Vắc xin mRNA thế hệ tiếp theo "Vắc xin Replicon" là gì? Giải thích dễ hiểu về công nghệ mới hoạt động với liều lượng ít hơn, hiệu quả lâu hơn

Tiến xa hơn vắc xin mRNA đã thành công trong đại dịch COVID-19

Trong đại dịch toàn cầu COVID-19 (SARS-CoV-2), vắc xin mRNA đã được phát triển với tốc độ chưa từng có, kết tinh trí tuệ của nhân loại. Mặc dù công nghệ mới này đã đóng góp lớn vào việc kiểm soát đại dịch, nhưng nó cũng bộc lộ một số thách thức. Một là hiệu quả miễn dịch giảm dần theo thời gian (waning immunity), và hai là hiệu quả giảm sút đối với các biến thể mới liên tục xuất hiện.

Chẳng hạn, các vắc xin mRNA truyền thống đã cho thấy hiệu quả chống lại biến thể Omicron có thể giảm xuống dưới 20% trong vòng 6 tháng sau khi tiêm, làm nổi bật sự cần thiết cấp bách của một loại vắc xin tạo ra miễn dịch bền vững hơn.

Để khắc phục những thách thức này, công nghệ vắc xin vẫn đang tiếp tục phát triển. Đi đầu trong xu hướng đó là "vắc xin mRNA tự nhân bản (sa-mRNA)" được giải thích trong bài viết này. Đây là công nghệ thế hệ tiếp theo nhằm cải tiến vắc xin mRNA truyền thống, hướng tới việc tạo ra "miễn dịch mạnh mẽ hơn và kéo dài hơn" với "liều lượng ít hơn".

1. Cơ chế hoạt động của vắc xin mRNA tự nhân bản: Hiểu qua phép ẩn dụ "bản thiết kế" và "máy photocopy"

Cơ chế hoạt động của vắc xin mRNA tự nhân bản sẽ rất dễ hiểu khi so sánh với vắc xin truyền thống. Ở đây, chúng ta sẽ sử dụng phép ẩn dụ "bản thiết kế" và "máy photocopy" để giải thích.

1. Vắc xin mRNA truyền thống: Chỉ có "bản thiết kế"

Các vắc xin mRNA truyền thống (như BNT162b2 của Pfizer/BioNTech hay mRNA-1273 của Moderna) có thể được hình dung như một "bản thiết kế" để tạo ra "protein gai" trên bề mặt virus.

Khi bản thiết kế này (mRNA) đi vào tế bào của chúng ta, tế bào sẽ đọc thông tin đó và sản xuất protein gai. Cơ thể nhận diện protein này là "vật lạ" và kích hoạt phản ứng miễn dịch, từ đó tạo ra sức đề kháng chống lại virus thực sự. Tuy nhiên, bản thiết kế này sẽ bị phân hủy sau một thời gian nhất định trong tế bào, nên quá trình sản xuất protein kết thúc tương đối nhanh chóng.

2. Vắc xin mRNA tự nhân bản: "Bản thiết kế" + "máy photocopy"

Mặt khác, vắc xin mRNA tự nhân bản có thể được mô tả là "bản thiết kế được tích hợp thêm một máy photocopy hiệu suất cao".

Khi vắc xin này đi vào tế bào, trước tiên protein gai sẽ được tạo ra từ bản thiết kế. Đến đây thì giống như loại truyền thống. Tuy nhiên, loại tự nhân bản còn có một cơ chế quan trọng khác. "Máy photocopy" tích hợp sẵn sẽ sử dụng vật liệu của chính tế bào để nhanh chóng tạo ra hàng nghìn bản sao của bản thiết kế gốc. Điều này khiến bên trong tế bào trở thành một "nhà máy sản xuất" protein gai năng động.

Việc số lượng bản thiết kế tăng lên sẽ giúp sản xuất protein gai nhiều hơn và kéo dài hơn. Kết quả là, có thể tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh mẽ và bền vững ngay cả với liều lượng tiêm chủng nhỏ hơn.

