Sản xuất vaccine cúm A/H5N1: Chủ động tạo giống gốc của Việt Nam

Những người đang làm chủ công nghệ này là TS Nguyễn Trung Nam và các cộng sự tại Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Nghiên cứu viên của nhóm được đào tạo tại bệnh viện St. Jude, Mỹ.

Áp dụng công nghệ Mỹ

Năm 2016, sau khi nhận được quyết định phê duyệt thực hiện đề tài “Nghiên cứu tạo giống gốc để sản xuất vaccine cúm A/H5N1”, việc đầu tiên mà nhóm nghiên cứu của TS Nguyễn Trung Nam làm là cử hai thành viên tới phòng thí nghiệm St. Jude Children’s Research Hospital (Memphis, Tennessee, Mỹ) để học về kỹ thuật di truyền ngược. “Kỹ thuật này không mới, đã có hơn 20 năm nhưng là công nghệ chuẩn để tạo vaccine được WHO công nhận. Đây là phòng thí nghiệm đã nghiên cứu ra công nghệ này nên chúng tôi tin sẽ được học bài bản để làm chủ công nghệ” – TS Nam giải thích. Tại đây, hai nhà khoa học đã phải mất tới sáu tháng miệt mài trong phòng thí nghiệm, được các giáo sư cầm tay chỉ việc, thực hiện hàng nghìn thao tác mới tự tin về nước để ứng dụng trong điều kiện Việt Nam.

Những nghiên cứu của TS Nguyễn Trung Nam và các cộng sự tại Viện Công nghệ sinh học lúc bấy giờ được thực hiện trong bối cảnh Việt Nam chưa có công bố nào liên quan đến việc sử dụng kỹ thuật di truyền ngược để tạo chủng giống gốc cho vaccine cúm A/H5N1.

Trong khi đó, dịch cúm gia cầm xuất hiện tại Việt Nam vào năm 2003 không chỉ gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng cho ngành chăn nuôi mà còn đe dọa đến sức khỏe cộng đồng. Thời điểm ấy, trước yêu cầu cấp bách, các nhà khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện một đề tài nghiên cứu cấp nhà nước xây dựng quy trình sản xuất vaccine cúm A/H5N1 với chủng gốc được nhập khẩu từ Anh. Kết quả này sau đó được chuyển giao cho Công ty Cổ phần Thuốc thú y Trung ương (NAVETCO) và được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cấp phép sản xuất và lưu hành từ năm 2012 với tên Navet-Vifluvac.

“Chúng tôi luôn trăn trở về việc Việt Nam phụ thuộc chủng giống gốc vào nguồn nhập khẩu trong khi công nghệ tạo chủng đã có từ lâu. Nếu làm chủ được công nghệ thì bất kỳ chủng mới nào xuất hiện, chúng ta chỉ cần một thời gian ngắn là có thể tạo được giống gốc mà không phải phụ thuộc vào nước ngoài, tiết kiệm nhiều chi phí cho đất nước. Quan trọng hơn, chủng giống gốc sản xuất trong nước sử dụng gene H5 và N1 của chủng virus đang lưu hành tại Việt Nam nên vaccine sẽ có khả năng bảo hộ cao hơn so với vaccine được tạo ra từ chủng giống dùng virus nước ngoài” – TS Nguyễn Trung Nam giải thích.

Vì thế, Bộ KH&CN đã quyết định giao cho TS Nguyễn Trung Nam và các cộng sự thực hiện đề tài “Nghiên cứu tạo giống gốc để sản xuất vaccine cúm A/H5N1”, mã số SPQG.05b.03.

1,5 năm tối ưu chủng gốc

Trên thế giới, di truyền ngược (reverse genetics) là một trong những kỹ thuật tạo giống gốc virus cho sản xuất vaccine cúm gia cầm mang lại hiệu quả cao và được WHO công nhận. Vaccine được tạo ra bởi kỹ thuật này có độ tinh sạch cao, tính kháng nguyên cao, độc tính thấp, do đó an toàn với gia cầm được tiêm vaccine.

Sau gần 5 năm, 10 thành viên của nhóm nghiên cứu đã thực hiện hàng nghìn thí nghiệm để đưa ra quy trình tạo giống gốc sản xuất vaccine cúm A/H5N1. TS Nguyễn Trung Nam mô tả ngắn gọn: “Để tạo ra được vaccine, chúng tôi sử dụng bộ vector do các nhà khoa học Mỹ cung cấp đưa 8 gene virus vào 8 plasmid, trong đó, 6 đoạn gene mã hóa các protein khung của virus và hai đoạn gene mã hóa protein kháng nguyên bề mặt (H5 và N1) và tạo thành chủng tái tổ hợp. Chủng thu được được tiêm vào trong trứng để kích thích nhân lên ra thành phẩm được sử dụng làm vaccine”.

