Cúm! Bài học quá khứ.
Virus cúm là một trong những ví dụ điển hình của câu nói “Bệnh truyền nhiễm không bao giờ có thể bị loại bỏ, chỉ có thể kiểm soát, mặc dù rất tốn kém” (pending reference).
Virus cúm thuộc chi Cúm (gồm cúm A, B và C), họ Orthomyxoviridae, là những virus có genome là RNA đối mã (negative-sense RNA) gồm nhiều đoạn (multipartite). Virus cúm thường có hình cầu, với đường kính từ 90 đến 100 nm. Genome của nó là tám đoạn RNA mã hóa cho nhiều loại protein khác nhau, trong đó có các protein của enzyme phiên mã trên khuôn RNA (RNA dependent transcriptase) cần thiết cho sự sao chép của loại virus RNA đối mã trong tế bào. Virus cúm sau khi đi vào tế bào sẽ đi vào nhân để sử dụng bộ máy phiên mã của nhân cho việc tạo ra các RNA virus mang mã bởi virus cúm không có khả năng “đóng nắp” (capping) ở đầu 5’.
Virus cúm
Virus cúm được bao bọc bởi một lớp lipid kép có nguồn gốc từ tế bào vật chủ khi nó bứt ra khỏi tế bào. Trên lớp màng này nhô ra các glycoprotein thuộc hai nhóm chính là Hemagglutinin (HA) và Neuraminidase (NA). Vai trò của HA là giúp virus gắn vào thụ thể trên tế bào vật chủ để kích thích tế bào vật chủ “nuốt” virus vào trong (endocytosis) còn vai trò của NA thì không rõ ràng lắm, có lẽ nó giúp virus bứt ra khỏi tế bào vật chủ bằng cách cắt sialic acid khỏi các glycoprotein của virus và tế bào vật chủ. Bên trong lớp vỏ lipid kép là lớp protein nền bao quanh vỏ nhân (nucleocapsid). Các loại cúm A, B và C khác nhau về số lượng các đoạn RNA cũng như cấu trúc của protein nền và protein nhân. Cúm A là loại gây ra các đại dịch cho con người và vật nuôi nhiều nhất. Sự khác nhau giữa cấu trúc của HA và NA của các chủng virus cúm khác nhau được sử dụng để phân loại chúng. Ví dụ chúng ta có các chủng virus cúm từng gây đại dịch cho người như H0N1, H1N1, H2N2, H3N2…H7N7, H5N1. Điều đáng chú ý là đại dịch cúm thường lặp lại có tính chu kỳ, nhiều khi do cùng một chủng virus cúm gây ra. Ví dụ chủng H1N1 gây ra 3 đại dịch ở các năm 1947, 1977, 1986 và 1995.
Cũng như các virus khác, một người khi đã nhiễm virus cúm và hồi phục thì sẽ miễn nhiễm đối với loại virus cúm đó. Tuy nhiên một trong những đặc điểm của virus cúm khiến cho việc sản xuất vaccine cúm không bao giờ thành công triệt để là khả năng tích lũy các đột biến nhỏ (antigenic drift) và hình thành các đột biến lớn (antigenic shift). Tốc độ bị đột biến của các đoạn RNA của virus cúm chỉ sau HIV, tuy nhiên vì virus cúm có 8 đoạn RNA khác nhau nên quá trình đóng gói trở nên rất kém hiệu quả, nhưng chính điều này giúp cho virus cúm dễ dàng tạo nên các thể tái tổ hợp (reassorted virus) khi nhiều chủng virus cúm cùng nhiễm vào một tế bào vật chủ. Chính các thể tái tổ hợp này, cộng với khả năng bị độ biến nhanh của các kháng nguyên HA và NA giúp virus cúm thoát khỏi sự kiểm soát của hệ miễn dịch kể cả những người từng bị bệnh. Một trong những cơ chế virus cúm gây đại dịch ở người là sự tái tổ hợp của virus cúm chim (avian flu) và người ở lợn (có khả năng bị nhiễm cả hai loại virus này) tạo nên loại virus mới có khả năng nhiễm ở người, khiến cho nhiều người “bị bất ngờ” trước loại virus mới này. Gần đây loại virus H5N1 từ gà đã nhiễm thẳng sang người mà không thông qua lợn, gây lo lắng cho các nhà khoa học bởi đây có thể là dấu hiệu của một đại dịch mới sắp xảy ra.
