Bước đi rút ngắn thời gian của các vaccine nCoV

Chưa đầy 20 năm, virus corona đã gây ra các dịch bệnh nghiêm trọng như hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS) năm 2003, hội chứng hô hấp vùng Trung Đông (MERS) năm 2012 và hội chứng hô hấp cấp tính nặng 2 (nCoV) năm 2019. Để có thể đối phó với virus này, nhiều quốc gia đang nỗ lực đầu tư nguồn nhân lực, vật chất và tài chính để phát triển vaccine phòng ngừa.

Trong tình hình dịch bệnh căng thẳng hiện nay, nhóm nghiên cứu trên thế giới không ngừng tìm ra những phương pháp vaccine bằng công nghệ mới, rút ngắn thời gian và đem lại hiệu quả cao. Các nghiên cứu cho thấy trình tự gene của nCoV tương tự 80-90% so với virus corona gây ra bệnh SARS. Vật chất di truyền RNA của hai loại này được bao bọc bởi vỏ protein hình cầu. Phần bên ngoài của vỏ protein là màng lipid được bao phủ bởi protein S, protein S liên kết với các thụ thể trên bề mặt tế bào phổi. Quá trình liên kết này được virus sử dụng để xâm nhập vào tế bào và sử dụng cơ chế tăng sinh của tế bào chủ để sao chép, sau đó giải phóng ra bên ngoài tế bào và giết chết tế bào con người.

Vì vậy, đa số các hướng phát triển vaccine hiện tại đều tập trung vào "cánh cửa" protein S. Nếu cánh cửa này bị chặn, khả năng nhiễm bệnh và lây lan sẽ giảm thiểu. 

Theo WHO, hiện nay có 20 loại vaccine nCoV đang được thử phát triển và thử nghiệm. Liên minh Toàn cầu về Đổi mới sáng kiến phòng chống dịch bệnh (CEPI) ngày 23/1, tuyên bố tài trợ 25 triệu USD cho ba tổ chức nghiên cứu và phát triển vaccine nCoV gồm vaccine DNA, mRNA và protein. Ngày 16/3, công ty Công nghệ Sinh học Modera của Mỹ tuyên bố nhận được chấp thuận của FDA để chính thức bắt đầu thử nghiệm vaccine mRNA trên người, tình nguyện viên đầu tiên được tiêm ở Seattle. 

Trung Quốc cũng nhanh chóng thành lập một nhóm nghiên cứu khoa học để thúc đẩy phát triển vaccine  bất hoạt, vaccine dưới đơn vị, vaccine vector tái tổ hợp và vaccine axit nucleic. Wang Junzhi, nhà nghiên cứu của Học viện Kỹ thuật Trung Quốc cho biết hiện quá trình nghiên cứu và phát triển vaccine đang tiến triển thuận lợi. Ngày 18/3, Viện Hàn lâm Khoa học Quân sự Trung Quốc tuyên bố rằng vaccine Ad5-nCoV do họ cùng phát triển và Công ty Sinh học Cansino  Biologics đã bắt đầu lên kế hoạch thử nghiệm trên người tình nguyện.

Điểm tương đồng trong cơ chế hoạt động của các vaccine nCoV đang được phát triển đều chọn một đoạn protein S trên nCoV làm kháng nguyên, các đoạn trình tự gene liên quan có được nhờ công nghệ tổng hợp in vitro hoặc kỹ thuật khuyết đại PCR thay vì trực tiếp từ virus. 

Điểm khác giữa các vaccine này là vaccine vector tái tổ hợp virus Adeno được phát triển bởi Trung Quốc tích hợp gene của protein S vào virus Adeno nhờ kỹ thuật tái tổ hợp di truyền, virus Adeno đóng vai trò là vật chủ di chuyển vào cơ thể người biểu hiện protein S thông qua virus Adeno trong cơ thể, làm cơ thể tạo ra miễn dịch. Trong khi vaccine mRNA do Mỹ phát triển là một tổng hợp ngoài cơ thể của mRNA, thông qua quá trình sửa đổi nhất định để đưa vào cơ thể người, dịch protein S và làm cho cơ thể tạo ra miễn dịch.

Protein S của cả hai loại vaccine này đều không có nguồn gốc từ virus và không có nguy cơ lây nhiễm bệnh. So với vaccine vector tái tổ hợp virus Adeno, vaccine mRNA an toàn hơn, vì việc  sử dụng virus Adeno làm vector để xâm nhập vào nhân của tế bào người không loại trừ khả năng tích hợp Adeno vào nhiễm sắc thể. Trong khi vaccine mRNA không cần phải xâm nhập vào nhân tế bào và nhiễm sắc thể. Vaccine này đơn giản hơn và không để lại "dấu vết" trên cơ thể người trong thời gian dài hoặc gây ra tác dụng phụ cho cơ thể con người. 
So với vaccine DNA, vaccine mRNA không cần xâm nhập vào nhân tế bào để hoạt động và không tích hợp vào bộ gene, do đó không có nguy cơ đột biến chèn vào bộ gene  Vaccine này phù hợp hơn cho việc phòng ngừa các bệnh truyền nhiễm, đặc biệt là các bệnh truyền nhiễm đột ngột.Tuy nhiên, mRNA có tính ổn định kém và dễ dàng bị phá hủy bởi các enzyme phân tách RNA (Ribonuclease) trong cơ thể. 

So với các loại vaccine truyền thống, vaccine nCoV được chế tạo trong khoảng thời gian ngắn với công nghệ nghiên cứu vượt trội. Cơ chế của vaccine truyền thống thường làm cơ thể con người tạo ra kháng thể, như vaccine bất hoạt được sản xuất bằng cách nuôi cấy các tác nhân, sau đó bất hoạt hoặc giảm độc lực của chúng để kích thích cơ thể tạo ra khả năng miễn dịch.

Thông thường bước đầu tiên trong việc chế tạo vaccine là phân lập virus gây bệnh, sau đó nuôi cấy virus trong phòng thí nghiệm, tìm cách làm suy giảm hoặc vô hiệu hóa virus mà không làm mất đi vai trò của vaccine kích thích hệ thống miễn dịch. Đồng thời nhóm nghiên cứu và phát triển cần thực hiện các thử nghiệm trên tế bào và động vật, tốn nhiều thời gian, công sức, thường mất nhiều năm, thậm chí nhiều thập kỷ.  

Khi dịch bệnh đang lan rộng khắp thế giới, ngày càng nhiều chuyên gia tin rằng đây sẽ là một trận chiến kéo dài. Mặc dù một số loại vaccine có thể sẽ ngừng nghiên cứu do tính khả thi, nhưng việc tập trung nguồn lực,  không ngừng nghiên cứu phát triển các hướng vaccine nCoV bằng công nghệ mới trên thế giới hiện nay là nỗ lực của giới nghiên cứu. Loại vaccine đang được phát triển có thể đưa ra thị trường sau khi dịch bệnh đã giảm, nhưng ở góc độ lâu dài, vaccine nCoV sẽ có mặt trên thị trường để đưa vào phòng ngừa. 

Nguyễn Xuân (Theo Sina)