Vaccine COVID-19 đầu tiên dùng công nghệ DNA
Kể từ khi đại dịch COVID-19 bắt đầu, các hoạt động nghiên cứu vaccine ngừa bệnh của nhân loại cũng lập tức được triển khai và tiếp tục kéo dài cho tới tận thời điểm này. Nỗ lực chung đã giúp cho nhiều loại vaccine COVID-19 mới mẻ có cơ hội xuất hiện.
Ngày 21.8 vừa qua, cơ quan quản lý dược phẩm Ấn Độ đã cấp phép thông qua việc sử dụng khẩn cấp một loại vaccine COVID-19 mới mang tên ZyCoV-D, sử dụng công nghệ di truyền DNA. Đây là loại vaccine COVID-19 đầu tiên của thế giới dùng công nghệ này.
Công ty sản xuất vaccine Cadila Healthcare đã tiến hành cuộc thử nghiệm lâm sàng lớn nhất tại Ấn Độ liên quan tới mẫu vaccine mới, với sự tham gia của 28.000 tình nguyện viên ở hơn 50 trung tâm tiêm chủng. Tỉ lệ ngăn chặn bệnh của người đã tiêm chủng đầy đủ là 66%, theo một nghiên cứu nội bộ do Cadila Healthcare đưa ra.
Công ty cũng cho biết đây là lần đầu tiên một loại vaccine COVID-19 được thử nghiệm trên người trẻ tuổi ở Ấn Độ. Khoảng 1.000 người trong nhóm 28.000 tình nguyện viên nằm trong độ tuổi từ 12-18. Các mũi tiêm của vaccine mới được đánh giá là “an toàn” trên nhóm đối tượng này.
Giai đoạn thử nghiệm lâm sàng thứ 3 của vaccine ZyCoV-D được tiến hành ở đỉnh điểm của làn sóng dịch COVID-19 thứ 2 tại Ấn Độ, đã khiến rất nhiều người thiệt mạng. Cadila tin rằng vaccine mới của công ty có khả năng chống virus SARS-CoV-2 tốt, đặc biệt là biến thể Delta với khả năng lây nhiễm cực cao đang hoành hành trên thế giới.
“Tôi đang rất phấn khích về loại vaccine mới bởi nó chứa rất nhiều tiềm năng tốt. Nếu vaccine mới hiệu quả, tương lai của hoạt động tiêm phòng ngừa bệnh sẽ trở nên đơn giản hơn nhiều nếu nhìn từ góc độ vận chuyển và hậu cần”, Giáo sư Shahid Jameel, một chuyên gia virus nổi tiếng, chia sẻ với BBC.
Vậy loại vaccine mới này hoạt động ra sao? Chúng ta hẳn đã biết rằng DNA và RNA là các yếu tố di truyền cơ bản, các nền tảng để sự sống dựa vào mà phát triển. Đó là các phân tử chứa thông tin, mã di truyền, được chuyển từ thế hệ này sang thế hệ khác. Giống các vaccine dựa vào mã di truyền khác (các loại vaccine mRNA như Pfizer/BioNtech và Moderna), khi đi vào cơ thể, vaccine sẽ “dạy” hệ miễn nhiễm của chúng ta cách chống virus thật.
ZyCoV-D sử dụng các phân tử DNA vòng (plasmid) có chứa thông tin di truyền. Sau khi được tiêm vào cơ thể, các DNA vòng này sẽ hướng dẫn tế bào trong cơ thể chúng ta tạo ra các loại protein gai giống như loại nằm trên bề mặt virus SARS-CoV-2. Virus thật dùng gai này để bám và xâm nhập vào tế bào của con người. Khi phát hiện các protein gai này, cơ thể sẽ có phản ứng miễn dịch, sinh kháng thể và qua đó ngăn chặn khả năng bị virus thật tấn công.
Vậy điều gì khiến vaccine này trở nên khác biệt? Trước hết, đây là vaccine đầu tiên dùng công nghệ DNA được sử dụng trên cơ thể người, để chống dịch COVID-19. Đã có một số vaccine DNA được thông qua tại Mỹ, nhưng chỉ sử dụng trên các loài vật. Ví dụ vaccine phòng bệnh ở loài ngựa và vaccine chống ung thư da cho loài chó.
Mỹ hiện có hơn 160 vaccine DNA đang được thử nghiệm lâm sàng trên con người. Tuy nhiên phần lớn dùng để ngăn chặn hoặc điều trị các căn bệnh ung thư đang tồn tại. Khoảng 1/3 số này dùng để điều trị virus HIV.