Virus cúm nhiễm vào các tế bào ở họng và khí quản, tức phần trên của hệ hô hấp. Tuy nhiên nó có thể gây nên các biến chứng như viêm phổi hoặc những triệu chứng có nguy cơ gây tử vong khác. Trên thực tế virus cúm đã từng gây ra một đại dịch khủng khiếp vào năm 1917, gọi là cúm Tây Ban Nha, khiến cho hơn 20 triệu người bị chết trên thế giới. Trên thực tế con số này được ước đoán khoảng chừng 50 triệu bởi Ấn Độ bị mất một thế hệ và nhiều cộng đồng ở Trung Quốc và Nga bị xóa sổ. Virus cúm thường gây tử vong ở những đối tượng bị suy giảm miễn dịch hoặc hệ miễn dịch không hoàn hảo như người già, trẻ em, người bị nhiễm HIV hoặc những người đang hoặc có nguy cơ viêm phổi.
Virus cúm đã được sản xuất và lưu hành từ lâu ở nhiều nước phát triển như Mỹ, Nga, châu Âu. Vaccine cúm được sản xuất bằng cách nuôi các loại virus cúm có khả năng gây bệnh trong năm đó trong trứng gà có phôi rồi bất hoạt virus và sử dụng làm vaccine bất hoạt. Thông thường người ta trộn ba loại virus cúm có khả năng xuất hiện trong năm đó lại với nhau để làm thành vaccine. Gần đây, việc sản xuất vaccine cúm trên trứng đang gặp một số khó khăn bởi một số người bị dị ứng với vaccine sản xuất từ trứng do còn sót lại một ít albumin từ trứng; một mặt khác cúm gà xảy ra với diện rộng trên thế giới khiến cho nguồn trứng có thể bị ảnh hưởng. Chính vì vậy chính quyền Mỹ và một số nước đang có xu hướng chuyển từ nuôi virus cúm trên trứng gà sang nuôi trên tế bào. Một số tế bào đã được khảo sát có khả năng nhiễm virus cúm gồm tế bào thận chó, khỉ, gà, cút…v.v. Tế bào thận khỉ xanh Vero đang được nhiều nhà khoa học chọn làm giá thể nuôi virus bởi nó có thể nuôi trong dịch huyền phù, cho sinh khối cao. Tế bào thận chó MDCK được WHO khuyến cáo sử dụng cho việc tách virus sơ cấp hoặc để sử dụng trong nghiên cứu virus cúm.
Phương pháp di truyền ngược "cổ điển". Ngày nay người ta chỉ cần 1 plasmid và không sử dụng helper virus
Lịch sử sản xuất vaccine cúm cho thấy đã có nhiều nỗ lực để tìm ra loại vaccine đặc hiệu. Các vaccine đã từng được nghiên cứu và thử nghiệm gồm vaccine bất hoạt và vaccine sống. Các nghiên cứu từ trước tới nay cho thấy vaccine bất hoạt không hiệu quả bằng vaccine sống. Vaccine sống thường không chỉ mang lại khả năng miễn nhiễm mà còn giúp bảo vệ cơ thể tốt hơn khi bị virus tấn công và thường chỉ cần vaccine một lần. Trong các loại vaccine sống từng được thử nghiệm có một số loại như vaccine khoảng cách tiến hóa (host range vaccine) trong đó các RNA mã hóa cho HA và NA ở người được tái tổ hợp với sáu đoạn RNA còn lại của chim để tạo ra loại virus nhược độc không có khả năng nhân lên hiệu quả ở người. Tuy nhiên một ý tưởng sáng tạo đã giúp tạo ra loại vaccine sống tốt hơn, đó chính là vaccine nhạy nhiệt và thích nghi điều kiện lạnh (temperature sensitive and cold adapted). Virus cúm thích nghi với điều kiện lạnh chỉ có khả năng nhân lên ở họng của người (thích nghi lạnh )và sẽ không gây các biến chứng khác bởi chúng nhân lên rất kém trong điều kiện nhiệt độ cao (nhạy nhiệt). Để tạo ra loại vaccine này người ta từng dùng virus hiến (master virus), tức loại virus đã được nuôi nhiều đời trong điều kiện lạnh, cho nhiễm vào tế bào cùng với các loại virus cúm được dự đoán sẽ xuất hiện, sau đó sử dụng các điều kiện chọn lọc để chọn ra các virus tái tổ hợp mang