Vắc-xin vectơ vi-rút hoạt động như thế nào?

Sau khi vắc-xin Pfizer & BioNTech và Moderna được Cơ quan Quản lý thực phẩm và dược phẩm (FDA) Mỹ cấp phép sử dụng khẩn cấp để tham gia cuộc chiến chống lại đại dịch toàn cầu COVID-19. thì hôm qua ngày 30/12/2020 Vương quốc Anh đã phê duyệt vắc-xin COVID-19 của Đại học Oxford & AstraZeneca.

Vắc xin Oxford là vắc xin vectơ vi rút, hoạt động hơi khác với vắc xin RNA. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét cách chúng hoạt động và nêu bật các loại vắc-xin khác thuộc loại này đang được sử dụng hoặc phát triển cho COVID-19. Bạn hãy giành ít thời gian để tham khảo nhé!

Đôi nét về hệ thống miễn dịch

Để hiểu rõ cách thức hoạt động của vắc-xin COVID-19,  trước tiên tìm hiểu về cách thức cơ thể chúng ta chống lại bệnh tật. Khi mầm bệnh, như vi-rút gây bệnh COVID-19, tấn công cơ thể chúng ta, chúng tấn công và sinh sôi nảy nở.

Sự tấn công này, còn gọi là lây nhiễm, là tác nhân gây ra bệnh tật. Hệ thống miễn dịch của chúng ta sử dụng một vài công cụ để chống lại lây nhiễm.

Máu chứa các tế bào hồng cầu, chuyên chở ô-xi tới các mô và cơ quan trong cơ thể và bạch cầu hay các tế bào miễn dịch chống lại lây nhiễm. Các loại tế bào bạch cầu khác nhau chống lại lây nhiễm theo nhiều cách khác nhau:

  • Đại thực bào là các tế bào máu trắng hấp thụ và tiêu hóa các mầm bệnh và các tế bào đã chết hoặc sắp chết. Các đại thực bào để lại các phần của mầm bệnh xâm nhập gọi là kháng nguyên. Cơ thể xác định các kháng nguyên được coi là nguy hiểm và kích thích các kháng thể tấn công chúng.
  • Tế bào lympho B là các tế bào bạch huyết bảo vệ cơ thể. Chúng tạo các kháng thể tấn công các mảnh vi-rút mà đại thực bào còn để lại.
  • Tế bào lympho T là loại tế bào bạch huyết bảo vệ cơ thể. Chúng tấn công các tế bào trong cơ thể đã bị nhiễm bệnh.
Hệ thống miễn dịch. Nguồn: Dranoff G. Nat Rev Cancer 2004;4:11-22

Lần đầu tiên khi một người bị nhiễm vi-rút gây bệnh COVID-19, có thể mất vài ngày hoặc vài tuần để cơ thể của họ tạo và sử dụng tất cả các công cụ cần thiết chống lại mầm bệnh để vượt qua tình trạng nhiễm bệnh.

Sau khi nhiễm bệnh, hệ miễn dịch của cơ thể ghi nhớ những gì nó đã học hỏi được về cách bảo vệ cơ thể chống lại bệnh đó.

Cơ thể lưu giữ một vài tế bào lympho T, gọi là tế bào ghi nhớ, nhanh chóng hành động nếu cơ thể gặp lại loại vi-rút tương tự. Khi phát hiện thấy kháng nguyên tương tự, tế bào lympho B tạo ra kháng thể chống lại chúng.

Các chuyên gia vẫn đang tìm hiểu xem thời gian mà các tế bào ghi nhớ này bảo vệ một người khỏi vi-rút gây bệnh COVID-19 là bao lâu.

Cách thức hoạt động của vắc-xin COVID-19

Vắc-xin COVID-19 giúp cơ thể chúng ta phát triển khả năng miễn dịch chống lại vi-rút gây bệnh COVID-19 mà không cần nhiễm bệnh.

Các loại vắc-xin khác nhau tác động theo những cách khác nhau để tạo ra miễn dịch, nhưng với tất cả các loại vắc-xin, cơ thể sẽ được cung cấp tế bào lympho T “ghi nhớ” cũng như tế bào lympho B sẽ ghi nhớ cách chống lại vi-rút trong tương lai.

Cơ thể thường cần vài tuần để tạo tế bào lympho T và tế bào lympho B sau khi tiêm vắc-xin. Do đó, có thể có trường hợp một người bị nhiễm vi-rút gây bệnh COVID-19 ngay trước hoặc sau khi tiêm vắc-xin rồi sau đó bị bệnh do vắc-xin chưa có đủ thời gian để tạo ra miễn dịch.

Đôi khi sau khi tiêm vắc-xin, quá trình tạo khả năng miễn dịch có thể gây ra các triệu chứng, như sốt. Những triệu chứng này là bình thường và là dấu hiệu cho thấy cơ thể đang tạo khả năng miễn dịch.

