โรคฉี่หนูหรือเลปโตสไปโรซีส (leptospirosis) มีสาเหตุมาจากการติดเชื้อแบคทีเรียชื่อ Leptospira spp. ซึ่งโรคนี้ถูกจัดว่าเป็นโรคที่กลับมาเป็นปัญหาใหม่ (re-emerging infectious disease) ของประเทศไทยและประเทศอื่น ๆ ที่อยู่ในภูมิภาคร้อนและชื้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประชากรกลุ่มเสี่ยง เช่น ชาวนา เจ้าหน้าที่โรงงานฆ่าสัตว์ สัตวแพทย์ หรือผู้ที่มีกิจกรรมที่ทำให้ต้องสัมผัสกับสัตว์พาหนะ สัตว์เป็นโรค หรือ ดิน หรือ น้ำ ที่มีเชื้อสายพันธุ์ก่อโรค (pathogenic Leptospira spp.) ปนเปื้อน เมื่อติดเชื้อ ผู้ติดเชื้อส่วนหนึ่งอาจไม่มีอาการป่วยใด ๆ หรือมีอาการเพียงเล็กน้อย ในขณะที่ผู้ติดเชื้ออีกจำนวนหนึ่งมีอาการป่วยที่เฉียบพลัน (acute) และรุนแรง (severe) ซึ่งหากวินิจฉัยผิดพลาด หรือ รักษาไม่ทันท่วงทีและถูกต้องก็จะเสียชีวิตได้ในอัตราตายที่ค่อนข้างสูง การรักษาโรค leptospirosis ในระยะเฉียบพลันมักมักใช้ยาปฏิชีวนะและรักษาประคับประคองตามอาการ (supportive treatment) ผู้ป่วยบางรายอาจต้องได้รับการรักษาในหน่วยผู้ป่วยวิกฤตเพราะอาจเกิดอวัยวะวาย เช่น ไตวาย ตับวาย เกิดสมองอักเสบ และ/หรือมีเลือดออกจากอวัยวะภายในต่าง ๆ เช่น ปอด รวมทั้งมีอาการอื่น ๆ อีกด้วย อย่างไรก็มีการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะในระยะ acute ที่ผู้ป่วยมีเชื้อ Leptospira spp. อยู่ในกระแสโลหิต (leptospiremia) และอวัยวะต่าง ๆ จำนวนมาก อาจมีผลข้างเคียงที่เรียกว่า “ปฏิกริยาจาริช-เฮิกซัยเมอร์ (Jarisch-Herxheimer reaction; JHR)” ซึ่งเป็นผลจากการที่ยาปฏิชีวนะทำให้เชื้อ Leptospira spp. แตกและปล่อยสารพิษต่าง ๆ ออกมาในร่างกายของผู้ป่วยพร้อม ๆ กันในปริมาณมาก ซึ่งจะทำให้ผู้ป่วยที่มีอาการรุนแรงอยู่แล้วมีอาการป่วยมากขึ้นจนอาจเสียชีวิต ยิ่งกว่านั้นการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะอาจไม่ได้ผลหากการรักษาล่าช้าในระยะที่เลยจากระยะเฉียบพลันไปแล้ว เพราะเชื้อ Leptospira spp. ไปหลบอยู่ตามอวัยวะต่าง ๆ ที่ยาปฏิชีวนะเข้าไปไม่ถึง เช่น ที่ไต สมอง ลูกตา เป็นต้น นอกจากนี้ ผู้ป่วยส่วนหนึ่งอาจแพ้ยาปฏิชีวนะโดยเฉพาะกลุ่มเพนิซิลลินซึ่งเป็น drug of choice และไม่สามารถใช้ยาดังกล่าวรักษาได้ เชื่อกันว่าภูมิคุ้มกันโรค leptospirosis เกิดจากแอนติบอดีและเป็นภูมิคุ้มกันที่มีความเฉพาะมาก กล่าวคือ ผู้ติดเชื้อกลุ่มใดหรือซีโรวาร์ใด เมื่อหายป่วยแล้วก็จะมีภูมิคุ้มกันเฉพาะต่อเชื้อกลุ่มนั้น หรือซีโรวาร์นั้น และอาจติดเชื้อกลุ่มอื่นหรือซีโรวาร์อื่นได้ใหม่อีก วัคซีนป้องกันโรค leptospirosis ในปัจจุบันมีเฉพาะสำหรับใช้ในสัตว์ เช่น สุนัข วัว-ควาย แต่ป้องกันได้เฉพาะเชื้อที่ตรงหรือใกล้เคียงกับสายพันธุ์ที่ใช้เตรียมวัคซีนเท่านั้น วัคซีนสำหรับป้องกันโรคฉี่หนูสำหรับคนและสัตว์อื่น ๆ ยังไม่มี รวมทั้งวัคซีนที่มีก็มักก่อให้เกิดอาการข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ในสัตว์ที่ได้รับการฉีดวัคซีนอีกด้วย ดังนั้นโครงการวิจัยเมธีวิจัยอาวุโส สกว. โครงการนี้จึงได้เสนอการผลิตฮิวแมนไนซ์แอนติบอดีชนิดโมโนโคลนาล (humanized-monoclonal antibody) ต่อเชื้อ leptospira spp. เพื่อใช้รักษาโรค leptospirosis แทนยาปฏิชีวนะ โดยเปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลแอนติบอดีชนิดโมโนโคลนาลของหนูไมซ์ที่มีความเฉพาะต่อเชื้อ Leptospira spp. สายพันธุ์ก่อโรค ให้มีโครงสร้างเหมือนโมเลกุลอิมมิวโนกลอบูลินส์ (แอนติบอดี) ของมนุษย์ นอกจากนี้ยังได้เสนอการพัฒนาวัคซีนป้องกันโรค