ZyCoV-D cũng là vaccine COVID-19 đầu tiên ở Ấn Độ không cần dùng tới bơm kim tiêm truyền thống để đưa hỗn hợp vào cơ thể. Thay vào đó, người ta dùng hệ thống tiêm không dùng kim mang tên Tropis. Vaccine sẽ được nạp vào một ống chứa đặc biệt trước khi được lắp vào thiết bị tiêm. Sử dụng áp lực cao, thiết bị tiêm sẽ đẩy dòng dung dịch vaccine xuyên vào da bệnh nhân và dừng lại ở đây. Nguyên nhân do vaccine ZyCoV-D chỉ cần tiêm vào khu vực dưới da chứ không cần tiêm vào bắp như nhiều loại vaccine khác.
Lợi ích của ZyCoV-D có rất nhiều. Các nhà khoa học nói rằng vaccine này rẻ tiền, an toàn và ổn định. Người ta có thể bảo quản chúng ở nhiệt độ khá cao so với tiêu chuẩn thông thường, khoảng từ -2 tới 8 độ C. Cadila Healthcare tuyên bố vaccine của công ty có “sự ổn định tốt” khi để ở nhiệt độ 25 độ C trong ít nhất 3 tháng. Các yếu tố này khiến việc vận chuyển và lưu trữ vaccine trở nên đơn giản hơn rất nhiều.
Nhược điểm của vaccine mới là gì? Trước đây người ta từng dùng công nghệ DNA để phát triển các loại vaccine ngừa bệnh truyền nhiễm của con người. “Vấn đề nằm ở chỗ vaccine hoạt động rất tốt trên các loài vật. Nhưng khi tiêm sang con người, chúng không tạo ra phản ứng miễn dịch tốt tương tự”, Tiến sĩ Gagandeep Kang, một chuyên gia virus nổi tiếng Ấn Độ cho biết.
Theo Tiến sĩ Kang, thách thức hiện nằm ở việc làm sao để đẩy DNA vòng vào tế bào người, để nó tạo ra phản ứng miễn nhiễm bền vững. “Vaccine dùng phân tử DNA vòng đã từng được thử nghiệm trước đây. Nhưng chúng ta đã biết rằng rất khó để đưa DNA vòng vào phần nhân của tế bào người, đặc biệt là người lớn”, Tiến sĩ Jeremy Kamil, một nhà vi trùng học tại Đại học bang Louisiana, Mỹ, cho biết.
Để so sánh, các vaccine dùng phân tử mRNA để “dạy” cơ thể chống virus, không cần phải đi tới tận nhân của tế bào để hoạt động. Chúng dường như cũng có hiệu quả ngăn chặn virus cao hơn và tạo miễn dịch dài hơn.
Một nhược điểm nữa là ZyCoV-D cần tới 3 liều tiêm, thay vì 2 liều so với nhiều vaccine khác. Ngoài ra, những chuyên gia như Kamil cũng đề nghị công ty sản xuất cần đệ trình dữ liệu thử nghiệm để cơ quan đánh giá độc lập xem xét mức độ hiệu quả của vaccine mới. Bởi nếu vaccine không có khả năng tạo kháng thể và ngăn dịch hiệu quả thì mọi công nghệ chế tạo, dù mới mẻ và hiện đại, đều trở nên vô nghĩa.
Vaccine đầu tiên ở Mỹ dùng công nghệ protein
Không chỉ Ấn Độ mà nhiều quốc gia khác cũng tiếp tục đẩy mạnh việc nghiên cứu chế tạo vaccine, bên cạnh các loại thuốc đặc trị COVID-19. Hồi giữa tháng 7, công ty Novavax ở Mỹ thông báo hoạt động thử nghiệm lâm sàng giao đoạn 3 vaccine của họ đã cho kết quả rất tích cực. Công ty đã thử nghiệm trên 30.000 tình nguyện viên ở Mỹ và Mexico.
Vaccine của công ty sử dụng một protein trích từ virus SARS-CoV-2 để kích hoạt phản ứng miễn dịch. Công nghệ này rất khác so với 3 loại vaccine đã được Cơ quan Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) cấp phép, gồm Pfizer, Moderna và Johnson&Johnson.
Novavax khẳng định vaccine của công ty có khả năng ngăn chặn virus xâm nhập và phát triển triệu chứng nhiễm bệnh, với hiệu quả lên tới 90,4%. Vaccine cũng có khả năng giúp bệnh nhân không bị mắc triệu chứng nhẹ và nặng, với mức bảo vệ tới 100%. Trong thử nghiệm với 8 biến thể của virus SARS-CoV-2 đang tồn tại hiện nay, hiệu quả ngăn dịch lên tới 93,2%. Và vaccine dường như khá an toàn, không gây nhiều phản ứng phụ khi tiêm.
