Sử dụng cách tiếp cận nhanh để đối phó với SARS-CoV-2 có thể thay đổi tương lai của nghiên cứu vaccine.
Theo Dan Barouch, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Virus và vaccine tại Trường Y Harvard ở Boston, Massachusetts, những trải nghiệm đối với Covid-19 gần như chắc chắn sẽ thay đổi tương lai của ngành khoa học vaccine. Ông nói: “Nó cho thấy quá trình phát triển vaccine có thể tiến hành nhanh như thế nào trong tình huống khẩn cấp toàn cầu thực sự. Có nhiều cách mới để sản xuất vaccine, chẳng hạn như bằng cách sử dụng RNA thông tin (mRNA). Nó chỉ ra, có thể đẩy nhanh quá trình phát triển mà không ảnh hưởng đến sự an toàn”.
Thế giới có thể phát triển vaccine Covid-19 nhanh chóng như vậy là do nhiều năm nghiên cứu trước đó về các loại virus liên quan và cách sản xuất vaccine nhanh hơn; nhờ nguồn kinh phí khổng lồ cho phép các công ty chạy nhiều thử nghiệm song song; và các cơ quan quản lý tiến hành cấp phép nhanh hơn bình thường. Một số yếu tố đó có thể áp dụng chuyển sang các nỗ lực của các vaccine (của bệnh) khác, đặc biệt là các nền tảng sản xuất nhanh hơn.
Nhưng không có gì đảm bảo trong tương lai thành công sẽ lặp lại tương tự, vì để lặp lại thành công nhanh chóng như vậy sẽ đòi hỏi nguồn tài trợ khổng lồ tương tự cho sự phát triển. Điều này có thể chỉ đến nếu mọi người có cảm giác cấp bách về chính trị và xã hội. Nó cũng sẽ phụ thuộc vào bản chất của mầm bệnh. Với SARS-CoV-2, một loại virus biến đổi tương đối chậm và thuộc về một họ được nghiên cứu kỹ lưỡng, các nhà khoa học có thể đã gặp may.
Kết quả của một quá trình
Nghiên cứu giúp phát triển vaccine chống lại coronavirus mới không phải chỉ mới bắt đầu vào tháng giêng. Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã chú ý đến coronavirus liên quan, gây ra SARS (hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng) và MERS (hội chứng hô hấp Trung Đông), và một số người đã nghiên cứu về loại vaccine mới - một nỗ lực đã được đền đáp một cách ngoạn mục.
Vaccine thông thường chứa các protein của virus hoặc các dạng vô hiệu hóa của chính nó, giúp kích thích hệ thống miễn dịch của cơ thể chống lại sự lây nhiễm của virus sống. Nhưng hai vaccine Covid-19 đầu tiên về hiệu quả đã được công bố trong các thử nghiệm lâm sàng quy mô lớn (giai đoạn III) chỉ sử dụng một chuỗi mRNA bên trong một lớp màng lipid. MRNA mã hóa một protein quan trọng của SARS-CoV-2; khi mRNA vào bên trong tế bào của chúng ta, cơ thể sẽ tạo ra protein này. Nó hoạt động như một kháng nguyên - phân tử lạ kích hoạt phản ứng miễn dịch. Các loại vaccine do Pfizer và BioNTech và công ty dược phẩm Moderna (Mỹ) sản xuất đều sử dụng mRNA mã hóa protein gai, gắn vào màng tế bào người.
Nhà miễn dịch học Akiko Iwasaki tại Trường Y Yale ở New Haven, Connecticut, người đã nghiên cứu về vaccine axit nucleic - những loại vaccine dựa trên độ dài của ADN hoặc ARN - cho biết: “Nền tảng mRNA mà chúng ta có ngày nay đã đúc kết hơn hai thập kỷ”. Bà cho biết, nghiên cứu cơ bản về vaccine DNA đã bắt đầu cách đây ít nhất 25 năm và vaccine RNA đã được hưởng lợi từ 10–15 năm của quá trình nghiên cứu mạnh mẽ, một số nhằm phát triển vaccine ung thư. Cách tiếp cận này đã trưởng thành đúng lúc; vào 5 năm trước, công nghệ RNA vẫn chưa sẵn sàng.
Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại Viện Dị ứng và Bệnh truyền nhiễm Quốc gia Hoa Kỳ (NIAID) ở Bethesda, Maryland đã biết từ nghiên cứu của họ về MERS và SARS rằng tốt nhất là nên điều chỉnh trình tự RNA để ổn định protein gai ở dạng nó sử dụng trước khi kết nối với một tế bào chủ. Barney Graham, Phó giám đốc Trung tâm Nghiên cứu vaccine của NIAID, cho biết: “Nếu bạn có thể đặt nó ở trạng thái ban đầu trước khi dung hợp, nó sẽ trở thành một kháng nguyên vaccine tốt hơn nhiều. Công việc đó đã mang lại cho nhóm NIAID (làm việc với Moderna), một khởi đầu thuận lợi sau khi SARS-CoV-2 được giải trình tự vào tháng giêng. Dean cho biết: “Việc mọi người chú ý đến coronavirus thực sự đã cho phép toàn bộ quá trình này tăng tốc”.