Trong quy trình này, việc thiết kế plasmid và nhiễm vào tế bào động vật là bước quan trọng và quyết định thành công. Bởi việc 8 plasmid có tổ hợp được thành virus hay không cần rất nhiều bí quyết như việc phối trộn, điều kiện nhiệt độ, thời gian, môi trường, hóa chất sử dụng…. Bên cạnh đó, loại virus này còn có đặc điểm, trên đoạn gene H5 có một đoạn độc nên khi làm thiết kế plasmid trên vector nhóm nghiên cứu cần phải loại bỏ để chủng thu được không độc mới đủ điều kiện sản xuất vaccine. Chính sự phức tạp này nên dù được học bài bản ở Mỹ nhưng trong điều kiện Việt Nam, các nhà khoa học vẫn mất tới 1,5 năm mới để tối ưu.

TS Nguyễn Trung Nam nhấn mạnh: “Quan trọng nhất là phải có bộ vector chuẩn. Viện Công nghệ sinh học đã ký thỏa thuận hợp tác với phía Mỹ để được cung cấp bộ vector chuẩn này. Đây cũng là tiền đề quan trọng để thực hiện nghiên cứu thêm nhiều loại vaccine khác”.

Kết quả cụ thể mà nhóm đạt được là nghiên cứu thành công hai chủng giống virus cúm A/H5N1 thuộc biến chủng (clade) 1.1 (IBTRG-01) và clade 2.3.2.1c (IBTRG-02) để chế tạo vaccine. Bên cạnh đó, một công bố quốc tế liên quan đến quy trình này cũng được chấp nhận đăng trên tạp chí Vaccines hồi tháng 4/2020.

Chủ nhiệm đề tài nhận xét, dự án nằm trong nhóm nghiên cứu sản phẩm quốc gia do Bộ KH&CN tài trợ cùng với Công ty NAVETCO là một thuận lợi không nhỏ cho quá trình nghiên cứu.

Bởi lẽ, dự án này đòi hỏi nhóm nghiên cứu phải nắm rõ được quy trình về sinh học phân tử, các thao tác lắp ghép, thiết gene, kiến thức về thú y, miễn dịch (liên quan đến kháng thể, tăng cường miễn dịch, bảo hộ… trong vaccine). Từ trước tới nay, thế mạnh của nhóm là công nghệ gene, chưa có nhiều hiểu biết nhiều về thú y. Vì thế, khi hợp tác với NAVETCO – Công ty Cổ phần Thuốc thú y Trung ương thì “cái gì chưa biết đều hỏi được luôn, quy trình nào chưa chuẩn cũng được tư vấn”. Vai trò của NAVETCO thậm chí còn được TS Nguyễn Trung Nam thừa nhận “không có thì khó thành công”.

Không chỉ tư vấn về mặt quy trình, NAVETCO cũng giúp nhóm so sánh chủng giống gốc “made in Vietnam” với chủng giống gốc nhập khẩu từ WHO mà công ty này đang sử dụng để sản xuất hàng chục triệu liều vaccine mỗi năm. Kết quả được TS Nguyễn Trung Nam tiết lộ là “tương đương nhau trong phòng thí nghiệm”. Cụ thể các đánh giá được thực hiện ở chỉ số HA – khả năng nhân lên trong trứng, hiệu lực bảo hộ trên 90%.

Với việc làm chủ được kỹ thuật di truyền ngược để tạo ra vaccine phòng bệnh cúm gia cầm, TS Nguyễn Trung Nam tin rằng giờ đây khi xuất hiện những loại cúm mới như A/H5N6, A/H9N2, thì Việt Nam có thể rút ngắn thời gian tạo ra các giống virus để sản xuất vaccine mà không không phải phụ thuộc vào nước ngoài.

"Nếu như nghiên cứu đầu tiên cần tới 3,5 năm thì giờ đây chỉ cần 1-2 năm. Với công nghệ lõi này, chúng ta chỉ cần thu thập chủng virus, nghiên cứu gene, thiết kế plasmid có chứa gene đó rồi loại bỏ đoạn độc và tiến hành tái tổ hợp….." - TS Nam hi vọng các nghiên cứu của mình có thể được ứng dụng cho sản xuất vaccine, góp phần phòng, chống bệnh cúm gia cầm đã và đang gây thiệt hại không nhỏ tại Việt Nam.