CÁC NHÀ KHOA HỌC TRONG HÀNH TRÌNH TÌM KIẾM VACCINE PHÒNG DỊCH TẢ CHÂU PHI (ASF)

Lời giới thiệu từ JPK

Đại diện Học viện Nông nghiệp vừa thông tin tại cuộc họp về “Giải pháp sử dụng vaccine, chế phẩm sinh học trong phòng chống bệnh dịch tả Châu Phi” do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tổ chức ngày 02/07/2019 rằng các nhà khoa học thuộc Học viện đã phân lập được tế bào PAM để sản xuất vaccine phòng dịch tả lợn Châu Phi. Ngay lập tức, nhiều bài báo đã thông tin “Việt Nam sản xuất thành công vaccine ASF…”, “Việt Nam đã thử nghiệm thành công vaccine ASF…”,… Liệu đây có phải là tin đáng mừng?

Quả thật, đây là một tin đáng mừng. Với mỗi bước tiến khoa học nào, dù nhỏ, đều rất đáng mừng và nên được tạo điều kiện phát triển tiếp. Nhất là những khởi sắc cho các vấn đề khó khăn, vượt ngoài kiểm soát như tình hình dịch tả Châu Phi ở thế giới và Việt Nam hiện nay. Tuy nhiên, người chăn nuôi cũng cần hiểu rõ hơn về tình trạng và các vấn đề để ứng phó tốt nhất, trước hết là tránh để tình trạng dịch lan nhanh.

JPK dịch nhanh bài viết gần đây có liên quan đến tình hình tìm kiếm vaccine cho ASF đăng trên trang https://www.the-scientist.com/ ngày 24/06/2019, nhằm góp phần làm rõ bức tranh cuộc chiến chống ASF đang lan rộng. Do bài dịch nhanh nên câu cú có đôi chỗ chưa chuẩn xác.

***

Sốt lợn châu Phi, một căn bệnh gây tử vong cho lợn, đã xuất hiện trong nhiều thập kỷ. Dịch bệnh này được cho là có nguồn gốc từ tiểu vùng Sahara châu Phi, và sau đó lan sang các lục địa khác, cụ thể là bùng phát ở Nga, Brazil và nhiều vùng khác nhau của Châu Âu, nơi mà trước đó vẫn duy trì một thành trì trong quần thể lợn rừng.

Dịch chỉ leo thang đến mức mà Dirk Pfeiffer, một nhà dịch tễ học thú y tại Đại học Thành phố Hồng Kông (City University of Hong Kong) và Đại học Thú y Hoàng gia Anh (the UK’s Royal Veterinary College), gọi là “dịch bệnh động vật lớn nhất từ ​​trước đến nay” khi đến Trung Quốc vào tháng 8 năm 2018. Sự lây lan được mô tả như “đám cháy trên nôi lợn lớn nhất thế giới”. Pfeiffer cho rằng tình trạng lan rộng vượt kiểm soát này thực chất “chỉ là vấn đề thời gian” ở Trung Quốc, bởi quốc gia này “có quá nhiều lợn”. Căn bệnh này không chỉ đe dọa ngành công nghiệp thịt lợn lớn nhất thế giới, mà còn đe dọa nguồn cung cấp toàn cầu của heparin làm loãng máu, vì phần lớn nguồn này được sản xuất từ lợn của Trung Quốc.

Đáng báo động là con số lợn bệnh thực tế rất khó xác định. Các quan chức Trung Quốc đã báo cáo đã tiêu hủy hơn 1,2 triệu con lợn cho đến nay trong nỗ lực ngăn ngừa nhiễm trùng mới, nhưng căn bệnh này đang lan rộng và đã nhảy sang Việt Nam và Campuchia trong những tháng gần đây. Pfeiffer cho rằng cho đến nay, từ 10% đến 40% lợn Trung Quốc có thể đã bị nhiễm virus, mặc dù số liệu thống kê chính thức vẫn chưa được công bố.

Trước áp lực về việc tìm kiếm vaccine, Trung Quốc đã đầu tư khoảng 15 triệu USD vào nghiên cứu về loại virus này nhằm thúc đẩy các nhà nghiên cứu tìm ra một cách nhanh chóng (theo theo Nature News). Các nhà nghiên cứu cố gắng đi theo nhiều hướng, nhưng điều đó cũng cho thấy quá trình này có nhiều thách thức một phần vì bản chất của virus.

Thất bại sớm của vắc-xin ASFV

Sự phức tạp tuyệt đối của virus sốt lợn ở châu Phi (ASFV) là một lý do tại sao nó rất khó để giải quyết. Bộ gen DNA sợi kép của nó có thể vượt qua 190 kilobase và mã hóa cho gần 170 protein, lấn át nhiều loại virus khác, chẳng hạn như Ebola (một số chủng chỉ có 7 protein).