Vaccine thứ ba cho thấy hiệu quả trong thử nghiệm lâm sàng giai đoạn III vào tháng 11, do Công ty Dược phẩm AstraZeneca phối hợp với Đại học Oxford, Anh sản xuất, không sử dụng mRNA. Thay vào đó, một vector virus (chất mang) chứa thêm vật liệu di truyền mã hóa cho protein gai SARS-CoV-2. Điều này cũng được hưởng lợi từ nhiều năm nghiên cứu để chọn vector phù hợp; trong trường hợp này, công ty đã chọn một dạng adenovirus biến đổi được phân lập từ phân của tinh tinh. Beate Kampmann, giám đốc Trung tâm vaccine tại Trường Vệ sinh và Y học Nhiệt đới London, cho biết những tiến bộ trong các loại vaccine thông thường như thế này cũng đến từ nghiên cứu về SARS, MERS, Ebola và sốt rét.
Iwasaki cho biết các nhà nghiên cứu vaccine đã may mắn với SARS-CoV-2 ở nhiều khía cạnh. Bà nói, virus không đột biến nhiều; hoặc có các chiến lược hiệu quả để xây dựng hệ thống miễn dịch của con người, không giống như HIV, herpes hay thậm chí là cúm. Ngược lại, virus herpes có nhiều khả năng trốn tránh hơn - nó chủ động ngăn chặn các kháng thể liên kết, điều này khiến việc tìm ra tác nhân hiệu quả để chống lại nó khó hơn. Và sự đột biến nhanh chóng của virus cúm đòi hỏi công thức vaccine khác nhau cho mỗi mùa cúm.
Tăng tài trợ
Rino Rappuoli, nhà khoa học trưởng tại bộ phận vaccine của GlaxoSmithKline, cho biết những khoản tiền lớn được các nhà tài trợ công và các nhà từ thiện tư nhân trao cho các công ty vaccine để “họ có thể thực hiện các thử nghiệm tiền lâm sàng và giai đoạn I, II và III, cũng như sản xuất gối đầu, thay vì tuần tự” ở Siena, Ý. Các công ty có thể đánh cược khi bắt đầu thử nghiệm quy mô lớn và sản xuất các ứng viên, nó có thể không thành công. Kampmann nói: “Nó hoàn toàn không gây rủi ro trong toàn bộ quá trình phát triển”.
Nghiên cứu vaccine sẽ không tạo ra kết quả nhanh như vậy nếu không có nguồn tài trợ này. “Nó đã không xảy ra với Ebola, vốn đã tàn phá các cộng đồng ở châu Phi [trong năm 2014-2016]” - và vaccine Ebola theo đó cần nhiều thời gian hơn để phát triển. Lần này tài trợ chỉ thành hiện thực vì tất cả các quốc gia, kể cả những nước giàu có, đều phải đối mặt với sự tàn phá kinh tế: cho thấy rằng việc phát triển các loại vaccine trong tương lai, bao gồm cả các bệnh hiện có như sốt rét, sẽ không nhanh như vậy. Rappuoli nói: “Trừ khi bạn bỏ tiền vào, không có cách nào để tăng tốc”.
Nhà virus học Peter Hotez tại Đại học Y Baylor ở Houston, Texas, gợi ý các công ty dược phẩm lớn có thể được thúc đẩy không chỉ bởi mong muốn ngăn chặn đại dịch mà còn bởi cơ hội để các chính phủ tài trợ cho nghiên cứu và phát triển của họ. Với đầu tư công khoảng 10 tỷ USD, chương trình vaccine Operation Warp Speed của Mỹ “đại diện cho gói kích thích chính phủ lớn nhất mà các công ty dược phẩm từng thấy”, Hotez nói.
Động lực không hoàn toàn đến từ sự khẩn cấp của đại dịch Covid-19. Các virus lây nhiễm và gây chết người trước đây đã thúc đẩy việc tạo ra các cơ sở hạ tầng quốc gia và toàn cầu có thể thúc đẩy phát triển vaccine nhanh hơn. Sự bùng phát Ebola và Zika đã chứng kiến khởi đầu của sự phối hợp toàn cầu tốt hơn trong cách ứng phó với một cuộc khủng hoảng bệnh truyền nhiễm. Graham nói: “Nếu bệnh SARS vào năm 2002 lây lan như thế này, chúng tôi đã không có công nghệ vaccine hoặc các hệ thống phối hợp, và chúng tôi sẽ gặp khó khăn hơn nhiều”.
