NGÀNH SẢN XUẤT VẮC-XIN CÚM VỪA NHẬN ĐƯỢC SỰ TRỢ GIÚP LỚN

Nguyễn Ngọc Lương

Administrator
Staff member
NGÀNH SẢN XUẤT VẮC-XIN CÚM VỪA NHẬN ĐƯỢC S?

Environmental Health Perspective Vol 114|No2|2/2006
Ernie Hood

[align=justify:69ad7a2328]Toàn thế giới đang nín thở. Các quốc gia và tổ chức y tế đang lao vào bào chế, dự trữ thuốc và vắc-xin và lên kế hoạch dự phòng. Các tít trên các tờ báo quốc tế dự báo về một thảm họa với số lượng tử vong lên tới 100 triệu trên toàn thế giới và những hậu quả tàn khốc về kinh tế. Chuyên gia đưa ra cảnh báo rợn người rằng vấn đề không phải là nếu mà là khi nào thì một đại dịch cúm gia cầm sẽ giáng xuống loài người.

Mặc dù H5N1 đang là một vấn đề nghiêm trọng ở Châu Á, nó sẽ không trở thành một mối hiểm họa đối với loài người trên khắp thế giới trừ khi virus này đột biến thành một chủng vừa có độc tính cao vừa có khả năng lây từ người sang người. Hiện nay thì điều đó chưa xảy ra, nhưng chúng ta cần biết rằng virus cúm nổi tiếng vì có khả năng đột biến nhanh thông qua các quá trình gọi là đột biến kháng nguyên chậm (antigenic drift) và đột biến kháng nguyên nhanh (antigenic shift). Khả năng virus cúm đột biến thành chủng có khả năng gây đại dịch có thể không xảy ra, nhưng nếu nó xảy ra thì tỉ lệ tử vong có thể rất cao. Việc đi lại ngày nay quá dễ dàng sẽ có thể khiến cho bệnh dịch lây lan rất nhanh, và không như cúm thường (thường xảy ra vào mùa đông) hệ miễn dịch của chúng ta không chuẩn bị để đối phó với loại virus cúm gia cầm này – sẽ không có ai có hệ miễn dịch có khả năng vô hiệu hóa dịch bệnh này.

Rất nhiều nỗ lực đang được tiến hành ở Hoa kỳ và khắp thế giới để ứng phó với tình huống đại dịch cúm gia cầm sẽ xẩy ra. Một trong những yếu tố quan trọng nhất ?trong việc kiểm soát bệnh dịch là nghiên cứu và sản xuất ra một loại vắc xin có hiệu lực. Hiện nay Yoshiro Kawaoka và cộng sự của ông ở khoa Thú y thuộc Đại học Wisconsin-Madison và Đại học Tokyo đã hoàn chỉnh một kỹ thuật khá phức tạp để sản xuất ra chủng virus “giống” bất hoạt dùng để sản xuất vắc xin cúm, một kỹ thuật được biết đến dưới tên gọi “di truyền ngược”. Bước đột phá này là một bước tiến quan trọng trong việc đẩy nhanh quá trình sản xuất vắc-xin trong một thời gian rất ngắn đủ để ngăn ngừa một đại thảm họa cho nhân loại.

Gà và trứng gà

Để có hiệu lực, virus nhược độc dùng để làm vắc xin cúm phải có các kháng nguyên bề mặt khớp với kháng nguyên bề mặt của các chủng virus đang gây bệnh trong quần chúng. Hệ miễn dịch được kích thích thông qua tiếp xúc với dạng nhược độc của chủng virus đó sẽ sản xuất ra kháng thể giúp cơ thể có khả năng đương đầu với chủng virus đó trong tương lai. Điều cốt lõi là trước hết phải xác định rồi tái tạo các tuýp phụ của hai protein bề mặt của virus cúm – Hemagglutinin (HA) và neuraminidase (NA). Đây là những “thành phần hoạt động” của virus, quyết định độc tính và khả năng lây lan của chủng virus đó. Có 16 tuýp phụ HA và 9 tuýp phụ NA. Sự kết hợp giữa hai loại protein bề mặt này sẽ quyết định chủng virus (ví dụ chủng H5N1).

