- Tham gia
- 25/11/2012
- Bài viết
- 351
(kenhsinhvien.vn) Một công nghệ mới nhằm chấm dứt tình trạng động vật hoang dã truyền bệnh Ebola, bệnh dại và các chủng virus khác. Công nghệ này có thể ngăn chặn đại dịch kế tiếp bằng cách chặn đứng mầm bệnh lây truyền từ động vật sang người.
Ảnh nhiệt chụp đàn dơi đang bay vào chiều tối ở hạt Blanco, Texas. Ảnh: Nick Hristov, Đại học Chicago, PBZ.
Tưởng tượng có một phương pháp chữa trị cũng truyền nhiễm như căn bệnh mà nó chống lại – một loại vắc xin có thể nhân lên trong cơ thể vật chủ và lan truyền đến những người ở gần, bảo vệ nhanh chóng và dễ dàng cả một quần thể khỏi sự tấn công của vi sinh vật. Đó là mục tiêu của một vài nhóm nghiên cứu trên thế giới, họ đang tái sinh những nghiên cứu gây tranh cãi để phát triển vắc xin tự lây.
Hy vọng của họ là làm giảm sự lây lan của bệnh truyền nhiễm ở động vật hoang dã, từ đó làm giảm nguy cơ virut và vi khuẩn gây hại có thể lây truyền từ động vật sang người như nhiều chuyên gia cho rằng đó là thực tế đã xảy ra với SARS-CoV-2, virut gây ra đại dịch COVID-19.
Các Trung tâm Kiểm soát và Ngăn ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ ước tính 60% các bệnh truyền nhiễm đã biết và 75% các bệnh truyền nhiễm mới xuất hiện đều lây truyền từ động vật sang người. Các nhà khoa học không thể dự đoán nguyên nhân, thời điểm hay cách thức những bệnh lây truyền từ động vật sẽ xuất hiện. Nhưng khi những dịch bệnh ấy xảy ra, chúng thường nguy hiểm chết người và tốn chi phí để kiểm soát. Hơn nữa, nhiều nhà nghiên cứu dự đoán rằng biến đổi khí hậu, mất đa dạng sinh học và tăng trưởng dân số sẽ làm tăng tốc độ lây nhiễm.
Vắc xin là công cụ then chốt để ngăn ngừa dịch bệnh lây lan, nhưng rất khó tiêm phòng động vật hoang dã vì mỗi con vật phải được định vị, bắt giữ, tiêm chủng và thả ra. Vắc xin tự lây là một giải pháp.
Những tiến bộ trong công nghệ bộ gen và virut học, và hiểu biết sâu hơn về sự lây lan của dịch bệnh đã tạo động lực cho công trình bắt đầu từ những năm 1980 sản xuất virut chỉnh sửa gen lây truyền từ động vật sang động vật, nhưng là truyền khả năng miễn dịch trước căn bệnh chứ không phải nhiễm bệnh.
Giới nghiên cứu hiện đang phát triển vắc xin tự lây cho Ebola, lao bò và sốt Lassa, một căn bệnh virut lây lan từ chuột gây ra hơn 300.000 ca nhiễm mỗi năm ở các vùng Tây Phi. Phương pháp này có thể mở rộng mục tiêu đến những bệnh lây từ động vật sang người khác như bệnh dại, virus Tây sông Nile, bệnh Lyme và dịch hạch.
Phía ủng hộ vắc xin tự lây cho rằng loại vắc xin này có thể cách mạng hoá y tế công cộng bằng cách làm gián đoạn bệnh truyền nhiễm ở động vật trước khi sự lây nhiễm sang người xảy ra, từ đó có khả năng ngăn chặn đại dịch kế tiếp.
Nhưng những người khác lập luận rằng virut dùng trong những vắc xin này có thể tự đột biến, truyền qua các loài hoặc kích hoạt một phản ứng dây chuyền với hậu quả tàn phá rộng khắp toàn bộ các hệ sinh thái.
“Khi ta đưa một thứ gì đó được chỉnh sửa và có thể tự lây ra ngoài tự nhiên, ta sẽ không biết điều gì sẽ xảy ra với tự nhiên và kết quả sẽ đi đến đâu,” nhà nghiên cứu về an toàn sinh học Jonas Sandbrink cho biết. “Ngay cả khi ta chỉ mới bắt đầu bằng cách đưa nó vào những quần thể động vật, thì một phần của nhân tố di truyền có thể tự tìm cách trở ngược lại với con người.”
Thử nghiệm thực địa vắc xin tự lây đầu tiên và duy nhất
Năm 1999, bác sĩ thú y José Manuel Sánchez-Vizcaíno dẫn đầu một nhóm nghiên cứu đi đến Isla del Aire, một hòn đảo ngoài khơi bờ đông Tây Ban Nha, để thử nghiệm một loại vắc xin tự lây chống lại hai căn bệnh do virut gây ra: bệnh xuất huyết và nấm da ở thỏ. Dù không căn bệnh nào lây nhiễm được cho người, nhưng lúc bấy giờ cả hai căn bệnh đều đã và đang huỷ diệt những quần thể thỏ hoang và thỏ nhà trên khắp Trung Quốc và châu Âu hàng thập kỷ.