Các loại vắc-xin COVID-19 đang thử nghiêm lâm sàng. Nguồn: theconversation.com

Các loại vắc-xin

Hiện có ba loại vắc-xin COVID-19 đang hoặc sớm triển khai trên quy mô rộng (Thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 3) tại Hoa Kỳ.

Bên dưới là mô tả về cách thức mỗi loại vắc-xin thúc đẩy cơ thể ghi nhận và bảo vệ chúng ta khỏi vi-rút gây bệnh COVID-19. Không có loại vắc-xin nào trong số này gây bệnh COVID-19 cho chúng ta.

  • Vắc-xin mRNA chứa vật chất từ vi-rút gây bệnh COVID-19 để cung cấp hướng dẫn cho tế bào chúng ta về cách tạo ra các protein vô hại riêng có với vi-rút đó. Sau khi tế bào của chúng ta tạo ra các bản sao protein đó, chúng phá hủy các vật chất di truyền từ vắc-xin. Cơ thể chúng ta ghi nhận rằng protein không nên ở đó và tạo các tế bào lympho T và lympho B sẽ ghi nhớ cách chống lại vi-rút gây bệnh COVID-19 nếu chúng ta nhiễm bệnh trong tương lai.
  • Vắc-xin dưới đơn vị bản chất protein gồm các mảnh (protein) vi-rút gây bệnh COVID-19 nhưng vô hại, thay vì là toàn bộ con vi-rút. Sau khi tiêm vắc-xin, hệ miễn dịch của chúng ta ghi nhận rằng protein không thuộc về cơ thể và bắt đầu tạo tế bào lympho T và các kháng thể. Nếu trong tương lai chúng ta bị nhiễm bệnh, tế bào ghi nhớ sẽ ghi nhận và chống lại vi-rút đó.
  • Vắc-xin vectơ chứa phiên bản vi-rút còn sống đã bị làm yếu đi. Đây là loại vi-rút khác với vi-rút gây bệnh COVID-19 và được cấy vật chất di truyền của vi-rút gây bệnh COVID-19 (đây gọi là véc-tơ vi-rút). Sau khi vectơ vi-rút vào trong tế bào của chúng ta, vật chất di truyền sẽ cung cấp các hướng dẫn cho tế bào tạo protein riêng có với vi-rút gây bệnh COVID-19. Dùng các hướng dẫn này, tế bào của chúng ta tạo ra các bản sao protein đó. Điều này thúc đẩy cơ thể chúng ta tạo tế bào lympho T và lympho B ghi nhớ cách chống lại vi-rút đó nếu chúng ta bị lây nhiễm trong tương lai.

Vậy vắc-xin vectơ vi-rút hoạt động như thế nào?

Một số nền tảng cần thiết để sản xuất các loại vắc-xin này tương tự như đối với vắc-xin RNA mà chúng ta đã đề cập trước đây

Cũng như những loại vắc-xin đó, trước tiên chúng ta cần biết mã di truyền của vi-rút. Đặc biệt, chúng ta cần biết mã cho các protein của vi-rút. 

Giống như vắc-xin RNA, vắc-xin vectơ vi-rút sử dụng mã cho protein đột biến của vi-rút. Đây là loại protein mà vi rút sử dụng để xâm nhập vào tế bào và gây nhiễm trùng.

Vật liệu di truyền mã hóa protein đột biến, có thể lây nhiễm sang tế bào người, được đưa vào một loại vi-rút cảm lạnh đã biến đổi từ tinh tinh. Sự kết hợp này là vắc-xin Oxford-AstraZeneca sau đó được tiêm cho những người tình nguyện. Vắc-xin cho phép các tế bào cơ ở cánh tay tạo ra protein đột biến, giúp cơ thể biết trước về vi-rút và cho phép nó phát triển phản ứng miễn dịch nếu vi-rút thực sự tấn công. Nguồn: theconversation.com

Vắc-xin RNA cung cấp RNA trực tiếp đến các tế bào của chúng ta, được bao bọc trong các giọt chất béo nhỏ để bảo vệ nó. 

Thách thức với phương pháp này đã được ghi nhận rõ ràng: vắc xin phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp để giữ cho RNA ổn định. 

Điều này có thể khiến việc phân phối và sử dụng các loại vắc-xin này ở một số quốc gia trở nên khó khăn hơn.

Vắc-xin vectơ vi-rút giải quyết vấn đề này bằng cách nhập lậu RNA protein của vi-rút vào tế bào của chúng ta theo một cách khác. 

Các nhà khoa học có thể thêm RNA vào vật liệu di truyền của một loại vi-rút khác, một vector vi-rút, sau đó được sử dụng trong vắc-xin.

Cũng giống như vắc-xin RNA, một khi RNA protein của vi-rút nằm trong tế bào của chúng ta, bộ máy tế bào của chúng ta sẽ sử dụng nó như một bản thiết kế để tạo ra protein vi-rút. 