Tái tổ hợp, phương pháp truyền thông trong việc tạo ra các virus giống đã được ứng dụng hơn 50 năm quá và tiếp tục là phương pháp thường gặp nhất, đặc biệt trong việc sản xuất ra các vaccine cúm thường. Trong phương pháp tái tổ hợp, nhà khoa học sẽ tiêm vào trứng gà có phôi cùng một lúc hai chủng virus là chủng “chủ” đã bị làm mất độc tính có khả năng nhân rất tốt trong trứng và chủng đang hoành hành trong dân gian vào thời điểm đó. Hai chủng virus này sẽ nhân lên và gene của chúng sẽ tái tổ hợp với nhau theo 256 cách có thể (=2^8 ) với mỗi chủng 8 gene. Sau đó người ta sẽ sang lọc các virus tái tổ hợp để tìm ra virus mong muốn, là chủng chứa 6 gene cấu trúc của chủng nhược độc và 2 gene HA và NA của chủng đang lây lan. Virus giống này sau đó sẽ được tiêm vào hàng triệu trứng gà có phôi để sản xuất vắc-xin cúm hàng loạt cho năm đó.

Edward Janoff, trưởng phân khoa bệnh truyền nhiễm của Khoa Y, đại học Colorado và là thành viên của Lực lượng phòng chống đại dịch cúm Hoa kỳ mô tả phương pháp tái tổ hợp truyền thống là rất tốn công tốn sức. Theo Phó GS vi sinh Andrew Pekosz ở Khoa Y trường Đại học Washington ở St Louis, toàn bộ quá trình tạo ra virus giống có thể mất hai tuần trên lý thuyết, nhưng thực tế có thể mất đến một đến hai tháng.” Như lời nói thẳng của Kawaoka, “Tái tổ hợp theo phương pháp truyền thống? Tôi chẳng hiểu tại sao người ta vẫn còn dùng phương pháp đó?”

Làm “xiếc khỉ” với các plasmid

Kawaoka và cộng sự nằm trong số những nhóm nghiên cứu đã phát minh ra kỹ thuật di truyền ngược vào cuối những năm 1990. Bằng phương pháp này, người ta có thể cắt và nối các gene mong muốn – sáu gene từ chủng nhược độc và 2 gene HA và NA từ chủng đang gây bệnh (đã được gây đột biến nhân tạo để giảm bớt độc lực nhưng vẫn giữ nguyên tính đáp ứng miễn dịch) – vào các vòng tròn DNA gọi là plasmid. Các plasmid này sau đó được chuyển nạp vào tế bào động vật và sẽ tạo ra chủng virus giống. Virus giống này sau đó sẽ được nhân lên để sản xuất vắc-xin trong trứng gà có phôi hoặc trên các tế bào động vật.

Mặc dù các kỹ thuật được sử dụng trong phương pháp di truyền ngược khá là thường quy tại thời điểm này, yếu tố an toàn và hiệu quả là hai trở ngại chính để thay thế hoàn toàn phương pháp truyền thống bằng phương pháp này. Thách thức đầu tiên là tính an toàn của dòng tế bào sử dụng để nuôi virus. Các nhà nghiên cứu lo ngại rằng các dòng tế bào bất tử có khả năng mang các gene gây ung thư hoặc các loại virus nguy hiểm khác. Tuy nhiên hiện nay một dòng tế bào thận khỉ xanh Châu Phi có tên gọi là Vero đã được chứng minh là an toàn để sử dụng trong phương pháp di truyền ngược. “Các tế bào Vero này đã được điều tra rất kỹ và đã chứng tỏ là rất an toàn. Hiện nay chúng đã được chính phủ Mỹ chấp nhận để dùng trong sản xuất vaccine cho người” Janoff nói.

