Bật mí công nghệ sản xuất vaccine cúm từ trứng gà

Trong hơn 80 năm qua, nhiều nước trên thế giới đã sử dụng trứng gà để sản xuất vaccine cúm. Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh (CDC), khoảng 174,5 triệu liều vaccine cúm đã được phân phối trên toàn nước Mỹ trong mùa cúm này cho đến cuối tháng 2, trong đó ước tính 82% là dựa trên trứng. Nếu tính mỗi quả trứng có thể sản xuất được một liều vaccine, Mỹ đã sử dụng đến 140 triệu quả trứng để sản xuất vaccine cho mùa cúm này.

Để chuẩn bị cho mùa cúm hàng năm, cũng như các đại dịch có thể xảy ra, chính phủ Mỹ đã đầu tư hàng chục, thậm chí hàng trăm triệu USD trong 15 năm qua để đảm bảo có đủ trứng cho vaccine.

Các nhà khoa học bắt đầu khám phá việc sử dụng trứng trong sản xuất vaccine vào những năm 1930. Các nhà nghiên cứu ở Anh đã tiến hành các thử nghiệm đầu tiên đối với các lực lượng vũ trang vào năm 1937, và một năm sau khi Mỹ phát hiện ra có thể bảo vệ quân đội của mình bằng cách tiêm phòng cúm. Một loại vaccine cúm dựa trên trứng có hiệu quả đã được sử dụng tại Mỹ vào những năm 1940.

CDC Mỹ và các phòng thí nghiệm khác hợp tác với Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) chọn một số chủng virus nhất định gửi cho các nhà sản xuất vaccine tư nhân. Cúm có thể biến đổi và các chủng có thể thay đổi mỗi năm, đồng nghĩa với việc mỗi mùa cúm mới cần vaccine mới.

Virus được chọn sẽ được tiêm vào trứng của một con gà mái được thụ tinh, khi đó virus sẽ sinh sản và nhân lên trong vài ngày, giống như những gì diễn ra trong cơ thể vật chủ.

Các nhà khoa học sau đó thu hoạch chất lỏng chứa virus từ trứng. Họ làm bất hoạt virus để nó không còn có thể gây bệnh và thanh lọc nó, từ đó, các nhà khoa học có kháng nguyên virus.

Kháng nguyên là yếu tố quan trọng, là một chất được sinh ra khi hệ thống miễn dịch ứng phó lại với virus. Đó là cách vaccine giúp hệ thống miễn dịch chuẩn bị cho sự nhiễm trùng thực sự.

Toàn bộ quá trình, từ sự sản xuất của trứng đến vaccine, mất ít nhất sáu tháng, theo CDC.

Chính phủ nhận vaccine từ một số ít các công ty sản xuất, nguồn trứng của họ từ nhiều trang trại ở các địa điểm bí mật. Rất ít người được biết về vị trí những trang trại này vì lý do an ninh quốc gia. Mỗi ngày, hàng trăm ngàn quả trứng được chở đến những cơ sở bí mật được bảo vệ bởi các nhân viên an ninh và hệ thống an ninh trị giá hàng triệu USD do chính phủ tài trợ.

Các địa điểm của các trang trại là “thông tin độc quyền”, người phát ngôn của Sanofi Pasteur, nhà sản xuất vaccine cúm lớn nhất ở Mỹ, nhấn mạnh đến “sự nhạy cảm về an ninh”.

Theo báo cáo năm 2017 của Văn phòng Trách nhiệm Chính phủ (GOA), Bộ Y tế và Dịch vụ Nhân sinh Mỹ (HHS) đã chi 42 triệu USD cho hợp đồng ba năm với một công ty để đảm bảo nguồn cung trứng chất lượng cao quanh năm.

HHS bắt đầu ký hợp đồng với một số ít các nhà sản xuất và trang trại trứng vào năm 2005, điều này có nghĩa là có nhiều hợp đồng trị giá hàng chục triệu USD khác nữa.

Những quả trứng này rất quý giá: nếu chuỗi cung ứng bị tổn hại, điều đó có thể dẫn đến thiếu hụt vaccine cúm quan trọng trên toàn quốc. Bởi vậy, rõ ràng, những quả trứng cần có vệ sĩ. Một phần trong hợp đồng trị giá 42 triệu USD nói trên yêu cầu nhà sản xuất vaccine phải có “chương trình bảo vệ cả về mặt vật lý và an toàn sinh học để bảo vệ những quả trứng khỏi mối đe dọa tự nhiên và nhân tạo”.

Nghe có vẻ như rất nhiều tiền đã được dành cho những quả trứng, nhưng mỗi năm, cúm gây thiệt hại cho Mỹ khoảng 10,4 tỷ USD trong chi phí y tế.