các đột biến thích nghi lạnh và nhạy cảm nhiệt nhưng lại có kháng nguyên của các virus hiện hành. Khoảng mười năm trở lại đây, với công cụ di truyền học hiện đại, người ta có thể tạo ra các vector tái tổ hợp chứa 6 đoạn RNA của chủng virus hiến và 2 đoạn RNA mã hóa cho HA và NA của các chủng đang gây bệnh để tạo ra chủng tái tổ hợp. Công nghệ “di truyền ngược” (reverse genetics) này đã được sử dụng để tạo ra vaccine cúm phun mũi Flumist ở Mỹ, được FDA thông qua vào năm 2003. Nó cũng đã được chuyển giao cho nhiều nước đang phát triển. Tuy nhiên với đặc thù của các nước đang phát triển, có lẽ vaccine cúm sẽ không được sản xuất đại trà chừng nào nguy cơ đại dịch chưa đến gần bởi lẽ so với nhiều bệnh dịch khác thì cúm vẫn được xem là “nhẹ”.
Tài liệu tham khảo:
1.Arie J. Zuckerman et al, 2000. Principles and practice of clinical virology, 4th edit, Wiley
2.Edward Karl Wagner, Matinez J. Hewlett, 1999. Basic virology, 1st edit, Black Well Publishing.
3.M.D Wareing & G.A Tannock, 2001. Live attenuated vaccine against influenza, Review, Vaccine 19. 3320-3330, Elsevier.
4.Thomas J. Kindt, Barbara A. Osbourne & Richard A. Goldsby. 2006, Kuby’s Immunology, 6th edit, W.H Freeman
5.Various CDC & WHO 2003-2006 reports & recommendation on avian influenza (refer to the websites of CDC and WHO).
Virus cúm là một trong những ví dụ điển hình của câu nói “Bệnh truyền nhiễm không bao giờ có thể bị loại bỏ, chỉ có thể kiểm soát, mặc dù rất tốn kém” (pending reference).
Virus cúm thuộc chi Cúm (gồm cúm A, B và C), họ Orthomyxoviridae, là những virus có genome là RNA đối mã (negative-sense RNA) gồm nhiều đoạn (multipartite). Virus cúm thường có hình cầu, với đường kính từ 90 đến 100 nm. Genome của nó là tám đoạn RNA mã hóa cho nhiều loại protein khác nhau, trong đó có các protein của enzyme phiên mã trên khuôn RNA (RNA dependent transcriptase) cần thiết cho sự sao chép của loại virus RNA đối mã trong tế bào. Virus cúm sau khi đi vào tế bào sẽ đi vào nhân để sử dụng bộ máy phiên mã của nhân cho việc tạo ra các RNA virus mang mã bởi virus cúm không có khả năng “đóng nắp” (capping) ở đầu 5’.
Virus cúm
Virus cúm được bao bọc bởi một lớp lipid kép có nguồn gốc từ tế bào vật chủ khi nó bứt ra khỏi tế bào. Trên lớp màng này nhô ra các glycoprotein thuộc hai nhóm chính là Hemagglutinin (HA) và Neuraminidase (NA). Vai trò của HA là giúp virus gắn vào thụ thể trên tế bào vật chủ để kích thích tế bào vật chủ “nuốt” virus vào trong (endocytosis) còn vai trò của NA thì không rõ ràng lắm, có lẽ nó giúp virus bứt ra khỏi tế bào vật chủ bằng cách cắt sialic acid khỏi các glycoprotein của virus và tế bào vật chủ. Bên trong lớp vỏ lipid kép là lớp protein nền bao quanh vỏ nhân (nucleocapsid). Các loại cúm A, B và C khác nhau về số lượng các đoạn RNA cũng như cấu trúc của protein nền và protein nhân. Cúm A là loại gây ra các đại dịch cho con người và vật nuôi nhiều nhất. Sự khác nhau giữa cấu trúc của HA và NA của các chủng virus cúm khác nhau được sử dụng để phân loại chúng. Ví dụ chúng ta có các chủng virus cúm từng gây đại dịch cho người như H0N1, H1N1, H2N2, H3N2…H7N7, H5N1. Điều đáng chú ý là đại dịch cúm thường lặp lại có tính chu kỳ, nhiều khi do cùng một chủng virus cúm gây ra. Ví dụ chủng H1N1 gây ra 3 đại dịch ở các năm 1947, 1977, 1986 và 1995.
