Quy trình cơ bản để phát triển một Vaccin? – TS.BS Trần Bá Thoại

QUY TRÌNH CƠ BẢN ĐỂ PHÁT TRIỂN MỘT VACCIN?

          

 TS.BS TRẦN BÁ THOẠI

 Uỷ viên BCH Hội NỘI TIẾT VIỆT NAM

 

 LỜI MỞ  Theo thống kê của WHO, cho đến tháng 7/2021 hiện có 330 loại vaccin ngừa COVID-19 đang được thử nghiệm tiền lâm sàng trên động vật và lâm sàng trên người [19]. Tại Việt Nam, công ty Nanogen đang nghiên cứu sản xuất vaccin Nanocovax, với dự kiến sẽ xin sử dụng khẩn cấp vào cuối năm 2022.

Bài viết là tổng quan về quy trình phát triển một vaccin phòng bệnh.

QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN VACCINE

  Phát triển một vaccin thường phải đi qua các bước cơ bản sau:

Bước 1 Phân lập và nuôi cấy được virus

        

Nhờ phân lập và nuôi cấy được virus gây bệnh, các nhà khoa học mới tìm hiểu được cấu trúc, các nhân lên, đặc biệt là biết được yếu tố, protein có tính kháng nguyên… Đây là bước đầu cơ bản để thiết kế một kế hoạch khoa học cho cả quy trình sản xuất, bắt đầu từ một nhiễm trùng “mô phỏng” bắt chước một trường hợp nhiễm bệnh thật sự.

    Bước 2 Thử nghiệm tiền lâm sàng

Sau khi sản xuất, trước khi thử nghiệm trên người, vaccinemới sẽ trải qua quá trình điều tra cẩn thận trong phòng thí nghiệm, sau đó là thử nghiệm trên động vật.

Vaccin tiềm năng sẽ được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo độ tinh khiết cần thiết và khả năng kích thích miễn dịch thích hợp. Hiệu quả của việc thêm bất kỳ hệ thống bổ trợ nào cũng sẽ được đánh giá. Các thử nghiệm trên động vật này phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định, hướng dẫn của cơ quan quản lý.

Bước 3 Thử nghiệm lâm sàng

Sau thử nghiệm tiền lâm sàng, vaccinemới được đưa vào thử nghiệm lâm sàng, trực tiếp trên cơ thể con người qua 3 giai đoạn:

* Giai đoạn 1 Thử nghiệm ở một nhóm rất nhỏ, đôi khi chỉ khoảng 5-6 người, giúp loại bỏ các vấn đề an toàn chính và tìm ra liều lượng phù hợp cho bước tiếp theo trong quy trình thử nghiệm.

* Giai đoạn II Tiêm vaccine cho nhiều người hơn, từ 100 đến 200 người, có khi thử nghiệm đến cả 1000 người. Tại thời điểm này, các nhà nghiên cứu muốn xem liệu vaccinecó đáp ứng miễn dịch phù hợp hay không và theo dõi bất kỳ tác dụng phụ nào có thể xảy ra.

* Giai đoạn III Thường có cả chục ngàn tình nguyện viên khỏe mạnh để nhà sản xuất có cơ hội nhận định tốt hơn về hiệu quả cũng như các vấn đề hiếm gặp không xuất hiện trong giai đoạn II, để quyết định cho việc đưa vaccinevào sử dụng đại trà để ngăn ngừa bệnh.

   Bước 4 Phê duyệt-chấp thuận

Tất cả thông tin và dữ liệu được thu thập trong quá trình phát triển và thử nghiệm vaccinemới phải được trình cho các cơ quan quản lý có liên quan ở cấp khu vực và cấp quốc gia. Giải trình tất cả các câu hỏi  của các nhà quản lý phải được trả lời đầy đủ để đảm bảo tính thống nhất của các tiêu chuẩn.