Vắc xin truyền thống ngừa hai căn bệnh này đã được dùng cho thỏ nhà, nhưng việc bắt và tiêm chủng cho thỏ hoang, vốn có tiếng là sinh sản nhanh, lại là một công việc gian nan. Sánchez-Vizcaíno đã nhìn thấy tiềm năng khổng lồ ở vắc xin tự lây.
Trong phòng thí nghiệm, Sánchez-Vizcaíno (về sau là giám đốc của Trung tâm Nghiên cứu Sức khoẻ Động vật ở Tây Ban Nha) và nhóm của mình đã cắt một đoạn gen từ virut gây bệnh xuất huyết ở thỏ và chèn đoạn gen đó vào bộ gen của một chủng virut myxoma yếu gây bệnh nấm da. Sản phẩm cuối cùng là một vắc xin virut hỗn hợp chống lại cả bệnh xuất huyết và nấm da ở thỏ. Sánchez-Vizcaíno giả thuyết rằng vì vắc xin này tương tự với virus myxoma gây bệnh nguyên gốc, nên nó vẫn sẽ lây lan giữa những con thỏ hoang.
Trên hòn đảo, nhóm nghiên cứu đã bắt được 147 con thỏ, gắn vi chip lên cổ chúng, tiêm vắc xin khoảng một nửa trong số chúng rồi thả về tự nhiên. Trong 32 ngày tiếp theo, những con thỏ được tiêm vắc xin và không được tiêm vẫn sống như thường nhật. Khi những nhà nghiên cứu bắt lại những con thỏ có gắn vi chip lúc đâu chưa được tiêm vắc xin, họ phát hiện 56% trong số chúng đã có kháng thể với cả hai loại virus, cho thấy vắc xin này đã lây lan thành công từ những con có tiêm sang những con chưa tiêm.
Thí nghiệm trên là thử nghiệm thực địa được minh chứng đầu tiên cho vắc xin tự lây, và nó vẫn là thí nghiệm duy nhất được thực hiện từ trước đến nay.
Năm 2000, nhóm nghiên cứu đã nộp dữ liệu thí nghiệm và dữ liệu thực địa cho Cục Dược phẩm châu Âu (EMA) để đánh giá và phê duyệt cho sử dụng ngoài thực tế. Sau khi đánh giá tính an toàn của vắc xin, EMA nêu ra những vấn đề chuyên môn và yêu cầu nhóm nghiên cứu giải mã bộ gen của virut myxoma vì việc giãi mã này chưa từng được thực hiện.
Dù nhóm nghiên cứu được cho hai năm để hoàn thành, nhưng nhà tài trợ không hỗ trợ để nghiên cứu xa hơn. Bárcena không còn ủng hộ cho công nghệ vắc xin tự lây nữa, nhưng ông cho rằng dữ liệu từ phòng thí nghiệm và thử nghiệm thực địa cho thấy vắc xin này an toàn và sự lây lan của nó vẫn nằm trong khuôn khổ những quần thể thỏ.
Dù vậy, Bárcena hoài nghi rằng EMA sẽ không bao giờ phê chuẩn vắc xin này vì sự lưỡng lự và những tranh cãi xoay quanh virut chỉnh sửa gen.
Giáo sư Scott Nuismer của Đại học Idaho, người đang nghiên cứu mô hình hoá toán học về vắc xin tự lây, lưu ý rằng vắc xin của Sánchez-Vizcaíno có thể gây ra nhiều rủi ro hơn công nghệ hiện hành vì nhóm nghiên cứu đã dùng virut myxoma làm phương tiện cho vắc xin, bản thân loại virut này đã rất nguy hiểm.
Sau những thí nghiệm thực địa trên đảo Isla del Aire, các nghiên cứu về vắc xin tự lây phần lớn đã lắng xuống. Các công ty dược phẩm không mặn mà đầu tư vào nghiên cứu và phát triển cho một công nghệ mà về chế tạo sẽ làm giảm tỷ suất lợi nhuận của mình.
Những vắc xin đang nghiên cứu
Sự quan tâm trở lại và quỹ cho công nghệ vắc xin tự lây đã đột nhiên nổi lên khoảng năm 2016, và hiện nay một vài nhóm nghiên cứu đang chế tạo vắc xin tự lây cho động vật.
Mỗi loại vắc xin mới này được gọi nôm na là virut tái tổ hợp. Ban đầu các nhà nghiên cứu xác định protein từ vi sinh mục tiêu làm kháng nguyên, là một sinh chất kích hoạt phản ứng miễn dịch ở người được tiêm hoặc động vật được tiêm. Sau đó các nhà nghiên cứu chọn một virut mang vắc xin này và lây lan nó. Để thực hiện, các nhà nghiên cứu sẽ bắt một số con vật từ quần thể mục tiêu – linh trưởng cho Ebola, chuột cho bệnh sốt Lassa – và cô lập loại virut lây nhiễm tự nhiên cho những động vật đó. Tiếp đến họ ghép vật liệu di truyền từ mục tiêu để tạo ra vắc xin.
