Thành tựu khoa học: Hành trình Vaccine covid-19 &#...

Covid19, Khoa học đời sống

Thành tựu khoa học: Hành trình Vaccine covid-19 & tương lai nghiên cứu

Posted on by admin

Các dấu mốc, thành tựu quan trọng trong công cuộc khám phá và điều trị SARS-CoV-2 (khái quát), hướng nghiên cứu mới và tiềm năng

  • Những cột mốc quan trọng trong hành trình phát triển vaccine phòng SARS-CoV-2

Từ khi xuất hiện, virus SARS-CoV-2 đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống, sức khỏe cộng đồng và kinh tế toàn cầu. Vaccine COVID-19 cho thấy hiệu quả vượt mong đợi, nhờ vào nỗ lực nghiên cứu không ngừng về virus, cơ chế gây bệnh, biến thể mới, phương pháp điều trị và công nghệ phát triển vaccine. Mỗi giai đoạn đều mang lại những cột mốc quan trọng và bài học quý giá cho việc ứng phó với các đại dịch trong tương lai.

  • Vaccine đầu tiên được chấp thuận sử dụng chống lại SARS-CoV-2

Hai loại Vaccine đầu tiên được phê duyệt là Vaccine mRNA của Pfizer–BioNTech và Moderna. Cả hai đã được Cơ quan Quản lý Dược phẩm Châu Âu (EMA) và Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận và cấp phép sử dụng khẩn cấp (EUA) tại Hoa Kỳ và Châu Âu [1].

Bên cạnh đó, nhiều loại Vaccine khác cũng đã được phê duyệt và triển khai ở các quốc gia khác nhau trên thế giới, bao gồm CoronaVac, BBIBP-CorV, CoviVac, Covaxin, Vaccine Oxford–AstraZeneca (ChAdOx1 nCoV-19), Sputnik V, Vaccine Johnson & Johnson (Janssen), Convidicea, RBD-Dimer và EpiVacCorona. Tính đến thời điểm hiện tại, có khoảng 200 ứng viên Vaccine đang được phát triển ở các giai đoạn khác nhau. Trong số đó, một số đã tiến đến giai đoạn III trong quá trình thử nghiệm lâm sàng [2].

  • Vaccine được phát triển với tốc độ đại dịch

Vaccine nhanh chóng trở thành trọng tâm trong cuộc chiến chống lại đại dịch COVID-19, và quá trình nghiên cứu, phát triển Vaccine đã được khẩn trương triển khai nhằm đối phó với virus SARS-CoV-2. Thế giới chưa từng chứng kiến một tiến trình phát triển Vaccine nào có tốc độ nhanh như vậy trong lịch sử gần đây.

Các dự án nghiên cứu Vaccine, tiếp nối bởi các thử nghiệm lâm sàng đầu tiên, đã hoàn tất vào tháng 12 năm 2020_một cột mốc cho thấy Vaccine COVID-19 được phát triển nhanh hơn đáng kể so với bất kỳ loại Vaccine nào trước đó [3]. Thành tựu này có được phần lớn nhờ vào nền tảng tri thức và kinh nghiệm tích lũy từ những nỗ lực phát triển Vaccine trong quá khứ.

Đặc biệt, hai loại Vaccine sử dụng công nghệ mRNA là Pfizer–BioNTech và Moderna đã đạt được những bước tiến đột phá. Vaccine của Pfizer–BioNTech được phát triển và phê duyệt trong vòng tám tháng, trong khi Vaccine của Moderna chỉ mất vài ngày để được phê duyệt sau khi hoàn thành thử nghiệm [4]. Cả hai đều được cấp phép sử dụng khẩn cấp (EUA) trong bối cảnh đại dịch, đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lĩnh vực công nghệ sinh học và y học hiện đại.

  • Nền tảng công nghệ khác nhau của các loại Vaccine COVID-19

Xét theo cấu trúc và phương pháp phát triển, các loại Vaccine COVID-19 đang được thử nghiệm lâm sàng có thể được phân thành hai nhóm chính: Vaccine toàn bộ virus (Whole virus vaccine) và Vaccine thành phần virus (Component virus vaccine).

– Vaccine toàn bộ virus bao gồm hai loại chính:

+ Vaccine sống giảm độc lực (Live attenuated), trong đó virus được làm suy yếu nhưng vẫn có khả năng nhân lên để kích thích phản ứng miễn dịch. 

