Các công nghệ sản xuất vaccine và quy trình thử nghiệm

PGS.Hà Hoàng Kiệm, BVQY 103, HVQY

1. Tỉ lệ thành công của các vaccine

Trong số tất cả các loại vaccine được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và động vật thí nghiệm, chỉ có khoảng 7% ứng các vaccine là đủ tốt để chuyển sang thử nghiệm lâm sàng (thử nghiệm trên người). Trong số các loại vaccine được đưa vào thử nghiệm lâm sàng, chỉ có khoảng 20% là thành công.

2. Các loại vaccine

Có 3 cách tiếp cận chính để thiết kế ra các loại vaccine. Sự khác biệt chính của 3 cách thiết kế đó là:

– Sử dụng toàn bộ virus hay vi khuẩn để tạo ra vaccine.

– Chỉ sử dụng những thành phần của virus có tác dụng khởi phát hệ thống miễn dịch (thành phần có tính kháng nguyên).

– Chỉ sử dụng những vật liệu di truyền (AND, ARN) của virus nhằm cung cấp cho cơ thể các hướng dẫn để tổng hợp ra các protein cụ thể (giống protein là kháng nguyên có trong virus) có tác dụng khởi phát hệ thống miễn dịch.

2.1. Vaccine sử dụng toàn bộ virus hay vi khuẩn

– Vaccine bất hoạt (Inactivated vaccine) còn gọi là vaccine chết

Cách đầu tiên để tạo ra vaccine là lấy chính các virus hoặc vi khuẩn gây bệnh làm bất hoạt (làm chết) chúng bằng cách sử dụng hóa chất, nhiệt hoặc bức xạ. Cách tiếp cận công nghệ này đã được chứng minh là có hiệu quả và đây là cách sản xuất ra các vaccine cúm và bại liệt, với loại vaccine này có thể được sản xuất ở quy mô hợp lý. Tuy nhiên, đòi hỏi các cơ sở phải có những phòng thí nghiệm đặc biệt để nuôi cấy virus hoặc vi khuẩn một cách an toàn, đòi hỏi thời gian sản xuất tương đối dài và có thể sẽ cần tiêm nhắc lại 2 hoặc 3 liều.

– Vaccine sống giảm độc lực (Live-attenuated vaccine)

Cách thứ hai của nhóm này là lấy chính các virus hoặc vi khuẩn gây bệnh còn sống làm cho chúng suy yếu đi không còn đủ khả năng gây bệnh. Vaccine sởi, quai bị, rubella (MMR) và thủy đậu là những ví dụ điển hình về loại vaccine này. Cách tiếp cận công nghệ tương tự như vaccine bất hoạt và có thể được sản xuất ở quy mô lớn. Tuy nhiên, những loại vaccine như thế này không phù hợp với những người có hệ miễn dịch yếu vì chúng có thể gây bệnh cho những người này.

– Vaccine vectơ virus (Viral vector vaccine) hay vaccine sử dụng virus an toàn

Cách thứ ba là sử dụng một loại virus khác không gây bệnh (virus an toàn), cấy vào nó một vài bộ phận cụ thể (là protein có tính kháng nguyên) của virus gây bệnh để cung cấp các thành phần cụ thể của virus gây bệnh để nó kích hoạt phản ứng miễn dịch của cơ thể mà không gây bệnh. Để làm điều này, đòi hỏi phải đưa một vài bộ phận cụ thể (là protein có tính kháng nguyên) của virus gây bệnh vào bên trong một virus an toàn. Sau đó, virus an toàn đóng vai trò như một véc tơ để đưa protein của virus gây bệnh vào cơ thể. Protein này sẽ kích hoạt phản ứng miễn dịch. Vaccine Ebola là điển hình của loại vaccine vectơ virus và cách này là một trong những công nghệ đang được nghiên cứu và phát triển vaccine cho COVID-19. Vaccine ngừa COVID-19 của Johnson & Johnson’s Janssen là vaccine được sản xuất theo công nghệ vector virus này.

2.2. Vaccine sử dụng một phần của virus (vaccine tiểu đơn vị)

Là những vaccine chỉ sử dụng những phần rất cụ thể (các tiểu đơn vị) có tính kháng nguyên của virus hoặc vi khuẩn mà hệ thống miễn dịch có thể nhận biết. Loại vaccine này không chứa toàn bộ virus cũng không sử dụng virus an toàn làm trung gian chuyên chở (vectơ). Các tiểu đơn vị có thể là protein hoặc đường. Hầu hết các loại vaccine trong lịch tiêm chủng cho trẻ em là vắc xin tiểu đơn vị, bảo vệ người dân khỏi các bệnh như ho gà, uốn ván, bạch hầu và viêm màng não mô cầu.