vaccine covid
Dược liệu Nghiên cứu 

Vaccine covid 19 hoạt động như thế nào?

Nacentech HCM

Đại dịch Covid 19 do chủng βcoronavirus gây hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng, tính tới thời điểm hiện tại đã có 208 triệu ca mắc covid 19 và 4,37 triệu ca tử vong trên toàn thế giới.

Cho đên nay, có 61 ứng cử viên vaccine SARS-CoV-2 đã được đánh giá lâm sàng và 172 ứng cử viên đang phát triển tiền lâm sàng (WHO, 2020). Nhiều công nghệ sản xuất vaccine khác nhau đã được sử trong cuộc chạy đua này sử dụng chủ yếu các công nghệ virus bất hoạt/virus sống giảm độc lực (whole virus), tiểu đơn vị protein, vector virus. Một số loại vaccine được phát triển trên nền tảng mới như dựa trên thông tin di truyền như mRNA cung cấp thông tin di truyền để cơ thể tự tạo kháng khuyên thay vì đưa kháng nguyên từ bên ngoài vào cơ thể.

  1. Công nghệ vaccine bất hoạt/virus sống giảm độc lực
Vaccine bất hoạt

Là công nghệ sử dụng một dạng virus đã bị bất hoạt hoặc suy yếu để không gây bệnh, nhưng vẫn tạo ra phản ứng miễn dịch. Công nghệ vaccine bất hoạt là một trong những công nghệ sản xuất vaccine rất cơ bản và đã được sử dụng để sản xuất nhiều vaccine phòng bệnh như vaccine phòng dại, vaccine viêm gan B, C…Vaccine bất hoạt chia làm 2 nhóm chính là vaccine bất hoạt và vaccine virus sống giảm độc lực. Hai vaccine đại diện cho công nghệ này là vaccine Vero Cell (Trung Quốc) (Angeli et al, 2021; Kyriakidis, et al, 2021).

Vaccine BBIBP (Vero Cell của Sinopharm)

Vaccine BBIBP hay còn gọi là Vero Cell do Sinopharm (Trung Quốc) nghiên cứu và phát triển. Vaccine của Sinopharm được nghiên cứu sản xuất dựa trên cơ chế vaccine bất hoạt. Các virus SARS-CoV-2 được phân lập từ các bệnh nhân tại Vũ Hán đã nuôi cấy trong các tế bào Vero để sản xuất một lượng lớn các hạt virus, sau đó gây bất hoạt virus bằng phương pháp hóa học như β-propiolactone và tinh sạch bằng AlCl3. Sau khi tiêm vào cơ thể các virus bất hoạt sẽ kích thích hệ miễn dịch tạo ra kháng thể và để tế bào T và tế bào B ghi nhớ kháng nguyên SARS-CoV-2. Đây cũng là cơ chế phản ứng của các loại vaccine như bại liệt, dại, viêm gan B…(Angeli et al, 2021; Kyriakidis, et al, 2021).

Theo dữ liệu về hiệu quả vaccine COVID 19 được cập nhật tại Healthdata.org cho thấy hiệu quả của vaccine BBIBP đạt 72,5%. Giai đoạn 3 đã được thực hiện ở nhiều quốc gia như UAE, Ai Cập, Jordan, Peru, Argentina, Pakistan, Bahrain… Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu chưa được công bố trên một tạp chí khoa học nào.

Vaccine virus sống giảm độc lực

Vaccine được tạo ra bằng cách tạo ra một phiên bản virus sống bị làm suy giảm sức sống và độc lực và khả năng nhân lên bị hạn chế nhằm mục đích không gây bệnh nhưng có thể tạo ra phản ứng miễn dịch như nhiễm virus tự nhiên. Sự suy giảm độc lực virus có thể tạo ra bằng cách cho virus sống trong những điều kiện bất lợi hoặc can thiệp chỉnh sửa bộ gen virus. Dạng vaccine có ưu điểm là có thể tạo vaccine dạng xịt và chúng có thể tạo các phản ứng miễn dịch ở đường niêm mạc hô hấp. Tuy nhiên, với vaccine sử dụng công nghệ này cũng có hạn chế về tính an toàn, tốn nhiều thời gian để thử nghiệm lâm sàng. Ứng của viên vaccine sử dụng công nghệ này là Covaxin đang được phát triển bởi Codagenix và Viện Huyết thanh Ấn Độ (Kyriakidis, et al, 2021).

  1. Công nghệ vaccine tiểu đơn vị protein

Vaccine tiểu đơn vị protein được phát triển thông qua tái tổ hợp kháng nguyên protein (các protein gai S). Các tiểu đơn vị protein S được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp trên hệ thống biểu hiện dị hợp như tế bào vi khuẩn hoặc động vật có vú, trong đó, các protein gai S được phân lập và tinh sạch sau khi nuôi cấy một lượng lớn virus SARS-CoV-2. Kháng nguyên được sử dụng sẽ được các tế bào trình diện kháng nguyên hoạt hóa bổ trợ (APC) tiếp nhận và trình diện với các tế bào miễn dịch thích ứng (Kyriakidis et al, 2021). Vaccine được nghiên cứu và sản xuất theo công nghệ tiểu protein tái tổ hợp có tính an toàn cao hơn so với vaccine virus bất hoạt/vaccine virus sống giảm độc lực (Kyriakidis et al, 2021).

