Các nhà khoa học trên thế giới đã tìm ra những phương pháp giúp nhân loại thoát khỏi nguy cơ diệt vong do đại dịch.
1. Edward Jenner
Louis Pasteur được thế giới công nhận là cha đẻ của vắc-xin. Song, thực tế, người đầu tiên đặt nền móng cho tiêm chủng là Edward Jenner - một bác sĩ danh dự trong hội Hoàng gia London (Anh). Lịch sử y học thế giới ghi nhận
Edward Jenner có công lao to lớn trong việc thiết lập ra “đế chế” vắc-xin giúp bảo vệ hàng tỷ người. Năm 1796, đại dịch đậu mùa bùng phát tại châu Âu. Thời điểm đó, chưa nhà khoa học nào có khái niệm về virus. Năm 1798, bác sĩ Edward Jenner công bố kết quả thí nghiệm đặt nền móng cho việc tiêm chủng.
Căn bệnh đậu mùa xuất hiện từ rất lâu trong lịch sử nhân loại, trở thành đại dịch từ thế kỷ thứ 6, bắt nguồn từ châu Phi, sau đó lan sang châu Âu, châu Á. Trong hai thế kỷ 17 và 18, đậu mùa đã cướp đi sinh mạng hàng triệu người. Đậu mùa do virus gây ra nhưng các bác sĩ sống trước thời của Louis Pasteur không hề có khái niệm về vấn đề này. Họ cho rằng, đây là bệnh nan y không thuốc chữa.
Ước tính năm 1773, cứ 10 người Anh mắc đậu mùa thì có 9 ca tử vong. Người sống sót thì bị lở loét, mặt rỗ, chịu cảnh cô độc, tủi hổ suốt đời. Thậm chí, bị cả cộng đồng ghẻ lạnh, tẩy chay.
Triệu chứng ban đầu của đậu mùa là nổi các mụn đỏ, sau đó thành mụn nước lan ra khắp cơ thể, gây sốt, nhiễm trùng, có thể dẫn đến mù lòa và tử vong. Bệnh lây qua đường hô hấp và tiếp xúc nên số người mắc tăng nhanh. Bác sĩ Jenner đã dành suốt nhiều năm nghiên cứu về căn bệnh này, nhưng không tìm ra cách chữa trị.
Một lần, ông Jenner tình cờ phát hiện bệnh “đậu bò”, tức là đậu mùa ở bò. Vị bác sĩ nhận thấy, những người vắt sữa bò sau khi mắc bệnh đậu bò sẽ không bị đậu mùa nữa. Từ đó, bác sĩ Jenner đặt ra câu hỏi: “Liệu có thể lây căn bệnh đậu bò sang người để phòng bệnh đậu mùa không? Như thế, người ta sẽ mắc căn bệnh đậu bò không chết và thoát khỏi bệnh đậu mùa chết người”.
Jenner đã đến gặp một phụ nữ làm nghề vắt sữa bò đang bị bệnh đậu bò. Bệnh này thường xuyên xuất hiện ở bò và khiến toàn thân con vật nổi mụn nước. Bác sĩ đã chiết lấy dịch từ các vết đậu bò trên cánh tay của người phụ nữ chăn bò Sarah Nelmes. Sau đó, ông cấy dịch này vào cánh tay của cậu bé 8 tuổi khỏe mạnh cùng làng tên là James Phipps.
Cậu bé đã có những triệu chứng của bệnh đậu bò. 48 ngày sau, Phipps khỏi bệnh đậu bò. Bác sĩ Jenner tiếp tục tiêm chất chứa mầm bệnh đậu mùa vào người Philipps. Một hiện tượng kỳ lạ đã xảy ra. Đó là Phipps không hề mắc đậu mùa.
Sau đó, bác sĩ Jenner đã áp dụng phương pháp này cho con trai mình, dù bé mới 10 tháng tuổi. Kết quả là, em bé cũng không bị bệnh đậu mùa. Dựa trên nguyên lý ấy, vị bác sĩ đã hoàn thành công nghệ chế tạo thuốc tiêm chủng với các công đoạn: Lấy vi trùng bệnh đậu mùa trên một con bò mắc bệnh này; Khiến vi trùng yếu đi; Tiêm các vi trùng này vào cơ thể người qua đường máu. Bác sĩ Jenner giải thích, những người được tiêm chủng sẽ không mắc bệnh đậu mùa nữa vì máu đã có một yếu tố kháng bệnh.
