Quy mô chưa từng có của đại dịch Covid-19 hiện tại đã dẫn đến một 'cuộc chạy đua' vắc-xin tương tự như chưa từng thấy trước đây. Điều này có thể thay đổi bộ mặt của sự phát triển vắc xin mãi mãi.

Kể từ khi thầy thuốc Anh Edward Jenner phát minh ra vắc-xin đậu mùa đầu tiên vào năm 1796, vắc-xin đã làm giảm đáng kể số ca tử vong do những căn bệnh nguy hiểm trước đây. Tuy nhiên, các nhà phát triển vắc xin không phải lúc nào cũng có một chuyến đi dễ dàng.

“Cần phải đầu tư đáng kể cả về thời gian và tiền bạc để đưa một ứng cử viên vắc xin ra thị trường,” Thomas Lingelbach, Giám đốc điều hành của nhà phát triển vắc xin Pháp Valneva, nói với tôi. “Ngoài việc tuyển dụng thử nghiệm lâm sàng rộng rãi và các thử nghiệm riêng biệt cho trẻ em và trẻ sơ sinh, quá trình phát triển vắc xin mất từ ​​10 đến 15 năm tùy thuộc vào khu vực bệnh và mức độ phức tạp của nó, và phải đến ba năm phát triển cuối cùng mới có hiệu quả. ”

Mặc dù có giá trị nhân đạo rõ ràng, nhưng về mặt lịch sử, thật khó để thuyết phục các nhà đầu tư tài trợ cho việc phát triển vắc-xin. Vắc xin từ lâu đã được coi là có lợi tức đầu tư thấp, đặc biệt là khi căn bệnh được đề cập không tràn lan trong dân chúng. Tuy nhiên, những đợt bùng phát gần đây của các dịch bệnh như Ebola, SARS và bây giờ là Covid-19 đã là một lời cảnh tỉnh cho cả các nhà đầu tư và chính phủ về tầm quan trọng của việc chuẩn bị sẵn sàng cho đại dịch.

Tính đến ngày 15 tháng 110, có 2 công ty, nhóm các nhà nghiên cứu và các đối tác hợp tác trong ngành học thuật đang phát triển vắc-xin để chống lại SARS-CoV-19, chủng vi-rút gây ra Covid-XNUMX, với nhiều hơn nữa tham gia cuộc chiến mỗi tuần. Tám ứng cử viên là đã được thử nghiệm ở người, theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), bao gồm cả vắc-xin DNA và RNA - những công nghệ tiên tiến vẫn chưa được chấp thuận sử dụng cho con người.

Mặc dù không ai có thể nói chắc chắn vào thời điểm này, nhưng các ước tính đã được đưa ra rằng chúng ta có thể có vắc-xin Covid-19 trong vòng 12 tháng, đây sẽ là một thời gian kỷ lục nếu là sự thật. Có một số lo ngại về sự an toàn với sự phát triển nhanh chóng như vậy, nhưng có vẻ như rõ ràng rằng Covid-19 đã phục hồi ngành công nghiệp và đưa tầm quan trọng của việc bảo vệ bệnh truyền nhiễm trở lại hàng đầu trong tâm trí của mọi người. Cho dù một trong những phương pháp phát triển vắc xin cũ và đã được thử nghiệm hay một phương pháp mới hơn, nhiều thử nghiệm hơn sẽ thành công vẫn còn phải xem.

Tám loại vắc xin Covid-19 đang được phát triển lâm sàng. Chú thích / tín dụng của bảng: Phỏng theo trang web của WHO - Bản phác thảo toàn cảnh về vắc xin ứng cử viên COVID-19 - truy cập ngày 15 tháng 2020 năm XNUMX

Vắc xin toàn bộ mầm bệnh - cũ, nhưng hiệu quả

Kể từ khi vắc xin đậu mùa Jenner được giới thiệu, nhiều loại vắc xin tương tự khác đã được phát triển. Đầu tiên, những việc này liên quan đến việc tiêm vào người những mẫu vi khuẩn gây bệnh đã bị bất hoạt (đã bị giết chết). Ví dụ, chủng ngừa bệnh tả và bệnh dại không hoạt động đã được giới thiệu vào những năm 1880. Những loại vắc xin này có hiệu quả, nhưng thường không cung cấp cho mọi người khả năng miễn dịch lâu dài.