Trở ngại thứ hai là khó khăn trong việc chuyển nạp plasmid vào tế bào và nhân virus giống lên với số lượng đủ để dùng làm giống. “Nhiều dòng tế bào mà chúng tôi muốn sử dụng trong phương pháp sản xuất vắc-xin trên tế bào rất khó bị chuyển nạp”, Karen Lacourciere, một thành viên trong chương trình phòng chống cúm ở Viện Truyền nhiễm và Dị ứng Quốc gia Hoa kỳ cho biết. Cho tới nay người ta nghĩ rằng cần phải chuyển nạp từ tám tới mười hai plasmid mang các thành phần khác nhau của virus vào tế bào Vero. Kết quả đã không như mong muốn về hiệu quả cứu virus, tức việc tạo ra đủ lượng virus để dùng làm vắc-xin. Nhưng người ta có thể làm được và thực tế đã làm được; vaccine H5N1 hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm trên người (dựa vào chủng H5N1 đang gây bệnh) là vắc-xin đầu tiên được nghiên cứu sản xuất bằng phương pháp di truyền ngược. Nhưng rõ ràng phương pháp di truyền ngược vẫn chưa sẵn sàng để được giới thiệu rộng rãi.

Những cải tiến đối với phương pháp di truyền ngược cổ điển mà Kawaoka và cộng sự đã mô tả trong số ra 15/11/2005 của tạp chí Kỷ yếu Khoa học Hàn lâm Quốc gia Hoa kỳ đã loại bỏ được khó khăn. Những cải tiến này khá đơn giản. Nhóm nghiên cứu của Kawaoka đã chứng minh rằng bằng cách kết hợp các nhân tố virus theo một số cách nào đó, số lượng các plasmid cần thiết để tạo ra đủ lượng virus trên tế bào Vero có thể giảm xuống chỉ còn 4 plasmid. Nói vắn tắt là nhóm đã cố gắng kết hợp các gene của virus và các plasmid theo nhiều cách khác nhau cho đến khi họ đạt đến được số lượng plasmid nhỏ nhất có thể chuyển nạp dễ dàng vào tế bào.

Con số 4 plasmid có vẻ là một con số lý tưởng: “Nếu chúng tôi không bận tâm đến việc tạo ra đủ số lượng virus cần thiết, chúng tôi có thể tạo ra virus chỉ với một plasmid duy nhất. Nhưng trong thực tế chúng tôi dùng tới bốn plasmid và chúng ta chỉ cần thay đổi 1 plasmid là vector chứa gene mã hóa HA và NA…phương pháp của chúng tôi cho phép bất kỳ phòng thí nghiệm nào cũng có thể tạo ra bất kỳ chủng virus giống H5N1 nào một cách dễ dàng.” Kawaoka nói.

Một cải tiến nhỏ nhưng có tầm ảnh hưởng lớn

Kawaoka khá khiêm tốn về những gì đã đạt được, tuy nhiên đối với người ngoài thì đấy là một bước tiến quan trọng. “Hệ thống di truyền ngược mới này sẽ cho phép phát triển phương pháp sản xuất vắc-xin bằng tế bào và làm cho nó trở nên hiệu quả hơn nữa,” Lacourcier phát biểu. Đây là một tin tốt khi chúng ta xem xét những yếu tố liên quan đến hệ thống sản xuất vắc-xin bằng trứng gà có phôi – thứ nhất là nhu cầu có một số lượng trứng gà an toàn lớn, thứ hai là một số người bị dị ứng với protein trứng (mặc dù chưa có nghiên cứu trên toàn bộ dân số nói chung, ở trẻ em dưới 3 tuổi con số này là 1,5%, theo số liệu của Mạng lưới Dị ứng và Sốc phản vệ trong Thực phẩm).

Trường hợp một đại dịch cúm xảy ra, thời gian sẽ là yếu tố cốt lõi. “Phương pháp này cho phép chúng ta tạo ra chủng giống chỉ trong vòng 24 tiếng sau khi đại dịch được phát hiện – nó có thể đẩy nhanh quá trình sản xuất vắc-xin như vậy đó.” Pekosz phát biểu.