2. Điều gì làm nên sự vượt trội? Ba lợi ích lớn của vắc xin tự nhân bản

Chúng ta sẽ phân tích ba điểm lợi ích cụ thể mà vắc xin mRNA tự nhân bản mang lại, dựa trên dữ liệu khoa học.

Lợi ích 1: Hiệu quả với liều lượng tiêm chủng ít hơn

Vì vắc xin tự nhân bản có cơ chế tự nhân lên mRNA, nó có thể phát huy hiệu quả với một liều lượng tiêm chủng rất nhỏ.

Trong một nghiên cứu về mũi tiêm tăng cường được thực hiện tại Nhật Bản, vắc xin ARCT-154 (một loại vắc xin tự nhân bản, 5µg) đã được so sánh trực tiếp với vắc xin BNT162b2 truyền thống (30µg). Kết quả cho thấy vắc xin tự nhân bản chỉ cần một lượng rất nhỏ, bằng 1/6 liều lượng của vắc xin truyền thống.

Việc giảm liều lượng hoạt chất xuống còn 1/6 không chỉ là vấn đề hiệu quả sản xuất. Nó mang ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với công bằng vắc xin toàn cầu. Khả năng sản xuất lượng vắc xin gấp 6 lần từ cùng một lượng nguyên liệu trong đại dịch có thể giúp bảo vệ nhiều người hơn khỏi bệnh truyền nhiễm, đặc biệt là ở các quốc gia và khu vực có nguồn lực hạn chế.

Lợi ích 2: Khả năng duy trì miễn dịch lâu hơn

Đã có bằng chứng cho thấy miễn dịch có thể kéo dài hơn, ngay cả với liều lượng nhỏ.

Một nghiên cứu được thực hiện tại Nhật Bản, so sánh ARCT-154 và BNT162b2 dưới dạng tiêm tăng cường, đã cho thấy sự khác biệt đáng kể về tính bền vững của miễn dịch. Kết quả là, ở nhóm được tiêm ARCT-154, nồng độ kháng thể trung hòa đối với chủng Vũ Hán truyền thống vẫn duy trì cao gấp 2,21 lần và đối với chủng Omicron BA.4/5 cao gấp 2,26 lần ngay cả sau 6 tháng.

Khả năng duy trì đáng kinh ngạc này là kết quả trực tiếp từ cơ chế "máy photocopy" tích hợp trong vắc xin. Bằng cách tiếp tục tạo ra "bản thiết kế" protein gai trong thời gian dài hơn, nó gửi tín hiệu huấn luyện liên tục đến hệ thống miễn dịch, giúp phát triển trí nhớ miễn dịch mạnh mẽ và bền vững hơn so với việc sản xuất protein ngắn hạn của vắc xin truyền thống.

Lợi ích 3: Hiệu quả phòng ngừa cao đối với các ca bệnh nặng

Trong một thử nghiệm lâm sàng quy mô lớn của ARCT-154 được thực hiện tại Việt Nam, hiệu quả của nó đã được chứng minh trong bối cảnh dịch bệnh thực tế.

Thử nghiệm này cho thấy hiệu quả ức chế 56,6% sự phát triển của COVID-19 có triệu chứng, chủ yếu trong thời kỳ biến thể Delta đang lây lan. Tuy nhiên, giá trị thực sự của vắc xin này nằm ở khả năng ngăn ngừa bệnh nặng. Kết quả thử nghiệm lâm sàng đã chứng minh hiệu quả cực kỳ cao là 95,3% trong việc ngăn ngừa COVID-19 nặng hoặc nghiêm trọng, cho thấy đây là một công cụ mạnh mẽ giúp bảo vệ mọi người khỏi phải nhập viện.