Mặc dù công nghệ này đã có từ lâu, nhưng ngày nay vắc xin bất hoạt vẫn được sử dụng, chẳng hạn như vắc xin cúm theo mùa. Công ty vắc xin Valneva, đã sử dụng cách tiếp cận này để phát triển vắc xin phòng bệnh viêm não Nhật Bản, là một trong những công ty công nghệ sinh học sử dụng cách tiếp cận truyền thống hơn này để nhắm mục tiêu Covid-19.

“Chúng tôi tin rằng cách tiếp cận thông thường hơn có khả năng thành công cao, ”Lingelbach giải thích. “Cách tiếp cận đã được chứng minh mà chúng tôi đang thực hiện… có khả năng mang lại sự bảo vệ cho dân số nói chung cũng như các nhóm có nguy cơ cao, bao gồm người già, người bị suy giảm miễn dịch và những người mắc các bệnh khác.”

Những tiến bộ khoa học trong những năm 1950 có nghĩa là việc tạo ra các dạng mầm bệnh bị suy yếu hoặc 'giảm độc lực' trong phòng thí nghiệm dễ dàng hơn nhiều. Điều này có nghĩa là các nhà phát triển vắc-xin có thể tạo ra vắc-xin sống, giảm độc lực, toàn bộ sinh vật như vắc-xin sởi, quai bị và rubella. 

Kỹ thuật này đã được sử dụng thành công để nhắm vào một số loại virus, nhưng khó áp dụng hơn cho các bệnh do vi khuẩn hoặc ký sinh trùng gây ra. Khả năng miễn dịch do vắc xin giảm độc lực gây ra có thể tồn tại suốt đời, nhưng bản thân vắc xin rất dễ vỡ và thường cần được vận chuyển trong kho lạnh. Điều này có nghĩa là khó có thể cung cấp chúng cho các cộng đồng nghèo thiếu trang thiết bị thích hợp để tiêm chủng quy mô lớn.

Vắc xin độc tố và tiểu đơn vị - mở ra thế hệ thứ hai

Không phải tất cả các loại vắc xin đều bao gồm toàn bộ mầm bệnh gây bệnh. Các triệu chứng của một số bệnh nhiễm trùng là do độc tố do mầm bệnh tạo ra chứ không phải do bản thân sinh vật. Chúng bao gồm bạch hầu và uốn ván, cả hai đều là do độc tố do vi khuẩn gây nhiễm trùng tiết ra.

Vào những năm 1920, các nhà khoa học nhận ra rằng có thể tạo ra một loại 'độc tố' - một phiên bản vô hại của độc tố bạch hầu và uốn ván cho phép ai đó tiêm vắc xin miễn dịch với độc tố gây ra triệu chứng - nhưng không bị ảnh hưởng độc hại của nó.

Một vấn đề với các vắc-xin toàn sinh vật trước đây là chúng thường gây ra các phản ứng phụ ở người và thậm chí, trong trường hợp vắc-xin sống, khiến một số người có nguy cơ mắc một phiên bản nhiễm trùng nhẹ. Vắc xin chỉ bao gồm các bộ phận hoặc 'tiểu đơn vị' của mầm bệnh hoặc các kháng nguyên cụ thể được biết đến để kích hoạt miễn dịch đã được đưa ra để thử và chống lại vấn đề này.

Một ví dụ điển hình về điều này là vắc xin phòng bệnh ho gà hoặc ho gà. Vắc xin ban đầu, được giới thiệu vào những năm 1940, là vắc xin bất hoạt toàn bộ cơ thể. Nó có hiệu quả trong việc kích hoạt khả năng miễn dịch, nhưng thường gây ra các tác dụng phụ như sốt và sưng tấy tại chỗ tiêm, khiến cha mẹ không thể cho con đi tiêm chủng.

Năm 1986, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã xác định được một đoạn DNA của vi khuẩn mã hóa độc tố ho gà gây ra căn bệnh này. Một loại vắc-xin sử dụng mảnh ghép này đã được phát triển, có ít tác dụng phụ hơn nhiều so với loại vắc-xin ban đầu, và vào năm 1996, một loại vắc-xin kết hợp uốn ván-diptheria-ho gà đã được tung ra thị trường.

ExpreS²ion Biotechnologies là một công ty Đan Mạch chuyên tạo ra các protein phức tạp. Nó đã nghiên cứu một số vắc xin sốt rét trước đây và hiện đang sản xuất các kháng nguyên SARS-CoV-2 như một phần của sự hợp tác để sản xuất vắc xin tiểu đơn vị cho Covid-19 với công ty AdaptVac và Đại học Copenhagen.

