HIẾU CHÂN
Bệnh viêm phổi Vũ Hán đã trở thành đại dịch toàn cầu. Trong lúc cả thế giới ra sức phòng dịch thì hàng ngàn nhà khoa học đang ngày đêm cần cù nghiên cứu, sáng tạo, hy vọng sớm tìm ra loại thuốc chủng ngừa (vaccine) hữu hiệu để ngăn chặn “con quỷ” coronavirus chủng mới mà tốc độ lây lan lẫn độc tính đều rất kinh hoàng.
Hôm thứ Hai 02-03, Tổng thống Donald Trump chủ trì một cuộc họp thảo luận việc ứng phó dịch viêm phổi Vũ Hán khi coronavirus đã phát tán khắp thế giới. Tại thời điểm đó đã có hơn 105.000 người nhiễm bệnh ở 83 quốc gia và hơn 3.500 người chết (tính đến ngày 11-03 trên thế giới đã có 122.426 người nhiễm bệnh, 4.578 người tử vong ở hơn 100 quốc gia).
Ngồi quanh chiếc bàn bầu dục trong Phòng Nội các của Tòa Bạch ốc có các chuyên gia y tế của Trung tâm Kiểm soát và Phòng bệnh (Centers for Disease Control and Prevention, CDC), Cục Thực phẩm và Dược phẩm (Food and Drug Administration, FDA), Viện Y tế quốc gia (National Institutes of Health, NIH), các lãnh đạo công ty dược phẩm từ Pfizer, Johnson & Johnson, Sanofi và các công ty khác. Khi ấy nước Mỹ đã có hơn một trăm người nhiễm bệnh, với sáu người tử vong (Mỹ hiện đã có 731 người nhiễm bệnh, 26 người tử vong), ông Trump khá lo lắng.
Muốn có ngay một tin tốt lành, ông Trump yêu cầu các công ty dược phải sản xuất ra vaccine trong vòng vài tháng.
“Cần một năm tới một năm rưỡi”
Nhưng bác sĩ Anthony Fauci, giám đốc lâu năm của Viện quốc gia về Dị ứng và bệnh truyền nhiễm (National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIAID), nói cần phải mất ít nhất “một năm tới một năm rưỡi”. “Một loại vaccine được làm ra và thử nghiệm trong một năm không phải là loại vaccine có thể dùng đại trà được”, ông Fauci nói thêm.
Nếu như có một loại vaccine ngừa dịch covid-19 được phát triển, cấp phép và sản xuất ở quy mô toàn cầu trong vòng 12 tháng thì đó là một thành tựu chưa từng có, rất đáng nể và thậm chí mang tính cách mạng. Từ trước tới nay chưa có một loại vaccine nào được phát triển nhanh như thế. Khi dịch Zika bùng phát năm 2015, một loại vaccine đã sẵn sàng để thử nghiệm sau bảy tháng nghiên cứu, nhưng dịch đã bị dập tắt trước khi loại vaccine này được phê chuẩn cho bắt đầu thử nghiệm lâm sàng. Tại cuộc họp hôm 02-03, Tổng thống Trump nói: “Tôi thích vài tháng thôi, nếu tôi nói thật.”
John Shiver, lãnh đạo bộ phận nghiên cứu và phát triển vaccine của tập đoàn dược phẩm Sanofi, có mặt trong buổi họp với ông Trump, lo ngại “dục tốc bất đạt”: “Chắc chắn chúng ta không muốn có một loại vaccine làm cho bệnh thêm tồi tệ. Trong lịch sử đã có vài loại ‘ứng viên’ (candidate) vaccine làm cho bệnh tệ hơn,”. Sanofi đang hợp tác với Cơ quan Nghiên cứu và Phát triển Y sinh học tiên tiến Hoa Kỳ (United States Biomedical Advanced Research and Development, BARDA) để phát triển vaccine ngừa dịch covid-19 dựa trên mẫu ‘ứng viên’ vaccine mà hãng này đã phát triển để ngừa dịch viêm phổi cấp SARS. BARDA trong sinh học có vai trò giống như DAPRA trong công nghệ thông tin – là cơ quan nghiên cứu những công nghệ tân tiến, chưa từng có, để phục vụ quân đội Hoa Kỳ và cả đời sống dân sự mà mạng internet là một ví dụ nổi bật. “Ngay cả trong tình trạng khẩn cấp cũng khó mà làm ra một loại vaccine sẵn sàng để được cấp phép chỉ trong một năm rưỡi,” ông Shiver nói.