Các loại vắc xin này sử dụng virut cytomegalo (CMV), một nhóm virus thuộc họ herpes.
CMV giúp các nhà nghiên cứu khắc phục được một số thử thách chuyên môn. Đối với Alec Redwood, nghiên cứu sinh chính tại Đại học Tây Austrailia, CMV có bộ gen lớn cấu tạo từ DNA chuỗi kép, nghĩa là mã gen của chúng ổn định hơn và có thể chứa thêm gen từ vi khuẩn mục tiêu. Ông đã nghiên cứu về vắc xin tự lây vào đầu những năm 2000 và giờ đây trở thành một thành viên của nhóm phát triển vắc xin sốt Lassa CMV.
CMV cũng lây nhiễm vật chủ cả đời, tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh nhưng thường không gây bệnh nặng. Có lẽ quan trọng nhất là, CMV đặc trưng theo loài duy nhất; ví dụ như CMV lây lan giữa loài chuột truyền bệnh sốt Lassa không thể lây nhiễm sang bất kỳ động vật nào khác ngoài chúng.
Một vài nghiên cứu nhỏ lẻ đã chứng minh rằng vắc xin CMV của Ebola và bệnh lao bò có hiệu quả khi được tiêm kiểu truyền thống. Trải qua hai cuộc thử nghiệm trên khoảng 50 con khỉ, vắc xin lao bò CMV đã làm giảm 68% số ca bệnh. Trong một nghiên cứu độc lập, ba phần tư số khỉ được tiêm vắc xin Ebola đã sống sót sau phơi nhiễm trực tiếp với Ebola.
Những thí nghiệm tương tự với vắc xin virut Lassa cũng dự kiến sẽ bắt đầu trong năm nay. Vắc xin đó cũng sẽ có phương pháp bảo đảm di truyền đang chờ cấp bằng sáng chế, cho phép các nhà nghiên cứu kiểm soát số lần vắc xin có thể nhân lên, từ đó giới hạn vòng đời của nó.
Cho đến nay chưa có bất kỳ nghiên cứu thực địa hoặc trong phòng thí nghiệm nào đánh giá tác động và tính an toàn của những loại vắc xin được “tiêm” bằng cơ chế tự lây. Tuy nhiên một nghiên cứu mô hình hoá toán học mới đây đã báo cáo nếu vắc xin tự lây vận hành như dự kiến, thì việc tung ra vắc xin sốt Lassa có thể làm giảm 95% sự lây nhiễm ở chuột trong vòng chưa đầy 1 năm.
Rủi ro của vắc xin tự lây
Bất chấp những lợi ích tiềm năng, nhiều chuyên gia cảnh báo có quá ít thông tin về cơ chế truyền bệnh từ động vật sang người và quá trình tiến hoá của virut để dự doán chính xác viễn cảnh xảy ra nếu một loại vắc xin tự lây được đưa vào tự nhiên.
“Hiểu biết của chúng ta về động lực học bệnh truyền nhiễm ở động vật hoang dã phần lớn vẫn còn quá nguyên sơ để dự đoán đúng kết quả của một sự can thiệp như vậy,” phó giáo sư Andrew Peters cho biết.
Quan điểm của Bárcena về bệnh tự lây đã thay đổi sau khi ông chứng kiến những chiến lược kiểm soát sinh sản động vật bằng cách chủ ý phát tán virut đã gây ra những hệ quả khôn lường thế nào.
Ví dụ, virut myxoma đã trở thành một thách thức kinh hoàng ở châu Âu vì một người đàn ông ở Pháp đã cố ý phát tán virut này năm 1952 để ngăn thỏ vào vườn. Năm 2018, các nhà nghiên cứu người Tây Ban Nha đã bắt đầu để ý rằng một chủng virus myxoma đang tàn sát thỏ rừng. Các nhà khoa học đã giải trình tự bộ gen của virut và kết luận virut myxoma này đã kết hợp với virut pox, cho phép nó truyền bệnh giữa các loài.
Chuyên viên khoa học và anh ninh quốc tế Filippa Lentzos chỉ ra rằng virut có gen không ổn định và dễ đột biến; do đó virut của vắc xin tự lây có thể tiến hoá để lây nhiễm giữa các loài hoặc gây ra các hệ quả chưa rõ khác ở những quần thể động vật hoang dã và động vật nuôi, và có lẽ còn là ở con người.
Nuismer và Redwood đều cho rằng khả năng vắc xin CMV lây nhiễm giữa các loài là rất thấp căn cứ vào đặc tính sinh học của loài virus này. Dù các nhân tố tiến hoá làm nền tảng cho tính đặc trưng theo loài của CMV chưa được hiểu hết, nhưng chưa từng có một trường hợp nào được ghi nhận trong tự nhiên hoặc trong phòng thí nghiệm về lây nhiễm CMV chéo loài thành công.
