Vaccine protein: Niềm hy vọng mới cho cuộc chiến chống COVID

Để tạo ra một phản ứng miễn dịch bảo vệ, vaccine này cung cấp các protein (mô phỏng lại một phần của virus, hay còn gọi là kháng nguyên virus), cùng với các chất bổ trợ (tá dược) kích thích miễn dịch, trực tiếp vào cơ thể, thay vì một đoạn mã di truyền mà tế bào phải đọc để tự tổng hợp các protein.

Mới đây, công ty công nghệ sinh học Novavax ở Gaithersburg, Maryland cho biết đã sẵn sàng để nộp đơn đăng ký vaccine dựa trên protein tới các cơ quan quản lý dược phẩm của Mỹ trước cuối năm nay. Trước đó, vào ngày 1/11, Indonesia đã cấp giấy phép khẩn cấp đầu tiên cho vaccine của Novavax, và hãng cũng đã nộp hồ sơ pháp lý xin cấp phép ở Úc, Canada, Anh, Liên minh châu Âu và các nơi khác.

Trong khi đó, hai nhà sản xuất vaccine ở châu Á - Clover Biopharmaceuticals, có trụ sở tại Thành Đô, Trung Quốc và Biological E ở Hyderabad, Ấn Độ - cũng đang trong quá trình nộp đơn đăng ký các ứng viên vaccine dựa trên protein của họ lên các cơ quan chức năng quốc gia khác nhau trong thời gian tới.

Nếu được triển khai, những loại vaccine này có thể xoa dịu những nỗi lo về vaccine. Nó có thể dùng để tiêm nhắc lại, và quan trọng hơn cả là nó sẽ lấp đầy khoảng trống trong việc tạo ra miễn dịch cộng đồng cho toàn cầu.

Cho đến nay, chưa đến 6% người dân ở các nước thu nhập thấp đã được tiêm vaccine COVID-19. Vaccine dựa trên protein có quy trình sản xuất rẻ tiền và lợi thế về hậu cần, bao gồm tính ổn định, bảo quản ở nhiệt độ không khắt khe, có thể giúp thu hẹp khoảng cách tiêm chủng giữa các nước giàu và nghèo.

“Thế giới cần những loại vaccine dựa trên protein này để tiếp cận những nhóm yếu thế”. Nick Jackson, người đứng đầu các chương trình và công nghệ tiên tiến tại Liên minh các sáng kiến ​​về chuẩn bị sẵn sàng cho đại dịch (CEPI) cho biết. CEPI đã đầu tư hơn 1 tỷ USD vào năm loại vaccine dựa trên protein đang phát triển khá tích cực. Chiếm thị phần lớn nhất sẽ là các sản phẩm của Clover, Novavax và SK bioscience ở Hàn Quốc.

Từ những ngày đầu tiên của đại dịch, các nhà nghiên cứu đã dự đoán rằng các vaccine dựa trên protein sẽ chậm hơn so với các công nghệ vaccine khác. Các công ty biết cách sản xuất các loại protein tinh khiết ở quy mô lớn - bằng cách sử dụng các tế bào biến đổi gene từ động vật có vú, côn trùng hoặc vi sinh. Nhưng quy trình này bao gồm nhiều bước, mỗi bước phải được tối ưu hóa để tạo ra một loại protein cụ thể. Christian Mandl, một cựu giám đốc điều hành đang tư vấn về các vấn đề phát triển vaccine cho biết: “Hầu hết các vaccine dựa trên protein hiện đang được thử nghiệm đều được chế tạo dựa trên một số phiên bản của protein gai của coronavirus SARS-CoV-2. Đây là protein giúp virus xâm nhập vào tế bào”.

Mặt khác, bên cạnh sự chậm trễ như dự đoán từ đầu, các nhà sản xuất vaccine đã mắc một số lỗi có thể tránh được. Ví dụ, người ta đã kỳ vọng hai ông lớn ngành dược là Sanofi và GlaxoSmithKline (GSK) hợp tác trong một dự án vaccine protein sẽ nhanh đi tới các pha lâm sàng. Nhưng ban đầu, các công ty đã dựa vào các liều thuốc thử bị lỗi để xác định đặc tính sản phẩm của họ, dẫn đến tính toán sai liều lượng: Những người tham gia thử nghiệm ban đầu nhận được liều chỉ xấp xỉ 1/5 so với liều theo như kế hoạch.