Năm 1798, phương pháp tiêm chủng của Jenner được nhân rộng ra khắp thế giới. Hai năm sau, Chính phủ Anh đã mời ông tiêm cho binh chủng Hải quân hoàng gia. Hoàng đế Napoleon ở Pháp cũng ra lệnh cho toàn bộ binh lính phải tiêm chủng đậu mùa. Sau đó, Mỹ cũng áp dụng phương pháp này.
Năm 1802, bác sĩ Jenner được bầu làm Chủ tịch Ủy ban quốc tế về phòng chống đậu mùa. Vị bác sĩ lần lượt được nữ hoàng Anh, Nga, hoàng đế Pháp, Tổng thống Mỹ trao giải thưởng vì đã có những đóng góp to lớn cho nhân loại. Sau đó, Jenner được mời vào làm việc tại Viện Hàn lâm khoa học Pháp. Tại các quốc gia hùng cường như Anh, Pháp, Italy... người ta đã đúc tượng của ông để tưởng nhớ và ghi ơn.
2. Robert Koch
Robert Koch là một bác sĩ người Đức đã giúp thiết lập vi khuẩn học như một ngành khoa học. Koch đã có những khám phá quan trọng trong việc xác định vi khuẩn gây bệnh than, bệnh tả và bệnh lao.
Khi Robert Koch được được bổ nhiệm là viên chức y tế ở Wollstein cũng là lúc ông bắt đầu điều tra về một vấn đề sức khỏe nổi cộm - bệnh than. Koch đã thiết kế một nghiên cứu sử dụng chuột, lợn guinea, thỏ, chó, ếch và chim.
Sau đó, ông phát hiện, khi truyền máu của một con cừu đã chết vì bệnh than cho một con chuột, nó cũng chết vài ngày sau đó. Khi mổ xác con chuột, ông thấy các cấu trúc hình roi trong máu, hạch lympho và lách. Ông tiêm máu từ lách con chuột chết cho con chuột thứ hai và cũng nhận kết quả tương tự. Hiện tượng này lặp lại qua hàng chục thế hệ.
Koch đặt giả thuyết những “cái roi” là vi khuẩn sống, lây lan bằng cách kéo dài, thắt eo rồi tách làm đôi. Máu giàu vi khuẩn này mất khả năng gây bệnh sau vài ngày. Do đó, điều này không thể giải thích sự nhiễm độc kéo dài của nguồn đất.
Koch phát triển kỹ thuật nuôi cấy nhân tạo. Từ đó, cho phép ông quan sát sự thay đổi theo thời gian của vi khuẩn. Ông nhận thấy, thủy dịch là môi trường nuôi cấy thích hợp. Bởi, sau khi tiêm dung dịch chứa vi khuẩn vào giác mạc thỏ, thủy dịch trong mắt chúng bị mờ đục.
Ông cũng phát triển các kỹ thuật quan sát hiển vi mới. Bằng cách bỏ một mẫu nhỏ mô lách nhiễm khuẩn vào một giọt thủy dịch chứa trong tấm lam dạng lõm, ông đã có thể quan sát vi khuẩn sinh sôi trong nhiều ngày. Ông có thể điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và thông khí cho mẫu vật nhờ đèn dầu, buồng ẩm, lồng ấp và dầu thực vật.
Ông phát hiện rằng trong điều kiện tối ưu - ấm, ẩm và thoáng khí, vi khuẩn sẽ to ra, kéo dài và kết sợi. Trên sợi nảy ra các nốt lớn dần thành các khối cầu, và vẫn tồn tại sau khi sợi tiêu biến. Khi dịch cấy khô đi và được bổ sung thêm thủy dịch, vi khuẩn trồi lên từ các khối cầu.
Koch đặt giả thuyết rằng, các khối cầu là bào tử, hình thành vì gặp điều kiện khắc nghiệt. Dựa trên hiểu biết mới về vai trò của bào tử trong quá trình gây bệnh, Koch đề nghị các vật nuôi bị bệnh cần được đốt hoặc chôn dưới đất lạnh để ngăn sự hình thành bào tử.
Sau bao năm tháng miệt mài nghiên cứu trên súc vật và cả trên người mắc bệnh lao, cuối cùng, Robert Koch đã phát hiện được nguyên nhân gây bệnh. Đó là một loại trực khuẩn (về sau mang tên ông) dài 1 - 4 micromet, có khả năng kháng cả acid và cồn.
Koch phát hiện trực khuẩn trong đờm và khoang phổi của bệnh nhân. Ông gây bệnh cho một con vật khỏe mạnh bằng cách tiêm đờm nhiễm bệnh cho chúng. Ông kết luận, đờm là nguồn lây chủ yếu và bệnh nhân mắc lao thanh quản hoặc lao phổi phát tán lượng lớn vi khuẩn.