Một rủi ro tiềm ẩn khác của vắc xin tự lây là việc thả động vật hoang dã mắc bệnh truyền nhiễm có thể làm gián đoạn sự kiểm soát quần thể tự nhiên. Loài chuột lây truyền virut Lassa là loài gây hại phá huỷ mùa màng và nhà cửa, làm nhiễm bẩn thức ăn dự trữ và nước uống, và tạo ra điều kiện sống mất vệ sinh. Nếu virut không còn ảnh hưởng tới chúng nữa, số lượng của chúng có thể tăng vọt.
“Giả sử chúng ta chữa cho những con chuột mắc virut Lassa và việc đó có lợi, thì việc đó quá nhân đạo. Ngoại trừ việc lỡ như virut đang kiểm soát kích thước quần thể hay gì đó thì sao? Rồi sau đó chúng ta sẽ nhận một đống chuột hoang,” Nuismer cho biết. “Tôi thấy đây là một lĩnh vực ta rất dễ đi sai hướng… vì ta có thể mách lới sinh thái theo một cách rất tai hại”.
Ngoài ra, có một quan niệm mới cho rằng virut và vi khuẩn tồn tại trong những hệ sinh thái vi sinh vật phức tạp, có lẽ là để giữ cho quần thể của nhau trong tầm kiểm soát. Tác động của vắc xin tự lây quét sạch một loài virut cụ thể có thể gây ra hệ quả khôn lường.
“Thay đổi triệt để sự cân bằng bằng cách cố xoá bỏ hoặc làm giảm số lượng một virut gây dịch bệnh trong tự nhiên có nguy cơ khiến các mầm bệnh khác xuất hiện, ảnh hưởng cả bản thân loài hoang dã đó, cũng như con người và vật nuôi,” Peters cho biết.
Để giảm bớt rủi ro, Nuismer và Redwood hình dung một tiến trình thiết lập thí nghiệm đi lần lượt từ những thử nghiệm được kiểm soát trong phòng thí nghiệm đến những khu vực kín quy mô lớn, có thể là trên một hòn đảo như của Sánchez-Vizcaíno và cộng sự đã thực hiện hơn 20 năm trước.
Chặn đường dài phía trước
Phần lớn các nhà nghiên cứu đều đồng tình rằng vắc xin tự lây có thể không bao giờ được ứng dụng cho quần thể người, vì sự đồng thuận được cung cấp đầy đủ thông tin phổ quát sẽ không bao giờ đạt được.
“Chúng ta thậm chí còn không thể bắt mọi người tiêm vắc xin ở thời đại dịch toàn cầu. Ý tưởng cho rằng bạn sẽ có thể lén lút “tiêm” vắc xin cho cộng đồng bằng một chủng virut mà không gây ra bạo loạn chỉ là chuyện hoang đường. Vắc xin dạng đó sẽ không bao giờ được dùng trên người,” Redwood nhận định.
Nhưng ngay cả việc sử dụng vắc xin tự lây ở động vật cũng vấp phải những rào cản pháp lý và xã hội.
“Tác động chính trị của những can thiệp như vậy là gì, vì đó vốn là những can thiệp không thừa nhận và không thể nằm gọn trong ranh giới nhà nước và biên giới quốc gia?” Peters đặt vấn đề.
Sandbrink cũng nêu rằng các nghiên cứu về vắc xin tự lây gây ra mối đe doạ về an ninh sinh học. Việc phát triển vắc xin tự lây và ngăn chặn một số hệ quả tiềm năng của chúng gắn liền với việc tinh chỉnh khả năng lây nhiễm và thay đổi tính ổn định của gen, là những công nghệ mà “chỉ làm tiến bộ một số khả năng nhất định có thể áp dụng để tạo ra virut cho đại dịch và vũ khí sinh học”.
Cộng đồng khoa học, cộng đồng y tế toàn cầu và các nhà tài trợ nên xem xét những giải pháp thay thế mang lại cùng một lợi ích nhưng với rủi ro ít hơn. Ví dụ như việc giáo dục người dân cách tiếp xúc an toàn với động vật hoang dã có thể làm giảm cơ hội lây lan của virut. Cải thiện giám sát bệnh tật ở những khu vực có nguy cơ cao, tăng quy mô nghiên cứu và phát triển vắc xin truyền thống và các phương pháp trị liệu cho con người và gia súc cũng là những chiến lượng then chốt.
Căn cứ vào rủi ro cực cao và bản chất quốc tế của công việc này, và vì những hậu quả “không thể vãn hồi”, Lentzos cho biết các bên hữu quan phải tham gia đối thoại về cách điều chỉnh những nghiên cứu này, còn Nuismer và Redwood đồng tình rằng ta còn một chặn đường dài phải đi.
“Bạn không cần phải là một người vượt bậc để biết được người dân sẽ lo ngại về một vector virut tự lây. Đó là một khái niệm sẽ làm người ta sợ hãi,” Redwood cho biết. “Tôi muốn nghĩ về nó theo hướng nó có thể không bao giờ được dùng tới, nhưng dù sao có một thứ gì đó trong tay có thể dùng được và hoàn thiện khi ta cần đến vẫn hơn. Đề mà nói thì, quan điểm ‘Đừng thực hiện nghiên cứu này vì nó quá nguy hiểm’ với tôi chẳng có ý nghĩa gì.”