leptospirosis ที่มีความสามารถในการป้องกันโรคที่เกิดจากเชื้อ Leptospira spp. ต่างสายพันธุ์อีกด้วย ผู้วิจัยได้ผลิตเซลล์ไฮบริโดมาจากหนูไมซ์ (murine hybridomas) ซึ่งหลั่งโมโนโคลนาลแอนติบอดี (murine monoclonal antibody) เฉพาะต่อเชื้อ leptospira spp. สายพันธุ์ก่อโรค ด้วยเทคนิคไฮบริโดมา (hybridoma technology) และได้ใช้ immunoglobulin genes ของ hybridoma ดังกล่าวเพื่อผลิต humanized-murine monoclonal antibody ในรูปแบบของแอนติบอดีสายเดี่ยว (single chain variable fagment; huScFv) โดยการใช้เทคนิคแอนติบอดีเอ็นจิเนียริ่งในการตัด DNA sequences ที่ encode murine complementarity determining regions (CDRs) จาก murine immunoglobulin genes แล้วนำไปต่อกับ human genes ที่ encode immunoglobulin VHและ VL frameworks ซึ่ง huScFv ที่ผลิตได้สามารถใช้รักษาโรค leptospirosis ใน leptospira-infected-hamsters ได้ดีกว่า original murine monoclonal antibody เมื่อใช้น้ำหนักเท่ากัน และสามารถป้องกัน in vitro Leptospira-mediated hemolysis ได้ดี ดังนั้น huScFv ที่ผลิตได้จึงมีศักยภาพมากสำหรับการรักษา leptospirosis ในคนที่แพ้ยาปฏิชีวนะและในผู้ป่วยที่มีอาการเฉียบพลันรุนแรงเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิด Jarisch-Herxheimer reaction ผู้วิจัยได้ใช้เทคนิค two dimensional electrophoresis (2DE)-based-proteomics และ 2DE-immunomics ร่วมกับ bioinformatics เพื่อศึกษาหาโปรตีนของเชื้อ pathogenic Leptospira spp. (proteomes), immunomes, โปรตีนที่มีเฉพาะใน pathogenic Leptospira spp. และ in vivo expressed Leptospira antigens และได้คัดเลือก genes ที่ encode virulence factors (in vivo expressed antigens) ต่าง ๆ ที่เป็น immunogenic proteins ของ pathogenic Leptospira spp. เพื่อใช้เป็น candidates สำหรับเตรียม broad spectrum leptospirosis vaccine ทั้งหมดแปด genes คือ flaA, flaB1, ompL1, lipL32, hlyA, hlyB, tlyA และ hlpA โดยได้ amplify genes ที่คัดเลือกทั้งแปด genes จาก genomic DNA ของ Leptospira interrogans, serogroup lcterohaemorrhagiae, serovar copenhageni จากนั้นได้ clone genes ทั้งแปด genes เข้าสู่ mammalian expression vector หลังจากได้ทดสอบการ express ของ genes ทั้งแปด genes ใน mammalian cells แล้ว ได้ใช้ recombinant plasmids ที่ carry Leptospira spp. Genes เหล่านี้ในการ immunize หนู hamsters โดยฉีดเข้ากล้ามเนื้อตัวละสองโดส เว้นระยะเวลาระหว่างโดส 14 วัน และใช้ empty plasmid และ phosphate buffered saline (PBS) เป็นวัคซีนหลอก (placebos) จากนั้นได้ challenged หนู hamsters ด้วย Leptospira interrogans, serogroup Pomona, serover Pomona ซึ่งเป็น human clinical primary isolate (heterologous challenge) พบว่า 80% ของหนู hamsters ที่ได้รับ leptospirosis DNA vaccine ไม่ตายเมื่อได้รับเชื้อ Leptospira spp. จำนวนมากถึง 10 LD50 ส่วนหนู hamsters ที่ได้รับ empty plasmid DNA มีชีวิตรอด 46.6% เมื่อได้รับเชื้อ Leptospira spp. ซึ่งอธิบายได้ว่าเกิดจาก innate immune response ต่อ foreign DNA ส่วนหนู hamsters ที่ได้รับเพียง PBS ตายทั้งหมดเมื่อได้รับเชื้อ Leptospira spp. ผลจากการวิจัยสามารถสรูปได้ว่า DNA vaccine ที่สร้างจาก genes ทั้งแปด genes สามารถป้องกันโรคที่เกิดจากเชื้อ Leptospira spp. ต่างสายพันธุ์ได้ และมีศักยภาพที่ควรพัฒนาเพื่อนำไปใช้ป้องกันโรค leptospirosis ต่อไป