Cũng như các virus khác, một người khi đã nhiễm virus cúm và hồi phục thì sẽ miễn nhiễm đối với loại virus cúm đó. Tuy nhiên một trong những đặc điểm của virus cúm khiến cho việc sản xuất vaccine cúm không bao giờ thành công triệt để là khả năng tích lũy các đột biến nhỏ (antigenic drift) và hình thành các đột biến lớn (antigenic shift). Tốc độ bị đột biến của các đoạn RNA của virus cúm chỉ sau HIV, tuy nhiên vì virus cúm có 8 đoạn RNA khác nhau nên quá trình đóng gói trở nên rất kém hiệu quả, nhưng chính điều này giúp cho virus cúm dễ dàng tạo nên các thể tái tổ hợp (reassorted virus) khi nhiều chủng virus cúm cùng nhiễm vào một tế bào vật chủ. Chính các thể tái tổ hợp này, cộng với khả năng bị độ biến nhanh của các kháng nguyên HA và NA giúp virus cúm thoát khỏi sự kiểm soát của hệ miễn dịch kể cả những người từng bị bệnh. Một trong những cơ chế virus cúm gây đại dịch ở người là sự tái tổ hợp của virus cúm chim (avian flu) và người ở lợn (có khả năng bị nhiễm cả hai loại virus này) tạo nên loại virus mới có khả năng nhiễm ở người, khiến cho nhiều người “bị bất ngờ” trước loại virus mới này. Gần đây loại virus H5N1 từ gà đã nhiễm thẳng sang người mà không thông qua lợn, gây lo lắng cho các nhà khoa học bởi đây có thể là dấu hiệu của một đại dịch mới sắp xảy ra.
Virus cúm nhiễm vào các tế bào ở họng và khí quản, tức phần trên của hệ hô hấp. Tuy nhiên nó có thể gây nên các biến chứng như viêm phổi hoặc những triệu chứng có nguy cơ gây tử vong khác. Trên thực tế virus cúm đã từng gây ra một đại dịch khủng khiếp vào năm 1917, gọi là cúm Tây Ban Nha, khiến cho hơn 20 triệu người bị chết trên thế giới. Trên thực tế con số này được ước đoán khoảng chừng 50 triệu bởi Ấn Độ bị mất một thế hệ và nhiều cộng đồng ở Trung Quốc và Nga bị xóa sổ. Virus cúm thường gây tử vong ở những đối tượng bị suy giảm miễn dịch hoặc hệ miễn dịch không hoàn hảo như người già, trẻ em, người bị nhiễm HIV hoặc những người đang hoặc có nguy cơ viêm phổi.
Virus cúm đã được sản xuất và lưu hành từ lâu ở nhiều nước phát triển như Mỹ, Nga, châu Âu. Vaccine cúm được sản xuất bằng cách nuôi các loại virus cúm có khả năng gây bệnh trong năm đó trong trứng gà có phôi rồi bất hoạt virus và sử dụng làm vaccine bất hoạt. Thông thường người ta trộn ba loại virus cúm có khả năng xuất hiện trong năm đó lại với nhau để làm thành vaccine. Gần đây, việc sản xuất vaccine cúm trên trứng đang gặp một số khó khăn bởi một số người bị dị ứng với vaccine sản xuất từ trứng do còn sót lại một ít albumin từ trứng; một mặt khác cúm gà xảy ra với diện rộng trên thế giới khiến cho nguồn trứng có thể bị ảnh hưởng. Chính vì vậy chính quyền Mỹ và một số nước đang có xu hướng chuyển từ nuôi virus cúm trên trứng gà sang nuôi trên tế bào. Một số tế bào đã được khảo sát có khả năng nhiễm virus cúm gồm tế bào thận chó, khỉ, gà, cút…v.v. Tế bào thận khỉ xanh Vero đang được nhiều nhà khoa học chọn làm giá thể nuôi virus bởi nó có thể nuôi trong dịch huyền phù, cho sinh khối cao. Tế bào thận chó MDCK được WHO khuyến cáo sử dụng cho việc tách virus sơ cấp hoặc để sử dụng trong nghiên cứu virus cúm.
