Cơ chế hoạt động chung của các loại vắc xin phòng COVID-19 là đưa vào cơ thể một kháng nguyên hoặc thông tin di truyền mã hóa kháng nguyên của virus SARS-CoV-2, nhằm kích thích hệ miễn dịch nhận diện, tạo kháng thể và hình thành trí nhớ miễn dịch. Nhờ đó, khi cơ thể phơi nhiễm với virus thật, hệ miễn dịch có thể phản ứng nhanh chóng và hiệu quả, giúp ngăn ngừa bệnh hoặc giảm mức độ nghiêm trọng.
- Vaccin mRNA
Cơ chế: Vaccin chứa một đoạn vật liệu di truyền (mRNA) mã hóa cho protein gai (spike protein) là thành phần đặc trưng trên bề mặt virus SARS-CoV-2 [1]. Khi đưa vào cơ thể, mRNA được sử dụng làm khuôn để tổng hợp protein gai, đây được xem là một kháng nguyên lạ. Hệ thống miễn dịch nhận diện kháng nguyên này và kích hoạt các đáp ứng miễn dịch tạo ra kháng thể đặc hiệu và hình thành trí nhớ miễn dịch.
Đại diện: Pfizer-BioNTech (Comirnaty), Moderna (Spikevax)
Ưu điểm:
- Chi phí thấp
- Quy trình tạo vaccin đơn giản, nhanh chóng bao gồm việc khuếch đại RNA mã hoá gen mong muốn, được thực hiện tự động hoá giúp giảm tỷ lệ tạp nhiễm
- Dễ dàng tạo ra nhiều loại vaccin mới để đối phó với các biến thể trong tương lai.
Nhược điểm [2]:
- Cần bảo quản ở nhiệt độ thấp (-80oC đến -60 oC)
- Sau khi tiêm vaccin mRNA, cơ thể sẽ tạo ra kháng thể chống lại virus SARS-CoV-2, nhưng nồng độ kháng thể sẽ giảm dần theo thời gian (trong khoảng 6 tháng)
- Nhiều biến thể mới có thể được tạo ra, giảm hiệu quả sau đó đối với những vaccin có sử dụng trình tự protein S ban đầu.
- Vaccin vetor virus
Cơ chế: vaccin vector virus sử dụng virus đã được biến đổi về mặt di truyền, loại bỏ gen độc lực nhưng vẫn giữ khả năng xâm nhập tế bào và mang gen mã hóa protein S của SARS-CoV-2 (ví dụ: adenovirus). Sau khi xâm nhập, vector giải phóng vật liệu di truyền, được hệ thống tế bào chủ phiên mã và dịch mã để tổng hợp protein S. Protein này sau đó được trình diện trên bề mặt tế bào, kích thích hệ miễn dịch tạo kháng thể đặc hiệu [2].
Đại diện: AstraZeneca (Vaxzevria), Sputnik V, Johnson & Johnson (Janssen)
Ưu điểm [3]:
- Virus được loại bỏ gen độc lực, giúp truyền gen mục tiêu mà không gây bệnh
- Vaccin vector virus có khả năng kích hoạt các phản ứng tế bào một cách mạnh mẽ và lâu dài
- Tính ổn định cao, điều kiện bảo quản và xử lý ít nghiêm ngặt hơn (Johnson & Johnson (Janssen) có thể được bảo quản và vận chuyển ở nhiệt độ từ −25 °C đến −15 °C cho đến ngày hết hạn hoặc được bảo quản ở nhiệt độ từ 2 đến 8 °C trong 6 tháng).
Nhược điểm [3]:
- Vector virus được tạo ra do biến đổi về mặt di truyền nên quy trình sản xuất phức tạp
- Ngoài ra khi tiêm vaccin vetor virus, cơ thể không chỉ tạo miễn dịch với virus SARS-CoV-2 mà còn tạo ra kháng thể chống lại chính vectơ virus. Nếu tiêm lại cùng loại vectơ, hệ miễn dịch có thể nhận ra và tiêu diệt vectơ trước khi nó hoạt động, làm giảm hiệu quả của liều vaccin tiếp theo.