Sai lầm đã khiến Sanofi và GSK mất khoảng năm tháng để lặp lại một nghiên cứu thăm dò tìm ra liều lượng tối ưu cho thử nghiệm giai đoạn muộn. Giờ đây vaccine dựa trên protein của họ đang trong giai đoạn thử nghiệm pha III bắt đầu vào cuối tháng năm, với sự tham gia của hàng nghìn người ở châu Phi, châu Á và châu Mỹ Latinh.

Các thử nghiệm quy mô lớn từ Novavax và Clover đã mang lại dữ liệu hiệu quả khả quan. Trong ấn phẩm tiền xuất bản vào tháng trước, Novavax cho thấy khả năng bảo vệ hơn 90% chống lại COVID-19 có triệu chứng trong một nghiên cứu 30.000 người. Thử nghiệm này được thực hiện trước khi biến thể Delta xuất hiện.

Clover đã báo cáo hiệu quả vaccine của họ chỉ đạt 67% đối với các ca nhiễm COVID-19 có triệu chứng ở bất kỳ mức độ nghiêm trọng nào. Tuy nhiên, con số này đáng quan tâm, vì vaccine đã được thử nghiệm trên các khu vực đang phải chịu nhiều chủng SARS-CoV-2 độc lực cao hơn, bao gồm các biến thể Delta và Mu.

Như vậy cả hai loại vaccine của Novavax và Clover đều tạo ra mức độ kháng thể ngang bằng với mức của các vaccine mRNA, vốn đã nổi lên như một trong những loại có hiệu quả nhất trong đại dịch. Kết quả khả quan này cho thấy việc sản xuất vaccine COVID-19 sử dụng protein tuy chậm nhưng chắc. Đây không phải là một cách tiếp cận kém chất lượng, mặc dù nó mất nhiều thời gian hơn.

Điều quan trọng tiếp theo là vaccine này cho thấy sự an toàn.Nhiều phản ứng xảy ra khi tiêm vaccine mRNA hoặc vector virus như đau đầu, sốt, buồn nôn và ớn lạnh thì ít xảy ra với những người tiêm vaccine dựa trên protein.

Mặc dù cùng được phát triển trên công nghệ protein nhưng các vaccine được các nhà nghiên cứu phát triển thiết kế khác nhau. Thứ nhất là khác biệt về dạng protein spike: Một số công ty sử dụng các protein đơn lẻ, những công ty khác sử dụng dạng trimer (bộ ba). Protein spike có thể được sử dụng với chiều dài đầy đủ, hoặc có thể chỉ là một đoạn. Về công thức cũng có thể khác nhau, một vài công ty sử dụng protein tự do, một số khác thì sử dụng protein được đóng gói thành các hạt nano. Vaccine protein cũng được sản xuất bằng cách sử dụng các loại tế bào khác nhau. Novavax và Sanofi / GSK sử dụng các tế bào từ loài sâu keo mùa thu (Spodoptera ridgiperda), một loại sâu bướm đêm, để tổng hợp protein; Clover và Medigen dựa trên tế bào CHO, một cơ sở chính để sản xuất kháng thể trị liệu trong ngành công nghệ sinh học. Thêm vào đó, các vaccine cũng dựa vào các chất bổ trợ (tá dược) khác nhau, mỗi loại kích thích hệ thống miễn dịch theo cách riêng của nó, dẫn đến các phản ứng miễn dịch khác nhau.

Sau khi được cấp phép, các vaccine protein cũng được kỳ vọng sẽ nhanh chóng giải quyết tình trạng thiếu hụt nguồn cung đã cản trở nỗ lực tiêm phòng cho các quốc gia có thu nhập thấp.

Nature doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-03025-0