Thuốc chủng ngừa coronavirus được tạo ra như thế nào và liệu nó có thể ngăn chặn đại dịch

2024 Tác giả: Malcolm Clapton | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 04:15

Thật bất ngờ, không cần phải đẩy nhanh tiến độ nghiên cứu vắc-xin.

Hàng chục công ty công nghệ sinh học và tổ chức khoa học đang chạy đua với đại dịch để tạo ra các lựa chọn vắc xin khác nhau cho virus SARS - CoV - 2 mới. Chúng tôi đang tìm hiểu những công nghệ nào được sử dụng để phát triển chúng, mất bao lâu để có thể tiêm vắc xin COVID-19 và liệu vắc xin trong tương lai có thể ngăn chặn đại dịch hay không.

Mỗi khi nhân loại phải đối mặt với một bệnh nhiễm trùng mới, ba cuộc chạy đua bắt đầu đồng thời: cho một loại thuốc, một hệ thống thử nghiệm và một loại vắc-xin. Tuần trước, Trung tâm Khoa học Rospotrebnadzor đã bắt đầu thử nghiệm vắc-xin chống lại coronavirus mới, thử nghiệm vắc-xin chống coronavirus trên động vật, và tại Hoa Kỳ, bắt đầu thử nghiệm lâm sàng NIH đối với vắc-xin điều tra COVID-19. Điều này có nghĩa là chiến thắng trước nạn dịch đã gần kề?

Theo WHO, khoảng 40 phòng thí nghiệm trên khắp thế giới đã công bố BẢN THẢO về vắc xin ứng cử viên COVID-19 - ngày 20 tháng 3 năm 2020 rằng họ đang phát triển vắc xin chống lại coronavirus. Và mặc dù thực tế là có những nhà lãnh đạo rõ ràng trong số họ - ví dụ, công ty CanSino Biologics của Trung Quốc, đã nhận được THUỐC NHUỘM TĂNG CƯỜNG ĐỘC LẠNH (ADENOVIRUS TYPE 5 VECTOR) ĐƯỢC PHÊ DUYỆT LÂM SÀNG cho phép thử nghiệm trên người và Moderna của Mỹ, đã bắt đầu chúng, - Hiện nay rất khó để dự đoán công ty nào sẽ chiến thắng trong cuộc đua này, và quan trọng nhất, liệu sự phát triển của vắc-xin có vượt qua được sự lây lan của coronavirus hay không. Thành công trong cuộc đua này phụ thuộc không ít vào việc lựa chọn vũ khí, tức là vào nguyên tắc chế tạo vắc-xin.

Vi rút chết là vi rút xấu

Trong sách giáo khoa của trường, họ thường viết rằng một mầm bệnh đã bị giết hoặc làm suy yếu được sử dụng để tiêm chủng. Nhưng thông tin này đã hơi lỗi thời. Vắc xin “bất hoạt (“bị giết”. - Khoảng N + 1) và giảm độc lực (yếu đi. - Khoảng N + 1). Vắc xin được phát minh và giới thiệu vào giữa thế kỷ trước, và rất khó để coi chúng là hiện đại, - giải thích trong cuộc trò chuyện với N +1 Olga Karpova, Trưởng Bộ môn Vi-rút, Khoa Sinh học, Đại học Tổng hợp Lomonosov Moscow. - Nó đắt. Rất khó vận chuyển và bảo quản, nhiều loại vắc xin đến được những nơi cần dùng (ví dụ như chúng ta đang nói về châu Phi) trong tình trạng như vậy khi chúng không còn bảo vệ được ai”.

Hơn nữa, nó không an toàn. Để có được một liều lượng cao vi rút đã "tiêu diệt", trước tiên bạn phải thu được một lượng lớn vi rút sống, và điều này làm tăng yêu cầu đối với thiết bị thí nghiệm. Sau đó, nó cần được trung hòa - đối với điều này, họ sử dụng, ví dụ, tia cực tím hoặc formalin.