Mặc dù vắc-xin tiểu đơn vị vẫn chưa bắt đầu thử nghiệm lâm sàng trên người, giống như nhiều ứng cử viên khác, nó đang được phát triển nhanh hơn nhiều so với bình thường.

“Đại dịch Covid-19 hiện nay về cơ bản là chưa từng có. Thực tế là chúng tôi… có thể đi từ thiết kế vắc-xin đến khả năng có được một đối tác hợp tác ở giai đoạn phát triển muộn chỉ trong ba tháng là điều chưa từng xảy ra, ” ExpreS²Giám đốc điều hành ion Bent Frandsen, nói với tôi. Ông nói rằng một lợi thế của hệ thống sản xuất của công ty ông so với một số công ty khác là nó không liên quan đến các thành phần virus, giúp dễ dàng xử lý và mở rộng quy mô.

Các biến thể khác trong thế hệ thứ hai của vắc-xin này bao gồm những biến thể nhắm vào đường polysaccharide ở bên ngoài vi khuẩn. Chúng bao gồm vắc xin 'liên hợp' được tạo thành từ ít nhất hai thành phần như polysaccharide và kháng nguyên, và vắc xin tái tổ hợp đã được biến đổi gen để tạo ra kháng nguyên chính xác, chẳng hạn như vắc xin viêm gan B.

Hai trong số các vắc-xin Covid-19 ứng cử viên hiện đang được thử nghiệm trên người là vắc-xin adenovirus tái tổ hợp, một được phát triển bởi CanSino Biological và Viện Công nghệ Sinh học Bắc Kinh ở Trung Quốc và một do Đại học Oxford ở Vương quốc Anh và AstraZeneca lớn của Anh.

Trong khi một số vắc xin tái tổ hợp đang bán trên thị trường, vắc xin dựa trên adenovirus là loại mới. Thường được sử dụng làm vectơ cho liệu pháp gen, một vấn đề với adenovirus là chúng phổ biến trong môi trường nên nhiều người đã có sẵn khả năng miễn dịch với adenovirus ở người, điều này có thể làm giảm hiệu quả của chúng.

Vắc xin DNA và RNA - sự khởi đầu của kỷ nguyên mới?

Trong hai thập kỷ qua, kể từ khi hoàn thành dự án bộ gen người, đã có một cuộc cách mạng trong giải trình tự thế hệ tiếp theo và hệ gen. Gần đây, đã có sự gia tăng đáng kể số lượng các liệu pháp điều trị ung thư được phát triển để nhắm mục tiêu vào hệ thống miễn dịch. Hai yếu tố này kết hợp với nhau đã dẫn đến sự phát triển của các loại vắc xin cải tiến dựa trên DNA và RNA.

Đáng chú ý, trước khi đại dịch Covid-19 bắt đầu, hầu hết các vắc xin DNA và RNA đang trong quá trình phát triển đều được thiết kế để nhắm mục tiêu ung thư, nhưng mọi thứ đã thay đổi đáng kể trong vài tháng qua.

Một lợi thế lớn của cả vắc-xin dựa trên DNA và RNA là chúng có thể được phát triển nhanh hơn nhiều so với các vắc-xin thông thường. Vắc xin DNA ổn định hơn RNA, nếu ít dễ phân phối hơn, và chúng không cần phải bảo quản mát như một số loại vắc xin khác.

Không có vắc xin DNA hoặc RNA nào trên thị trường để bảo vệ con người khỏi nhiễm trùng, nhưng có một vắc xin DNA đã được phê duyệt trên thị trường để bảo vệ ngựa chống lại vi rút West Nile.

Công ty dược phẩm Inovio công nghệ sinh học của Mỹ, chuyên về vắc xin DNA cho bệnh ung thư và các bệnh truyền nhiễm, đang thử nghiệm một ứng cử viên vắc xin để bảo vệ chống lại Covid-19. Thật vậy, công ty gần đây đã thông báo rằng họ đã hoàn thành đăng ký giai đoạn I và sẽ công bố kết quả ban đầu từ đợt thử nghiệm vào tháng Sáu.  

Quy trình của công ty bao gồm việc chèn một đoạn nhỏ DNA của virus vào một đoạn DNA vi khuẩn hình tròn được gọi là plasmid, trở thành cơ sở của vắc-xin DNA. Sau khi được tiêm, vắc-xin sẽ khiến các tế bào trong bệnh nhân sản xuất ra một loại protein coronavirus được gọi là 'tăng đột biến', huấn luyện hệ thống miễn dịch để phát hiện loại protein này trong các trường hợp nhiễm trùng thực sự.