+ Vaccine bất hoạt (Inactivated), sử dụng virus đã bị tiêu diệt hoàn toàn, không còn khả năng gây bệnh nhưng vẫn giữ lại các kháng nguyên cần thiết để tạo miễn dịch, bao gồm CoronaVac (Sinovac), Covaxin (BharatBiotech), BBIBP-CorV (Sinopharm) và CoviVac.

– Vaccine thành phần virus bao gồm nhiều phân nhóm, tùy theo nền tảng công nghệ:

+ Vaccine dựa trên tiểu đơn vị protein, chỉ sử dụng các phần cấu trúc đặc hiệu của virus (thường là protein gai), bao gồm RBD-Dimer và EpiVacCorona.

+ Vaccine DNA và Vaccine RNA, sử dụng vật liệu di truyền để hướng dẫn tế bào cơ thể tự sản xuất kháng nguyên virus.

+ Vaccine vectơ virus, bao gồm Sputnik V, Vaccine Oxford–AstraZeneca, Vaccine Johnson & Johnson và Convidicea, chia làm 2 loại: Vectơ virus sao chép được, sử dụng các virus có khả năng nhân lên để đưa vật liệu di truyền vào tế bào; Vectơ virus không sao chép, dùng virus bị biến đổi không có khả năng nhân lên trong tế bào người.

+ Vaccine dựa trên hạt giả virus (VLP – Virus like particles), mô phỏng cấu trúc bên ngoài của virus thật nhưng không chứa vật liệu di truyền, do đó an toàn và vẫn tạo được đáp ứng miễn dịch mạnh.

  • Hiệu quả của Vaccine COVID-19

Một số nghiên cứu đã được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả thực tế của Vaccine trên quy mô toàn cầu. Cụ thể, Vaccine mRNA của Pfizer–BioNTech cho thấy hiệu quả lên tới 95%, trong khi Vaccine mRNA-1273 của Moderna đạt 94,1%. Vaccine ChAdOx1 nCoV-19 của Oxford–AstraZeneca ghi nhận hiệu quả khoảng 70,4%, còn Vaccine CoronaVac cho thấy hiệu quả 50,7% [5].

  • Hướng nghiên cứu mới và tiềm năng
  • Hiệu quả của Vaccine COVID-19 đối với các biến thể mới nổi

Hầu hết các loại Vaccine COVID-19 hàng đầu hiện nay bao gồm Novavax, Johnson & Johnson, Pfizer/BioNTech và Moderna đều cho thấy hiệu quả bảo vệ suy giảm theo thời gian. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự suy giảm này chịu ảnh hưởng đáng kể từ sự xuất hiện của các biến thể mới của virus SARS-CoV-2 [6].

Các biến thể mới nổi, đặc biệt là những biến thể mang đột biến tại vùng protein gai (spike protein), có khả năng giảm mức độ nhận diện của hệ miễn dịch được tạo ra bởi vắc-xin, từ đó làm giảm hiệu quả bảo vệ. Mặc dù phần lớn các Vaccine vẫn giữ được khả năng phòng ngừa bệnh nặng và tử vong, khả năng phòng ngừa nhiễm trùng có thể giảm đáng kể trước một số biến thể như Delta, Omicron và các dòng phụ của chúng [7]. Do đó, vấn đề suy giảm miễn dịch theo thời gian và khả năng né tránh miễn dịch của biến thể đang là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả lâu dài của Vaccine COVID-19.

  • Những cải tiến của Vaccine thế hệ mới

Các biến thể như Delta và Omicron có khả năng lây truyền cao hơn so với chủng virus ban đầu. Điều này làm dấy lên lo ngại rằng nếu các biến thể này tích lũy thêm đột biến hoặc xảy ra tái tổ hợp, chúng có thể trở nên nguy hiểm hơn. Một số câu hỏi đặt ra: Liệu các Vaccine hiện tại, vốn được phát triển dựa trên trình tự gai của chủng tổ tiên còn tiếp tục hiệu quả trước các biến thể mới có độc lực hoặc khả năng lây lan cao hơn không?