Đặc biệt, Liên minh Đổi mới Ứng phó với Dịch bệnh (CEPI) đã ra mắt vào năm 2017 với mục tiêu là tạo ra cơ sở hạ tầng công nghệ cần thiết cho sự phát triển nhanh chóng và giá cả phải chăng của vaccine chống lại một số loại virus được biết là có khả năng gây dịch, bao gồm MERS, Ebola và Zika. CEPI đã tài trợ một phần cho công việc về vaccine SARS-CoV-2, bao gồm cả vaccine của Moderna và tại Oxford.
Trong giai đoạn cuối của các thử nghiệm, Covid-19 đã có mặt ở khắp mọi nơi vì các công ty cần sự lây nhiễm để chứng minh rằng vaccine hoạt động. Thật khó để thực hiện các thử nghiệm về hiệu quả khi bản thân các bệnh không phổ biến - đặc biệt, Dean nói, trong các trường hợp như MERS, trong đó các đợt bùng phát dịch bệnh là loang lổ (ít và không đều), với đỉnh điểm ở một số khu vực và tỷ lệ lây nhiễm thấp ở những nơi khác.
Trải nghiệm Covid-19 cũng có thể khiến bạn phải suy nghĩ lại về các quy định. Mặc dù không có sự nới lỏng các tiêu chí nghiêm ngặt để phê duyệt vaccine, nhưng những ứng viên đầu tiên hầu hết đang được chấp thuận theo quy định sử dụng khẩn cấp. Những cách này nhanh hơn nhưng yêu cầu các công ty tiến hành các cuộc khảo sát tiếp theo để tìm kiếm các tác dụng phụ và tiếp tục nghiên cứu hiệu quả. Các cơ quan quản lý quốc gia cũng trao đổi thông tin về các thử nghiệm vaccine Covid-19 dưới sự bảo trợ của một cơ quan toàn cầu có tên là Cơ quan quản lý liên minh thuốc quốc tế, được thành lập vào năm 2012 nhằm đạt được sự đồng thuận về các vấn đề như điểm cuối tốt nhất cho các thử nghiệm vaccine, và làm thế nào để hài hòa việc giám sát các tác dụng phụ khi vaccine được triển khai.
Lợi ích đối với các loại vaccine khác
Đại dịch Covid-19 sẽ chứng kiến một số thay đổi vĩnh viễn trong quá trình phát triển vaccine. Đầu tiên, nó có thể thiết lập việc sử dụng vaccine mRNA - trước đây chưa được chấp thuận sử dụng chung cho người - như một cách tiếp cận nhanh chóng cho các bệnh khác. Kampmann nói: “Công nghệ này đang cách mạng hóa công nghệ tiêm chủng. Các vaccine mRNA ứng cử viên có thể được tổng hợp hóa học trong vài ngày, ngược lại với công nghệ sinh học phức tạp hơn liên quan đến việc sản xuất protein trong tế bào. Kampmann cho biết: “Công nghệ này dựa vào phương pháp nimble plug-and-play sẽ được yêu cầu để ứng phó với các đại dịch [trong tương lai].”
Hơn nữa, “RNA đơn giản hóa quá trình sản xuất rất nhiều,” Rappuoli nói. “Bạn có thể sử dụng cùng một cơ sở để tạo ra RNA cho các bệnh khác nhau. Điều đó làm giảm các đầu tư cần thiết. “ Các công ty cũng nên tăng cường năng lực sản xuất của mình vì họ vẫn phải sản xuất vaccine phòng bệnh sởi, bại liệt và các bệnh khác ngay cả khi họ sản xuất vaccine Covid-19. Điều đó có thể giúp đáp ứng nhu cầu trong tương lai”.
Hotez cho biết, các thử nghiệm lâm sàng lớn đối với vaccine Covid-19 và những loại khác đang trong quá trình phát triển sẽ cung cấp dữ liệu hữu ích hơn cho việc hiểu các phản ứng miễn dịch. “Với tất cả các công nghệ khác nhau và thông tin chi tiết được thu thập về nhân khẩu học của tình nguyện viên lâm sàng, phản ứng kháng thể và tế bào, chúng ta có thể học được nhiều hoặc nhiều hơn từ các phản ứng với vaccine của con người trong năm nay so với các thập kỷ trước. Tiêm chủng ở người có thể tạo ra một bước nhảy vọt về ngạch số”.
Tuy nhiên, các loại vaccine khác có lẽ chỉ có thể được phát triển với tốc độ tương đương khi mức độ lây nhiễm cao - khiến nó có thể được đưa vào các thử nghiệm lớn tương đối nhanh chóng - cùng với số tiền lớn. Và các loại virus khác có thể khó bị nhắm mục tiêu hơn so với SARS-CoV-2.
Nói cách khác, không có số tiền nào sẽ giúp ích nếu không có một nền tảng khoa học cơ bản vững chắc. Iwasaki nói, thành công phi thường của vaccine Covid-19 “là một ví dụ điển hình về những gì khoa học có thể làm”, “nhưng điều đó không xảy ra trong một sớm một chiều”.
Nguồn: Nature.com