ASFV lây nhiễm và sao chép trong các đại thực bào, nhưng cũng gây chết tế bào trong các tế bào lympho B và T không bị nhiễm bệnh. Theo giải thích của Linda Dixon, một nhà virus học tại Viện Pirbright của Vương quốc Anh (UK’s Pirbright Institute), thành viên của Hội đồng nghiên cứu khoa học sinh học và công nghệ sinh học của chính phủ, quá trình này dẫn đến việc virus xóa sạch hệ thống miễn dịch, do đó, không có phản ứng hiệu quả. Cuối cùng, ASFV giết chết lợn bằng cách gây sốt xuất huyết cực độ và phá hủy hàng loạt tế bào lympho trong các mô bạch huyết.

Cả hai nghiên cứu đầu tiên vào năm 1967 và những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng chiến lược phát triển vaccine cổ điển và rõ ràng nhất không có tác dụng với ASFV: tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa virus và tiêm vào động vật khỏe mạnh để thúc đẩy hệ thống miễn dịch của chúng tạo ra kháng thể bảo vệ chống lại nhiễm trùng trong tương lai đã cố gắng, nhưng nó đã thất bại. Các kháng thể bảo vệ được tạo ra chỉ là không đủ để tránh nhiễm trùng ASFV.

Thay vào đó, các nhà khoa học đã học được rằng một trong những cách hiệu quả nhất để tạo ra khả năng miễn dịch chống lại ASFV là phơi nhiễm động vật với một chủng virus ít độc lực hơn. Điều này có thể được tạo ra thông qua việc truyền virus trong nuôi cấy cho đến khi nó mất độc lực. Đây là một chiến lược đã thành công trong việc ngăn chặn sự lây lan của một loại virus khác gây ra các triệu chứng tương tự ở lợn là sốt lợn cổ điển. Ngoài ra, các virus suy yếu có thể được phân lập từ động vật như ở các quần thể lợn rừng trên khắp châu Âu, nhiều chủng ASFV đã mất tự nhiên để giết chết theo thời gian.

Theo giải thích của ông Jose Manuel Sánchez-Vizcaíno, một nhà virus học tại phòng thí nghiệm tham khảo của Tổ chức Thú y Thế giới về ASF ở Madrid, một số nhóm đã chỉ ra rằng tiêm một chủng ASFV yếu hơn được phân lập vào năm 2017 từ một con lợn rừng ở Latvia có thể bảo vệ lợn nhà chống lại một dạng virus độc hại. Gần đây, ông Sánchez-Vizcaíno và các đồng nghiệp đã chứng minh rằng cùng một chủng cũng có thể bảo vệ lợn rừng, một cách tiếp cận mà ông cho rằng có thể hữu ích trong việc ngăn chặn sự lây lan của bệnh cho lợn nhà.

Tuy nhiên, điều đáng quan tâm chính là các ứng viên vaccine nói trên vẫn an toàn. Các nhà nghiên cứu thực tế đã nhận ra điều này từ những năm 1960, khi họ cố gắng tiêm vaccine cho một số lượng lớn lợn ở Bồ Đào Nha và Tây Ban Nha với dạng ASFV bị suy giảm tự nhiên. Mặc dù các loài động vật đã không chết, nhiều người trong số họ đã phát triển một dạng bệnh mãn tính, suy nhược. Đây là vấn đề lớn nhất: nó bảo vệ tốt, nhưng không an toàn. Và Sánchez-Vizcaíno và các đồng nghiệp của mình hiện đang cố gắng đánh giá sự an toàn của virus suy yếu.

African swine fever virus

THE PIRBRIGHT INSTITUTE

Virus biến đổi gen

Khi các nhà nghiên cứu tích lũy thêm kiến ​​thức về sinh học ASFV và bộ gen của nó, họ đã áp dụng một phương pháp tập trung vào mục tiêu hơn để làm giảm ASFV: biến đổi gen bằng cách xóa các gen khiến nó trở nên độc hại và sau đó tiêm vaccine cho động vật. Dixon lý giải, một số trường hợp cố gắng vô hiệu hóa virus để vật chủ có cơ hội phản ứng và kiểm soát sự sao chép và tạo ra phản ứng miễn dịch thích nghi sẽ là phản ứng của bộ nhớ.

Vào năm 2016, nhóm của Dixon đã xóa một số gen ASFV được cho là ức chế phản ứng interferon loại 1 của nó, gây ra các yếu tố hạn chế sự nhân lên của virus trong các tế bào và kích thích các thành phần khác của hệ thống miễn dịch. Chích ngừa năm con lợn với chủng này không gây ra triệu chứng nào chứng minh rằng virus đã mất độc lực và sau khi được thử thách với liều gây chết của virus ban đầu, tất cả các động vật đều sống sót. Dixon hiện đang làm việc để phát triển một loại vaccine suy yếu sống dựa trên phương pháp này.

