Hội Nội tiết & Đái tháo đường Việt Nam Hội Nội tiết & Đái tháo đường Việt Nam
THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ VACCINE PHÒNG COVID-19
BASAL INFORMATIONS ABOUT VACCINES FOR COVID-19
TS. Trần Bá Thoại
Ủy viên BCH Hội NỘI TIẾT VIỆT NAM
TÓM TẮT
Đại dịch COVID-19 đang đe dọa sức khỏe, kinh tế toàn cầu. Cũng như các căn bệnh nhiễm trùng khác, để kiểm soát đại dịch, ngoài điều trị cần tiến hành đồng thời giãn việc chống lây lan và ngừa lây nhiễm (5K+VACCINE).
Vaccine là biện pháp ngừa lây nhiễm chủ động và hiệu quả nhất; và hiện cả thế giới đang chạy đua phát triển, sản xuất nhiều loại vaccine để tiêm phòng rộng rãi cho cộng đồng.
Dưới đây là những thông tin cơ bản về vaccine, vũ khí cần thiết để chống lây nhiễm COVID-19.
SUMMARY
The COVID-19 pandemic is threatening global health and economy. As with other infectious diseases, in order to control the pandemic, in addition to treatment, it is necessary to simultaneously 2 essential things: anti-spread and prevent infection.
Vaccines are the most active and effective means of preventing infection; and now the whole world is racing to develop and produce many vaccines to widely immunize the community.
These are the basic informations about vaccines, the most important weapons, needed to fight against COVID-19 infection.
I. VACCINE LÀ GÌ ?
Edward Jenner (1749-1822), bác sĩ miền quê nước Anh, thấy rằng những người vắt sữa bò không bao giờ mắc bệnh đậu mùa (smallpox). Ông nghĩ rằng có lẽ do mắc bệnh bệnh đậu bò (cowpox), dạng bệnh như đậu mùa nhưng nhẹ, ít nguy hiểm hơn, đã giúp cho họ có khả năng bảo vệ cơ thể khỏi mắc bệnh đậu mùa. Jenner lấy một số mủ từ tay của một cô gái vắt sữa bị mắc đậu bò đưa vào da chú bé James Phipps, số lượng mủ dược tăng dần dần. Sau đó ông cố tình lây đậu mùa cho Phipps. Bệnh có phát nhưng lành rất nhanh và chẳng để lại sẹo di chứng nào.
Vậy là, vào năm 1796, sau hơn 20 năm quan sát và nghiên cứu, bác sĩ Jenner là người đầu tiên tìm ra thuốc chủng ngừa đậu mùa, căn bệnh quá khủng khiếp về mức độ lây lan và các biến chứng vĩnh viễn trên da như rỗ mặt, sẹo da thời đó. Việc tìm ra thuốc chủng bệnh đậu mùa đã giúp Jenner được giải thưởng quốc gia đến 500.000 quan, quá lớn vào thời bấy giờ.
Vì bệnh đậu bò và “thuốc chủng” ngừa đậu mùa đều có liên quan đến con bò cái, vacca, theo tiếng La tinh, nên từ vaccin (vaccine , thuốc chủng) ra đời từ đây.
II. VACCINE HOẠT ĐỘNG THẾ NÀO?
Khi một vi sinh vật lạ xâm nhập vào cơ thể, hệ thống miễn dịch sẽ được “báo động” và “lưu giữ” những thông tin này: Các tế bào lympho T sẽ lưu giữ “ký ức” miễn dịch, truyền lại cho cả hệ thống miễn dịch của cơ thể; Các tế bào lympho B được kích hoạt để sản sinh ra các kháng thể đặc hiệu để chống lại đúng các vi sinh vật lạ đã xâm nhập. Lượng kháng thể được sinh tổng hợp càng nhiều khi vật lạ vào cơ thể càng lặp lại nhiều lần.
Tiêm chủng là cách tập cho cơ thể nhận biết kháng nguyên, là mầm bệnh để chống lại thông qua việc sản xuất các kháng thể đặc hiệu tương ứng. Có thể ví chủng ngừa như là một cuộc tập trận để cơ thể trẻ nhận biết kẻ thù. Và để lượng kháng thể càng nhiều chúng ta cần tiêm nhắc vaccine nhiều lần.