“Vaccine mới thực sự ấn tượng. Tôi rất mừng khi thấy các kết quả”, Monica Gandhi, một bác sĩ chuyên về bệnh truyền nhiễm tại Đại học California, San Francisco, nhận xét. Bà cũng cho biết thêm rằng vaccine đã được thử nghiệm trên các nhóm đối tượng rất đa dạng, với 44% tình nguyện viên là người thuộc các chủng tộc khác ngoài da trắng. Ngoài ra, việc vaccine không đòi hỏi phải bảo quản ở nhiệt độ quá thấp khiến các yêu cầu kho vận liên quan tới nó cũng nhẹ nhàng hơn nhiều các loại khác.
Theo John Moore, một chuyên gia miễn dịch tại công ty Weill Cornell Medicine, mức độ hiệu quả hơn 90% của Novavax là rất ấn tượng, bởi vaccine này được thử nghiệm để chống lại nhiều biến thể khác nhau của virus SARS-CoV-2. Trong khi đó hai loại vaccine Pfizer-BioNTech và Moderna dù tuyên bố có hiệu quả lần lượt 94 và 95% nhưng các cuộc thử nghiệm lâm sàng lại diễn ra trước khi nhiều biến thể mới, gồm chủng Delta đáng sợ, xuất hiện và lây lan.
“Vaccine này có mức độ hiệu quả ít nhất đã bằng với 2 loại Pfizer và Moderna”, ông Moore nói. “Nó về cơ bản có khả năng bảo vệ 100% chống bệnh dịch”. Tuy nhiên cũng có ý kiến trái chiều nhằm vào Novavax. “Dữ liệu do công ty công bố chẳng có gì ấn tượng sâu sắc”, Vijay Samant, Tổng giám đốc điều hành công ty dược Xiconic Pharmaceuticals, nói. “Mức độ hiệu quả về cơ bản vẫn thấp hơn vài bậc so với các nghiên cứu của Pfizer và Moderna”.
Novavax đã có kế hoạch đệ trình hồ sơ cấp phép sử dụng khẩn cấp lên FDA trong quý 3 năm nay. Khác với các loại vaccine mRNA được sử dụng rộng rãi ở Mỹ, sẽ “dạy” tế bào của chúng ta tạo ra các protein gai nằm trên bề mặt virus SARS-CoV-2, vaccine của Novavax đưa protein này vào thẳng cơ thể người, cùng với một hợp chất có tác dụng tăng cường hệ miễn nhiễm. Công nghệ sản xuất vaccine dựa vào protein như thế này đã được sử dụng trong hàng thập kỷ, điển hình là các loại vaccine chống bệnh viêm gan B.
Trong các cuộc thử nghiệm lâm sàng, vaccine của Novavax gây ra rất ít tác dụng phụ. Sốc phản vệ nghiêm trọng cực kỳ ít xảy ra. Việc không gây nhiều tác dụng phụ như thế này được xem là điểm cộng lớn của Novavax.
Và không giống các vaccine mRNA, vốn cần tủ đông để bảo quản, vaccine của Novavax có thể được bảo quản trong tủ lạnh thường tới 6 tháng. Sau khi đưa ra khỏi tủ, người ta có thể tiêm nó ngay trong vòng 24 giờ. Novavax cho biết công ty hiện đang đầu tư nghiên cứu để tăng hiệu lực của vaccine trước các biến thể khác của SARS-CoV-2 như Delta.
Bí ẩn phía sau hiện tượng đã tiêm vaccine vẫn có thể nhiễm bệnh
Việc các loại vaccine mới liên tục xuất hiện là tín hiệu đáng mừng trong cuộc chiến chống COVID-19, bởi chúng ta sẽ có thêm nhiều vũ khí mới để chống lại kẻ thù nguy hiểm vẫn còn đang nằm trong một bức màn sương này.
Dù đã xuất hiện hơn 2 năm, vẫn còn nhiều điều về virus SARS-CoV-2 chúng ta chưa thực sự hiểu rõ. Ví dụ điển hình là khả năng xuyên thủng lá chắn vaccine của virus.