Sau đó, phản ứng này gây ra phản ứng miễn dịch, giúp đào tạo hệ thống miễn dịch của cơ thể chúng ta để nhận ra vi-rút SARS-CoV-2. 

Nếu sau đó chúng ta bị nhiễm, hệ thống miễn dịch của chúng ta sẽ nhận ra rằng nó đã được nhìn thấy một phần của loại vi-rút này trước đó và điều chỉnh phản ứng miễn dịch của chúng ta nhanh hơn.

Bạn có thể lo lắng về ý tưởng nhập lậu RNA của vi-rút SARS-CoV-2 vào bên trong một loại vi-rút khác. Không có nguy cơ nào mà các vectơ vi-rút này có thể tự gây nhiễm trùng? 

Để tránh nguy cơ này, các nhà khoa học sử dụng các vectơ vi-rút đã bị biến đổi gen không thể gây bệnh. RNA tạo ra protein tăng đột biến SARS-CoV-2 cũng bị phá vỡ khi các tế bào của chúng ta tạo ra protein, vì vậy điều này cũng không gây ra nguy cơ lây nhiễm.

Vắc-xin có thể sử dụng một số loại vi-rút khác nhau làm vật trung gian truyền vi-rút, nhưng phổ biến nhất trong số các ứng cử viên vắc-xin COVID-19 là adenovirus

Adenovirus là một trong số những loại vi-rút có thể gây ra cảm lạnh thông thường. Người ta ước tính rằng chúng gây ra ít hơn 5% các trường hợp nhiễm trùng này.

Cấu trúc của Adenovirus. Nguồn: Kateryna Kon/Shutterstock.com

Một số ứng cử viên vắc-xin COVID-19 sử dụng vectơ virus adenovirus ở người. Điều này bao gồm vắc-xin Sputnik V của Nga và vắc-xin CanSino Biologics của Trung Quốc. 

Một vấn đề tiềm ẩn với những vectơ này là chắc chắn một số người trong chúng ta đã từng tiếp xúc với những vi-rút này trước đây. Do đó, chúng ta có thể có một số mức độ miễn dịch với chúng. 

Điều này có nghĩa là bản thân vectơ vi-rút tạo ra phản ứng miễn dịch, có nghĩa là phản ứng miễn dịch đối với vi rút SARS-CoV-2 không được tăng cường hiệu quả.

Thay vào đó, vắc-xin Oxford tránh được những vấn đề này bằng cách sử dụng adenovirus trên tinh tinh. 

Ít người hơn sẽ có phản ứng miễn dịch hiện có đối với adenovirus tinh tinh, vì vậy chúng ta có thể tin tưởng rằng nó sẽ không ảnh hưởng đến phản ứng miễn dịch của chúng ta với vắc-xin. 

Một loại vắc-xin khác đang được phát triển ở Ý đã sử dụng cách tiếp cận tương tự với vi-rút adenovirus khỉ đột.

Tất cả các ứng cử viên vắc-xin vectơ vi-rút cho COVID-19 đều không sao chép. Điều này có nghĩa là chúng không tạo thêm vectơ vi-rút trong các tế bào mà chúng lây nhiễm. 

Mặc dù chúng cần liều lượng cao hơn so với việc tái tạo vắc-xin vectơ vi-rút, nhưng nó cũng làm tăng thêm niềm tin của chúng ta về sự an toàn của chúng.

Vì vậy, nếu bạn được tiêm vắc-xin Oxford, bạn có thể mong đợi điều gì? Chúng ta biết rằng vắc-xin vectơ vi-rút gây ra phản ứng miễn dịch mạnh mẽ. 

Điều này có thể có nghĩa là các tác dụng phụ nhỏ như nhức đầu và sốt sau khi uống thuốc chủng ngừa có thể phổ biến hơn. 

Nhưng đây là một dấu hiệu tích cực cho thấy vắc-xin đang hoạt động, vì vậy không phải là nguyên nhân đáng lo ngại.

Không nghi ngờ gì nữa, việc phê duyệt vắc-xin Oxford là một tin tốt. Tuy nhiên, điều quan trọng cần nhớ là chương trình tiêm chủng sẽ mất thời gian. 

Đây không phải là một thẻ “ra khỏi tù miễn phí” cho làn sóng các trường hợp COVID-19 hiện tại và những tuần và tháng sắp tới sẽ còn vô cùng thách thức, nhưng nó hy vọng sẽ giúp làm giảm mối đe dọa của COVID vào cuối năm 2021.

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo CDC, Compound Interest và tổng hợp.

Đăng ký Bản tin
BÀI ĐĂNG MỚI

Đăng ký danh sách gửi thư của chúng tôi và nhận những nội dung thú vị và cập nhật vào hộp thư đến email của bạn.

Cảm ơn bạn đã đăng ký.

Đã xảy ra lỗi.

Share: