VACCINE THẾ HỆ MỚI: HƯỚNG ĐI CỦA THẾ KỶ 21

Đây là sản phẩm của một khái niệm mới, cho đến nay vẫn chưa được thử nghiệm - và do đó vạch ra một hướng đi mới đầy triển vọng trong nghiên cứu và phát triển vaccine để ngăn ngừa các căn bệnh do virus truyền nhiễm, đặc biệt là dịch Covid-19 đã làm thay đổi cả thế giới trong năm 2020 qua.

Bài viết sau đây đưa ra một phác họa mang tính “khoa học thường thức”, ngắn gọn và rất sơ sài về những gì thường được nhắc tới trong truyền thông gần 9 tháng qua, trong cuộc chiến đầy gian nan của giới khoa học trước virus SARS-CoV-2, mà tới giờ vẫn còn nhiều điểm bí ẩn chưa được giải mã.

Tiêm chủng như một phương pháp ngừa bệnh

Cơ thể con người (vật chủ) thường hay bị tấn công bởi các mầm bệnh - tức các tác nhân gây bệnh (kórokozó) - chẳng hạn các loại vi sinh vật như vi khuẩn, virus, nấm... Những căn bệnh “kinh điển” như vậy, có thể kể đến cúm, tả, dịch hạch, viêm gan siêu vi, sốt vàng, sởi, sốt phát ban hay quai bị...

Tất cả những bệnh trên đã được ngừa theo một nguyên tắc đã có từ vài trăm năm nay, kể từ Edward Jenner (1749-1823) với công trình phòng chống bệnh đậu mùa (1796), tới Louis Pasteur (1822-1895) với các công trình nghiên cứu vi sinh học và miễn dịch học mở đường cho tiêm chủng hiện đại.

Ấy là, đưa một kháng nguyên (antigén) - thường là một protein (phân tử sinh học) - vào cơ thể, làm kích hoạt hệ thống miễn dịch (immunrendszer). Một khi hệ miễn dịch của cơ thể đã nhận biết được mầm bệnh, nó sẽ sản xuất kháng thể (antitest, ellenanyag) để vô hiệu hóa các tác nhân gây bệnh.

 

Đó chính là nguyên tắc của tiêm chủng (vakcináció) và vaccine (védőoltás, vakcina): truyền chất kháng nguyên vào cơ thể nhằm kích thích hệ thống miễn dịch tạo miễn dịch đặc hiệu chủ động, tăng sức đề kháng của cơ thể trước một số tác nhân gây bệnh cụ thể, hoặc điều trị một số căn bệnh.

Vaccine không chỉ được cấy (chủng), tiêm mà còn có thể được đưa vào cơ thể qua đường miệng. Các loại vaccine kinh điển có thể bao hàm: 1. các vi sinh vật bất hoại (inaktivált, elölt kórokozók), 2. các vi sinh vật sống, giảm độc lực (élő, gyengített kórokozók), 3. huyết thanh miễn dịch chứa kháng thể.

Các loại vaccine ở nhóm (1) đa phần chỉ gây miễn dịch không hoàn toàn và ngắn hạn, cần phải tiêm chủng nhiều lần, còn ở nhóm (2) thường gây miễn dịch dài hạn. Trung bình, cần hơn 10 năm để phát triển và sử dụng đại trà một loại vaccine nào đó, và chi phí đều rất lớn vì phải nuôi cấy các vi sinh vật.

“Vaccine thế hệ mới”

Đó là các vaccine được phát triển và sản xuất theo hướng truyền thống. Nhưng từ hơn nửa năm nay, thế giới ngày càng nhắc nhiều hơn đến khái niệm công nghệ mRNA, được thể hiện trong các loại vaccine “tiên tiến” của Pfizer/BioNTech và Moderna, ra đời vỏn vẹn 10 tháng sau khi Covid-19 bùng nổ.

Được gọi bằng cái tên “vaccine thế hệ mới”, nhưng như ông Vereckei Péter, Giám đốc điều hành Pfizer Hungary phát biểu với truyền thông, nền tảng của vaccine này - công nghệ mRNA (messenger RNA), tức “RNA thông tin” (hírvivő RNS) - thì không phải là quá mới, mà đã có lịch sử nhiều thập niên.