 

Những vaccin ngừa virus đã được sản xuất

Bước 5 Theo dõi-hậu đánh giá

Sau khi ra thị trường, vaccine tiếp tục được theo dõi chặt chẽ ở các cấp độ khác nhau để đánh giá tính an toàn và hiệu quả của nó chặt chẽ và thực tế. Việc theo dõi, đánh giá lâu dài, liên tục cũng là một điều kiện do các cơ quan quản lý cập nhật hiệu quả và cho phép sử dụng vaccinerộng rãi hơn so với đánh giá đầu tiên.

 

  THỜI GIAN NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN  

Vì quá trình sản xuất phức tạp và nhiều trình tự như trên, một vaccine mới từ khi lên kế hoạch thực hiện đến khi được chấp thuận cho sử dụng đại trà cần khá nhiều thời gian.

Theo thống kê y học, với 27 loại vaccine phòng bệnh lây nhiễm đã được chấp thuận dùng đại trà hiện nay, thời gian để phát triển một vaccinelà 27 ± 17,7 năm (4-68 năm), có những vaccine như HIV, sốt rét vẫn chưa hoàn thành [6].

 

• Rabies – 4 years, 1881-1885 (Schwartz, 2001; Wikipedia)
• Rubella – 7 years, 1962-1969 (Wikipedia)
• Pertussis – 8 years, 1906-1914 (CDC, 2017)
• Measles – 9 years, 1954-1963 (Rice, 2017a)
• Influenza – 14 years, 1931-1945 (WHO, 2009 , p104; Wikipedia)
• Japanese encephalitis – 20 years, 1934-1954 (Artenstein (ed.), 2010, p317; Barrett, 2014, p4)
• Polio – 20 years, 1935-1955 (CDC, 2017; Wikipedia 1; Wikipedia 2; Wikipedia 3)
• Tuberculosis – 21 years, 1900-1921 (Rice, 2017b)
• Mumps – 22 years, 1945-1967 (ProCon, 2017)
• HPV – 23 years, 1983-2006 (WHO, 2009, p116-117; Wikipedia)
• Hepatitis A – 24 years, 1967-1991 (Melnick, 1995; Wikipedia)
• Rotavirus – 26 years, 1980-2006 (Wikipedia 1; Wikipedia 2)
• Smallpox – 26 years, 1770-1796 (Boylston, 2012; Wikipedia)
• Yellow Fever – 27 years, 1912-1939 (Wikipedia; Frierson, 2010)
• Cholera – 30 years, 1854-1884 (WHO, 2009, p104; Wikipedia)
• Chickenpox – 34 years, 1954-1988 (CDC, 2015; Wikipedia)[9]
• Hepatitis B – 38 years, 1943-1981 (CDC, 2017)
• Tick-borne encephalitis – 39 years, 1937-1976 (Wikipedia; WHO, 2016, Slide 5; Baselli, et. al., 2011)
• Diptheria – 40 years, 1883-1923 (WHO, 2009, p106; Rice, 2017c)
• Tetanus – 40 years, 1884-1924 (CDC, 2017)
• Hib disease – 44 years, 1933-1977 (Wikipedia 1; Wikipedia 2)
• Ebola – ~46? years, 1976-2022(?) (Johnson, Lange, Webb, & Murphy, 1977; Pattyn, et. al., 1977; Lupton, et. al., 1980)
• HIV – ~46? years, 1984-2030(?) (Esparza, 2013; Hecht & Jameson, 2011)
• Typhoid – 58 years, 1838-1896 (Wikipedia 1; Wikipedia 2)
• Malaria – ~58? years, 1967-2025(?) (GAVI, 2016; Wikipedia)
• Pneumococcal disease – 66 years, 1911-1977 (CDC, 2017)
• Meningitis – 68 years, 1906-1974 (Flexner & Jobling, 1907; CDC, 2015)

Lịch sử phát triển 27 vaccin đang sử dụng [6]

 

Hiện nay, với sự tiến bộ của công nghệ gene di truyền, thời gian để phát triển một vaccine phòng bệnh đã giảm xuống rất nhiều, nhưng ít nhất cũng cần khoảng một năm. Ví dụ: Năm 2002-2003 dịch SARS xảy ra, các nhà khoa học phải mất 20 tháng sau mới có vaccine thử nghiệm trên người khi dịch bệnh đã được kiểm soát; Năm 2015 dịch Zika bùng phát, các nhà khoa học cũng mất khoảng 6 tháng để phát triển được vaccine cho virus này.

