ĐH Thái Nguyên phát triển thành công bộ kit chẩn đoán Covid-19: Một hướng tiếp cận mới

TS Nguyễn Phú Hùng.

Cả nhà nghiên cứu và nhà quản lý đều chạy nước rút

Những ngày đầu tháng ba, Covid-19 bùng phát ở Việt Nam khi bệnh nhân số 16 từ Anh trở về và có nguy cơ lây nhiễm cho nhiều người. Cũng thời điểm đó, hàng chục nghìn người Việt Nam từ nước ngoài về nước gây áp lực lớn cho ngành y tế với yêu cầu phải xét nghiệm nhanh cho những trường hợp nghi nhiễm. TS Nguyễn Phú Hùng nói rằng, “là người nghiên cứu về sinh học phân tử, tế bào tôi nghĩ mình nên làm gì đó để ít nhất có thể phục vụ cho tỉnh, trong trường hợp Thái Nguyên xuất hiện trường hợp tương tự như bệnh nhân số 16. Tôi không nghĩ quá nhiều, chỉ cần có sự đồng ý của lãnh đạo là sẽ làm”.

Nghĩ là làm, dựa vào hệ thống máy móc hiện đại, được đầu tư đồng bộ mà Bộ Khoa học và Công nghệ trang bị từ hai năm trước theo chương trình Nâng cao năng lực nghiên cứu cho các trường đại học vùng, TS Nguyễn Phú Hùng quyết định bỏ tiền túi đặt mua một số hóa chất rồi tiến hành các thử nghiệm khảo sát.

Sau ba ngày thử nghiệm thành công trên mô hình giả định là đoạn gene tự tổng hợp dựa vào trình tự gene đã được công bố tại Hệ thống dữ liệu về Công nghệ sinh học của Mỹ (NCBI), TS Nguyễn Phú Hùng đã trình bày ý tưởng với PGS.TS Nguyễn Văn Đăng – Hiệu trưởng nhà trường.

Sự khẩn cấp của tình hình dịch bệnh khiến các quyết định được ĐH Thái Nguyên và Ủy ban nhân dân tỉnh quyết định cần triển khai nhanh chóng sau một vài cuộc họp thảo luận về tính khả thi của đề tài.

“Báo cáo đề xuất chỉ vỏn vẹn 3 trang – ngắn gọn nhất trong các cuộc xét duyệt đề tài từ trước tới nay. Nó giống như một cuộc chạy đua, trong phòng thí nghiệm TS Hùng và các cộng sự cứ làm, còn bên ngoài, chúng tôi song song thực hiện các thủ tục hành chính” – PGS.TS Nguyễn Văn Đăng miêu tả.

Đi sau so với Học viện Quân Y hay Đại học Bách khoa HN, nhóm nghiên cứu của TS Nguyễn Phú Hùng thừa nhận học hỏi được nhiều kinh nghiệm nhưng cũng có không ít áp lực từ việc “sản phẩm sau phải có chất lượng tương đượng nhưng mà không dập khuôn lại của người đi trước”. Bởi quan điểm của TS Phú Hùng rất rõ ràng, nhà khoa học cần phải có cái riêng biệt trong nghiên cứu và nếu người đi trước đã thành công thì mình không nhất thiết phải làm lại.

Thực tế, một yếu tố quyết định việc nghiên cứu thành công bộ sinh phẩm phát hiện SARS-CoV-2 bằng kỹ thuật realtime PCR, không nằm ở hóa chất, thiết bị hay năng lực của nhà nghiên cứu mà nằm ở việc thử nghiệm trên các mẫu bệnh phẩm lâm sàng. Kinh nghiệm có được trong bảy năm làm việc tại Viện y học Quốc gia Pháp và bài học từ việc chưa thành công của một số đồng nghiệp trong giới nghiên cứu chia sẻ lại giúp TS Phú Hùng hiểu đây chính là yếu tố quyết định.

Bộ sinh phẩm xét nghiệm virus SARS-CoV-2 của ĐH Thái Nguyên

Vì thế, khi xây dựng nhóm nghiên cứu, ngoài các cộng sự tại trường ĐH Khoa học được đào tạo bài bản về sinh học phân tử ở Pháp và Đức, TS Nguyễn Phú Hùng mời thêm 3 nhà khoa học đến từ Khoa Miễn dịch di truyền phân tử của Bệnh viên Trung ương Thái Nguyên do TS. Bùi Thị Thu Hương đứng đầu. Đây là một sự kết hợp mà theo mô tả của anh “những người nhỏ bé có thể gộp lại để làm điều lớn hơn còn một mình thì không bao giờ thành công”.

“Nhóm nghiên cứu của Ts. Bùi Thị Thu Hương - Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên cho chúng tôi tiếp cận 250 mẫu bệnh thật, giúp chúng tôi thử nghiệm, đánh giá bộ kit trong quá trình phát triển, cũng như sau khi đã phát triển thành công”- TS Phú Hùng nói.