Nhưng ở đâu đảm bảo rằng trong vô số các hạt virut "chết" sẽ không còn hạt nào có thể gây bệnh?

Với mầm bệnh đã suy yếu lại càng khó hơn. Bây giờ, để suy yếu, vi rút buộc phải đột biến, và sau đó các chủng ít hung hăng nhất sẽ được chọn. Nhưng điều này tạo ra một loại virus có các đặc tính mới và không phải tất cả chúng đều có thể được dự đoán trước. Xin nhắc lại, lấy đâu ra đảm bảo rằng, khi đã vào trong cơ thể, virus sẽ không tiếp tục đột biến và cho ra đời những "con đẻ" thậm chí còn "dữ" hơn ban đầu?

Do đó, cả virus "bị giết" và "không bị giết" ngày nay hiếm khi được sử dụng. Ví dụ, trong số các vắc xin cúm hiện đại, “mầm bệnh giảm độc lực” chiếm thiểu số - Vắc xin cúm thế hệ tiếp theo: cơ hội và thách thức là thiểu số - chỉ có 2 trong số 18 loại vắc xin được chấp thuận ở Châu Âu và Hoa Kỳ vào năm 2020 được sắp xếp. Trong số hơn 40 dự án vắc xin chống lại coronavirus, chỉ có một dự án được tổ chức theo nguyên tắc này - Viện Huyết thanh Ấn Độ đã tham gia vào dự án này.

Phân chia và tiêm chủng

Sẽ an toàn hơn nhiều nếu giới thiệu hệ thống miễn dịch không phải toàn bộ vi rút mà là một phần riêng biệt của nó. Để làm điều này, bạn cần chọn một loại protein mà "cảnh sát nội bộ" của một người sẽ có thể nhận ra chính xác virus. Theo nguyên tắc, đây là một loại protein bề mặt, với sự trợ giúp của mầm bệnh xâm nhập vào các tế bào. Sau đó, bạn cần phải cấy một số tế bào để sản xuất protein này ở quy mô công nghiệp. Điều này được thực hiện với sự trợ giúp của kỹ thuật di truyền, đó là lý do tại sao những protein như vậy được gọi là biến đổi gen, hay tái tổ hợp.

Karpova nói: “Tôi tin rằng vắc xin phải được tái tổ hợp và không có gì khác. - Hơn nữa, đây phải là vắc xin trên chất mang, tức là protein của vi rút phải nằm trên một loại chất mang nào đó. Thực tế là bản thân chúng (protein) không phải là chất sinh miễn dịch. Nếu các protein trọng lượng phân tử thấp được sử dụng như một loại vắc-xin, chúng sẽ không phát triển khả năng miễn dịch, cơ thể sẽ không phản ứng với chúng, vì vậy các hạt chất mang là hoàn toàn cần thiết”.

Với tư cách là vật mang mầm bệnh như vậy, các nhà nghiên cứu từ Đại học Bang Moscow đề xuất sử dụng virus khảm thuốc lá. Virus khảm thuốc lá - "Wikipedia" (nhân tiện, đây là loại virus đầu tiên được con người phát hiện). Nó thường trông giống như một chiếc que mỏng, nhưng khi đun nóng, nó sẽ có hình dạng của một quả bóng. Karpova cho biết: “Nó ổn định, có các đặc tính hấp phụ độc đáo và thu hút các protein đến với chính nó. "Trên bề mặt của nó, bạn có thể đặt các protein nhỏ, chính là các kháng nguyên." Nếu bạn bao phủ vi rút khảm thuốc lá bằng các protein coronavirus, thì đối với cơ thể, nó sẽ biến thành mô phỏng của hạt vi rút SARS - CoV - 2. Karpova lưu ý: “Virus khảm thuốc lá,“là một chất kích thích miễn dịch hiệu quả cho cơ thể. Đồng thời, vì vi rút thực vật không thể lây nhiễm sang động vật, kể cả con người, nên chúng tôi tạo ra một sản phẩm an toàn tuyệt đối."