Kháng thể có tính đặc hiệu rất cao, ví như vaccine bại liệt không phòng được bệnh dại, vaccine viêm gan không phòng được ho gà…
Sau vaccine đậu mùa do bác sĩ Edward Jenner sáng chế, nhiều vaccine phòng bệnh lây nhiễm khác lần lượt ra đời đáng kể như: thuốc chủng ngừa bệnh dại và bệnh than của Louis Pasteur, thuốc chủng ngừa bệnh dịch hạch của Alexandre Yersin, thuốc chủng ngừa lao B.C.G do Calmette và Guerin….
Hiện nay, có rất nhiều vaccine phòng bệnh được bào chế theo cùng nguyên lý gây miễn dịch “tập trận” cho con người như suy nghĩ của Jenner cách đây đã 200 năm !!!
III. PHÂN LOẠI VACCINE
Tùy theo chất làm kháng nguyên (immunogen), chất liệu kích thích miễn dịch, vaccine được phân ra 6 loại sau:
- VACCINE BẤT HOẠT (inactivated vaccine)
Nuôi cấy mầm bệnh, bất hoạt (giết chết) bằng nhiệt và/hoặc hóa chất làm kháng nguyên.
Vì không có mầm bệnh sống, do đó không thể nhân lên và gây bệnh được trong bất kỳ trường hợp nào, kể cả trên người suy giảm miễn dịch.
Vaccine bất hoạt toàn thể cần chủng liều lặp lại để tạo đủ đáp ứng miễn dịch cần thiết, và đa số vaccine bất hoạt toàn thể chỉ gây được miễn dịch dịch thể mà không gây được miễn dịch tế bào.
Các vaccine bất hoạt toàn thể hiện có là ho gà, thương hàn, tả, dịch hạch, bại liệt (Salt), bệnh dại, cúm, viêm gan A.
- VACCINE TIỂU ĐƠN VỊ (subunit vaccine)
Vaccine tiểu đơn vị cũng không chứa tác nhân gây bệnh còn sống như vaccine bất hoạt toàn thể. Điểm khác biệt ở đây là chỉ lấy tiểu phần kháng nguyên cần thiết từ tác nhân gây bệnh để tạo đáp ứng miễn dịch. Tiểu phần có thể là protein (protein-based subunit vaccine), polysaccharide (polysaccharide vaccine), hay đơn vị liên hợp (conjugate subunit vaccine).
Vì không chứa tác nhân gây bệnh còn sống nên vaccine tiểu đơn vị hoàn toàn an toàn khi sử dụng trên người, kể cả các trường hợp suy giảm miễn dịch.
Các vaccine tiểu đơn vị hiện có gồm vaccine ho gà, phế cầu, màng não cầu, Hib, viêm gan B, HPV, zona.
- VACCINE BIẾN ĐỘC TỐ (toxoid vaccine)
Là một dạng vaccine tiểu đơn vị, được sản xuất dựa trên độc tố mà vi khuẩn sản sinh ra, như độc tố của vi khuẩn uốn ván hay bạch hầu.
Vaccine giải độc tố được sử dụng phòng các bệnh gián tiếp gây ra qua độc tố của vi khuẩn như bệnh uốn ván, bạch hầu.
Độc tố bản chất là protein được xử lý thành không còn độc, vô hại, sử dụng làm kháng nguyên trong các vaccine này.
Hai vaccine biến độc tố hiện dùng là giải độc tố bạch hầu và giải độc tố uốn ván.
- VACCINE GIẢM ĐỘC LỰC (attenuated vaccine)
Các mầm gây bệnh như virus, vi khuẩn được làm suy yếu, giảm độc lực bằng nhiều cách khác nhau, phổ biến nhất là nuôi cấy lặp đi lặp lại rất nhiều lần (có thể lên tới 200 lần), khiến các mầm bệnh này chỉ nhân lên trong môi trường nuôi cấy và yếu, giảm khả năng nhân lên trong cơ thể con người, do đó an toàn để sử dụng.
Vì vaccine sống giảm độc lực còn khả năng nhân lên trong cơ thể người được tiêm chủng, việc sử dụng loại vaccine này thực chất là đưa một liều rất nhỏ mầm bệnh đã giảm hoặc mất độc lực vào trong cơ thể, để chúng nhân lên và khởi động đáp ứng miễn dịch. Miễn dịch đạt được từ vaccine sống giảm độc lực gần hoàn toàn giống với khi mắc bệnh tự nhiên, nên đây là loại vaccine tạo đáp ứng miễn dịch hiệu quả nhất.
