการค้นพบดังกล่าวชี้ชัดว่า โรคซิฟิลิสมีมานานในยุโรปอย่างน้อยตั้งแต่ช่วงต้นศตวรรษที่ 15 ซึ่งเป็นช่วงก่อนที่โคลัมบัสจะเดินทางกลับจากการสำรวจโลกใหม่ในทวีปอเมริกาเสียอีก ผลคำนวณอัตราการกลายพันธุ์ของเชื้อยังบ่งชี้ว่า ต้นกำเนิดของซิฟิลิสในยุโรปมีอยู่ก่อนหน้านั้นนานแล้ว และอาจแพร่ระบาดออกไปผ่านการเดินทางติดต่อค้าขายระหว่างภูมิภาคได้เช่นเดียวกับไข้ทรพิษ กาฬโรค หรือโรคเรื้อน

ศ.ชูเอเนมานน์ยังบอกว่า “มีความเป็นไปได้สูงว่าโรคระบาดต่าง ๆ เริ่มเกิดขึ้น เมื่อมนุษย์เปลี่ยนวิถีการหาเลี้ยงชีพจากการล่าสัตว์และเก็บของป่า มาเป็นการตั้งถิ่นฐานทำการเกษตรและสร้างชุมชนที่เป็นหลักแหล่งขึ้นเมื่อราว 12,000 ปีก่อน เพราะการที่มีคนมาอยู่รวมกันมาก ๆ คือปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดโรคระบาดได้”

สืบหาเบาะแสจากฟันของศพ

คราบจุลินทรีย์หรือคราบ “พลัก” (plaque) ที่เกาะติดแน่นอยู่กับฟัน คือแหล่งรวมข้อมูลทางพันธุกรรมชั้นดีของจุลชีพในตัวเรา เพราะคราบเหล่านี้จะจับเอาเชื้อโรคต่าง ๆ ในช่องปากผนึกเอาไว้ และกลายเป็นคราบแข็งขึ้นเรื่อย ๆ จากการสะสมตัวของแร่ธาตุ จนสามารถเก็บรักษาดีเอ็นเอของจุลชีพที่มีอายุนับพันปีเอาไว้ได้

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ นำโดยดร. เอมานูเอลา คริสเตียนี จากมหาวิทยาลัยซาเปียนซาในกรุงโรมของอิตาลี ได้วิเคราะห์คราบหินปูนบนฟันที่มาจากศพของคนยุคกลาง ซึ่งขุดได้จากสถานที่สำคัญทางศาสนาในอังกฤษและฝรั่งเศส จนพบร่องรอยของขิงที่ใช้ในตำรับยายุคโบราณ เพื่อรักษาอาการปวดท้องที่เกิดจากโรคเรื้อน

นอกจากนี้ยังพบร่องรอยของปรอทที่ใช้รักษาบาดแผลและผิวหนังที่เน่าเปื่อย รวมทั้งใช้ทาบรรเทาความเจ็บปวดตามผิวหนังที่เป็นโรคเรื้อนอีกด้วย ซึ่งแสดงว่าคนในยุคกลางมีความพยายามที่จะดูแลพยาบาลผู้ป่วยโรคระบาดโดยไม่ทอดทิ้ง

วิธีใหม่ช่วยวินิจฉัยโรคหัวใจและอัลไซเมอร์

นอกจากการตรวจสอบดีเอ็นเอของเชื้อไวรัสและแบคทีเรีย ซึ่งทำให้ทราบถึงโรคระบาดในยุคโบราณแล้ว คราบจุลินทรีย์บนฟันของคนเรายังสามารถบ่งบอกถึงสภาพของจุลชีวนิเวศ (microbiome) หรือการดำรงอยู่ร่วมกันของจุลชีพในช่องปากที่ส่งผลต่อสุขภาพโดยรวมของมนุษย์ได้ด้วย โดยมีแนวโน้มว่าข้อมูลนี้จะสามารถบ่งชี้ถึงโรคไม่ติดต่อ (NCDs) ในหมู่คนโบราณ อย่างเช่นโรคหัวใจ โรคเบาหวาน โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ หรือแม้แต่โรคสมองเสื่อมอัลไซเมอร์ให้เราทราบได้

ดร.อบิเกล แกนซ์ นักมานุษยวิทยาชีวภาพ (biological anthropologist) จากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตตของสหรัฐฯ บอกว่ามีงานวิจัยมากมายที่พิสูจน์แล้วว่า สุขภาพของช่องปากและสภาพของจุลชีวนิเวศในช่องปาก มีความเชื่อมโยงเกี่ยวข้องกับโรคไม่ติดต่อเหล่านี้เป็นอย่างมาก และเราสามารถใช้ข้อมูลพันธุกรรมจากคราบจุลินทรีย์ที่พบในฟันของศพคนโบราณ มาไขความกระจ่างเกี่ยวกับโรคไม่ติดต่อในยุคหลายร้อยหรือหลายพันปีก่อนได้

