Nguồn: https://www.gavi.org/vaccineswork/what-are-viral-vector-based-vaccines-and-how-could-they-be-used-against-covid-19
Vaccine dựa vào trung gian virus là gì và chúng được sử dụng như thế nào để chống lại Covid-19 ?
Tất cả các loại vacxin đều hoạt động bằng cách cho cơ thể tiếp xúc với các phân tử từ mầm bệnh mục tiêu để kích hoạt phản ứng miễn dịch – nhưng phương pháp tiếp xúc khác nhau. Dưới đây là cách hoạt động của vacxin dựa vào trung gian virus.
Các vacxin dựa vào trung gian virus khác với hầu hết vacxin thông thường ở chỗ chúng không thực sự chứa kháng nguyên mà sử dụng chính tế bào của cơ thể để sản xuất kháng nguyên. Người ta thực hiện điều này bằng cách sử dụng một loại virus thay thế (vật trung gian) để chuyển mã di truyền của kháng nguyên, ở đây là ‘protein gai’ Covid-19 tìm thấy trên bề mặt virus, vào trong tế người. Bằng cách nhiễm vào các tế bào và hướng dẫn chúng tạo ra một lượng lớn kháng nguyên, rồi các kháng nguyên đó kích hoạt đáp ứng miễn dịch, vacxin nhại lại những gì xẩy ra trong quá trình nhiễm tự nhiên với một số mầm bệnh nào đó – đặc biệt là virus. Việc này có ưu điểm là kích hoạt đáp ứng miễn dịch tế bào mạnh mẽ của tế bào T cũng như việc sản xuất kháng thể bởi tế bào B. Một thí dụ của vacxin trung gian virus là vacxin rVSV-ZEBOV chống lại Ebola.
Những ưu điểm và nhược điểm của Vacxin dựa vào trung gian Virus
- - Công nghệ được thiết lập tốt.
- - Đáp ứng miễn dịch mạnh mẽ.
- - Đáp ứng miễn dịch liên quan đến tế bào B và tế bào T.
- - Việc tiếp xúc với virus trung gian trước đây có thể làm giảm hiệu quả.
- - Tương đối phức tạp để sản xuất.
Vacxin kích thích đáp ứng miễn dịch như thế nào?
Virus tồn tại và nhân lên bằng cách xâm nhập vào tế bào vật chủ và chiếm quyền điều khiển bộ máy tạo ra protein của tế bào, vì vậy nó đọc mã di truyền của virus và tạo ra virus mới. Những hạt virus này chứa kháng nguyên, phân tử đó có thể kích hoạt đáp ứng miễn dịch. Một nguyên tắc tương tự làm nền tảng cho vaccine virus trung gian – trong trường hợp này, tế bào vật chủ chỉ nhận mã để tạo ra kháng nguyên. Virus trung gian đóng vai trò như một hệ thống phân phối, cung cấp phương tiện để xâm nhập tế bào và chèn mã kháng nguyên của virus khác (mầm bệnh mà chúng ta đang cố gắng tiêm phòng). Bản thân virus là vô hại, và các tế bào tiếp nhận chỉ để sản xuất kháng nguyên, cơ thể có thể tạo ra phản ứng miễn dịch một cách an toàn, không phát triển bệnh.
Nhiều loại virus khác nhau đã được phát triển làm vật trung gian truyền bệnh, bao gồm adenovirus (một nguyên nhân gây cảm lạnh thông thường), virus sởi và virus đậu mùa. Những virus trung gian này bị loại bỏ bất kỳ gen gây bệnh nào và đôi khi cả những gen có thể cho phép chúng nhân lên, có nghĩa là giờ đây chúng vô hại. Các hướng dẫn di truyền để tạo ra kháng nguyên từ mầm bệnh đích được ghép vào bộ gen của virus trung gian.
Có hai loại vacxin chính dựa trên virus trung gian. Vacxin virus trung gian không nhân lên là không có khả năng tạo ra các hạt virus mới; chúng chỉ tạo ra kháng nguyên vacxin. Vacxin virus trung gian nhân lên là tạo ra các hạt virus mới trong các tế bào mà chúng lây nhiễm, sau đó sẽ lây nhiễm sang các tế bào mới khác và cũng sẽ tạo ra kháng nguyên vacxin. Vacxin virus trung gian Covid-19 đang được phát triển sử dụng loại virus trung gian không nhân lên.
Sau khi được tiêm vào cơ thể, các virus vacxin này bắt đầu lây nhiễm vào tế bào của chúng ta và đưa vật liệu di truyền của chúng – bao gồm cả gen kháng nguyên – vào trong nhân tế bào. Tế bào người sản xuất kháng nguyên như thể nó là một trong những protein của chính chúng và thể hiện protein kháng nguyên này lên bề mặt của chúng cùng với nhiều protein khác. Khi các tế bào miễn dịch phát hiện ra kháng nguyên lạ, chúng sẽ tạo ra phản ứng miễn dịch chống lại nó.
Phản ứng này bao gồm các tế bào B sản xuất kháng thể, cũng như các tế bào T, chúng tìm kiếm và tiêu diệt các tế bào bị nhiễm. Tế bào T thực hiện điều này bằng cách kiểm tra danh mục các protein trên bề mặt của tế bào. Chúng đã được huấn luyện để nhận ra các protein của chính cơ thể là ‘tự thân’, vì vậy khi chúng nhận thấy một protein lạ, chẳng hạn như kháng nguyên từ mầm bệnh, chúng sẽ tạo ra phản ứng miễn dịch chống lại tế bào mang kháng nguyên đó.
Một thách thức của phương pháp này là mọi người trước đây có thể đã tiếp xúc với virus trung gian và gây ra phản ứng miễn dịch chống lại nó, làm giảm hiệu quả của vacxin. Tình trạng ‘miễn dịch chống virus trung gian’ như vậy cũng làm cho việc cung cấp liều thứ hai của vaccine trở nên khó khăn, nếu như điều này là cần thiết, trừ khi liều thứ hai này được phân phối bằng cách sử dụng một virus trung gian khác.
Chúng được sản xuất như thế nào ?
Một điểm nghẽn chính trong sản xuất vacxin virus trung gian là khả năng mở rộng. Theo truyền thống, các virus trung gian được phát triển trong các tế bào được gắn vào chất nền, hơn là trong các tế bào di động tự do – nhưng điều này khó thực hiện trên quy mô lớn. Các dòng tế bào trong huyền phù hiện đang được phát triển, điều này có thể cho phép các virus trung gian được phát triển trong các lò phản ứng sinh học lớn. Việc lắp ráp vacxin trung gian cũng là một quá trình phức tạp, bao gồm nhiều bước và thành phần, mỗi bước, mỗi thành phần đều làm tăng nguy cơ ô nhiễm. Do đó, cần phải thử nghiệm trên diện rộng sau mỗi bước, làm tăng chi phí.