Các tác nhân ánh sáng, nhiệt độ, hóa chất…ảnh hưởng lên quá trình nhân lên bên trong cơ thể đều khiến vaccine giảm hoặc mất hiệu quả. Do đó, việc lưu trữ, vận chuyển phải rất nghiêm ngặt, có trang thiết bị chuyên dụng phù hợp. Một số vaccine sống giảm độc lực được sản xuất và đưa ra thị trường dưới dạng bột đông khô, trước khi sử dụng cần phải hòa tan với dung dịch được chỉ định theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Đồng thời nhiều vaccine sống giảm độc lực yêu cầu phải bảo quản lạnh để đảm bảo chất lượng.
Các vaccine sống giảm độc lực hiện có gồm vaccine sởi, quai bị, rubella, bại liệt (Sabin uống), đậu mùa, thủy đậu, BCG, thương hàn (uống), sốt vàng, rota virus, và cúm.
- VACCINE VECTOR VIRUS (viral vector-based vaccines)
Khác với hầu hết các loại vaccine thông thường, vaccine vector virus sử dụng chính tế bào cơ thể con người để sản xuất kháng nguyên.
Các hãng dược phẩm sử dụng một loại virus đã được sửa đổi (vector) cung cấp mã di truyền của kháng nguyên vào tế bào người, chỉ đạo tế bào sản sinh một lượng lớn kháng nguyên, các kháng nguyên này trở lại kích hoạt hệ thống miễn dịch, kích hoạt cả tế bào T (ký ức miễn dịch) cũng như tế bào B (sản xuất kháng thể), bắt chước những gì xảy ra trong quá trình lây nhiễm tự nhiên với một số mầm virus gây bệnh. Vaccine vectơ virus đầu tiên là vaccine rVSV-ZEBOV chống lại bệnh Ebola.
- VACCINE GENE DI TRUYỀN (genetic vaccines)
Sử dụng những tiến bộ sinh học phân tử và miễn dịch học mới nhất để chỉnh lý phản ứng miễn dịch tế bào, thể dịch, hoặc cả hai chống lại các kháng nguyên gây bệnh. Công nghệ vaccine này sử dụng một hoặc nhiều gen mã hóa các protein mầm bệnh cần phòng ngừa.
Sau khi được tiêm vaccine gene di truyền, tế bào cơ thể sử dụng vật liệu di truyền từ vaccine để tạo ra protein đặc hiệu của mầm bệnh giúp hệ thống miễn dịch nhận diện và kích hoạt phản ứng miễn dịch cụ thể để chống lại đúng mầm bệnh này trong tương lai.
IV. VACCINE ĐƯỢC PHÁT TRIỂN THẾ NÀO?
Cũng như thuốc điều trị, phát triển một vaccine rất khó khăn, phức tạp, qua một quá trình nhiều bước, nhiều thử nghiệm: (1) Phân lập, nuôi cấy virus xác dịnh kháng nguyên; (2) Thiết kế kế hoạch cho quy trình sản xuất, bắt đầu từ một nhiễm trùng “mô phỏng” một trường hợp nhiễm bệnh thật sự; (3)Thử nghiệm tiền lâm sàng trên động vật; (4) Thử nghiệm lâm sàng trên người; (5) Phê duyệt-chấp thuận; (6) Sản xuất nhhaf máy và phân phối; và (7) Theo dõi-hậu kiểm, đánh giá. Do đó, phát triển vaccine có 3 hệ lụy sau:
(1) Chi phí phát triển cực kỳ cao. Trung bình, chi phí từ nghiên cứu đến phê duyệt một vaccine phải mất đến 1 tỷ USD;
(2) Thời gian phát triển khá dài. Theo y văn thế giới, với 27 loại vaccine phòng bệnh lây nhiễm hiện nay, thời gian trung bình để phát triển một vaccine là 27 ± 17,7 năm (4-68 năm), có những vaccine dù được dày công nghiên cứu, như HIV, Sốt rét, hiện vẫn chưa thể hoàn thành [9]. Dù có sự tiến bộ của công nghệ gene, di truyền, thời gian để phát triển một vaccine đã giảm xuống rất nhiều, nhưng ít nhất cũng cần khoảng một năm. Ví dụ: Năm 2002-2003 dịch SARS xảy ra, các nhà khoa học phải mất 20 tháng sau mới có vaccine thử nghiệm trên người khi dịch bệnh đã được kiểm soát; Năm 2015 dịch Zika bùng phát, các nhà khoa học cũng mất khoảng 6 tháng để phát triển được vaccine cho virus này; và
(3) Nhiều rủi ro. Sản phẩm thử nghiệm có thể thất bại ở một giai đoạn nào đó. Theo y văn thế giới, chỉ khoảng 22% vaccine được phát triển thành công, nghĩa là có đến 4,5 nghiên cứu thất bại mới có 1 vaccine khả thi [9]
V. CÁC LOẠI VACCINE NGỪA COVID-19
Đến nay, trong 330 vaccine ngừa COVID-19 đã hoặc đang nghiên cứu phát triển, các hãng dược phẩm đã sử dụng các công nghệ sau:
* Vaccine virus bất hoạt
Dùng SARS-CoV-2 đã bị giết chết kích hoạt hệ thống miễn dịch mà không gây COVID-19. Các vaccine COVID-19 của Sinopharm và Sinovac sử dụng công nghệ virus bất hoạt này.