Để đối phó với sự tiến hóa liên tục của SARS-CoV-2, cần thiết phải cập nhật Vaccine hiện có và phát triển các Vaccine thế hệ mới có khả năng bảo vệ rộng. Đồng thời, việc chuẩn bị cho các đại dịch tương lai cũng là điều cấp bách.

Các loại Vaccine COVID-19 thế hệ mới đang được phát triển nhằm tăng khả năng bảo vệ trước các biến thể SARS-CoV-2 hiện tại và trong tương lai. Những loại Vaccine này sử dụng các công nghệ tiên tiến với mục tiêu mở rộng phạm vi bảo vệ và giảm nguy cơ virus né tránh hệ miễn dịch. Trong số đó, có các Vaccine đặc hiệu cho từng biến thể, Vaccine đa biến thể (kết hợp nhiều kháng nguyên), Vaccine toàn phần và Vaccine phổ quát có thể chống lại nhiều chủng virus khác nhau. Ngoài ra, các hướng phát triển mới bao gồm Vaccine chống đột biến, Vaccine đa epitop (kích hoạt nhiều phần của hệ miễn dịch), Vaccine ứng dụng công nghệ CRISPR, trí tuệ nhân tạo (AI), miễn dịch học tính toán, cũng như Vaccine nano, Vaccine sử dụng vật liệu di truyền (như DNA, RNA) hoặc protein tái tổ hợp. Một số Vaccine thế hệ mới còn hướng đến việc kích hoạt mạnh mẽ miễn dịch qua trung gian tế bào T gây độc hoặc sử dụng đường nhỏ mũi để tăng cường đáp ứng miễn dịch niêm mạc [8]. Những chiến lược này được kỳ vọng sẽ mang lại hiệu quả miễn dịch bền vững, phổ rộng và thích ứng linh hoạt với các biến thể mới nổi của SARS-CoV-2. Vaccine thế hệ tiếp theo hoặc đã được sửa đổi sẽ an toàn hơn và hiệu quả hơn các loại Vaccine hiện tại.

  • Những thành tựu nghiên cứu ở Việt Nam

Trong giai đoạn 2020–2021 Việt Nam không chỉ đạt được nhiều kết quả tích cực trong công tác phòng chống dịch mà còn ghi dấu ấn bằng những thành tựu nghiên cứu khoa học nổi bật trên nhiều lĩnh vực như y học, sinh học phân tử, sản xuất vaccine, thiết bị y tế, dữ liệu dịch tễ…Các nhà khoa học Việt Nam đã đồng tác giả hơn 1.000 công trình nghiên cứu liên quan đến COVID-19.

– Nghiên cứu và phát triển vaccine 

+ Vaccine Nanocovax: Do Công ty Nanogen phối hợp cùng Học viện Quân y phát triển, Nanocovax là vaccine COVID-19 đầu tiên của Việt Nam tiến đến thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 3. Đây là vaccine dựa trên công nghệ protein tái tổ hợp và được bắt đầu nghiên cứu từ tháng 5/2020 [9]. 

+ Vaccine Covivac: Được phát triển bởi Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương và Công ty IVAC, sử dụng công nghệ vector Newcastle và được nuôi cấy trên trứng gà có phôi. Tuy đạt kết quả khả quan trong thử nghiệm giai đoạn 2, dự án đã tạm dừng trước khi bước vào giai đoạn 3. Dù không được triển khai rộng rãi song quá trình nghiên cứu góp phần tích lũy kinh nghiệm trong sản xuất vaccine trong nước [10]. 

– Sản xuất bộ sinh phẩm chẩn đoán (Kit test) 

Các doanh nghiệp công nghệ sinh học trong nước đã phát triển nhiều loại kit test nhanh, góp phần chủ động trong chẩn đoán và tiết kiệm chi phí nhập khẩu. Bộ kit RT-PCR “Made in Vietnam” là bộ sinh phẩm xét nghiệm SARS-CoV-2 do Học viện Quân y và Công ty Việt Á hợp tác phát triển. 

– Ứng dụng trí tuệ nhân tạo và công nghệ số: 

+ Bluezone (Ứng dụng truy vết); ứng dụng công nghệ Bluetooth để cảnh báo người dùng nếu họ từng tiếp xúc gần với F0, góp phần trong công tác truy vết F1, F2 nhanh chóng. 