Tính an toàn của các phương pháp khác nhau liên quan đến protein tái tổ hợp đã khiến chúng trở nên phổ biến nhất - ít nhất hàng chục công ty hiện đang cố gắng thu được một loại protein như vậy cho coronavirus. Ngoài ra, nhiều người sử dụng các vi rút mang mầm bệnh khác - ví dụ, vectơ adenoviral hoặc thậm chí là vi rút sởi và đậu mùa sống đã được biến đổi để lây nhiễm vào tế bào người và nhân lên ở đó cùng với các protein coronavirus. Tuy nhiên, những phương pháp này không phải là nhanh nhất, bởi vì nó là cần thiết để thiết lập sản xuất nội dòng của protein và virus trong nuôi cấy tế bào.

Gien khỏa thân

Bước sản xuất protein trong nuôi cấy tế bào có thể được rút ngắn và tăng tốc bằng cách làm cho các tế bào của cơ thể tự sản xuất ra các protein virus. Vắc xin liệu pháp gen hoạt động theo nguyên tắc này - vật liệu di truyền “trần trụi” - DNA hoặc RNA của virus - có thể được đưa vào tế bào của con người. DNA thường được tiêm vào tế bào bằng cách sử dụng quá trình kết hợp điện, tức là cùng với quá trình tiêm, một người nhận được sự phóng điện nhẹ, kết quả là tính thấm của màng tế bào tăng lên và các sợi DNA lọt vào bên trong. RNA được phân phối bằng cách sử dụng các túi lipid. Bằng cách này hay cách khác, các tế bào bắt đầu sản xuất protein của virus và chứng minh nó với hệ thống miễn dịch, và nó mở ra phản ứng miễn dịch ngay cả khi không có virus.

Phương pháp này khá mới, chưa có vắc xin nào trên thế giới hoạt động theo nguyên tắc này.

Tuy nhiên, theo WHO, bảy công ty cùng lúc đang cố gắng tạo ra một loại vắc-xin chống lại coronavirus dựa trên nó. Đây là con đường được thực hiện bởi Moderna Therapeutics, nhà lãnh đạo người Mỹ trong cuộc chạy đua vắc xin. Anh ta cũng được chọn cho mình bởi ba người tham gia cuộc đua khác từ Nga: Trung tâm Khoa học Vector ở Novosibirsk (theo Rospotrebnadzor, anh ta thử nghiệm cùng lúc sáu thiết kế vắc xin và một trong số chúng dựa trên RNA), Biocad và Trung tâm Khoa học và Lâm sàng về Độ chính xác và thuốc tái tạo giá Kazan.

Albert Rizvanov, giám đốc Trung tâm, giáo sư Khoa Di truyền tại Viện Y học Cơ bản và Sinh học thuộc Đại học Liên bang Kazan, cho biết: “Về nguyên tắc, việc tạo ra vắc-xin không quá khó. "Vắc xin liệu pháp gen là loại vắc xin phát triển nhanh nhất, vì nó đủ để tạo ra cấu trúc gen." Loại vắc-xin đang được nghiên cứu tại Trung tâm sẽ bắn vào nhiều mục tiêu cùng một lúc: một sợi DNA với một số gen virus được tiêm vào các tế bào cùng một lúc. Kết quả là, các tế bào sẽ không sản xuất ra một loại protein virut mà là nhiều loại cùng một lúc.

Ngoài ra, theo Rizvanov, vắc xin DNA có thể rẻ hơn các loại vắc xin khác trong quá trình sản xuất. “Về cơ bản chúng tôi giống như Space X,” nhà khoa học nói đùa. - Việc phát triển nguyên mẫu của chúng tôi chỉ tốn vài triệu rúp. Tuy nhiên, việc tạo mẫu chỉ là phần nổi của tảng băng chìm, và việc thử nghiệm với virus sống lại là một trình tự hoàn toàn khác”.