* Vaccine virus giảm độc lực
Dùng SARS-CoV-2 đã làm suy yếu, được hệ thống miễn dịch nhận biết để kích hoạt phản ứng mà không gây bệnh COVID-19.
* Vaccine protein virus
Dùng các protein từ SARS-CoV-2, được hệ thống miễn dịch nhận biết để kích hoạt phản ứng.
* Vaccine vector virus
Sử dụng một loại vi rút vô hại cung cấp vật liệu di truyền SARS-CoV-2. Các tế bào cơ thể sử dụng vật liệu di truyền này để tạo ra một protein virus đặc hiệu, được hệ thống miễn dịch nhận ra và kích hoạt phản ứng. Hiện tại nhiều vaccine như AstraZeneca, Johnson&Johnson, Nanovac, Sputnik V…sử dụng công nghệ vector víu này.
* Vaccine gene di truyền
Sử dụng công nghệ di truyền, dùng mRNA mã hóa cho một loại protein virus đặc hiệu. Khi được tiêm, các tế bào cơ thể sử dụng vật liệu di truyền từ vaccine để tạo ra protein đặc hiệu, được hệ thống miễn dịch nhận ra và kích hoạt phản ứng miễn dịch cụ thể để chống lại SARS-CoV-2 trong tương lai.
Pfizer-BioNTech và Moderna là hai vaccine đầu tiên sử dụng công nghệ tiên tiến này. Mới đây, công ty Fosun, Thượng Hải, Trung Quốc đã hợp tác với công ty BioNTech, Đức, sản xuất vaccine mRNA mang tên Comirnaty, BNT162b2, ra mắt vào tháng 8/2021 này.
VI. BÀN LUẬN
Một (1) Tiêm vaccine là biện pháp gây miễn dịch chủ động giúp phòng chống các bệnh nhiễm trùng. Vaccine ngừa COVID-19 mang lại 3 lợi ích chính: Tạo hàng rào bảo vệ ngăn virus SARS-CoV-2 thâm nhập vào cơ thể; Giảm mức độ trầm trọng của bệnh; và Giảm lây truyền virus cho người khác đưa đến giảm tốc độ lây nhiễm trong cộng đồng.
Hai (2) Vaccine vector virus có nhiều lợi điểm như: Công nghệ được thiết lập tốt, Phản ứng miễn dịch tương đối mạnh mẽ, Đáp ứng miễn dịch liên quan đến cả tế bào B và tế bào T. Do đó, nhiều vaccine vector virus chống COVID-19 đã được nghiên cứu phát triển và đã được chấp thuận sử dụng khẩn cấp như Moderna mRNA-1237, Pfeizer BNT162b2 (Hoa Kỳ), AstraZeneca ChAdOx1 (Anh), Spunik V (Nga), CanSino Biologics (Trung Quốc). Tuy vậy, vẫn còn những vấn đề đáng quan tâm như:
* Một số người đã có sẵn miễn dịch chống lại virus vận chuyển;
* Sputnik V và CanSino sử dụng adenoviruses, là nhóm virus được phát hiện từ 1953 và có hơn 100 loại adenovirus ở người đã được biết. Thập niên 1980, các nhà khoa học đã sử dụng adenovirus 5 (Ad5) để vận chuyển một số genes đặc hiệu vào cơ thể người, và năm 2000 sử dụng để phát triển vaccine chống HIV, nhưng đã bị dừng lại vì một số người tham gia thử nghiệm đã có miễn dịch đối với Ad5 đối mặt với nguy cơ nhiễm HIV ! Chính công ty CanSino Biologics cũng không thành công khi phát triển vaccine Ad5-Ebola dựa trên kỹ thuật này. Ad5-Ebola của Nga cũng chỉ được cấp phép trong nước mà thôi.