Ngoài ra, trứng không chỉ hữu ích cho vaccine cúm, chúng còn có thể được sử dụng để phát triển vaccine cho các bệnh khác, Leo Poon, người đứng đầu Phòng thí nghiệm y tế công cộng tại Đại học Hong Kong cho biết.

Tuy nhiên, trứng không được "đặt niềm tin" trong sản xuất vaccine chống virus Corona chủng mới. 

Thế giới giờ đây đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng mới: virus Corona chủng mới (SARS-CoV-2 gây ra bệnh COVID-19), đã lây nhiễm hơn 720.000 người trên toàn cầu và giết chết hơn 33.000 người kể từ khi virus này xuất hiện vào tháng 12 năm ngoái.

Chưa có vaccine cho virus này và vì nó khác với virus cúm thông thường, các phương pháp truyền thống như sử dụng trứng sẽ khó có hiệu quả. 

Khi đại dịch COVID-19 lan rộng, các nhà khoa học và chính phủ trên thế giới đang chạy đua để phát triển một loại vaccine, nhưng trứng sẽ không phải là câu trả lời trong trường hợp này, John Nicholls, giáo sư về bệnh lý tại Đại học Hong Kong cho biết.

Do có các thụ thể và đặc điểm khác, SARS-CoV-2 không thể sao chép bên trong trứng theo cách giống như virus cúm.

Các quan chức Mỹ đã thúc đẩy các lựa chọn thay thế trứng trong sản xuất vaccine trong những năm gần đây. Tổng thống Mỹ Donald Trump đã ký một sắc lệnh hành pháp vào tháng 9/2019 yêu cầu các cơ quan y tế mở rộng việc sử dụng các phương pháp sản xuất thay thế.

Một nguyên nhân cho việc tìm phương pháp mới đó là 6 tháng sản xuất vaccine từ trứng là quá chậm. Một virus không những có thể lây lan trên toàn cầu trong thời gian đó mà virus được tiêm vào trứng có thể biến đổi và khiến vaccine kém hiệu quả hơn.

Một vấn đề khác là nguồn cung trứng dễ bị tổn thương bởi cúm gia cầm. “Nếu có đại dịch H5N1 (cúm gia cầm), nguồn cung trứng sẽ giảm rất nhiều và sẽ không có đủ trứng để sản xuất vaccine”, chuyên gia Poon cho biết.

Báo cáo của GOA cho biết rằng phải mất khoảng 12 đến 18 tháng để thiết lập nguồn cung trứng đủ lớn cho cả cúm theo mùa hoặc đại dịch cúm. Nhưng trong trường hợp đại dịch lan nhanh như hiện nay, các nhà chức trách chỉ đơn giản là không thể chờ đợi lâu và không có nhiều gà và trứng ngay lúc này để nghiên cứu vaccine.

Theo WHO, hơn 20 loại vaccine chống SARS-CoV-2 tiềm năng sử dụng một loạt các công nghệ "không phải là trứng" hiện đang được phát triển.

Một số trong số này là vaccine mRNA, giúp các tế bào trong cơ thể tạo ra protein để ngăn ngừa hoặc chống lại bệnh tật bằng cách sử dụng axit ribonucleic messenger, một phân tử quan trọng đối với hoạt động thông thường của tế bào cơ thể. Những loại vaccine khác sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp, tạo ra một kết hợp di truyền chính xác với protein của virus, và sau đó có thể nhanh chóng tạo ra một lượng lớn kháng nguyên.

Ngay cả các công ty có truyền thống sản xuất vaccine cúm dựa trên trứng cũng đã tham gia vào quá trình sản xuất dựa trên nguồn khác; Sanofi Pasteur cho biết vào tháng trước rằng họ đang nghiên cứu vaccine cho SARS-CoV-2 không dựa trên trứng.

Các quan chức y tế cảnh báo sẽ mất ít nhất một năm để bất kỳ loại vaccine nào cho COVID-19 được chứng minh là có hiệu quả và được chấp thuận cần thiết để phân phối rộng rãi.

Thông thường, các thử nghiệm lâm sàng được chia thành hai giai đoạn. Giai đoạn một, liên quan đến vài chục người, sẽ kéo dài khoảng ba tháng. Giai đoạn hai, liên quan đến hàng trăm người, sẽ kéo dài thêm 6 đến 8 tháng nữa.

Hiện tại, Giai đoạn một đã được tiến hành tại Mỹ, đã cung cấp một liều cho những tình nguyện viên vào ngày 17/3. Trong 6 tuần, mỗi người tham gia sẽ được tiêm hai mũi cách nhau khoảng một tháng với các liều khác nhau, để cố gắng xác định rằng vaccine là an toàn và tạo ra phản ứng mong muốn từ hệ thống miễn dịch của người tham gia.