Cụ thể, mRNA có chức năng truyền đạt các thông tin di truyền gốc từ gen (DNA) tới quá trình sinh tổng hợp protein (fehérjeszintézis). Phân tử mRNA được tiên đoán bởi nhà bác học Francis Crick (1916-2004), đồng giải Nobel Sinh lý và Y khoa năm 1962 bởi công trình phát hiện cấu trúc phân tử DNA.

 

Được mô tả lần đầu từ giữa thập niên 50, mRNA đã được GS. TS. Karikó Katalin cùng các đồng nghiệp nghiên cứu để sử dụng trong vaccine từ 30 năm nay. Bằng phát minh của bà và nhà miễn dịch học, TS. Drew Weismann được đăng ký từ năm 2005 khi bà là giáo sư tại Đại học Pennsylvania (Mỹ).

Việc phát triển vaccine trên cơ sở công nghệ mRNA để ngừa một số loại virus - như virus Zika (một loại bệnh truyền nhiễm do muỗi truyền, chủ yếu xảy ra ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới, đặc biệt nguy hiểm đối với phụ nữ mang thai) hay bệnh dại - cũng đã được khởi đầu.

Cơ chế của “vaccine thế hệ mới” (mRNA) là gì? Trước hết, cần nói tới protein S (spike), một protein có hình thù “gai góc” (tüskefehérje) nằm trên bề mặt virus SARS-CoV-2 (tác nhân gây dịch bệnh Covid-19), được xem là có vai trò thiết yếu trong quá trình giúp virus xâm nhập vào cơ thể con người.

Tạo dựng protein “gai” giả làm “quân xâm lược”

Có thể coi protein S là “kháng nguyên mục tiêu” khi nó được hệ miễn dịch của cơ thể nhận diện và từ đó, kích hoạt các phản ứng miễn dịch. Do vậy, các vaccine hiện tại đều đặt mục tiêu làm sao đưa kháng nguyên (protein S) vào cơ thể để huấn luyện cho hệ miễn dịch ứng phó với virus về sau này.

Khác với vaccine truyền thống chứa protein S được chế từ bên ngoài (ví dụ gồm virus được làm yếu đi hoặc bất hoạt) rồi đưa vào cơ thể, vaccine “đời mới” chỉ đưa vào cơ thể phân tử mRNA chứa các vật liệu di truyền của virus được mã hóa, còn protein S vô hại thì sẽ được tổng hợp bên trong cơ thể.

Một cách cụ thể, sau khi vaccine được tiêm vào cơ thể, các vật liệu di truyền sẽ xâm nhập vào trong tế bào và nhờ cơ thể tạo dựng protein S - khi xong nhiệm vụ, mRNA sẽ bị cơ thể phân hủy trong 72 giờ. Các tua “gai” (protein S) sẽ bám trên bề mặt tế bào, tạo điều kiện để hệ miễn dịch nhận diện.

 

Tưởng là bị virus thực sự tấn công, hệ miễn dịch sẽ khởi động quá trình sản xuất kháng thể để tự vệ và tiêu diệt các protein S này. Thông tin kháng thể cũng được lưu lại “phòng khi hữu sự”, để đối phó nếu cơ thể chúng ta bị nhiễm virus thật, đã có sẵn vũ khí quét sạch những kẻ “không mời mà đến”.

Như vậy, khi bị SARS-CoV-2 tấn công, cơ thể chúng ta vì đã “quen” với tác nhân gây bệnh nên sẽ khởi động các phản ứng kháng virus. Công nghệ mới có ưu điểm chính là không cần virus, mà ngay sau khi mẫu gen di truyền của virus được giải mã và công bố, đã có thể thiết kế vaccine ở bất cứ đâu!

Điều này khiến cho công ty dược phẩm Moderna (trụ sở ở Boston, Mỹ) đã tạo một kỷ lục khủng khiếp: chỉ 62 ngày sau khi giới khoa học Trung Quốc công bố “bản đồ” gen của virus SARS-CoV-2, hãng đã cho xuất xưởng loạt vaccine đầu tiên để phục vụ thử nghiệm lâm sàng trên người ở diện rộng!

Ưu thế nổi bật

Mặt khác, khi virus có đột biến đòi hỏi phải thay đổi vaccine, điều này cũng có thể được tinh chỉnh nhanh chóng trong vòng 6 tuần. GS. Karikó Katalin còn nhấn mạnh rằng vì vaccine dựa trên công nghệ mRNA không mã hóa toàn bộ nguồn gen của virus nên không gây thể nhiễm trùng, rất an toàn.