Kể từ trước khi Covid-19 xuất hiện, Inovio đã phát triển một loại vắc-xin DNA khác để bảo vệ chống lại một loại coronavirus tương tự như SARS-CoV-2 gây ra Hội chứng Hô hấp Trung Đông (MERS). Kate Broderick, Phó Chủ tịch Cấp cao của R & D tại Inovio, cho rằng kinh nghiệm trước đây với MERS sẽ là cơ sở vững chắc để phát triển một loại vắc-xin thành công.

“Chúng tôi có rất nhiều kinh nghiệm lâm sàng trong lĩnh vực bệnh truyền nhiễm,” , bà nói. “Bởi vì chúng tôi có ứng cử viên vắc-xin MERS hàng đầu, chúng tôi có một lượng lớn dữ liệu dương tính ở cả động vật và người với vắc-xin coronavirus." 

Broderick nói thêm rằng vắc-xin MERS bảo vệ 100% cho khỉ trong một nghiên cứu tiền lâm sàng và gần đây cho thấy những dấu hiệu ban đầu tạo ra khả năng miễn dịch với MERS trong máu của những người tham gia nghiên cứu ở Mỹ và Hàn Quốc.

Người Thụy Điển Tổ hợp OPENCORONA Matti Sällberg, giáo sư tại Viện Karolinska ở Stockholm - một trong những đối tác của nhóm, cũng đang phát triển vắc-xin DNA cho Covid-19 nhưng đang thực hiện một cách tiếp cận hơi khác.

“Trước tiên, chúng tôi đang nghiên cứu khoa học cơ bản và xem xét việc phát triển một loại vắc-xin có khả năng chứng minh trong tương lai hơn những loại hiện đang được thử nghiệm lâm sàng, tất cả đều dựa trên protein đột biến,” anh ấy nói với tôi.

“Về cơ bản chúng tôi đang tạo ra một loại vắc-xin vi rút tổng hợp toàn phần… Chúng tôi đang bắt đầu với vắc-xin DNA, nhưng chúng tôi sẽ xem xét các kỹ thuật phân phối khác nhau để xem cái gì tốt nhất. Lý do tại sao chúng tôi bắt đầu với vắc-xin DNA là nó rất nhanh. "

Hai trong số các thử nghiệm vắc-xin Covid-19 hiện đang được thực hiện trên người tình nguyện đang sử dụng vắc-xin RNA thông tin (mRNA) - một do Moderna có trụ sở tại Hoa Kỳ và một do BioNTech của Đức điều hành. CureVac, một công nghệ sinh học khác của Đức, cũng đang phát triển vắc-xin mRNA cho Covid-19 và có kế hoạch bắt đầu thử nghiệm trên người vào tháng Sáu.

Vắc xin được tạo ra bằng mRNA yêu cầu các tế bào của con người tạo ra một loại protein cụ thể, trong trường hợp này là một loại protein do virus SARS-CoV-2 mang theo. Điều này dẫn đến hệ thống miễn dịch sản xuất các kháng thể bảo vệ, sau đó có thể nhận ra và tiêu diệt vi rút Covid-19.

Hiện tại, trình phát vắc xin mRNA tiên tiến nhất trong Covid-19 là Moderna, công bố hôm nay rằng vắc-xin Covid-19 của nó đã sớm cho thấy tiềm năng kích hoạt hệ thống miễn dịch của những người tình nguyện trong một nghiên cứu tạm thời nhỏ.

BioNTech bắt đầu thử nghiệm lâm sàng vào tháng trước ở Đức và Mỹ. “Chúng tôi đang đồng thời thử nghiệm bốn ứng cử viên trong các thử nghiệm ở hai lục địa để xác định loại vắc-xin mRNA tốt nhất để ngăn ngừa nhiễm trùng Covid-19,” Sean Marett, Giám đốc Kinh doanh kiêm Giám đốc Thương mại tại BioNTech giải thích. “Chúng tôi lạc quan rằng việc đưa nhiều ứng cử viên vắc xin vào thử nghiệm trên người sẽ cho phép chúng tôi xác định các lựa chọn tiêm chủng an toàn, hiệu quả nhất”.