Biên độ và thủ thuật

Một khi vắc xin được biến đổi từ những phát triển lý thuyết thành đối tượng nghiên cứu, những trở ngại và hạn chế bắt đầu mọc lên như nấm. Và tài chính chỉ là một trong những vấn đề. Theo Karpova, Đại học Tổng hợp Moscow đã có mẫu vắc-xin này, nhưng việc thử nghiệm thêm sẽ cần có sự hợp tác của các tổ chức khác. Trong bước tiếp theo, họ có kế hoạch kiểm tra tính an toàn và khả năng sinh miễn dịch, và điều này có thể được thực hiện trong các bức tường của trường đại học. Nhưng ngay sau khi bạn cần đánh giá hiệu quả của vắc-xin, bạn sẽ phải làm việc với mầm bệnh, và điều này bị cấm trong cơ sở giáo dục.

Ngoài ra, động vật đặc biệt sẽ được yêu cầu. Thực tế là những con chuột trong phòng thí nghiệm thông thường không bị bệnh với tất cả các loại virus ở người, và bức tranh về căn bệnh này cũng có thể rất khác. Vì vậy, vắc xin thường được thử nghiệm trên chồn sương. Nếu mục tiêu là làm việc với chuột, thì cần phải có những con chuột biến đổi gen, chúng mang trên các tế bào của chúng chính xác các thụ thể mà coronavirus "bám" trong cơ thể bệnh nhân. Những con chuột này không hề rẻ Ace2 CONSTITUTIVE KNOCKOUT (hàng chục hoặc hai mươi nghìn đô la mỗi dòng). Đúng, đôi khi bạn có thể tiết kiệm tiền - chỉ mua một vài cá thể và nhân giống chúng trong phòng thí nghiệm - nhưng điều này sẽ kéo dài giai đoạn thử nghiệm tiền lâm sàng.

Và nếu chúng ta vẫn có thể giải quyết được vấn đề tài chính, thì thời gian vẫn là một khó khăn không thể vượt qua. Theo Rizvanov, vắc-xin thường mất nhiều tháng và nhiều năm để phát triển. Ông nói: “Hiếm khi ít hơn một năm, thường là nhiều hơn. Người đứng đầu Cơ quan Y sinh Liên bang (họ đang phát triển một loại vắc xin dựa trên protein tái tổ hợp) Veronika Skvortsova gợi ý rằng FMBA của Nga sẽ nhận được kết quả thử nghiệm đầu tiên về các nguyên mẫu vắc xin coronavirus vào tháng 6 năm 2020, rằng một loại vắc xin hoàn chỉnh có thể xuất hiện trong 11 tháng.

Có một số giai đoạn mà quá trình này có thể được đẩy nhanh. Rõ ràng nhất là sự phát triển. Công ty Moderna của Mỹ đã dẫn đầu vì họ đã phát triển vắc xin mRNA trong một thời gian dài. Và để tạo ra một cái khác, họ đã có đủ bộ gen đã được giải mã của loại virus mới. Các nhóm của Nga từ Moscow và Kazan cũng đã nghiên cứu công nghệ của họ trong vài năm và dựa trên kết quả thử nghiệm các loại vắc xin trước đây của họ chống lại các bệnh khác.

Lý tưởng sẽ là một nền tảng cho phép bạn nhanh chóng tạo vắc xin mới từ một mẫu. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tổng hợp Moscow đang ấp ủ kế hoạch như vậy.