Mặc dù không thể nhân lên bên ngoài vật chủ, trực khuẩn lao trong đờm khô vẫn giữ được khả năng lây bệnh trong nhiều tuần. Do đó, xử lý đúng cách đờm của bệnh nhân và khử trùng môi trường là cách phòng bệnh hiệu quả.
Ngày 24/3/1882, Koch trình bày phát hiện về bệnh lao tại hội nghị của Hiệp hội Sinh lý học Berlin. Đây là một trong những bài thuyết trình có tầm ảnh hưởng lớn nhất lịch sử y học. Tháng 8/1883, Koch và các đồng nghiệp lên đường đến Ai Cập - nơi đang có một trận dịch tả hoành hành quanh cảng Alexandrie. Sau nhiều tháng, cuối cùng, ông phát hiện được nguyên nhân gây dịch tả: Một loại vi khuẩn có hình dấu phẩy.
3. Pearl Kendrick và Grace Eldering
Hai nhà vi khuẩn học Pearl Kendrick và Grace Eldering đã phát hiện cách điều trị bệnh ho gà. Mặc dù là căn bệnh không mới đối với nhiều phụ huynh thời nay, nhưng vào những năm 1930, căn bệnh này đã “khủng bố” cuộc sống nhiều gia đình.
Việc chẩn đoán ho gà cũng vấp phải nhiều khó khăn nếu chỉ dựa vào các triệu chứng. Đến giữa thế kỷ 20, ho gà vẫn là căn bệnh không thể ngăn chặn. Ho gà còn nguy hiểm đến mức, một em bé mắc bệnh có thể khiến nửa lớp học và tất cả anh chị em trong nhà cùng nhiễm. Vào đầu những năm 1930, ho gà là nguyên nhân dẫn đến cái chết của 7.500 trẻ em Mỹ mỗi năm. Những em nhỏ sống sót đôi khi còn bị tổn thương vĩnh viễn về thể chất và nhận thức.
Tất cả đã thay đổi nhờ Kendrick và Eldering. Công việc của họ là xét nghiệm hằng ngày mẫu phẩm y tế và môi trường. Song, việc nghiên cứu về ho gà lại trở thành đam mê của họ.
Ban đầu, mục tiêu chính của họ trong nghiên cứu về ho gà là chẩn đoán bệnh nhanh và chính xác hơn. Nhờ đó, giúp bệnh nhân được cách ly càng sớm càng tốt. “Vũ khí” họ lựa chọn là đĩa ho, về cơ bản là một đĩa petri - dạng hình trụ có nắp đậy - với môi trường nuôi cấy vi sinh ở phía dưới.
Kendrick, Eldering cùng các bác sĩ, y tá và những thành viên khác trong đội ngũ giữ đĩa petri để bệnh nhân ho vào đó. Chiếc đĩa petri sau đó được đậy nắp và chuyển đến phòng thí nghiệm để nuôi cấy vi khuẩn thành các cụm khuẩn phù hợp cho phân tích.
Họ nhanh chóng mở rộng nghiên cứu trên toàn thành phố để theo dõi và kiểm soát bệnh ho gà. Thay vì sử dụng máu người làm môi trường nuôi cấy, họ chuyển sang dùng máu cừu. Bởi, máu cừu ít tốn kém hơn và có sẵn.
Tháng 1/1933, Kendrick và Eldering tạo ra vắc-xin thử nghiệm đầu tiên.
Vắc-xin bao gồm tế bào vi khuẩn ho gà bị triệt tiêu bằng chất sát trùng thông thường, được làm sạch, khử trùng và lơ lửng trong dung dịch nước muối.
Các nhà khoa học từng điều chế vắc-xin trước đó thường bỏ qua thông tin quan trọng về chuẩn bị, liều lượng và những yếu tố khác. Điều đó dẫn đến kết quả có thể thay đổi. Kendrick và
Eldering lại áp dụng phương pháp hệ thống hơn ở mọi bước, từ việc thu thập ban đầu vi khuẩn cho đến thử nghiệm liệu vắc-xin có thực sự bảo vệ trẻ em hay không.
Họ nhận thấy, vi khuẩn được thu thập ở một giai đoạn nhất định có nhiều khả năng tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh hơn. Hai nhà khoa học đã thử nghiệm vắc-xin nhiều lần. Hai nhà khoa học đảm bảo rằng vắc-xin an toàn bằng cách tiêm vào động vật thí nghiệm và chính bản thân họ.