Ảnh nhiệt chụp đàn dơi đang bay vào chiều tối ở hạt Blanco, Texas. Ảnh: Nick Hristov, Đại học Chicago, PBZ.
Tưởng tượng có một phương pháp chữa trị cũng truyền nhiễm như căn bệnh mà nó chống lại – một loại vắc xin có thể nhân lên trong cơ thể vật chủ và lan truyền đến những người ở gần, bảo vệ nhanh chóng và dễ dàng cả một quần thể khỏi sự tấn công của vi sinh vật. Đó là mục tiêu của một vài nhóm nghiên cứu trên thế giới, họ đang tái sinh những nghiên cứu gây tranh cãi để phát triển vắc xin tự lây.
Hy vọng của họ là làm giảm sự lây lan của bệnh truyền nhiễm ở động vật hoang dã, từ đó làm giảm nguy cơ virut và vi khuẩn gây hại có thể lây truyền từ động vật sang người như nhiều chuyên gia cho rằng đó là thực tế đã xảy ra với SARS-CoV-2, virut gây ra đại dịch COVID-19.
Các Trung tâm Kiểm soát và Ngăn ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ ước tính 60% các bệnh truyền nhiễm đã biết và 75% các bệnh truyền nhiễm mới xuất hiện đều lây truyền từ động vật sang người. Các nhà khoa học không thể dự đoán nguyên nhân, thời điểm hay cách thức những bệnh lây truyền từ động vật sẽ xuất hiện. Nhưng khi những dịch bệnh ấy xảy ra, chúng thường nguy hiểm chết người và tốn chi phí để kiểm soát. Hơn nữa, nhiều nhà nghiên cứu dự đoán rằng biến đổi khí hậu, mất đa dạng sinh học và tăng trưởng dân số sẽ làm tăng tốc độ lây nhiễm.
Vắc xin là công cụ then chốt để ngăn ngừa dịch bệnh lây lan, nhưng rất khó tiêm phòng động vật hoang dã vì mỗi con vật phải được định vị, bắt giữ, tiêm chủng và thả ra. Vắc xin tự lây là một giải pháp.
Những tiến bộ trong công nghệ bộ gen và virut học, và hiểu biết sâu hơn về sự lây lan của dịch bệnh đã tạo động lực cho công trình bắt đầu từ những năm 1980 sản xuất virut chỉnh sửa gen lây truyền từ động vật sang động vật, nhưng là truyền khả năng miễn dịch trước căn bệnh chứ không phải nhiễm bệnh.
Giới nghiên cứu hiện đang phát triển vắc xin tự lây cho Ebola, lao bò và sốt Lassa, một căn bệnh virut lây lan từ chuột gây ra hơn 300.000 ca nhiễm mỗi năm ở các vùng Tây Phi. Phương pháp này có thể mở rộng mục tiêu đến những bệnh lây từ động vật sang người khác như bệnh dại, virus Tây sông Nile, bệnh Lyme và dịch hạch.
Phía ủng hộ vắc xin tự lây cho rằng loại vắc xin này có thể cách mạng hoá y tế công cộng bằng cách làm gián đoạn bệnh truyền nhiễm ở động vật trước khi sự lây nhiễm sang người xảy ra, từ đó có khả năng ngăn chặn đại dịch kế tiếp.
Nhưng những người khác lập luận rằng virut dùng trong những vắc xin này có thể tự đột biến, truyền qua các loài hoặc kích hoạt một phản ứng dây chuyền với hậu quả tàn phá rộng khắp toàn bộ các hệ sinh thái.
“Khi ta đưa một thứ gì đó được chỉnh sửa và có thể tự lây ra ngoài tự nhiên, ta sẽ không biết điều gì sẽ xảy ra với tự nhiên và kết quả sẽ đi đến đâu,” nhà nghiên cứu về an toàn sinh học Jonas Sandbrink cho biết. “Ngay cả khi ta chỉ mới bắt đầu bằng cách đưa nó vào những quần thể động vật, thì một phần của nhân tố di truyền có thể tự tìm cách trở ngược lại với con người.”
Thử nghiệm thực địa vắc xin tự lây đầu tiên và duy nhất
Năm 1999, bác sĩ thú y José Manuel Sánchez-Vizcaíno dẫn đầu một nhóm nghiên cứu đi đến Isla del Aire, một hòn đảo ngoài khơi bờ đông Tây Ban Nha, để thử nghiệm một loại vắc xin tự lây chống lại hai căn bệnh do virut gây ra: bệnh xuất huyết và nấm da ở thỏ. Dù không căn bệnh nào lây nhiễm được cho người, nhưng lúc bấy giờ cả hai căn bệnh đều đã và đang huỷ diệt những quần thể thỏ hoang và thỏ nhà trên khắp Trung Quốc và châu Âu hàng thập kỷ.