Karpova nói: “Trên bề mặt hạt của chúng ta, chúng ta có thể đặt các protein của một số loại virus và đồng thời bảo vệ chống lại COVID-19, SARS và MERS. Chúng tôi thậm chí nghĩ rằng chúng tôi có thể ngăn chặn những đợt bùng phát như vậy trong tương lai. Có 39 coronavirus, một số trong số chúng gần giống với coronavirus ở người, và hoàn toàn rõ ràng việc vượt qua rào cản loài là gì (“nhảy” một loại virus từ dơi sang người. - Lưu ý N + 1). Nhưng nếu có một loại vắc-xin như Lego, chúng ta có thể đưa vào nó protein của một số loại vi-rút có nguồn gốc ở đâu đó. Chúng tôi sẽ làm điều này trong vòng hai tháng - chúng tôi sẽ thay thế hoặc bổ sung các protein này. Nếu một loại vắc-xin như vậy có sẵn vào tháng 12 năm 2019 và mọi người đã được tiêm vắc-xin ít nhất ở Trung Quốc, thì điều này sẽ không lan rộng hơn nữa."

Giai đoạn tiếp theo là thử nghiệm tiền lâm sàng, tức là làm việc với động vật thí nghiệm. Đây không phải là quá trình dài nhất, nhưng nó có thể chiến thắng bằng cái giá phải trả khi kết hợp với các thử nghiệm lâm sàng trên người. Moderna đã làm điều đó - công ty chỉ giới hạn trong việc kiểm tra an toàn nhanh chóng và đi thẳng vào nghiên cứu con người. Tuy nhiên, điều đáng nhớ là loại thuốc cô ấy đang thử là một trong những loại an toàn nhất. Vì Moderna không sử dụng vi-rút hoặc protein tái tổ hợp, nên rất ít khả năng các tình nguyện viên sẽ bị các phản ứng phụ - đơn giản là hệ thống miễn dịch không có gì để phản ứng mạnh mẽ. Điều tồi tệ nhất có thể xảy ra là vắc-xin không hiệu quả. Nhưng điều này vẫn phải được xác minh.

Nhưng rõ ràng, việc sản xuất vắc-xin không phải là một khâu hạn chế. Rizvanov giải thích: “Điều này không phức tạp hơn quá trình sản xuất công nghệ sinh học thông thường của các protein tái tổ hợp. Theo ông, nhà máy có thể sản xuất hàng triệu liều vắc-xin như vậy chỉ trong vài tháng. Olga Karpova đưa ra một ước tính tương tự: ba tháng cho một triệu liều.

Bạn có cần chủng ngừa không?

Việc cắt giảm các thử nghiệm lâm sàng có đáng không là một vấn đề cần bàn. Đầu tiên, bản thân nó là một quá trình chậm. Trong nhiều trường hợp, vắc-xin phải được tiêm theo nhiều giai đoạn: nếu vi-rút không tự nhân lên bên trong cơ thể, thì vi-rút sẽ nhanh chóng bị đào thải, và nồng độ của nó không đủ Chuẩn bị cho Đại dịch cúm gia cầm và Phát triển vắc-xin để tạo ra miễn dịch nghiêm trọng phản ứng. Do đó, ngay cả một thử nghiệm đơn giản về hiệu quả cũng sẽ mất ít nhất vài tháng, và các bác sĩ sẽ theo dõi độ an toàn của vắc-xin đối với sức khỏe của những người tình nguyện trong cả năm.

Thứ hai, COVID-19 là trường hợp mà việc tăng tốc thử nghiệm trên người dường như không thực tế đối với nhiều người.

Tỷ lệ tử vong do căn bệnh này ngày nay được ước tính là một vài phần trăm, và giá trị này có thể sẽ giảm hơn nữa ngay khi có thông tin rõ ràng có bao nhiêu người mắc bệnh mà không có triệu chứng. Nhưng vắc-xin, nếu nó được phát minh ngay bây giờ, sẽ phải được sử dụng cho hàng triệu người, và ngay cả những tác dụng phụ nhỏ cũng có thể dẫn đến số lượng bệnh tật và tử vong tương đương với chính bệnh nhiễm trùng. Và loại coronavirus mới còn lâu mới đủ "tức giận", theo lời của Rizvanov, "gạt bỏ hoàn toàn mọi cân nhắc về bảo mật sang một bên." Nhà khoa học cho rằng trong tình hình hiện nay, cách ly là hiệu quả nhất.

