Lược sử phát triển vaccine cúm

Virus cúm là loại virus RNA chuỗi đơn thuộc họ Orthomyxoviridae. Theo Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia Mỹ (NCBI), hiện nay có ba chủng virus cúm gây bệnh ở người bao gồm A, B, C, trong đó virus cúm A là loại nguy hiểm nhất do dễ bị thay đổi kháng nguyên và có thể dẫn đến đại dịch [kháng nguyên là những phân tử hoặc vật lạ khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật thì được hệ thống miễn dịch nhận biết và sinh ra kháng thể tương ứng]. Virus cúm D chỉ lây nhiễm cho gia súc và không ảnh hưởng đến con người.

Virus cúm A – cũng lây nhiễm cho chim, lợn, ngựa và các động vật khác – được chia thành nhiều phân nhóm dựa vào hai kháng nguyên (protein) trên bề mặt của virus: hemagglutinin (H) gồm 18 loại từ H1 đến H18, và neuraminidase (N) gồm 11 loại từ N1 đến N11. Các virus cụ thể được nhận dạng bởi những kháng nguyên này. Ví dụ, H1N1 là virus cúm A với kháng nguyên H1 và N1. Trong khi đó, H5N1 là virus cúm A với kháng nguyên H5 và N1.

Bệnh cúm có thể đã tồn tại hàng thiên niên kỷ, mặc dù nguyên nhân gây bệnh chỉ được xác định tương đối gần đây. Hippocrates là người đầu tiên trong lịch sử mô tả về bệnh cúm lây lan ở khu vực miền Bắc Hy Lạp trong tác phẩm “Book of Epidemics” (Sách về Dịch bệnh) có niên đại năm 412 trước Công nguyên. Thuật ngữ cúm (influenza) ra đời vào thế kỷ 15, khi người ta gọi một bệnh dịch ở Florence, Ý là “influenza di freddo” mang nghĩa “ảnh hưởng của cái lạnh” – ám chỉ đến nguyên nhân có thể gây ra bệnh.

Jonas Salk (bên phải) và Thomas Francis, hai nhà khoa học chế tạo thành công vaccine cúm bất hoạt đầu tiên. Ảnh: History.

Đại dịch cúm đầu tiên trong lịch sử xảy ra vào năm 1580. Nó bắt đầu ở châu Á, sau đó lan sang châu Âu, châu Phi và châu Mỹ. Số người chết cho đến nay vẫn là điều bí ẩn, nhưng nó đã gây ra cái chết của hơn 8.000 người tại Rome (Ý). Trong nhiều thế kỷ, các dịch cúm đã xảy ra trên toàn thế giới, trong đó đại dịch cúm Tây Ban Nha [liên quan đến virus cúm H1N1] xảy ra vào năm 1918 là nguy hiểm nhất, ảnh hưởng đến 1/3 dân số thế giới và giết chết khoảng 50 triệu người.

Đến cuối thế kỷ 19, nguyên nhân gây bệnh cúm vẫn chưa được làm rõ. Người ta tin rằng căn bệnh này do vi khuẩn gây ra, chẳng hạn như phế cầu khuẩn, streptococcus hoặc Haemophilusenzae. Trong đại dịch cúm năm 1918 – 1919, các nhà khoa học bắt đầu nghi ngờ vi khuẩn không phải là tác nhân thực sự của bệnh cúm. Một trong số đó là học giả Richard Edwin Shope, người đã điều tra sâu về bệnh cúm lợn năm 1920.

Năm 1932 – 1933, các nhà khoa học Anh bao gồm Wilson Smith, Christopher Andrewes và Patrick Laidlaw xác định virus là nguyên nhân gây ra bệnh cúm. Họ phân lập được virus cúm A từ dịch tiết mũi của bệnh nhân, qua đó chứng minh sự lây lan của virus này trên cơ thể người.

Năm 1935, Frank Macfarlane Burnet và Smith khám phá độc lập với nhau rằng virus cúm có thể được nuôi cấy trên màng chorio-allantoid của phôi trứng gà [trứng gà đã thụ tinh]. Áp dụng phương pháp nuôi cấy trên, hai nhà nghiên cứu Mỹ Jonas Salk và Thomas Francis chế tạo thành công vaccine cúm bất hoạt đầu tiên và bắt đầu thử nghiệm lâm sàng vào năm 1938. Vaccine chứa một chủng virus cúm A đã bị giết chết bằng formalin nhưng vẫn giữ tính kháng nguyên. Virus chết không thể gây ra bệnh nhưng có khả năng giúp cơ thể người tạo ra các kháng thể để tránh mắc bệnh trong tương lai. Quân đội Mỹ đã sử dụng loại vaccine này để bảo vệ binh lính chống lại bệnh cúm trong cuộc Chiến tranh Thế giới lần thứ hai. Quy trình của Salk và Francis hiện nay vẫn được sử dụng để sản xuất hầu hết các loại vaccine cúm.

