TS Nguyễn Trung Nam - Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam đã nghiên cứu làm chủ quy trình công nghệ, tạo giống gốc virus để sản xuất vắc-xin.
Kỹ thuật di truyền ngược
Dịch cúm gia cầm xuất hiện tại Việt Nam vào năm 2003 không chỉ gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng cho ngành chăn nuôi mà còn đe dọa đến sức khỏe cộng đồng.
Thời điểm ấy, trước yêu cầu cấp bách, các nhà khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện một đề tài nghiên cứu cấp nhà nước xây dựng quy trình sản xuất vắc-xin cúm A/H5N1 với chủng gốc được nhập khẩu từ Anh.
Kết quả này sau đó được chuyển giao cho Công ty Cổ phần Thuốc thú y Trung ương (NAVETCO) và được Bộ NN&PTNT cấp phép sản xuất và lưu hành từ năm 2012 với tên Navet-Vifluvac.
Việc sản xuất vắc-xin cơ bản đã ổn định, nhưng để sản xuất thì Việt Nam phụ thuộc chủng giống gốc vào nguồn nhập khẩu trong khi công nghệ tạo chủng đã có từ lâu. Nếu làm chủ được công nghệ thì bất kỳ chủng mới nào xuất hiện, chúng ta chỉ cần một thời gian ngắn là có thể tạo được giống gốc mà không phải phụ thuộc vào nước ngoài, tiết kiệm nhiều chi phí cho đất nước.
Quan trọng hơn, chủng giống gốc sản xuất trong nước sử dụng gene H5 và N1 của chủng virus đang lưu hành tại Việt Nam nên vắc-xin sẽ có khả năng bảo hộ cao hơn so với vắc-xin được tạo ra từ chủng giống dùng virus nước ngoài. Vì thế, Bộ KH&CN đã quyết định giao cho TS Nguyễn Trung Nam và các cộng sự thực hiện đề tài “Nghiên cứu tạo giống gốc để sản xuất vắc-xincúm A/H5N1”, mã số SPQG.05b.03.
TS Nguyễn Trung Nam cho biết, đề tài được phê duyệt thực hiện năm 2016. Để thực hiện nghiên cứu, anh đã cử hai thành viên tới phòng thí nghiệm St. Jude Children’s Research Hospital (Memphis, Tennessee, Mỹ) để học về kỹ thuật di truyền ngược.
Theo TS Nguyễn Trung Nam, kỹ thuật này không mới, đã có hơn 20 năm nhưng là công nghệ chuẩn để tạo vắc-xin được WHO công nhận. Đây là phòng thí nghiệm đã nghiên cứu ra công nghệ này nên nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ được học bài bản để làm chủ công nghệ. Sau 6 tháng thì hoàn thành nghiên cứu và đem về nước ứng dụng.
Di truyền ngược (reverse genetics) là một trong những kỹ thuật tạo giống gốc virus cho sản xuất vắc-xin cúm gia cầm mang lại hiệu quả cao và được WHO công nhận. Vắc-xin được tạo ra bởi kỹ thuật này có độ tinh sạch cao, tính kháng nguyên cao, độc tính thấp, do đó an toàn với gia cầm được tiêm vắc-xin.
Tạo giống gốc sản xuất vắc-xin
Sau gần 5 năm, 10 thành viên của nhóm nghiên cứu đã thực hiện hàng nghìn thí nghiệm để đưa ra quy trình tạo giống gốc sản xuất vắc-xin cúm A/H5N1.
TS Nguyễn Trung Nam mô tả ngắn gọn: “Để tạo ra được vắc-xin, chúng tôi sử dụng bộ vector do các nhà khoa học Mỹ cung cấp đưa 8 gene virus vào 8 plasmid, trong đó, 6 đoạn gene mã hóa các protein khung của virus và hai đoạn gene mã hóa protein kháng nguyên bề mặt (H5 và N1) và tạo thành chủng tái tổ hợp.
Chủng thu được được tiêm vào trong trứng để kích thích nhân lên ra thành phẩm được sử dụng làm vắc-xin”.
Trong quy trình này, việc thiết kế plasmid và nhiễm vào tế bào động vật là bước quan trọng và quyết định thành công. Bởi việc 8 plasmid có tổ hợp được thành virus hay không cần rất nhiều bí quyết như việc phối trộn, điều kiện nhiệt độ, thời gian, môi trường, hóa chất sử dụng….
Bên cạnh đó, loại virus này còn có đặc điểm, trên đoạn gene H5 có một đoạn độc nên khi làm thiết kế plasmid trên vector nhóm nghiên cứu cần phải loại bỏ để chủng thu được không độc mới đủ điều kiện sản xuất vắc-xin. Chính sự phức tạp này nên dù được học bài bản ở Mỹ nhưng trong điều kiện Việt Nam, các nhà khoa học vẫn mất tới 1,5 năm mới để tối ưu.
Thành quả nhóm đạt được là nghiên cứu thành công hai chủng giống virus cúm A/H5N1 thuộc biến chủng (clade) 1.1 (IBTRG-01) và clade 2.3.2.1c (IBTRG-02) để chế tạo vắc xin. Bên cạnh đó, một công bố quốc tế liên quan đến quy trình này cũng được chấp nhận đăng trên tạp chí Vaccines hồi tháng 4/2020.
Dự án này đòi hỏi nhóm nghiên cứu phải nắm rõ được quy trình về sinh học phân tử, các thao tác lắp ghép, thiết gene, kiến thức về thú y, miễn dịch (liên quan đến kháng thể, tăng cường miễn dịch, bảo hộ… trong vắc-xin).
Từ trước tới nay, thế mạnh của nhóm là công nghệ gene, chưa có nhiều hiểu biết nhiều về thú y. Vì thế, khi hợp tác với NAVETCO – Công ty Cổ phần Thuốc thú y Trung ương thì cái gì chưa biết đều hỏi được luôn, quy trình nào chưa chuẩn cũng được tư vấn.
Từ kết quả nghiên cứu thành công này, NAVETCO đã giúp nhóm so sánh chủng giống gốc “made in Vietnam” với chủng giống gốc nhập khẩu từ WHO mà công ty này đang sử dụng để sản xuất hàng chục triệu liều vắc xin mỗi năm. Kết quả cho thấy hai chủng này tương đương nhau trong phòng thí nghiệm. Cụ thể các đánh giá được thực hiện ở chỉ số HA – khả năng nhân lên trong trứng, hiệu lực bảo hộ trên 90%.
Với việc làm chủ được kỹ thuật di truyền ngược để tạo ra vắc-xin phòng bệnh cúm gia cầm, TS Nguyễn Trung Nam tin rằng giờ đây khi xuất hiện những loại cúm mới như A/H5N6, A/H9N2, thì Việt Nam có thể rút ngắn thời gian tạo ra các giống virus để sản xuất vắc-xin mà không không phải phụ thuộc vào nước ngoài. Nếu như nghiên cứu đầu tiên cần tới 3,5 năm thì giờ đây chỉ cần 1 - 2 năm.
Với công nghệ lõi này, chúng ta chỉ cần thu thập chủng virus, nghiên cứu gene, thiết kế plasmid có chứa gene đó rồi loại bỏ đoạn độc và tiến hành tái tổ hợp… Nhóm nghiên cứu hy vọng góp phần phòng, chống bệnh cúm gia cầm đã và đang gây thiệt hại không nhỏ tại Việt Nam. Dù chủng virus biến đổi thế nào thì với công nghệ này, việc sản xuất vắc-xin tương ứng để phòng dịch sẽ vô cùng dễ dàng.