Liên minh Sáng tạo Sẵn sàng chống Dịch (Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, CEPI) là một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở tại Oslo, Na uy, được thành lập ở Davos Thụy Sĩ năm 2017 để giúp thế giới chuẩn bị sẵn sàng cho một đại dịch toàn cầu tạm gọi là “Bệnh X”. CEPI được tài trợ của chính phủ Na Uy, Quỹ Gates, Quỹ tín thác Wellcome và vài quốc gia khác. Một trong những mục đích của CEPI là đẩy nhanh tiến trình phát triển vaccine. Từ khi dịch viêm phổi Vũ Hán bùng phát, CEPI đã huy động sự đóng góp và tài trợ hơn 19 triệu USD cho một số công ty khởi nghiệp nghiên cứu và chế tạo vaccine. Hai đơn vị nhận tài trợ của CEPI – một công ty khởi nghiệp trong lĩnh vực công nghệ sinh học có trụ sở ở Massachusettes tên là Moderna, và một phòng thí nghiệm của Đại học Queensland ở Brisbane, Úc – đã phát triển các ‘ứng viên’ vaccince có thể được thử nghiệm trên người trong vài tháng nữa; một công ty thứ ba được CEPI tài trợ cũng đang theo sát phía sau.
Nhưng, theo lời Nick Jackson, phụ trách các chương trình và sáng tạo công nghệ của CEPI, để đưa ba loại vaccine khác nhau này đến giai đoạn cuối là thử nghiệm lâm sàng, sẽ cần có ít nhất hai tỷ USD nữa.
Moderna và VRC đi trước một bước
Công ty Moderna – mà lô vaccine thử nghiệm đầu tiên ngừa coronavirus đã được xuất xưởng và giao cho NIAID hồi cuối tháng 02-2020 – có sự cộng tác của Trung tâm Nghiên cứu Vaccine (Vaccine Research Center, VRC) trực thuộc NIAID, có trụ sở tại Bethesda, Maryland.
Ông Barney Graham, Phó giám đốc VRC, là một trong số ít chuyên gia hàng đầu thế giới về cấu tạo của virus và cách thức mà virus tương tác với tế bào của cơ thể người, làm chúng ta bị bệnh. Trong bảy năm trước khi dịch viêm phổi Vũ Hán bùng phát, các dự án của Graham tập trung nghiên cứu dịch suy hô hấp cấp Trung Đông (MERS) để tìm cách phát triển vaccine. Sự kiện công ty Moderna phát triển lô vaccine thử nghiệm ngừa coronavirus đầu tiên trong thời gian kỷ lục có phần đóng góp về công nghệ từ các dự án vaccine ngừa MERS của nhóm chuyên gia VRC của NIAID.
Trò chuyện với phóng viên Carolyn Kormann báo The New Yorker, ông Graham giải thích: Có nhiều cách đưa một protein vào cơ thể người để tạo ra một phản ứng kiểu vaccine. Một số loại protein mang kháng thể (antigenic), khi tiêm vào người, sẽ kích thích hệ miễn dịch của cơ thể sản sinh ra kháng nguyên (antibodies); đến lượt mình các kháng nguyên của cơ thể người sẽ tìm và diệt virus ngoại lai xâm nhập, nếu thành công chúng ta sẽ không bị nhiễm bệnh.