Vaccine mRNA cũng tạo nên phản ứng phòng vệ cùng sự miễn dịch nhanh và mạnh hơn nhiều so với các loại vaccine truyền thống. Khi hệ thống miễn dịch được vận hành, loại tế bào miễn dịch B có thể sản xuất ra kháng thể giúp phá hủy cấu trúc của virus hoặc ngăn virus bám gắn vào các tế bào.

Bên cạnh đó, tế bào T - loại tế bào bạch cầu (fehérvérsejtek) chuyên nhận biết và loại bỏ các tế bào bị nhiễm virus - cũng phát huy tác dụng để chống lại việc virus được nhân bản. Thêm vào đó, phân tử mRNA không hề tác động gì đến cấu trúc di truyền DNA, nên hoàn toàn không gây biến đổi gen.

 

Công nghệ mRNA cho phép phát triển trong thời gian rất ngắn một lượng vaccine lớn, nhanh chóng và rất ổn định. Điều quan trọng là nó mở ra một cách cửa cho bất cứ hãng dược phẩm nào sử hữu công nghệ mRNA đều có thể thiết kế vaccine - kết quả và độ hiệu quả chỉ còn là vấn đề thời gian.

Hẳn nhiên, vẫn còn nhiều điều cần tìm hiểu về cơ chế hoạt động của vaccine mRNA, mà những câu hỏi chính là miễn dịch kéo dài bao lâu (trong vòng 3-4 tháng có thể có lời đáp), và có tác dụng phụ không mong muốn nào không (điều này sẽ cần thử nghiệm trên quy mô lớn trong thời gian thật dài).

Cho dù đều đạt hiệu quả ngừa Covid-19 khoảng 95% trong thử nghiệm lâm sàng trên 30.000 người, nhưng cả 2 loại vaccine mRNA đều chưa thể trả lời cho một ẩn số rất quan trọng, ấy là chúng có thể khống chế sự lây truyền virus trong cộng đồng hay không. Đây cũng là điều cần thời gian hồi đáp.

Điều kỳ diệu xuất phát từ một xứ sở xa xôi...

Tuy nhiên, nỗ lực chỉ trong 10 tháng để nghiên cứu, tạo dựng và sản xuất ở mức đại trà một loại vaccine nhằm ứng phó với một virus mới, là điều chưa từng thấy trong lịch sử y học thế giới! Cần ngả mũ tri ân và chúc mừng thành công của các nhà khoa học, trên con đường cứu thế giới khỏi mối họa!

Bài viết này cũng là lời cám ơn gửi đến GS. Karikó Katalin, người phải rời quê hương gần như với hai bàn tay trắng, “bỏ tất cả những gì đang có, vé máy bay cũng chỉ một chiều”, đến một nơi xa xăm “không quen biết bất cứ ai”, “bị quẳng xuống nước sâu, phải học bơi cấp tốc để khỏi bị chìm nghỉm”.

“Luôn vật lộn để sinh tồn, tiền thì ít, phải sống tằn tiện lắm”, “làm việc nhiều vô cùng nhưng khi có vẻ là đã đạt được gì đấy thì lại luôn xảy ra cái gì đó để phải làm lại từ đầu”, bà đã bỏ nhiều thập niên trong sự nghiệp khoa học chìm nổi - với vô số thất bại cay đắng - để đồng phát minh ra công nghệ mRNA.

 

Cho tới giờ vẫn chưa hề nhận được bất cứ sự thừa nhận hay tưởng thưởng nào đến từ chính quyền Hungary, nhưng đối với GS. Karikó Katalin điều đó không quan trọng, bởi theo bà, “hạnh phúc hiếm hoi của một nhà nghiên cứu là có thể theo dấu phát minh của mình từ bàn labor tới giường bệnh...”. (*)

Ghi chú:

(*) Cuộc đời và sự nghiệp của GS. Karikó Katalin - người cùng đồng sự của bà, nhà miễn dịch học người Mỹ, TS. Drew Weismann đang được xem như những ứng viên sáng giá của Giải Nobel Y học và Sinh Lý học trong tương lai - cùng những chia sẻ riêng của bà cho độc giả Việt Nam sẽ là đề tài của một bài viết tiếp tới.