Mặc dù CureVac vẫn chưa đi vào thử nghiệm lâm sàng, nhưng trước đó, CureVac đã thử nghiệm công nghệ mRNA của mình trong một loại vắc xin phòng bệnh dại.

“Cho đến nay, chúng tôi có dữ liệu về độ an toàn và khả năng dung nạp tốt từ ứng cử viên vắc xin phòng bệnh dại của chúng tôi,” Giám đốc điều hành CureVac, Franz Werner Haas, đã nói với tôi. “Điều này chắc chắn giúp chúng tôi đối với các dấu hiệu và mầm bệnh khác, và đây là lý do tại sao chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi có thể nhanh như vậy với Covid-19.”

Tác động của Covid-19 đối với tương lai phát triển vắc xin

Nghiên cứu vắc xin đã trở thành một chủ đề tranh luận trên toàn thế giới. Nó cũng đang thu hút sự chú ý lớn về mặt chính trị, với các ví dụ gần đây bao gồm Thông báo của Hoa Kỳ của một dự án phát triển vắc-xin Covid-19 tại “tốc độ dọc," Cam kết của chính phủ Vương quốc Anh hỗ trợ sản xuất vắc xin và vai trò của EU trong 7.4 tỷ € quỹ toàn cầu để đẩy nhanh tiến độ của vắc-xin và công nghệ khác để chống lại Covid-19. 

Thật khó để nói chính xác tương lai sẽ ra sao, nhưng ngay cả khi sự tập trung cao độ hiện tại vào cuộc chạy đua vắc-xin Covid-19 bắt đầu giảm dần trong vài tháng, thật khó để tin rằng điều gì đó trên quy mô của đại dịch Covid-19 sẽ không có tác động lâu dài đến ngành.

“Tôi nghĩ rằng sự phát triển đã được thực hiện trong 20 năm qua về vắc-xin di truyền đột nhiên đi vào tốc độ chóng mặt do đại dịch này,” Sällberg nói. “Điều đó tốt hay xấu, tôi không biết, nhưng tôi nghĩ nó đã làm nổi bật sự cần thiết của các công nghệ vắc xin mới và bổ sung cũng như làm nổi bật những gì công nghệ mới có tiềm năng thực hiện.”

Nếu ngay cả một trong các vắc-xin mRNA có thể bảo vệ con người chống lại Covid-19, thì điều đó sẽ có ý nghĩa lớn đối với lĩnh vực này. Nếu những nỗ lực Covid-19 của họ có kết quả, Moderna, CureVac và BioNTech đều đang tìm cách phát triển một loại vắc xin cúm. Thuốc chủng ngừa cúm hiện tại mất khoảng chín tháng để tạo ra. Một loại vắc-xin mRNA cho bệnh cúm có thể được sản xuất trong vòng hai đến ba tháng với số tiền ít hơn.

Thành công với công nghệ vắc xin DNA hoặc RNA cũng sẽ có lợi cho bệnh nhân ung thư, vì tất cả các nền tảng này cũng có thể được áp dụng để tạo ra vắc xin điều trị ung thư.

"Trong khi việc phát triển vắc xin là một công việc tiêu tốn thời gian và nguồn lực, thì tác động kinh tế và xã hội tổng thể của các loại vắc xin hiệu quả lớn hơn rất nhiều so với chi phí,”Lingelbach nói. “Truyền bá nhận thức về giá trị của vắc xin phòng bệnh cho công chúng có nguy cơ và cần những phương pháp điều trị thay đổi cuộc sống này là một bước quan trọng và một bước mà tôi tin rằng đã được phổ biến rộng rãi hơn đối với người dân nói chung do Covid-19."

Một hy vọng cho các nhà phát triển vắc-xin, cả trong ngành công nghiệp và học viện, là đại dịch sẽ thu hút nhiều tài trợ hơn vào việc phát triển vắc-xin. "Thực sự có thể có một kết quả tích cực trong ngắn hạn về lợi ích của các nhà đầu tư mới vào các công ty vắc xin," Frandsen nói.

“Chắc chắn, nhìn vào các công ty vắc xin niêm yết đại chúng, giá trị thị trường đã tăng gấp nhiều lần vào năm 2020. Tôi hy vọng thái độ đó cũng sẽ hỗ trợ các công ty như ExpreS²ion và AdaptVac trong những năm tới. ”

Hình ảnh từ E. Resko và Shutterstock

Nguồn: https://www.labiotech.eu/medical/coronavirus-vaccine-covid-19/