Theo cách truyền thống, protein được sản xuất “trong một lò phản ứng sinh học” – chẳng hạn như vaccine ngừa cảm cúm thông thường được nuôi cấy trong trứng gà – và “phải mất vài năm mới có protein – không đủ nhanh để ứng phó với sự bùng phát của đại dịch.
Công nghệ mới vaccine-platform
Vì vậy các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã tìm hiểu một công nghệ mới, có vai trò nền tảng trong chế tạo vaccine (vaccine-platform manufacturing technology) để sử dụng trong tương lai. Ý tưởng này giống như tạo ra chiếc máy làm sữa chua – cùng một máy mà làm ra được nhiều vị sữa chua khác nhau. Với công nghệ này, các nhà khoa học hy vọng có thể sản xuất và đưa vào cơ thể bất kỳ loại protein nào và do đó, về lý thuyết, có thể chống lại bất cứ bệnh truyền nhiễm nào.
Có vị trí trung tâm trong công nghệ mới là các RNA – tức là ribonucleic acid có trong mọi tế bào sống. Vai trò chính của RNA là làm “người truyền tin”, chuyển các chỉ thị của DNA (còn gọi là ADN, tức deoxy-ribonucleic acid, loại vật liệu tự nhân bản hiện diện trong tất cả các cơ thể sống như là thành phần chính của nhiễm sắc thể chromosomes. DNA mang thông tin di truyền của từng sinh vật hữu cơ), trong việc tổng hợp các protein. Ở một số loại virus, chính RNA chứ không phải DNA mang thông tin di truyền.
Sử dụng công nghệ mới, công ty Moderna tạo ra mRNA, tức là RNA mang thông tin (messenger’s RNA).
Trên bề mặt của virus corona có rất nhiều “gai” (spike) đâm ra tứ phía, khiến cho nó trông giống như một chiếc vương miện, gọi là corona. Những cây gai protein này chỉ là một phần của con virus, tự chúng không gây bệnh nhưng chúng giúp cho virus xâm nhập vào tế bào sống của cơ thể người.
Khi được tiêm vào cơ thể sinh vật, mRNA hoạt động như một huấn luyện viên, lệnh cho tế bào phải tạo ra những “cây gai protein giả” (doppelgänger) giống như gai của coronavirus. Thay vì chế tạo sẵn những cây gai giả thì công nghệ của Moderna “outsource” (tạm hiểu là “chuyển giao”) công việc đó cho tế bào của bắp thịt người thực hiện, dưới sự chỉ dẫn của mRNA. Một khi tế bào của bắp thịt sản sinh đủ lượng gai giả doppelgänger, hệ miễn dịch sẽ nhận ra đây là những vật ngoại lai và chiến đấu chống lại chúng bằng cách sinh ra kháng nguyên antibodies. Cơ thể có đủ kháng nguyên, tức có sức đề kháng, sẽ sẵn sàng đánh bật những con coronavirus nào lăm le xâm nhập, và như vậy vaccine tỏ ra có hiệu quả.
Vấn đề của Moderna là tạo ra các mRNA mã hóa đúng loại protein của coronavirus. Khi tiêm vào cơ thể người, các tế bào miễn dịch trong bạch huyết cầu của cơ thể người sẽ xử lý mã mRNA đó và sản sinh ra các kháng thể đúng loại cần thiết để đánh bại coronavirus. Lưu ý rằng, các nhà nghiên cứu hiện đã nhận ra bảy loại coronavirus gây bệnh cho người, phần lớn qua sự trung gian của động vật, trong đó có bốn loại coronavirus “sống chung” với con người trong cộng đồng, gây dịch cảm cúm thông thường, ba loại khác là coronavirus gây dịch SARS, dịch MERS và dịch viêm phổi Vũ Hán. Các mRNA của Moderna phải được mã hóa đúng với từng loại corona virus thì vaccine mới có tác dụng.