- Vaccin bất hoạt
Cơ chế: chứa virus SARS-CoV-2 đã chết hoặc bị bất hoạt khả năng gây bệnh nhưng vẫn giữa nguyên cấu trúc kháng nguyên. Khi được đưa vào cơ thể hệ thống miễn dịch sẽ nhận diện kháng nguyên lạ trên bề mặt virus và kích thích hệ miễn dịch tạo kháng thể đặc hiệu [4].
Đại diện: Sinovac (CoronaVac), Sinopharm, Covaxin
Ưu điểm:
- Do không chứa virus sống nên an toàn với nhiều nhóm đối tượng
- Bảo quản ở nhiệt độ thông thường (2oC đến 8 oC)
Nhược điểm [5]:
-
- Mối lo ngại về ADE đây là hiện tượng các kháng thể không trung hòa hoặc trung hòa kém các kháng nguyên giúp SARS-CoV-2 xâm nhập vào tế bào miễn dịch, làm tăng nhân bản virus và phản ứng viêm, dẫn đến bệnh nặng hơn khi tái nhiễm
- Dẫn đến nguy cơ OAS (original antigenic sin), cơ thể sẽ ưu tiên phản ứng với chủng virus đầu tiên mà cơ thể từng gặp nhưng sau đó làm giảm khả năng miễn dịch với các biến thể mới
- Hiệu quả miễn dịch kém, nên cần bổ sung nhiều liều để duy trì miễn dịch.
- Vaccin tiểu đơn vị protein
Cơ chế: vaccin tiểu đơn vị protein không chứa toàn bộ virus SARS-CoV-2 mà chỉ bao gồm các bản sao tái tổ hợp vô hại của protein gai (spike protein), được sử dụng làm kháng nguyên. Sau khi tiêm chủng, các tế bào miễn dịch tại vị trí tiêm sẽ nhận diện protein ngoại lai này. Sự hiện diện của chất bổ trợ trong vaccin có vai trò tăng cường hoạt hóa các tế bào trình diện kháng nguyên, từ đó kích thích mạnh mẽ quá trình biệt hóa tế bào B và sản xuất kháng thể đặc hiệu chống lại protein gai. Phản ứng miễn dịch thu được giúp cơ thể nhận diện và trung hòa virus SARS-CoV-2 khi tiếp xúc trong tương lai [2,4].
Đại diện: Novavax, Covovax, Medigen
Ưu điểm:
- Không sử dụng virus sống nên không gây bệnh cho người tiêm, có thể sử dụng cho nhóm đối tượng suy yếu miễn dịch
- Không cần bảo quản ở nhiệt độ thấp
Nhược điểm [6]:
- Thường phải dùng kèm với thuốc bổ trợ để tăng cường miễn dịch
- Có thể kém hiệu quả trước các biến thể mới, do vaccin chỉ chứa kháng nguyên của chủng virus gốc, giảm khả năng nhận diện của hệ miễn dịch trước kháng nguyên đã biến đổi.
Tài liệu tham khảo
[1] Centers for Disease Control and Prevention. (2024, March 21). Understanding how COVID-19 vaccines work. CDC. https://www.cdc.gov/covid/vaccines/how-they-work.html
[2] Echaide, M., Chocarro de Erauso, L., Bocanegra, A., Blanco, E., Kochan, G., & Escors, D. (2023). mRNA Vaccines against SARS-CoV-2: Advantages and Caveats. International Journal of Molecular Sciences, 24(6), 5944. https://doi.org/10.3390/ijms24065944
[3] Deng, S., Liang, H., Chen, P., Li, Y., Li, Z., Fan, S., Wu, K., Li, X., Chen, W., Qin, Y., Yi, L., & Chen, J. (2022). Viral Vector Vaccine Development and Application during the COVID-19 Pandemic. Microorganisms, 10(7), 1450. https://doi.org/10.3390/microorganisms10071450
[4]British Society for Immunology. (n.d.). Types of COVID-19 vaccines.
[5] Kan, A. K. C., & Li, P. H. (2023). Inactivated COVID-19 vaccines: potential concerns of antibody-dependent enhancement and original antigenic sin. Immunology Letters, 259, 21–23. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2023.05.007
[6] Health Centre. (n.d.). Advantages and disadvantages of subunit vaccines. https://www.healthcentre.org.uk/vaccine/advantages-disadvantages-subunit-vaccines.html
Thúy Bình