Vắc xin truyền thống ngừa hai căn bệnh này đã được dùng cho thỏ nhà, nhưng việc bắt và tiêm chủng cho thỏ hoang, vốn có tiếng là sinh sản nhanh, lại là một công việc gian nan. Sánchez-Vizcaíno đã nhìn thấy tiềm năng khổng lồ ở vắc xin tự lây.
Trong phòng thí nghiệm, Sánchez-Vizcaíno (về sau là giám đốc của Trung tâm Nghiên cứu Sức khoẻ Động vật ở Tây Ban Nha) và nhóm của mình đã cắt một đoạn gen từ virut gây bệnh xuất huyết ở thỏ và chèn đoạn gen đó vào bộ gen của một chủng virut myxoma yếu gây bệnh nấm da. Sản phẩm cuối cùng là một vắc xin virut hỗn hợp chống lại cả bệnh xuất huyết và nấm da ở thỏ. Sánchez-Vizcaíno giả thuyết rằng vì vắc xin này tương tự với virus myxoma gây bệnh nguyên gốc, nên nó vẫn sẽ lây lan giữa những con thỏ hoang.
Trên hòn đảo, nhóm nghiên cứu đã bắt được 147 con thỏ, gắn vi chip lên cổ chúng, tiêm vắc xin khoảng một nửa trong số chúng rồi thả về tự nhiên. Trong 32 ngày tiếp theo, những con thỏ được tiêm vắc xin và không được tiêm vẫn sống như thường nhật. Khi những nhà nghiên cứu bắt lại những con thỏ có gắn vi chip lúc đâu chưa được tiêm vắc xin, họ phát hiện 56% trong số chúng đã có kháng thể với cả hai loại virus, cho thấy vắc xin này đã lây lan thành công từ những con có tiêm sang những con chưa tiêm.
Thí nghiệm trên là thử nghiệm thực địa được minh chứng đầu tiên cho vắc xin tự lây, và nó vẫn là thí nghiệm duy nhất được thực hiện từ trước đến nay.
Năm 2000, nhóm nghiên cứu đã nộp dữ liệu thí nghiệm và dữ liệu thực địa cho Cục Dược phẩm châu Âu (EMA) để đánh giá và phê duyệt cho sử dụng ngoài thực tế. Sau khi đánh giá tính an toàn của vắc xin, EMA nêu ra những vấn đề chuyên môn và yêu cầu nhóm nghiên cứu giải mã bộ gen của virut myxoma vì việc giãi mã này chưa từng được thực hiện.
Dù nhóm nghiên cứu được cho hai năm để hoàn thành, nhưng nhà tài trợ không hỗ trợ để nghiên cứu xa hơn. Bárcena không còn ủng hộ cho công nghệ vắc xin tự lây nữa, nhưng ông cho rằng dữ liệu từ phòng thí nghiệm và thử nghiệm thực địa cho thấy vắc xin này an toàn và sự lây lan của nó vẫn nằm trong khuôn khổ những quần thể thỏ.
Dù vậy, Bárcena hoài nghi rằng EMA sẽ không bao giờ phê chuẩn vắc xin này vì sự lưỡng lự và những tranh cãi xoay quanh virut chỉnh sửa gen.
Giáo sư Scott Nuismer của Đại học Idaho, người đang nghiên cứu mô hình hoá toán học về vắc xin tự lây, lưu ý rằng vắc xin của Sánchez-Vizcaíno có thể gây ra nhiều rủi ro hơn công nghệ hiện hành vì nhóm nghiên cứu đã dùng virut myxoma làm phương tiện cho vắc xin, bản thân loại virut này đã rất nguy hiểm.
Sau những thí nghiệm thực địa trên đảo Isla del Aire, các nghiên cứu về vắc xin tự lây phần lớn đã lắng xuống. Các công ty dược phẩm không mặn mà đầu tư vào nghiên cứu và phát triển cho một công nghệ mà về chế tạo sẽ làm giảm tỷ suất lợi nhuận của mình.
Những vắc xin đang nghiên cứu
Sự quan tâm trở lại và quỹ cho công nghệ vắc xin tự lây đã đột nhiên nổi lên khoảng năm 2016, và hiện nay một vài nhóm nghiên cứu đang chế tạo vắc xin tự lây cho động vật.
Mỗi loại vắc xin mới này được gọi nôm na là virut tái tổ hợp. Ban đầu các nhà nghiên cứu xác định protein từ vi sinh mục tiêu làm kháng nguyên, là một sinh chất kích hoạt phản ứng miễn dịch ở người được tiêm hoặc động vật được tiêm. Sau đó các nhà nghiên cứu chọn một virut mang vắc xin này và lây lan nó. Để thực hiện, các nhà nghiên cứu sẽ bắt một số con vật từ quần thể mục tiêu – linh trưởng cho Ebola, chuột cho bệnh sốt Lassa – và cô lập loại virut lây nhiễm tự nhiên cho những động vật đó. Tiếp đến họ ghép vật liệu di truyền từ mục tiêu để tạo ra vắc xin.
Các loại vắc xin này sử dụng virut cytomegalo (CMV), một nhóm virus thuộc họ herpes.