Năm 1940, các nhà khoa học phát hiện virus cúm B. Họ bắt đầu nghiên cứu tạo ra một loại vaccine cúm bất hoạt mới chứa cả hai thành phần virus cúm A và cúm B. Loại vaccine này đã được thử nghiệm lâm sàng trên cơ thể người vào năm 1942. Không lâu sau, Mỹ đã cấp phép và sử dụng nó một cách rộng rãi, giúp người dân phòng ngừa bệnh cúm tốt hơn.

Năm 1944, các nhà nghiên cứu áp dụng thành công phương pháp nuôi cấy tế bào để phát triển virus. Điều này cho phép virus được nuôi cấy bên ngoài cơ thể lần đầu tiên.

Mùa cúm thường kéo dài từ cuối mùa thu đến mùa xuân. Mỗi năm, dịch cúm có thể khiến từ 3 đến 5 triệu người mắc bệnh nặng và khoảng 290.000 đến 650.000 ca tử vong trên toàn cầu, theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO).

Trong đại dịch cúm theo mùa năm 1947, các nhà điều tra xác định rằng những thay đổi trong thành phần kháng nguyên của virus cúm đã khiến vaccine hoạt động không hiệu quả. Do đó, cần phải giám sát liên tục các đặc tính của virus cúm đang lưu hành để điều chế vaccine cho phù hợp. Năm 1952, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) thành lập Hệ thống giám sát và ứng phó với cúm toàn cầu (GISRS) nhằm theo dõi sự biến đổi của virus cúm và cách chúng lây lan. Mạng lưới GISRS ban đầu gồm 26 phòng thí nghiệm trên khắp thế giới.

Trong thập niên 1960 và 1970, các nhà nghiên cứu bắt đầu thử nghiệm hai phiên bản mới hơn của vaccine cúm bất hoạt, đó là vaccine phân tách virus và vaccine tiểu đơn vị. Chúng hoạt động hiệu quả hơn và giảm các phản ứng bất lợi ở trẻ em. Trong vaccine phân tách virus, virus cúm bị phá vỡ bởi ether hoặc chất tẩy rửa. Vaccine tiểu đơn vị được sản xuất bằng cách tinh chế các kháng nguyên tốt nhất kích thích hệ thống miễn dịch để tạo ra phản ứng với virus, đồng thời loại bỏ thành phần giúp virus sao chép hoặc có thể gây ra phản ứng bất lợi.

Trong giai đoạn 1935 – 1941, các thử nghiệm lâm sàng liên quan đến vaccine sống giảm độc lực đã được tiến hành. Đây là loại vaccine chứa các virus bị làm yếu đi để nó không có khả năng gây bệnh. Tuy nhiên vì là virus sống, những người suy giảm miễn dịch không nên tiêm loại vaccine này. Sau nhiều cải tiến và phát triển, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) lần đầu tiên phê duyệt một loại vaccine sống giảm độc lực dùng cho người lớn gọi là FluMist vào năm 2003.

Hiện nay, người ta thường dùng các chủng virus cúm tái tổ hợp để sản xuất vaccine. Chúng tạo ra nhiều kháng nguyên bề mặt thích hợp (appropriate surface antigen), rút ngắn thời gian sản xuất vaccine, loại bỏ phần lớn rủi ro liên quan đến việc xử lý các chủng virus gây bệnh, đặc biệt là những người bị dị ứng với trứng cũng có thể sử dụng. Flublok là loại vaccine tái tổ hợp đầu tiên được FDA phê duyệt năm 2013. Nó chứa liều kháng nguyên bề mặt hemagglutinin (H) cao gấp 3 lần so với vaccine truyền thống.

Theo ước tính, vaccine cúm có thể giúp giảm nguy cơ mắc bệnh từ 30 – 60%, tùy thuộc từng loại vaccine. Virus cúm A và cúm B thường gây dịch bệnh theo mùa và liên tục biến đổi gene, do đó các kháng thể hình thành do tiêm vaccine cúm có thể sẽ không bảo vệ được những người tiêm vaccine vào năm tiếp theo. Vì vậy, vaccine mới phải liên tục được phát triển hằng năm dựa trên mô hình dự đoán cách thức kháng nguyên virus sẽ biến đổi.

Theo Khoahocphattrien.vn