NanoCovax (Nanogen-Việt Nam)

Theo thông tin công bố từ Nanogen cho biết vaccine NanoCovax sử dụng công nghệ vaccine tiểu đơn vị protein, trong đó subunit protein S tái tổ hợp gắn trên giá thể là các hạt nano silica. Thay vì sử dụng toàn bộ mầm bệnh, vaccine tiểu đơn vị là loại vaccine chỉ sử dụng những mảnh kháng nguyên vô hại (protein) của vi sinh vật để kích thích tạo đáp ứng miễn dịch phù hợp. Để tạo ra vaccine sub-unit, domain xuyên màng của protein S bị loại bỏ và protein S đóng vai trò như 1 tiểu thể vận chuyển protein (protein cargo) mang protein kháng nguyên S, M, E, N của SARS-COV-2 để kích thích đáp ứng miễn dịch. Dự kiến vaccine NanoCovax sẽ được đưa vào chương trình tiêm chủng quốc gia cuối năm 2021. Một ứng cử viên vaccine khác đã được thử nghiệm thành công là Covavax của Mỹ (nanogenpharma.com).

  1. Công nghệ vaccine vector

Vaccine sử dụng công nghệ vector virus được sản xuất theo nguyên lý sử dụng một Adenovirus vô hại (đã được thiết kế để biểu hiện protein gai và không có khả năng sao chép) làm vector mang đoạn gen mã hóa glycoprotein gai S của SARS-CoV-2. Virus vật chủ sản xuất ra protein gai và biểu hiện trên bề mặt tế bào .Do đó, khi tiêm vào cơ thể, các virus trên cũng sẽ kích thích hệ thống miễn dịch hoạt động, giúp cơ thể đáp ứng miễn dịch tốt hơn. Công nghệ vaccine vector virus đã được áp dụng để sản xuất nhiều loại vaccine như vaccine virus cúm, Ebola…Vaccine đại diện cho công nghệ này là vaccine  AstraZeneca, Janssen, sputnikV (Kyriakidis, et al, 2021).

Vaccine ChAdOx1nCoV-19 (AstraZeneca)

Vaccine ChAdOx1nCoV-19 có tên thương mại là Vaxzeria hay Covisheld do đại hoc Oxford và AstraZeneca phát triển và sản xuất dựa trên công nghệ vector virus. Hãng đã sử dụng adenovirus ChAdOx1 (một Adv trên tinh tinh đã được biến đổi để không có khả năng sao chép và gây bệnh) làm vector mang đoạn gen mã hóa glycoprotein gai S của SARS-CoV-2.

Hiệu quả của vaccine là 89,6%. Một nghiên cứu cho thấy sử dụng liều thấp thay vì liều tiêu chuẩn cho lần tiêm thứ nhất làm tăng hiệu quả của vaccine lên tới 90% (Healdata.org), AstraZeneca cũng có khả năng chống lại các biến thể Alpha, Beta, Delta với hiệu quả đạt từ 94% trong việc giảm số ca nhập viện do biến thể Delta và cho thấy không có trường hợp tử vong trong số những người được tiêm chủng.

Vaccine này được xác định là an toàn trong thử nghiệm lâm sàng. Tuy nhiên khi triển khai tiêm chủng rộng rãi, xuất hiện hội chứng đông máu sau tiêm với tỉ lệ rất nhỏ, liên quan đến sự xuất hiện của kháng thể kháng PF4 gây hoạt hoá tiểu cầu (Greinacher et al, 2021).

Vaccine Janssen (Johnson & Johnson)

Vaccine Ad26-CoV2-S hay còn gọi là vaccine Janssen được nghiên cứu và sản xuất bởi hãng Janssen Pharma Ceutica và Beth Israel Deaconess Medical Center. Vaccine Janssen cũng là vaccine duy nhất cho đến thời điểm này tiêm 1 liều duy nhất.

Vaccine Janssen cũng được phát triển trên công nghệ vector virus, sử dụng virus Ad26 (dạng adenovirus gây bệnh cảm lạnh trên người) để chuyên chở gen mã hóa protein gai của SARS-CoV-2 vào trong tế bào, sau đó phiên mã và biểu hiện protein gai lên bề mặt tế bào. Cơ chế hoạt động của vaccine Janssen tương tự như vaccine AstraZeneca (Kyriakidis, et al, 2021).

Vaccine Janssen có hiệu quả 66,1% (14 ngày sau tiêm) và 66,9% (28 ngày sau tiêm). Hiệu quả phòng bệnh nghiêm trọng là 85% và hiệu quả ngăn chặn tử vong là 100% (healthdata.org). Cũng giống như AstraZeneca, vaccine J&J gặp vấn đề về hội chứng huyết khối hiếm gặp sau tiêm, đôi khi có thể gây tử vong.

Vaccine Sputnik V (Nga)

Sputnik V hay còn gọi là Gam-CoVid-Vac do Viện nghiên cứu dịch tễ học và vi sinh vật Gamaleya, Nga phát triển. Sputnik V cũng sử dụng công  nghệ tương tự như vaccine của AstraZeneca và Johnson & Johnson. Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất vaccine của Nga có sự khác biệt so với hai hãng trên là trong 2 liều tiêm khi sử dụng 2 vector virus khác nhau. Liều tiêm đầu tiên vaccine được sản xuất bằng vector Ad25, liều vaccine thứ 2 có vector là Ad26 nhằm tăng khả năng đáp ứng miễn dịch và tránh được nhược điểm trong cơ thể con người đã có sẵn kháng thể kháng adenovirus (do Ad25 là virus cảm lạnh ở con người).

Theo số liệu được công bố trong báo cáo tổng hợp tại healthdata.org cho thấy, Sputnik V có hiệu quả bảo vệ 91,6%. Hiệu quả phòng bệnh nghiêm trọng là 100% (Yan, et al, 2021). Kháng thể của vaccine này có khả năng trung hoà các biến thể khác nhau của virus đạt 70%.

  1. Vaccine mRNA

Vaccine mRNA có chứa một đoạn mRNA đã được chỉnh sửa mã hóa cho protein gai bề mặt của SARS-CoV-2, được bọc trong các hạt nano lipid nhằm gia tăng độ bền và khả năng miễn dịch. Sau khi vaccine được tiêm vào cơ thể, các hạt nano lipid giải phóng mRNA vào tế bào chủ, ribosome của tế bào chủ sẽ dịch mã sản xuất các protein gai của virus và biểu hiện trên bề mặt tế bào. Các prtoein gai kích thích hệ miễn dịch sản sinh ra kháng thể và giúp các tế bào T ghi nhớ kháng nguyên. (Kyriakidis et al, 2021).

Hai vaccine phòng covid 19 tiêu biểu sử dụng công nghệ vaccine mRNA đã được WHO phê duyệt sử dụng là vaccine của Pfizer/BiONTech và Moderna. Ngoài ra, còn hai vaccine khác là CureVac và Arcturus đang được thử nghiệm lâm sàng giai đoạn III.

BNT162b2 (Pfizer/BioNTech)

BNT162b2 có tên thương mại là Comirnaty, tuy nhiên tại Việt Nam thường hay được gọi là vaccine Pfizer. Vaccine Pfizer được nghiên cứu và sản xuất theo công nghệ vaccine mRNA, mã hóa protein gai P2 và được bào chế dưới dạng hạt nano RNA-lipid của mRNA có điều chỉnh nucleoside. BNT162b2 tạo ra khả năng kích hoạt cảm biến miễn dịch bẩm sinh bị cúm và do đó làm tăng biểu hiện kháng nguyên (Lamb et al, 2021).

BNT162b2 Thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 3 trên hơn 43 nghìn người cho thấy vaccine có hiệu quả 95% (từ 90% đến 100% ở tất cả các nhóm tuổi, giới tính, sắc tộc, bệnh lý nền ….) (Polack et al, 2020). Hiệu lực đối với từng biến thể: Beta 75,0% (Abu-Raddad et al, 2021), Delta và Alpha lần lượt là 88% và 93% (Bernal, et al, 2021).

Vaccine Pfizer có thể gây phản ứng phụ và dị ứng mức độ từ nhẹ đến nghiêm trọng. Ngoài các tác dụng phụ thường gặp tại chỗ tiêm và toàn thân, có một tỷ lệ nhỏ viêm cơ tim và viêm màng ngoài tim ở thanh thiếu niên nam, xảy ra trong vòng vài ngày sau tiêm với các dấu hệu tức ngực, khó thở, tim đập nhanh.

mRNA-1273 (Moderna)

Vaccine của Moderna cũng được nghiên cứu và sản xuất theo công nghệ vaccine mRNA tương tự như công nghệ vaccine của Pfizer, do đó, nó có cùng phương thức hoạt động như Pfizer. Tuy nhiên, mRNA-1273 ổn định hơn do đó, điều kiện bảo quản của vaccine Moderna ít nghiêm ngặt hơn so với Pfizer (-20oC), do đó, có thể thuận lợi cho quá trình bảo quản trong các tủ đông bình thường.

Hiệu quả của vaccine Moderna đạt 94,1%. Hai loại vaccine mRNA hiện nay có hiệu quả bảo vệ tương đương nhau nhưng mRNA-1273 có điều kiện bảo quản dễ dàng hơn, tỷ lệ sốc phản vệ thấp hơn). Vì vậy mRNA-1273 được dự đoán sẽ chiếm ưu thế ở giai đoạn sau này, khi vaccine COVID-19 không còn khan hiếm (Healthdata.org). Về các phản ứng phụ sau khi tiêm, Morderna cũng có những phản ứng như sốt, đau cơ, mệt mỏi như các vaccine khác.