แม้โรคไม่ติดต่อส่วนใหญ่จะเกิดจากวิถีการดำรงชีวิตแบบสมัยใหม่ แต่มีหลักฐานทางประวัติศาสตร์บ่งชี้ว่า คนโบราณก็ป่วยเป็นโรคเหล่านี้ด้วยเหมือนกัน แม้จะพบได้ไม่มากเท่ากับคนยุคปัจจุบันก็ตาม ตัวอย่างเช่นจารึกอียิปต์โบราณยุคแรก ๆ มีการระบุถึงโรคที่ดูคล้ายกับเบาหวานเป็นอย่างมาก เพราะคนไข้ที่จารึกกล่าวถึงมีปัสสาวะเป็นกลิ่นน้ำตาล คล้ายกับกลิ่นของผลไม้หรือขนมหวาน

ปัจจุบัน ดร.แกนซ์กำลังดำเนินโครงการศึกษาโรคไม่ติดต่อในยุคโบราณ โดยเบื้องต้นได้วิเคราะห์ศพของชาวอังกฤษจากยุคกลางถึงยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม 192 ร่าง โดยถอดรหัสพันธุกรรมของจุลชีพจากเคลือบฟัน แล้วพิจารณาร่วมกับรอยโรคที่ปรากฏตามกระดูกชิ้นต่าง ๆ ไปด้วย ตัวอย่างเช่นโพรงหรือรอยแผลในเนื้อฟัน อาจบ่งบอกว่าคนผู้นั้นเป็นโรคปริทันต์ หรือโรคบางชนิดก็ทำให้กระดูกมีรูปทรงบิดเบี้ยวผิดแปลกไปได้

มีหลักฐานที่ทำให้เชื่อได้ว่า การเปลี่ยนผ่านของยุคสมัยครั้งสำคัญเช่นการปฏิวัติเกษตรกรรมหรืออุตสาหกรรม ส่งผลสำคัญอย่างยิ่งต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยการเกิดโรคไม่ติดต่อเรื้อรังอย่างเช่นโรคอ้วนหรือข้ออักเสบรูมาตอยด์ ล้วนมีความเกี่ยวข้องกับวิถีชีวิตของมนุษย์ในแต่ละยุคสมัย เช่นการเปลี่ยนผ่านจากสังคมบรรพกาลที่ล่าสัตว์และหาเก็บของป่าเลี้ยงชีพตามมีตามเกิด มาเป็นสังคมเกษตรกรรมที่มีการผลิตและสะสมอาหารปริมาณมาก ได้ทำให้สุขภาพของมนุษย์เสื่อมโทรมลง โดยนักวิทยาศาสตร์ทราบถึงเรื่องนี้ได้จากการศึกษาความเปลี่ยนแปลงของจุลชีวนิเวศในช่องปากคนโบราณ

“เราสามารถทราบถึงความเปลี่ยนแปลงดังกล่าวได้จากกระดูกด้วย เนื่องจากมันเป็นอวัยวะที่มีชีวิต ซึ่งจะเกิดการแปรรูปทรงและลักษณะของผิวไปได้ในแต่ละช่วงวัยของคนเรา ซึ่งจะบ่งบอกได้ว่าคนผู้นั้นเคยประสบภาวะเครียดรุนแรง หรือเกิดการอักเสบในร่างกายขึ้นบ้างหรือไม่” ดร.แกนซ์ กล่าว

ดร.ลอรา เวย์ริช จากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตตของสหรัฐฯ บอกว่าเราสามารถใช้ความรู้เกี่ยวกับสุขภาพของคนโบราณในยุคต่าง ๆ มาปรับปรุงการแพทย์แผนปัจจุบันและค้นหาวิธีรักษาโรคของคนสมัยใหม่ได้ เช่นการปลูกถ่ายจุลินทรีย์ในลำไส้ เพื่อให้มีสภาพของจุลชีวนิเวศเหมือนกับของผู้คนในยุคที่มนุษย์ยังมีสุขภาพดี ซึ่งอาจช่วยรักษาโรคเบาหวานหรืออัลไซเมอร์ได้ รวมทั้งการรักษาจุลชีพในช่องปากให้มีแต่ชนิดที่มีประโยชน์ จนในอนาคตคนเราอาจไม่ต้องแปรงฟันเพื่อขจัดจุลินทรีย์ที่ทำให้ฟันผุกันอีกต่อไป