Phương pháp di truyền ngược "cổ điển". Ngày nay người ta chỉ cần 1 plasmid và không sử dụng helper virus
Lịch sử sản xuất vaccine cúm cho thấy đã có nhiều nỗ lực để tìm ra loại vaccine đặc hiệu. Các vaccine đã từng được nghiên cứu và thử nghiệm gồm vaccine bất hoạt và vaccine sống. Các nghiên cứu từ trước tới nay cho thấy vaccine bất hoạt không hiệu quả bằng vaccine sống. Vaccine sống thường không chỉ mang lại khả năng miễn nhiễm mà còn giúp bảo vệ cơ thể tốt hơn khi bị virus tấn công và thường chỉ cần vaccine một lần. Trong các loại vaccine sống từng được thử nghiệm có một số loại như vaccine khoảng cách tiến hóa (host range vaccine) trong đó các RNA mã hóa cho HA và NA ở người được tái tổ hợp với sáu đoạn RNA còn lại của chim để tạo ra loại virus nhược độc không có khả năng nhân lên hiệu quả ở người. Tuy nhiên một ý tưởng sáng tạo đã giúp tạo ra loại vaccine sống tốt hơn, đó chính là vaccine nhạy nhiệt và thích nghi điều kiện lạnh (temperature sensitive and cold adapted). Virus cúm thích nghi với điều kiện lạnh chỉ có khả năng nhân lên ở họng của người (thích nghi lạnh )và sẽ không gây các biến chứng khác bởi chúng nhân lên rất kém trong điều kiện nhiệt độ cao (nhạy nhiệt). Để tạo ra loại vaccine này người ta từng dùng virus hiến (master virus), tức loại virus đã được nuôi nhiều đời trong điều kiện lạnh, cho nhiễm vào tế bào cùng với các loại virus cúm được dự đoán sẽ xuất hiện, sau đó sử dụng các điều kiện chọn lọc để chọn ra các virus tái tổ hợp mang các đột biến thích nghi lạnh và nhạy cảm nhiệt nhưng lại có kháng nguyên của các virus hiện hành. Khoảng mười năm trở lại đây, với công cụ di truyền học hiện đại, người ta có thể tạo ra các vector tái tổ hợp chứa 6 đoạn RNA của chủng virus hiến và 2 đoạn RNA mã hóa cho HA và NA của các chủng đang gây bệnh để tạo ra chủng tái tổ hợp. Công nghệ “di truyền ngược” (reverse genetics) này đã được sử dụng để tạo ra vaccine cúm phun mũi Flumist ở Mỹ, được FDA thông qua vào năm 2003. Nó cũng đã được chuyển giao cho nhiều nước đang phát triển. Tuy nhiên với đặc thù của các nước đang phát triển, có lẽ vaccine cúm sẽ không được sản xuất đại trà chừng nào nguy cơ đại dịch chưa đến gần bởi lẽ so với nhiều bệnh dịch khác thì cúm vẫn được xem là “nhẹ”.
Tài liệu tham khảo:
1.Arie J. Zuckerman et al, 2000. Principles and practice of clinical virology, 4th edit, Wiley
2.Edward Karl Wagner, Matinez J. Hewlett, 1999. Basic virology, 1st edit, Black Well Publishing.
3.M.D Wareing & G.A Tannock, 2001. Live attenuated vaccine against influenza, Review, Vaccine 19. 3320-3330, Elsevier.
4.Thomas J. Kindt, Barbara A. Osbourne & Richard A. Goldsby. 2006, Kuby’s Immunology, 6th edit, W.H Freeman
5.Various CDC & WHO 2003-2006 reports & recommendation on avian influenza (refer to the websites of CDC and WHO).