+ Nền tảng khai báo y tế, bản đồ COVID-19: các nền tảng số như tokhaiyte.vn, ncov.moh.gov.vn giúp cập nhật tình hình dịch, khai báo y tế điện tử, hỗ trợ điều phối giám sát dịch tễ trên toàn quốc. 

– Nghiên cứu dịch tễ học và mô hình kiểm soát: Việt Nam đã thực hiện nhiều nghiên cứu mô hình hóa sự lây lan của dịch, đánh giá hiệu quả các biện pháp giãn cách, truy vết, xét nghiệm diện rộng. Một số công trình được đăng trên tạp chí quốc tế, phân tích hiệu quả chiến lược “phát hiện – khoanh vùng – cách ly – điều trị”. 

– Thiết bị y tế và điều trị: 

+ Máy thở Vsmart và BK-Vent: Trong giai đoạn thiếu hụt máy thở, các đơn vị trong nước như VinGroup, Đại học Bách khoa Hà Nội đã thiết kế và sản xuất máy thở phục vụ điều trị. Máy thở BK-Vent đã được Viện Trang thiết bị và Công trình y tế kiểm tra và đánh giá đạt các thông số kỹ thuật chính.

+ Phác đồ điều trị linh hoạt: Bộ Y tế liên tục cập nhật phác đồ điều trị phù hợp với từng giai đoạn, trong đó có ứng dụng Remdesivir, Dexamethasone, plasma người khỏi bệnh và sau đó là Molnupiravir.

  • Kết luận

Cuộc chiến chống lại đại dịch COVID-19 đã đánh dấu một giai đoạn phát triển vượt bậc trong lĩnh vực y học, đặc biệt là trong nghiên cứu và sản xuất Vaccine. Việc phát triển nhanh chóng các loại Vaccine hiệu quả, cùng với sự đa dạng về nền tảng công nghệ, đã trở thành một thành tựu y sinh học chưa từng có trong lịch sử. Những bài học kinh nghiệm quý báu từ đại dịch lần này không chỉ giúp kiểm soát SARS-CoV-2 mà còn đặt nền móng vững chắc cho việc ứng phó với các dịch bệnh truyền nhiễm trong tương lai.

 

  1. Fortner A., Schumacher D. (2021, Mar 5). First COVID-19 Vaccines Receiving the US FDA and EMA Emergency Use Authorization. Discoveries. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33969180/ 
  2. Parker E.P.K., Shrotri M., Kampmann B. (2020, Nov). Keeping track of the SARS-CoV-2 vaccine pipeline. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32989290/ 
  3. Lurie N., Saville M., Hatchett R., Halton J. Developing (2020, May 21). COVID-19 Vaccines at Pandemic Speed. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32227757/ 
  4. Graham B.S. (2020, May 29). Rapid COVID-19 vaccine development.  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32385100/ 
  5. Khan I., Ahmed Z., Sarwar A., Jamil A., Anwer F. (2020, Jun 27) The Potential Vaccine Component for COVID-19: A Comprehensive Review of Global Vaccine Development Efforts. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32754408/ 
  6. Chakraborty C., Sharma A.R., Bhattacharya M., Lee S.S. (2022, Feb 9) A Detailed Overview of Immune Escape, Antibody Escape, Partial Vaccine Escape of SARS-CoV-2 and Their Emerging Variants with Escape Mutations.  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35222380/ 
  7. Andrews N., Stowe J., Kirsebom F., et al.(2022, Apr 21) COVID-19 Vaccine Effectiveness against the Omicron (B.1.1.529) Variant. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35249272/ 
  8. Chakraborty C, Bhattacharya M, Dhama K. (2023, Mar 17) SARS-CoV-2 Vaccines, Vaccine Development Technologies, and Significant Efforts in Vaccine Development during the Pandemic: The Lessons Learned Might Help to Fight against the Next Pandemic. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10054865/ 
  9. Bộ Y tế Việt Nam. (2021). Việt Nam thử nghiệm giai đoạn 3 vắc xin phòng COVID-19 Nano Covax trên diện rộng. https://moh.gov.vn
  10. Viện Vắc xin và sinh phẩm y tế. (2021). COVIVAC: SỰ CHÌM NỔI CỦA MỘT VACCINE VIỆT. https://ivac.com.vn

Nhị Bắc