Ở Mỹ là các loại vaccine COVID-19 đang được lưu hành đã làm tốt công việc ngăn bệnh, đồng thời giúp bệnh nhân ít bị trở nặng và tử vong. Tuy nhiên sau khi biến chủng Delta xuất hiện, số ca mắc mới đã tăng nhanh trở lại. Biến chủng Delta cũng chứng tỏ khả năng xuyên thủng hàng hàng rào miễn dịch của những người đã được tiêm đủ liều vaccine, khiến họ mang bệnh.
Hiện chưa rõ vì sao Delta có thể chọc thủng hàng rào miễn dịch, nhưng có nhiều yếu tố dẫn tới điều này, theo đánh giá của trang tin Live Science. Một là kháng thể hình thành trong cơ thể những người đã tiêm vaccine không thể bám tốt vào bề mặt biến thể Delta.
Theo một nghiên cứu đăng tải trên tạp chí khoa học Nature hồi tháng 7 năm nay, Delta dường như đã biến đổi protein gai nằm trên bề mặt, cũng là yếu tố để kháng thể nhận diện và tấn công nó. Điều này dẫn tới tình trạng những người từng nhiễm các biến thể khác, hoặc người đã tiêm vaccine, sẽ có khả năng chống đỡ yếu hơn nếu bị Delta tấn công.
Một khả năng khác cũng được tính tới là hệ miễn dịch của chúng ta giảm bớt mức độ phòng ngừa theo thời gian, khiến virus, đặc biệt là biến thể mới, dễ xâm nhập hơn. Điều này đã từng xảy ra với vaccine chống bệnh ho gà, và là lý do để các bà mẹ sắp sinh con, hay những người lớn thường xuyên xuất hiện cạnh trẻ sơ sinh, phải tiêm một mũi tăng cường.
Liệu sự suy giảm khả năng ngừa bệnh có phải là vấn đề với các loại vaccine COVID-19 hay không vẫn là chủ đề khiến giới nghiên cứu tranh cãi. Nhà chức trách Israel nói rằng họ đã thấy có sự gia tăng số ca lây nhiễm bệnh trong nhóm những người đã được tiêm chủng đầy đủ hồi tháng 1, so với những người được tiêm hồi tháng 3, nhưng cần nghiên cứu thêm để có kết luận chính xác.
Ngoài ra, còn nhiều yếu tố khác có thể gây ảnh hưởng tới khả năng bảo vệ cộng đồng của vaccine trước COVID-19. Hiện rất khó để thực hiện các so sánh ngang hàng giữa các quốc gia hay các hệ thống bệnh viện trong công tác chống dịch, theo lời Jordi Ochando, một chuyên gia miễn dịch tại Trường Y Mount Sinai, Mỹ.
Từng quốc gia khác nhau có mức độ tiêm vaccine COVID-19 khác nhau. Các nước cũng dùng các loại vaccine khác nhau, tiêm kết hợp nhiều loại vaccine hoặc không, thời gian tiêm giữa các liều cũng khác nhau. Đó là chưa tính tới việc cộng đồng dân được tiêm vaccine ở mỗi nước rất khác nhau, với tỉ lệ phân bổ độ tuổi khác nhau...
Tuy nhiên dữ liệu tổng hợp từ nhiều nước cho thấy vaccine dựa trên công nghệ mRNA của Pfizer-BioNTech và Moderna vẫn mang tới khả năng bảo vệ dao động từ 50-60% chống lại biến thể Delta. Đây là mức hiệu quả chấp nhận được. Điều quan trọng là ngay cả vaccine được đánh giá có hiệu quả ngăn ngừa biến chủng Delta thấp hơn như J&J cũng có khả năng giúp người được tiêm không bị trở nặng nếu mắc bệnh.
Dù người tiêm đủ vaccine vẫn có thể bị nhiễm virus, họ sẽ được thụ hưởng lợi ích quan trọng sau: Tải lượng virus trong cơ thể họ sẽ sụt giảm nhanh hơn rất nhiều so với người chưa tiêm vaccine. Thường chỉ sau 5-6 ngày kể từ khi nhiễm bệnh, tải lượng virus gần như tụt dốc không phanh ở nhóm đã tiêm. Điều này cho thấy vaccine có làm giảm thời gian nhiễm bệnh.
Loại vaccine có thể chống mọi biến thể SARS-CoV-2
Khả năng những người đã tiêm đủ liều vaccine vẫn có thể nhiễm bệnh đã đặt ra nhiều câu hỏi về việc chúng ta nên sử dụng chiến lược nào tốt nhất trong cuộc chiến dài hơi này. Một khả năng được bàn tới là cập nhật các loại vaccine hiện có, để chúng có khả năng chống Delta tốt hơn.