CMV giúp các nhà nghiên cứu khắc phục được một số thử thách chuyên môn. Đối với Alec Redwood, nghiên cứu sinh chính tại Đại học Tây Austrailia, CMV có bộ gen lớn cấu tạo từ DNA chuỗi kép, nghĩa là mã gen của chúng ổn định hơn và có thể chứa thêm gen từ vi khuẩn mục tiêu. Ông đã nghiên cứu về vắc xin tự lây vào đầu những năm 2000 và giờ đây trở thành một thành viên của nhóm phát triển vắc xin sốt Lassa CMV.
CMV cũng lây nhiễm vật chủ cả đời, tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh nhưng thường không gây bệnh nặng. Có lẽ quan trọng nhất là, CMV đặc trưng theo loài duy nhất; ví dụ như CMV lây lan giữa loài chuột truyền bệnh sốt Lassa không thể lây nhiễm sang bất kỳ động vật nào khác ngoài chúng.
Một vài nghiên cứu nhỏ lẻ đã chứng minh rằng vắc xin CMV của Ebola và bệnh lao bò có hiệu quả khi được tiêm kiểu truyền thống. Trải qua hai cuộc thử nghiệm trên khoảng 50 con khỉ, vắc xin lao bò CMV đã làm giảm 68% số ca bệnh. Trong một nghiên cứu độc lập, ba phần tư số khỉ được tiêm vắc xin Ebola đã sống sót sau phơi nhiễm trực tiếp với Ebola.
Những thí nghiệm tương tự với vắc xin virut Lassa cũng dự kiến sẽ bắt đầu trong năm nay. Vắc xin đó cũng sẽ có phương pháp bảo đảm di truyền đang chờ cấp bằng sáng chế, cho phép các nhà nghiên cứu kiểm soát số lần vắc xin có thể nhân lên, từ đó giới hạn vòng đời của nó.
Cho đến nay chưa có bất kỳ nghiên cứu thực địa hoặc trong phòng thí nghiệm nào đánh giá tác động và tính an toàn của những loại vắc xin được “tiêm” bằng cơ chế tự lây. Tuy nhiên một nghiên cứu mô hình hoá toán học mới đây đã báo cáo nếu vắc xin tự lây vận hành như dự kiến, thì việc tung ra vắc xin sốt Lassa có thể làm giảm 95% sự lây nhiễm ở chuột trong vòng chưa đầy 1 năm.
Rủi ro của vắc xin tự lây
Bất chấp những lợi ích tiềm năng, nhiều chuyên gia cảnh báo có quá ít thông tin về cơ chế truyền bệnh từ động vật sang người và quá trình tiến hoá của virut để dự doán chính xác viễn cảnh xảy ra nếu một loại vắc xin tự lây được đưa vào tự nhiên.
“Hiểu biết của chúng ta về động lực học bệnh truyền nhiễm ở động vật hoang dã phần lớn vẫn còn quá nguyên sơ để dự đoán đúng kết quả của một sự can thiệp như vậy,” phó giáo sư Andrew Peters cho biết.
Quan điểm của Bárcena về bệnh tự lây đã thay đổi sau khi ông chứng kiến những chiến lược kiểm soát sinh sản động vật bằng cách chủ ý phát tán virut đã gây ra những hệ quả khôn lường thế nào.
Ví dụ, virut myxoma đã trở thành một thách thức kinh hoàng ở châu Âu vì một người đàn ông ở Pháp đã cố ý phát tán virut này năm 1952 để ngăn thỏ vào vườn. Năm 2018, các nhà nghiên cứu người Tây Ban Nha đã bắt đầu để ý rằng một chủng virus myxoma đang tàn sát thỏ rừng. Các nhà khoa học đã giải trình tự bộ gen của virut và kết luận virut myxoma này đã kết hợp với virut pox, cho phép nó truyền bệnh giữa các loài.
Chuyên viên khoa học và anh ninh quốc tế Filippa Lentzos chỉ ra rằng virut có gen không ổn định và dễ đột biến; do đó virut của vắc xin tự lây có thể tiến hoá để lây nhiễm giữa các loài hoặc gây ra các hệ quả chưa rõ khác ở những quần thể động vật hoang dã và động vật nuôi, và có lẽ còn là ở con người.
Nuismer và Redwood đều cho rằng khả năng vắc xin CMV lây nhiễm giữa các loài là rất thấp căn cứ vào đặc tính sinh học của loài virus này. Dù các nhân tố tiến hoá làm nền tảng cho tính đặc trưng theo loài của CMV chưa được hiểu hết, nhưng chưa từng có một trường hợp nào được ghi nhận trong tự nhiên hoặc trong phòng thí nghiệm về lây nhiễm CMV chéo loài thành công.
Một rủi ro tiềm ẩn khác của vắc xin tự lây là việc thả động vật hoang dã mắc bệnh truyền nhiễm có thể làm gián đoạn sự kiểm soát quần thể tự nhiên. Loài chuột lây truyền virut Lassa là loài gây hại phá huỷ mùa màng và nhà cửa, làm nhiễm bẩn thức ăn dự trữ và nước uống, và tạo ra điều kiện sống mất vệ sinh. Nếu virut không còn ảnh hưởng tới chúng nữa, số lượng của chúng có thể tăng vọt.