The Lancet cho thấy rằng trên 50% người được tiêm đã có nồng độ kháng thể chống với Ad5 sẵn trước đó, khiến giảm hiệu quả vaccine rõ rệt (Among the 508 participants, 266 (52%) had high pre-existing immunity and 242 (48%) had low pre-existing immunity to the Ad5 vector), “…high preexisting anti-Ad5 immunity were found to be able to significantly reduce the immune responses to the vaccine.” [8].
Nghiên cứu cũng cho thấy, tiêm vaccine vector adenovirus này cho những người chưa từng phơi nhiễm thì cơ thể của họ cũng có miễn dịch với virus này và làm vô dụng mũi tiêm nhắc lần sau. Vì thế, Nga đã sử dụng Ad26 cho mũi đầu tiên, và Ad5 cho mũi nhắc sau đó; và
* Một giải pháp khác là sử dung adeno-associated viruses (AAV), thuộc họ Parvoviridae, không gây bệnh trên người và gây đáp ứng miễn dịch kém. AAV lưu trữ cần ít lạnh nên thuận tiện cho việc vận chuyển. Hãng dược Novartis đang đi theo hướng này.
Ba (3) Vaccine gene di truyền, mRNA, của BioNtech & Pfeizer (BNT162b2) và Moderna (mRNA-1273) sử dụng mRNA tổng hợp (synthetic messenger RNA) để kích thích đáp ứng miễn dịch.
Vì mRNA tổng hợp là một cấu trúc được biến đổi (nucleoside-modified messenger RNA nên khi vào cơ thể sẽ tạo ra phản ứng viêm và enzyme ribonuclease có thể phá huỷ các mRNA này. Việc đưa mRNA vào cơ thể đã bế tắc nhiều năm cho đến khi Katalina Karikó và Weissman tìm ra giải pháp: thay đổi một vài nucleosides hoặc thay thế bằng các nucleoside analogues. Ví dụ uridine được thay bằng pseudouridine hay N1-methyl-pseudouridine; cytosine thay bằng 5-methylcytosine…
Thay đổi các nucleotides này là một khám phá “quyết định” cho sự phát triển vaccine mRNA vào năm 2005, vì các mRNA biến đổi không kích hoạt đáp ứng tự nhiên của cơ thể, nên được bảo toàn. Sau này các mRNA còn được bao bọc trong các hạt lipid nanoparticle giúp mRNA đến được các tế bào miễn dịch như đại thực bào hay tế bào tua (dendritic cell) và kích hoạt đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu. Ngoài ra, các hạt nanolipid cũng có thể đưa mRNA tổng hợp này đến được bất cứ tế bào nào trong cơ thể.
Theo nguyên lý sinh học, cuối cùng các mRNA vaccine này cũng sẽ phân giải sau khi làm khuôn để tổng hợp protein, nhưng các nhà sản xuất giữ bí mật !!!
Vì mRNA của vaccine hoạt động trong tế bào chất (cytosol, cytoplasm) và hoàn toàn không đi vào nhân tế bào, nên các nhà khoa học khẳng định rằng, vaccine mRNA không có nguy cơ liên kết với bộ gen DNA của con người.
Bốn (4) Cần lưu ý, kết quả khảo sát dịch tể trên thế giới cho thấy, các vaccine COVID-19 hiện hành có hiệu quả nhất định, từ 50-95% và thời gian kháng thể tồn tại chỉ từ 6 tháng đến 1 năm, không lâu dài như vaccine sởi, bại liệt.
Vì thế, nhiều cơ quan, tổ chức y tế đưa ra 2 khuyến cáo: Một là Cần tiêm nhắc vaccine COVID-19 định kỳ; và Hai là Tiếp tục ngăn ngừa lây nhiễm. Tức là phải theo đúng “5K+VACCINE” như ngành y tế đã đề ra.
VII. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Những thông tin thú vị về vaccine
[2] An overview of vaccine development for COVID-19
[3] Types of vaccines for COVID-19
[4] Viral targets for vaccines against COVID-19
[5] COVID-19 vaccines & immune response
[6] What are viral vector-based vaccines and how could they be used against COVID-19?
[7] What’s the science on DNA and RNA vaccines?
[8] Immunogenicity and safety of a recombinant adenovirus type-5-vectored COVID-19 vaccine in healthy adults aged 18 years or older: a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 2 trial
[9] How long does it take to research and develop a new vaccine?
[10] Trung Quốc sẽ dùng vắc xin mRNA tiêm nhắc lại
[11] Video THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ VACCINE COVID-19
https://www.youtube.com/watch?v=DhIi-poxzF8