Để đảm bảo an toàn, các nhà khoa học đã phải đi về giữa hai phòng thí nghiệm, ở trường ĐH Khoa học thì thí nghiệm tổng hợp, tối ưu các hóa chất phục vụ cho việc phát triển các bộ chẩn đoán theo nguyên lý realtime PCR, làm xong thì lại mang tới Bệnh viện để thử nghiệm trên mẫu bệnh phẩm thật trong phòng an toàn cấp độ 2 đã được bộ y tế cấp phép để xét nghiệm Sars- Cov2.

“Sự hợp tác này không chỉ giúp chúng tôi đạt được mục tiêu mà còn xây dựng mối liên hệ mật thiết giữa đơn vị nghiên cứu và đơn vị đánh giá lâm sàng” – TS Phú Hùng khẳng định.

Với sự ủng hộ về chủ trương và kinh phí của tỉnh, sự quyết liệt của ban lãnh đạo ĐH Thái Nguyên cũng như trường ĐH Khoa học, sau 3 tuần với hàng chục thí nghiệm được triển khai, hàng trăm phản ứng PCR được thực hiện, với những ngày đi làm từ sáng tới đêm muộn, các nhà khoa học đã tự tin “Công việc nghiên cứu và phát triển bộ sinh phẩm phát hiện SARS-CoV-2 virus bằng kỹ thuật realtime PCR về cơ bản đã thành công”.

“Là người đi sau nên bài toán của chúng tôi là đảm bảo hiệu quả nhưng giảm được thời gian và giá thành. Để làm được điều này, tôi chọn cách tiếp cận là sử dụng các hóa chất chất lượng cao nhưng thuộc nhóm phổ biến hơn, giá thành thấp hơn. Thay vì sử dụng phương pháp mẫu dò (chi phí cao) thì chúng tôi sử dụng phương pháp hóa chất phát quang (chi phí thấp hơn), TS. Nguyễn Hùng Phú nói thêm.

Ở một cái nhìn toàn cảnh hơn, PGS.TS Nguyễn Văn Đăng cho rằng, thành công này có được là nhờ “thiên thời địa lợi nhân hòa”, tất cả các yếu tố xuất hiện đúng thời điểm để giúp ĐH Khoa học có thể thành công ở nghiên cứu tưởng chừng rất khó với một trường đại học non trẻ, kinh phí hạn hẹp.

Tiếp tục tối ưu để giảm giá thành

Mặc dù có niềm tin lớn vào chất lượng bộ kit của mình nhưng sự cẩn trọng khiến TS Nguyễn Phú Hùng ban đầu chỉ rén tay đăng ký độ nhạy, độ đặc hiệu khoảng 95%.

“Các thành viên hội đồng nghiệm thu gồm các chuyên gia từ Viện vệ sinh dịch tễ Trung ương, Viện Kiểm định Quốc gia vaccine và sinh phẩm y tế, Bộ Y tế, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam và Đại học Việt Pháp đánh giá cao sự dũng cảm của chúng tôi vì hướng tiếp cận này đòi hỏi rất nhiều công sức để tối ưu và không phải ai cũng muốn thử vì nó rất dễ gặp thất bại” – TS. Phú Hùng cho biết.

Mọi cố gắng cuối cùng đã được đền đáp khi kết quả kiểm định độc lập tại Viện kiểm định Quốc gia vaccine và sinh phẩm y tế cho thấy, độ nhạy, độ đặc hiệu lâm sàng, độ đặc hiệu phân tích đều đạt 100%. Bộ sinh phẩm có giới hạn phát hiện (LoD95) tốt từ 10-50 copies/phản ứng. Bộ sinh phẩm hoạt động ổn định trong điều kiện vận chuyển từ 2-8^oC trong 72 giờ và có thể triển khai trên một số hệ thống máy Realtime PCR khác nhau như Biorad, Qiagan, ABI... với thời gian thực hiện phản ứng trong khoảng từ 1 giờ đến 1 giờ 15 phút, so với các bộ sinh phẩm hiện nay có thời gian thực hiện trung bình từ 1 giờ 30 phút đến 2 giờ. Quan trọng hơn, theo tính toán ở quy mô sản xuất pilot với 20 bộ sinh phẩm, mỗi bộ gồm 50 test, giá mỗi test khoảng 370.000 đồng, rẻ hơn gần 100.000 đồng so với các bộ test Realtime PCR khác.

Các thành viên hội đồng nghiệm thu gồm các chuyên gia từ Viện vệ sinh dịch tế Trung ương, Viện Kiểm định Quốc gia Vắc xin và sinh phẩm y tế, Bộ Y tế, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam và Đại học Việt Pháp đánh giá cao sự dũng cảm của chúng tôi vì hướng tiếp cận này đòi hỏi rất nhiều công sức để tối ưu và không phải ai cũng muốn thử vì nó rất dễ gặp thất bại.