3. Mức độ an toàn? Về các tác dụng phụ

Vì đây là một công nghệ mới, nhiều người có thể quan tâm đến mức độ an toàn và các tác dụng phụ. Thử nghiệm lâm sàng quy mô lớn của ARCT-154 đã báo cáo những điểm sau về an toàn:

  1. Khả năng dung nạp tốt: Phần lớn các tác dụng phụ (biến cố bất lợi) được báo cáo đều nhẹ đến trung bình và tạm thời.
  2. Các tác dụng phụ chính: Bao gồm đau hoặc sưng tại chỗ tiêm, mệt mỏi, đau cơ, đau đầu và ớn lạnh. Đây là những tác dụng phụ phổ biến cũng được thấy ở các vắc xin mRNA truyền thống.
  3. Thiết kế an toàn: Vắc xin mRNA tự nhân bản sử dụng một phần thông tin di truyền của virus, nhưng thông tin di truyền cần thiết để tạo ra "vỏ" giúp virus nhân lên đã được loại bỏ hoàn toàn. Theo phép ẩn dụ trước đó, vắc xin cung cấp "bản thiết kế" và "máy photocopy", nhưng không bao gồm bản thiết kế để tạo ra "xe tải vận chuyển chúng". Vì không có hạt virus vật lý nào được tạo ra, RNA được nhân bản sẽ không lây lan từ tế bào này sang tế bào khác hoặc gây ra nhiễm trùng toàn thân. Cơ chế này được gọi là "an toàn theo thiết kế" (safe-by-design), đảm bảo an toàn một cách cơ bản.

4. Tương lai của công nghệ vắc xin: Hướng tới sau đại dịch COVID-19

Giá trị thực sự của công nghệ mRNA tự nhân bản không chỉ giới hạn ở vắc xin COVID-19. Công nghệ này còn tiềm ẩn khả năng to lớn với tư cách là một "công nghệ nền tảng".

Sức mạnh thực sự của "nền tảng" này nằm ở tốc độ của nó. Khi một mối đe dọa virus mới xuất hiện, các nhà khoa học không cần phải bắt đầu phát triển từ con số không. Chỉ cần "thay thế" phần "bản thiết kế" protein gai bằng bản thiết kế kháng nguyên (phần kích thích miễn dịch như một vật lạ) của mầm bệnh mới, vắc xin mới có thể được phát triển nhanh chóng. Điều này có thể rút ngắn đáng kể thời gian phát triển từ vài năm xuống còn vài tháng, đây là một lợi thế cực kỳ quan trọng trong công tác chuẩn bị đối phó với các đại dịch trong tương lai.

Trong tương lai, việc phát triển vắc xin cho nhiều bệnh truyền nhiễm khác nhau như cúm, RSV (virus hợp bào hô hấp), HIV... được kỳ vọng sẽ được đẩy nhanh. Hơn nữa, các nghiên cứu ứng dụng không chỉ trong bệnh truyền nhiễm mà còn trong các lĩnh vực y tế khác như liệu pháp miễn dịch ung thư cũng đang được tiến hành.

Tóm tắt

Vắc xin mRNA tự nhân bản là một công nghệ thế hệ tiếp theo rất hứa hẹn, có khả năng vượt qua những thách thức của vắc xin mRNA truyền thống và tạo ra "miễn dịch mạnh mẽ, kéo dài hơn" với "liều lượng ít hơn".

  • Cơ chế: Tích hợp "máy photocopy" vào bản thiết kế để tự nhân bản mRNA.
  • Lợi ích: ① Liều lượng tiêm chủng nhỏ hơn, ② Miễn dịch kéo dài, ③ Hiệu quả phòng ngừa bệnh nặng cao.
  • Tiềm năng trong tương lai: Công nghệ nền tảng có thể ứng dụng cho nhiều bệnh truyền nhiễm và điều trị ung thư.

Sự phát triển hơn nữa của công nghệ này sẽ củng cố khả năng chuẩn bị của nhân loại trước các đại dịch mới có thể xảy ra trong tương lai. Có nhiều kỳ vọng lớn vào sự tiến bộ của nghiên cứu và phát triển trong thời gian tới.