 

 

SẼ SỚM CÓ VACCINE NGỪA COVID-19 ? 

Năm ngoái, ngay sau khi nhiều quốc gia thông báo đã phân lập và nuôi cấy thành công Coronavirus 2019-nCoV: Trung Quốc (10/01/2020), Úc (29/01), Pháp (31/01), Nhật (01/02), Việt Nam (07/02)…nhiều viện nghiên cứu, hãng dược phẩm đã nhanh chóng chạy đua sản xuất vaccine cho loại virus nguy hiểm này, với nhiều tuyên bố “có cánh”…

Liên minh đổi mới chống dịch bệnh (Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, CEPI), Mỹ, tài trợ cho hai công ty Inovio Pharmaceuticals Inc. San Diego, và Moderna Inc, Massachusetts, thông báo rằng vaccine của họ có thể sẵn sàng tiến hành thử nghiệm tiền lâm sàng trên động vật trong vòng 1 tháng và thử nghiệm lâm sàng trên người trong 3 tháng. Công ty Inovio còn cho biết, nếu thử nghiệm lâm sàng ban đầu (giai đoạn I) trên người thành công thì sẽ thử nghiệm lớn hơn vào cuối năm ngay tại Trung Quốc.

Nhóm nghiên cứu ở ĐH Queensland, Úc, đặt mục tiêu có vaccine thử nghiệm trên người trong 16 tuần nữa.

Ngày 28/1, GS Viên Quốc Dũng, ĐH Hồng Kông, cho biết nhóm nghiên cứu của ông đã sản xuất được vaccinengừa nCoV nhưng cần nhiều tháng để thử nghiệm tiền lâm sàng trên động vật, và ít nhất một năm để thử nghiệm lâm sàng trên người.

Nhóm nghiên cứu của GS Robin Shattock, ĐH St Mary  Imperial, Anh, cho biết họ đã tạo ra vaccinevới virus corona trong phòng thí nghiệm. Vaccinenày sẽ được thí nghiệm trên động vật vào ngày 10/02, và nếu thành công đưa vào thí nghiệm lâm sàng vào đầu tháng 6/2020 này.

 

   BÀN VÀ KẾT LUẬN

Về lý thuyết, khi đã phân lập và nuôi cấy thành công mầm bệnh, con người đã qua được bước quan trọng đầu tiên: xác định được kháng nguyên để tạo vaccine tương ứng.

Với sự tiến bộ trong công nghệ gene, đoạn acid nucleic mã hoá cho protein gai S (spike protein) của virus có khả năng kích hoạt hệ miễn dịch trong cơ thể người mà không gây bệnh cho người được tiêm vaccine khiến việc sản xuất nhanh hơn rất nhiều, chỉ cần biết trình tự hệ gen của virus mà không cần thực hiện trên mẫu virus thật. Bà Kate Broderick, dẫn đầu dự án sản xuất vaccine SARS-CoV-2 của Inovio tuyên bố, chỉ 3 giờ sau khi Trung Quốc cung cấp trình tự bộ gene công ty đã có thể thiết kế sản xuất vaccine !

Nhưng trong thực tế, chỉ khoảng 22% vaccine được phát triển được thành công, nghĩa là đến 4,5 nghiên cứu thất bại mới có 1 vaccine khả thi [6], và nhiều mầm bệnh đã được xác định, dày công nghiên cứu, đến nay vẫn chưa phát triển được vaccine phòng bệnh. Điển hình là các bệnh sốt rét, HIV, Ebola…

Theo GS Nguyễn Văn Tuấn, Viện nghiên cứu Garvan, ĐH New South Wale, Úc, hiện nay đã có đến 4 chủng coronavirus sống chung với con người và gây ra cảm cúm mỗi năm, và tương lai có thể chúng ta phải chấp nhận sống chung SARS-CoV-2 như là thành viên thứ 5 của họ coronavirus này.