Công ty Moderna đã thử nghiệm vài loại vaccine khác nhau dựa trên nền tảng mRNA platform, vài loại có sự hợp tác của Graham và Viện Nghiên cứu Vaccine. Họ đã thử vaccine chống coronavirus của dịch MERS trên chuột. “Những dữ liệu ban đầu mà chúng tôi thử nghiệm trên chuột chứng tỏ vaccine hoạt động đúng như mong muốn. Nhưng nếu con virus thuộc dòng khác thì chúng tôi chưa chuẩn bị được,” ông Graham nói.
Công nghệ mới molecular-clamp
Ở phía xa, trên nước Úc, tại trường Đại học Queensland, Keith Chappell cùng với hai người đồng phát minh, đang làm ra cái mà ông gọi là “kẹp phân tử” (molecular clamp), một công nghệ hoàn toàn khác với công nghệ vaccine-platform của VRC miêu tả ở trên. Dự án của họ cũng nhận được sự tài trợ của CEPI.
Vaccine “kẹp phân tử” sử dụng phương pháp truyền thống, trong mũi tiêm đã chứa sẵn các cây gai protein. Chỗ khác biệt lớn nhất là nhóm của bác sĩ Chappell đã tìm ra cách tích hợp vào các protein này một chuỗi amino acid được sản xuất trong phòng thí nghiệm, gọi là “kẹp”, chuỗi amino acid này lại được lập trình chuẩn xác nhằm kích thích cơ thể sản sinh ra kháng nguyên mạnh và chính xác, đúng với loại virus mục tiêu cần tiêu diệt.
Sau nhiều năm làm việc trong lĩnh vực nuôi cấy tế bào, và thử nghiệm trên chuột lang (hamster) nhóm của bác sĩ Chappell dự định thử nghiệm vaccine trên khoảng 100 tình nguyện viên là những người khỏe mạnh, bắt đầu từ mùa hè năm nay. “Triển vọng là rất lớn. Sức nặng đang đè lên vai chúng tôi, và rất nhiều áp lực,” bác sĩ Chappell nói với nhà báo.
Coronavirus sẽ sống chung với người
Có thông tin cho rằng coronavirus, cũng giống như virus cúm thông thường, sẽ chết đi khi thời tiết chuyển sang mùa hè, không khí nóng lên. Nhưng cho dù như vậy, rất có khả năng virus vẫn lưu hành trong cộng đồng để rồi lại bùng phát trong tiết trời mát mẻ của mùa thu.
Đến nay, theo tính toán của Tổ chức Y tế Thế giới, tỷ lệ tử vong của dịch viêm phổi Vũ Hán là 3,4% – nghĩa là trong 1000 người nhiễm bệnh thì có 34 người chết, tập trung ở người cao niên. Trong khi đó bệnh cúm mùa ở Mỹ mỗi năm gây tử vong từ 20.000 đến 40.000 người, với tỷ lệ tử vong chỉ 0,1%. Điều đó cho thấy coronavirus chủng mới nguy hiểm hơn rất nhiều. Thêm nữa, theo nhận định của bác sĩ John Mascola, Giám đốc VRC thuộc NIAID, virus dịch viêm phổi Vũ Hán lây lan từ người sang người rất nhanh, theo kiểu lây lan trong cộng đồng, nhanh hơn rất nhiều so với dịch SARS hoặc dịch MERS. “Điều đó không gây ngạc nhiên, nhưng gây lo lắng. Con virus này có tiềm năng tự thiết lập chỗ của nó trong cộng đồng loài người chứ không ra đi nhanh chóng đâu,” bác sĩ Mascola nói.
Chính vì vậy, cho dù đại dịch có bị dập tắt trong ngày mai, trong tuần sau hoặc tháng sau thì việc tạo ra một loại vaccine để phòng nó trong tương lai vẫn hết sức cần thiết.