Tuy nhiên, theo Karpova, không có nhu cầu khẩn cấp về vắc-xin trong tương lai gần. Bà giải thích: “Không cần thiết phải tiêm phòng cho mọi người trong thời kỳ đại dịch, điều này không phù hợp với quy luật dịch bệnh.

Galina Kozhevnikova, trưởng khoa các bệnh truyền nhiễm của Đại học RUDN, đồng ý với cô ấy. “Trong thời kỳ dịch bệnh, không khuyến cáo tiêm vắc xin nào cả, kể cả tiêm chủng thường quy cũng có trong lịch tiêm chủng. Vì không có gì đảm bảo rằng một người không đang trong thời kỳ ủ bệnh và nếu áp dụng vắc xin vào thời điểm này, các tác dụng phụ và giảm hiệu quả tiêm chủng là có thể xảy ra,”Kozhevnikova trả lời câu hỏi N + 1 cho biết.

Bà cho biết thêm, có những trường hợp phải tiêm phòng khẩn cấp vì lý do sức khỏe, trong tình huống sinh tử. Ví dụ, trong đợt bùng phát bệnh than ở Sverdlovsk năm 1979, tất cả mọi người đều được tiêm chủng, hàng nghìn người được tiêm chủng khẩn cấp, và vào năm 1959 tại Moscow trong đợt bùng phát bệnh đậu mùa do Kokorekin mang đến, Alexei Alekseevich - "Wikipedia" từ Ấn Độ của nghệ sĩ Alexei Kokorekin.

“Nhưng coronavirus hoàn toàn không phải là một câu chuyện như vậy. Từ những gì đang xảy ra, chúng tôi thấy rằng dịch bệnh này đang phát triển theo quy luật cổ điển của bệnh hô hấp cấp tính,”Kozhevnikova nói.

Vì vậy, các nhà phát triển vắc xin luôn ở trong tình huống khó xử. Miễn là không có vi rút, hầu như không thể tạo ra vắc xin. Ngay sau khi virus xuất hiện, hóa ra nó đã được thực hiện vào ngày hôm trước. Và khi nó đi xuống, các nhà sản xuất sẽ mất khách hàng của họ.

Tuy nhiên, phải tiêm vắc xin. Điều này đã không xảy ra trong các đợt bùng phát nhiễm coronavirus trước đây - cả MERS và SARS đều kết thúc quá nhanh, và nghiên cứu bị mất kinh phí. Nhưng nếu không có ca bệnh SARS nào trên thế giới kể từ năm 2004, thì ca bệnh MERS cuối cùng bắt đầu từ năm 2019, và không ai có thể đảm bảo rằng đợt bùng phát này sẽ không xảy ra nữa. Ngoài ra, vắc xin chống lại các bệnh nhiễm trùng trước đây có thể cung cấp nền tảng chiến lược cho sự phát triển của các loại vắc xin trong tương lai.

Karpova lưu ý rằng ngay cả sau khi đợt bùng phát COVID-19 này giảm dần, một đợt bùng phát khác vẫn có thể xảy ra. Và trong trường hợp này, nhà nước nên chuẩn bị sẵn một loại vắc xin. Bà nói: “Đây không phải là loại vắc-xin mà tất cả mọi người sẽ được tiêm như cúm. "Nhưng trong trường hợp khẩn cấp với một đợt bùng phát mới, nhà nước nên có một loại vắc-xin như vậy, cũng như một hệ thống xét nghiệm."

Virus corona. Số lượng bị nhiễm:

243 093 598

trên thế giới

8 131 164

ở Nga Xem bản đồ