Nhưng việc cố điều chế các loại vaccine chống những biến thể cụ thể sẽ giống như trò mèo đuổi chuột. Bởi khi chúng ta đã có vaccine chống lại Delta một cách hiệu quả, rất có thể một biến chủng mới lây lan mạnh hơn, chết chóc hơn sẽ xuất hiện.
Giới nghiên cứu đồng tình rằng biến chủng Delta dạy cho chúng ta được bài học quý là một loại vaccine COVID-19 lý tưởng trong tương lai cần phải có khả năng chống lại mọi biến thể mới của SARS-CoV-2. Một loại vaccine với năng lực như vậy sẽ có thể hoạt động dựa trên sự tương đồng giữa các chủng virus, khiến nó có hiệu lực ngăn chặn bệnh tốt hơn và lâu dài hơn.
Một giải pháp hứa hẹn nữa là chế ra loại vaccine xịt mũi, thay vì tiêm. Việc bơm vaccine vào mũi, đánh thẳng vào điểm virus hạ cánh và qua đó tạo miễn dịch mạnh tại khu vực mũi, sẽ giúp chống virus nhanh hơn, giảm hoạt động nhân bản của virus ở mũi, qua đó làm giảm sự lây lan bệnh dịch, theo một nghiên cứu của Đại học Alabama ở Birmingham đăng trên tạp chí Science vào ngày 23.7.
Một trong những lý do để tương lai của vaccine COVID-19 chống các biến thể mới vẫn khó hiểu là bởi các nhà khoa học chưa rõ tế nào miễn dịch nào mới thực sự có đóng góp lớn nhất vào năng lực chống virus của cơ thể.
Phần lớn nghiên cứu hiện vẫn chỉ xem xét hoạt động tấn công virus của kháng thể. Theo Tiến sĩ Zain Chagla, một chuyên gia về bệnh truyền nhiễm ở Đại học McMaster, kháng thể có năng lực chống nhiễm trùng tốt. Tuy nhiên nó không phải là một đại diện tiêu biểu về khả năng miễn dịch của cơ thể chống các bệnh truyền nhiễm nặng.
Nguyên nhân do hệ miễn dịch của chúng ta còn sử dụng rất nhiều tế bào khác có khả năng tấn công mầm bệnh, như các tế bào ghi nhớ B và tế bào sát thủ T. Các tế bào này không nhanh bằng kháng thể trong khả năng ngăn chặn virus xâm nhập cơ thể, nhưng chúng lại sở hữu năng lực chặn đứng nguy cơ nhiễm trùng ban đầu trở nên nặng hơn.
Theo thời gian, lượng kháng thể trong cơ thể chúng ta sẽ giảm dần, một cách tự nhiên, trong khi các tế bào miễn dịch khác vẫn sẽ tồn tại lâu dài, ví dụ tế bào B. Chúng giúp cơ thể sẵn sàng mở một cuộc tấn công mới nếu mầm bệnh tìm cách xâm nhập trở lại.
Và thách thức lớn hiện nay trong việc đánh giá mức độ hiệu quả của vaccine là xác định xem tế nào cụ thể nào sẽ kích hoạt lại phản ứng miễn dịch nếu virus SARS-CoV-2 tìm cách xâm nhập cơ thể. Chỉ thông qua nghiên cứu đánh giá nhóm, số lượng tế bào này, người ta mới có thể xác định xem mức độ hiệu quả thực sự của vaccine lớn tới đâu.
Hiện các nhà khoa học chưa có đủ dữ liệu để làm được việc này.
Trước mắt, giải pháp ngắn hạn được tính tới là tiêm thêm một liều vaccine tăng cường. Một số nghiên cứu thấy rằng mũi tăng cường, kể cả là vaccine được chế tạo dựa trên mẫu virus gốc thay vì các biến thể mới, vẫn có khả năng cải thiện năng lực ngăn chặn biến chủng Delta. Nguyên nhân do mũi tăng cường tạo ra các kháng thể đa dạng hơn, giúp hệ miễn nhiễm nhận diện các biến thể mới tốt hơn.
Tuy nhiên giới chuyên gia nói rằng các mũi tiêm đầu tiên vẫn giá trị hơn là mũi tiêm tăng cường. Việc đối diện với virus SARS-CoV-2 khi chưa được tiêm vaccine khiến người ta gặp nguy hiểm hơn nhiều khi đã được tiêm. Ngoài ra, số lượng người chưa tiêm rất lớn khiến virus vẫn có cơ hội để phát tán trên toàn cầu và đột biến, qua đó đe dọa cộng đồng đã được tiêm chủng đầy đủ.