Janoff, người chịu trách nhiệm chuẩn bị đối phó với đại dịch đồng ý với ý kiến trên. “Một trong những quan ngại về đại dịch cúm là nó sẽ lây lan nhanh hơn nhiều so với cúm thông thường”. Điều đó có nghĩa là các nhà sản xuất vắc-xin sẽ có khung thời gian cho phép ngắn hơn nhiều kể từ khi xác định ra chủng virus đang gây bệnh cho đến khi sản xuất đủ lượng vắc-xin cần thiết cho người bệnh tại ổ dịch cũng những khắp toàn cầu khi bệnh dịch bắt đầu lây lan. “Như vậy nếu anh có thể giảm thời gian kể từ khi xác định ra chủng virus cho đến khi sản xuất ra vắc-xin thì điều đó cũng có nghĩa là anh đã cứu được hàng triệu sinh mạng”.

Và nếu chủng H5N1 đột biến thành một chủng ?vừa có khả năng lây lan trên người vừa giữ nguyên độc tính của nó thì một cuộc chạy đua giữa người và virus sẽ bắt đầu. Nhờ Kawaoka và nhóm nghiên cứu của ông, ít nhất loài người sẽ có một chút lợi thế về thời gian ban đầu.

Đọc thêm:
Davis M. 2005. The Monster at Our Door: The Global Threat of Avian Flu. New York,
NY: The New Press.
Homeland Security Council. 2005. National Strategy for Pandemic Influenza.
Washington, DC: The White House. Available: http://www.whitehouse.gov/
homeland/pandemic-influenza.html.
Institute of Medicine. 2005. The Threat of Pandemic Influenza: Are We Ready?
Workshop Summary. Washington, DC: The National Academies Press.
Neumann G, Fujii K, Kino Y, Kawaoka Y. 2005. An improved reverse genetics system
for influenza A virus generation and its implications for vaccine production. Proc Natl
Acad Sci USA 102:16825–16829.[/align:69ad7a2328]

ReverseGenetics.jpg


Minh họa kỹ thuật di truyền ngược (cổ điển)

zpq0450501330001.jpeg


Minh họa vectors dùng trong kỹ thuật di truyền ngược cải tiến.

Ghi chú: Tế bào Vero được sử dụng trong thí nghiệm là dòng Vero CCL-81, đã được WHO thông qua trong sản xuất vaccine viêm não Nhật Bản. Dòng này đã được kiểm tra lý lịch là không tạo khối u và không chứa retrovirus.
Cần tới 2 loại RNA Pol vì một loại sẽ phiên mã ra mRNA dùng để tổng hợp các protein cần thiết, còn loại kia sẽ tổng hợp nên sợi RNA đối mã (tức genomic negative sense RNA) (2 vector)
Để tổng hợp nên virion cần có enzyme RNA dependent transcriptase. Gene cho các enzyme này không có trong genome của virus nên cần một vector riêng để tổng hợp nó (1 vector)
Để "cập nhật" virus người ta thiết kế 2 gene dành cho HA và NA vào một vector. Như vậy khi cập nhật kháng nguyên mới chỉ cần thiết kế lại vector này rồi kết hợp với 3 vector còn lại để chuyển nhiễm vào tế bào

Nhận xét: vaccine sản xuất bằng công nghệ tế bào sẽ không "rẻ" hơn vaccine sản xuất từ trứng. Nó chỉ "nhanh" hơn thôi.
Vaccine bất hoạt cần sản xuất từ trứng sạch bệnh vi khuẩn (non-specific pathogen free eggs) nhưng vaccine nhược độc chỉ cần dùng trứng gà từ gà bố mẹ chưa tiêm vaccine cúm và không có các retrovirus (specific pathogen free eggs).
 

Facebook

Thống kê diễn đàn

Threads
11,658
Messages
71,563
Members
56,294
Latest member
carlosupebblesn5
Back
Top