Do đó, trong khi chờ đợi sự ra đời của vaccine đặc hiệu, cần:

1. Nghiêm chỉnh chấp hành các quy định về giãn cách xã hội và cách ly bệnh nhiễm.
2. Chủ động áp dụng 5K, các cách thức chung, để phòng ngừa lây nhiễm virus: Vệ sinh cá nhân và môi trường (rửa tay, mặt, súc miệng, lau sạch bàn ghế, đồ dùng cá nhân, gia đình …); Tránh lây nhiễm với khẩu trang, găng tay, kiếng mắt…), Tăng cường sức đề kháng (thực phẩm, vitamin C…), và Thường xuyên cập nhật các hướng dẫn của các cơ quan y tế.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] How are new vaccines developed ?

How are new vaccines developed?

[2] How we develop new vaccines
https://www.gsk.com/en-gb/research-and-development/development/how-we-develop-new-vaccines/
[3] Making vaccines: process of vaccine development
https://www.chop.edu/centers-programs/vaccine-education-center/making-vaccines/process-vaccine-development
[4] Vaccine development
https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/vaccine-development
[5] Vaccine production techniques

[6] How long does it take to research and develop a new vaccine?
https://forum.effectivealtruism.org/posts/8qMDseJTE3vCFiYec/how-long-does-it-take-to-research-and-develop-a-new-vaccine
[7] Coronavirus: Scientists race to develop a vaccine
https://www.bbc.com/news/health-51299735
[8] Chinese scientists race to develop vaccine for nCoV
https://www.scmp.com/news/china/society/article/3047676/number-coronavirus-cases-china-doubles-spread-rate-accelerates
[9] Scientists race to develop vaccine for coronavirus
http://www.theindependentbd.com/printversion/details/234671
[10] Scientists race to develop vaccine for coronavirus. Experts say it could take over a year
https://thehill.com/changing-america/well-being/prevention-cures/480474-scientists-race-to-develop-coronavirus-experts
[11] Researchers are racing to make a coronavirus vaccine d

[12] Hồng Kông chế được vaccinevi rút viêm phổi Vũ Hán
https://thanhnien.vn/the-gioi/nhom-nghien-cuu-hong-kong-che-duoc-vac-xin-vi-rut-viem-phoi-vu-han-1175985.html
[13] Trung Quốc bắt đầu phát triển vaccine chống virus Corona
http://kinhtedothi.vn/trung-quoc-bat-dau-phat-trien-vac-xin-chong-virus-corona-363404.html
[14] Anh đã phát triển vaccinecho virus corona chỉ sau 14 ngày?
https://nhipcaudautu.vn/the-gioi/cac-nha-nghien-cuu-o-anh-da-phat-trien-vac-xin-cho-virus-corona-chi-sau-14-ngay-3332738/
[15] Gấp rút phát triển vắcxin ngừa virus corona
https://vnexpress.net/khoa-hoc/gap-rut-phat-trien-vacxin-ngua-virus-corona-4048326.html
[16] Israel bắt tay phát triển vaccinephòng chống virus Corona
https://baotintuc.vn/the-gioi/israel-bat-tay-phat-trien-vacxin-phong-chong-virus-corona-20200203064654564.htm
[17] Bao nhiêu loại vaccinevà cách điều trị corona đang được nghiên cứu?
https://news.zing.vn/bao-nhieu-loai-vac-xin-va-cach-dieu-tri-corona-dang-duoc-nghien-cuu-post1040542.html
[18] GS Nguyễn Văn Tuấn: Ba kịch bản cho dịch bệnh virus Corona
https://soha.vn/gs-nguyen-van-tuan-ba-kich-ban-cho-dich-benh-dang-hoanh-hanh-boi-virus-corona-20200203200155808.htm
[19] COVID-19 vaccines
https://en.wikipedia.org/wiki/COVID-19_vaccine