“Giả sử chúng ta chữa cho những con chuột mắc virut Lassa và việc đó có lợi, thì việc đó quá nhân đạo. Ngoại trừ việc lỡ như virut đang kiểm soát kích thước quần thể hay gì đó thì sao? Rồi sau đó chúng ta sẽ nhận một đống chuột hoang,” Nuismer cho biết. “Tôi thấy đây là một lĩnh vực ta rất dễ đi sai hướng… vì ta có thể mách lới sinh thái theo một cách rất tai hại”.
Ngoài ra, có một quan niệm mới cho rằng virut và vi khuẩn tồn tại trong những hệ sinh thái vi sinh vật phức tạp, có lẽ là để giữ cho quần thể của nhau trong tầm kiểm soát. Tác động của vắc xin tự lây quét sạch một loài virut cụ thể có thể gây ra hệ quả khôn lường.
“Thay đổi triệt để sự cân bằng bằng cách cố xoá bỏ hoặc làm giảm số lượng một virut gây dịch bệnh trong tự nhiên có nguy cơ khiến các mầm bệnh khác xuất hiện, ảnh hưởng cả bản thân loài hoang dã đó, cũng như con người và vật nuôi,” Peters cho biết.
Để giảm bớt rủi ro, Nuismer và Redwood hình dung một tiến trình thiết lập thí nghiệm đi lần lượt từ những thử nghiệm được kiểm soát trong phòng thí nghiệm đến những khu vực kín quy mô lớn, có thể là trên một hòn đảo như của Sánchez-Vizcaíno và cộng sự đã thực hiện hơn 20 năm trước.
Chặn đường dài phía trước
Phần lớn các nhà nghiên cứu đều đồng tình rằng vắc xin tự lây có thể không bao giờ được ứng dụng cho quần thể người, vì sự đồng thuận được cung cấp đầy đủ thông tin phổ quát sẽ không bao giờ đạt được.
“Chúng ta thậm chí còn không thể bắt mọi người tiêm vắc xin ở thời đại dịch toàn cầu. Ý tưởng cho rằng bạn sẽ có thể lén lút “tiêm” vắc xin cho cộng đồng bằng một chủng virut mà không gây ra bạo loạn chỉ là chuyện hoang đường. Vắc xin dạng đó sẽ không bao giờ được dùng trên người,” Redwood nhận định.
Nhưng ngay cả việc sử dụng vắc xin tự lây ở động vật cũng vấp phải những rào cản pháp lý và xã hội.
“Tác động chính trị của những can thiệp như vậy là gì, vì đó vốn là những can thiệp không thừa nhận và không thể nằm gọn trong ranh giới nhà nước và biên giới quốc gia?” Peters đặt vấn đề.
Sandbrink cũng nêu rằng các nghiên cứu về vắc xin tự lây gây ra mối đe doạ về an ninh sinh học. Việc phát triển vắc xin tự lây và ngăn chặn một số hệ quả tiềm năng của chúng gắn liền với việc tinh chỉnh khả năng lây nhiễm và thay đổi tính ổn định của gen, là những công nghệ mà “chỉ làm tiến bộ một số khả năng nhất định có thể áp dụng để tạo ra virut cho đại dịch và vũ khí sinh học”.
Cộng đồng khoa học, cộng đồng y tế toàn cầu và các nhà tài trợ nên xem xét những giải pháp thay thế mang lại cùng một lợi ích nhưng với rủi ro ít hơn. Ví dụ như việc giáo dục người dân cách tiếp xúc an toàn với động vật hoang dã có thể làm giảm cơ hội lây lan của virut. Cải thiện giám sát bệnh tật ở những khu vực có nguy cơ cao, tăng quy mô nghiên cứu và phát triển vắc xin truyền thống và các phương pháp trị liệu cho con người và gia súc cũng là những chiến lượng then chốt.
Căn cứ vào rủi ro cực cao và bản chất quốc tế của công việc này, và vì những hậu quả “không thể vãn hồi”, Lentzos cho biết các bên hữu quan phải tham gia đối thoại về cách điều chỉnh những nghiên cứu này, còn Nuismer và Redwood đồng tình rằng ta còn một chặn đường dài phải đi.
“Bạn không cần phải là một người vượt bậc để biết được người dân sẽ lo ngại về một vector virut tự lây. Đó là một khái niệm sẽ làm người ta sợ hãi,” Redwood cho biết. “Tôi muốn nghĩ về nó theo hướng nó có thể không bao giờ được dùng tới, nhưng dù sao có một thứ gì đó trong tay có thể dùng được và hoàn thiện khi ta cần đến vẫn hơn. Đề mà nói thì, quan điểm ‘Đừng thực hiện nghiên cứu này vì nó quá nguy hiểm’ với tôi chẳng có ý nghĩa gì.”
Dịch bởi Kenhsinhvien.vn
(Theo National Geographic)
(Theo National Geographic)