TS Nguyễn Phú Hùng

Tuy nhiên với các nhà nghiên cứu, việc cho ra đời một bộ sinh phẩm như vậy là chưa đủ. Bởi xét lại mục đích ban đầu là hạ giá thành trong điều kiện Thái Nguyên là tỉnh miền núi thu nhập chưa cao, mức giá này theo TS Phú Hùng “vẫn còn đắt đỏ”. Nếu có thể hạ giá thành xuống dưới 250.000 đồng/kit chẩn đoán thì việc xét nghiệm trên diện rộng là hoàn toàn khả thi. Bởi thế “trong buổi chiều thực hiện báo cáo trước hội đồng khoa học, buổi sáng các thành viên vẫn tới phòng thí nghiệm để tiếp tục thực hiện các thử nghiệm tối ưu cho giai đoạn hậu đề tài”.

Trong buổi nghiệm thu trước hội đồng khoa học, nhóm nghiên cứu đã nhận được gợi ý về việc sử dụng dụng các hóa chất khác mà WHO khuyến cáo mà không nhất thiết là của Invitrogen vì “quá đắt đỏ”. Thực tế, nhóm đã đang âm thầm thực hiện điều này, dù rằng nhiệm vụ nghiên cứu này của họ đã kết thúc về mặt thủ tục hành chính.

“Sẽ chẳng có lý do để dừng nghiên cứu khi đã nghiệm thu đề tài vì dịch bệnh vẫn đang diễn ra. Chúng tôi khi đã có cơ hội thì sẽ vẫn tối ưu các thành phần hóa chất của kit test để đảm bảo chất lượng, giảm thời gian thực hiện phản ứng mà giá thành thấp qua đó tiết kiệm chi phí cho công tác phòng chống dịch” – TS. Nguyễn Phú Hùng nói thêm.

GS.TS Phạm Hồng Quang, Giám đốc ĐH Thái Nguyên Khi nhận được đề xuất từ trường ĐH Khoa học, quan điểm của ban lãnh đạo ĐH Thái Nguyên rất rõ ràng, cứ quyết tâm làm, nếu không được coi như luyện tập, vì làm khoa học phải chấp nhận rủi ro. Đây lại là vấn đề hoàn toàn mới, cả nước cũng chỉ có ba đơn vị làm được, nhà khoa học của trường đã mạnh dạn, mình càng phải động viên. Thậm chí, nếu tỉnh không có ngân sách ĐH Thái Nguyên sẵn sàng đầu tư. Sau khi nghe đề xuất, Ủy ban nhân dân tỉnh cũng lập tức phê duyệt và đề tại này trở thành đề tài có kỷ lục xét duyệt khi nó chỉ diễn ra trong vòng vài ngày. Tất cả hiểu rõ việc phải làm khẩn trương, sớm phút nào hay phút ấy. Khi bắt đầu, chúng tôi cũng gặp phải không ít nghi ngờ, bởi đội ngũ các nhà khoa học tuy mạnh nhưng không phải tốt nhất trong cả nước, kinh phí hạn hẹp. Tuy nhiên, sự thành công này chứng minh rằng, khoa học không có địa hạt, tất cả đều theo chuẩn quốc tế, dù ở đâu cũng có thể làm ra những nghiên cứu chất lượng. Điều này đánh tan tư duy tự ti của một đơn vị nghiên cứu nhỏ, xa trung tâm. Đây sẽ là nguồn cảm hứng, cú hích lớn về mặt tâm lý và tinh thần cho tất cả các nhà khoa học tại ĐH Thái Nguyên. GS.TS Phạm Hồng Quang, Giám đốc ĐH Thái Nguyên

Ông Phạm Quốc Chính, Giám đốc Sở KH&CN Thái Nguyên Tính đến thời điểm này, Việt Nam đã có ba bộ kit Realtime RT-PCR được nghiên cứu thành công. Tuy nhiên, đánh giá chung thì giá thành của các bộ kit này còn cao so với mặt bằng thu nhập chung của người dân, số lượng bộ kit sản xuất chưa đáp ứng đủ nhu cầu trong nước nếu dịch bệnh bùng phát. Vì thế, tỉnh Thái Nguyên đã chủ động nghiên cứu và phát triển được bộ sinh phẩm xét nghiệm virus SARS-CoV-2, đóng góp thiết thực vào công tác phòng chống dịch. Ngày 27/3, UBND tỉnh đã có thông báo của Chủ tịch UBND Vũ Hồng Bắc tại cuộc họp giữa UBND tỉnh và ĐH Thái Nguyên về báo cáo kết quả nghiên cứu bộ sinh phẩm phát hiện nhanh Covid-19. Ngày 18/5, tỉnh có quyết định phê duyệt nhiệm vụ “Nghiên cứu và phát triển bộ sinh phẩm phát hiện SARS-CoV-2 virus bằng kỹ thuậ Realtime PCR và giao cho Sở KH&CN là đầu mối phối hợp giữa Sở Y tế, ĐH Thái Nguyên để nghiên cứu và triển khai nhiệm vụ. Hiện tỉnh Thái Nguyên đang nghiên cứu và lựa chọn doanh nghiệp, đơn vị có chức năng, nhiệm vụ và năng lực sản xuất phù hợp để tiến hành đăng ký, xin cấp phép theo quy định để tiến hành các phương án sản xuất bộ sinh phẩm này, phục vụ công tác xét nghiệm phòng chống dịch đang cấp bách. Ông Phạm Quốc Chính, Giám đốc Sở KH&CN Thái Nguyên