Manuel Borca, một nhà vi trùng học có trụ sở tại Trung tâm bệnh động vật đảo Plum ở New York, Trực thuộc Cơ quan Nghiên cứu bệnh động vật nước ngoài (FADRU) của Dịch vụ nghiên cứu nông nghiệp của USDA đã thấy thành công tương tự với ba loại vaccine làm suy giảm bằng cách xóa gen. Một số gen bị xóa được cho là có liên quan đến sự điều hòa ASFV của vật chủ gen miễn dịch, mặc dù điều này không rõ liệu có phải việc xóa chúng gây ra suy giảm không. Theo Luis Rodriguez, trưởng nhóm nghiên cứu tại FADRU, những con lợn đã được tiêm một trong những vaccine thử nghiệm được xem là có mức bảo vệ diện rộng đã có thể kháng lại nhiều loại virus gây bệnh nguy hiểm ba tuần sau đó.

Các chuyên gia trong lĩnh vực này nói rằng các phương pháp xóa gen như vậy hiện đang là ứng viên vaccine tiên tiến nhất. Nhưng theo Borca và Dixon, nó có thể sẽ là vấn đề trong vài năm trước khi những thứ này có thể được triển khai. Đầu tiên, họ sẽ phải trải qua một loạt các thử nghiệm để đảm bảo rằng họ có hiệu quả và an toàn, và phải được đăng ký với các cơ quan quản lý có liên quan.

Các nhà nghiên cứu vaccine tại Viện nghiên cứu thú y Trung Quốc Cáp Nhĩ Tân đã không trả lời bình luận, nhưng Pfeiffer nói rằng họ dường như đang theo đuổi một loại vaccine suy giảm gen dựa trên nghiên cứu mà ông thấy họ đã trình bày tại một hội nghị chuyên đề vào tháng Tư.

Borca và Dixon nói rằng những cách tiếp cận này có lợi thế hơn các dạng virus bị suy giảm tự nhiên vì chúng cho phép các nhà nghiên cứu điều chỉnh các chỉnh sửa gen để tạo ra một loại virus vô hại mà vẫn có thể sao chép lại, điều này rất quan trọng trong việc kích hoạt khả năng miễn dịch cũng như khuếch đại virus khi nuôi cấy. Việc xóa các bộ phận của bộ gen cũng khiến virus khó trở lại dạng độc lực hơn.

Tuy nhiên, một khó khăn lớn với các loại vaccine suy yếu nói chung – biến đổi gen hay xuất hiện tự nhiên – là khi thực hiện nuôi cấy tế bào, điều rất cần thiết để tạo ra vaccine đồng loạt. Borca giải thích rằng do đại thực bào tồn tại rất lâu trong nuôi cấy, nên ông cần trích xuất tế bào lympho trực tiếp từ động vật để tạo ra nguồn dự trữ virus. Để giải quyết vấn đề này, nhóm của ông hiện đang cố gắng tìm một dòng tế bào ổn định để có thể phát triển virus.

Một mối quan tâm chính với các virus bị suy giảm sống như vậy là vì chúng có khả năng sao chép, các động vật được tiêm phòng có thể làm phát tán virus và lây nhiễm sang các động vật khác. Sánchez-Vizcaíno nói rằng trong một số trường hợp có thể giúp chủng ngừa cho những con lợn khác, thứ mà ông đã chứng minh trong nghiên cứu của mình với lợn rừng. Tuy nhiên, nhiều nhà khoa học vẫn lo lắng về nguy cơ tác dụng phụ.

Covadonga Alonso, nhà virus học tại Viện nghiên cứu và công nghệ nông nghiệp và thực phẩm quốc gia Tây Ban Nha ở Madrid cho biết, không có nhiều dữ liệu thực nghiệm về sự phát triển của các triệu chứng mãn tính trong vài tuần / tháng sau khi tiêm vaccine. Alonso cho rằng bà cần xem thêm các thí nghiệm để xem liệu các virus bị suy giảm có thể biến đổi trở lại các dạng độc lực sau nhiều thế hệ sao chép ở động vật được tiêm phòng hay không. Còn Dixon cho rằng đây là điều không thể vì virus này rất ổn định về mặt di truyền khi nó được sao chép bởi một DNA polymerase chính xác.

Protein cocktail

Alonso xem xét một loại vaccine tiểu đơn vị dựa trên việc tiêm vaccine protein virus, chẳng hạn như kháng nguyên hoặc protein liên kết với các thụ thể của virus để trở thành một lựa chọn thay thế tốt nhất cho vaccine trong tương lai, dễ dàng thực hiện với số lượng lớn hơn vaccine suy yếu.

Đầu năm 2019, Waithaka Mwangi, một nhà virus học tại Đại học bang Kansas, cùng cộng sự của ông đã phát triển hai loại cocktail kháng nguyên virus khác nhau, được chuyển đến lợn bằng cách vô hiệu hóa một adenovirus bất hoạt ở người. Bằng cách này, virus sẽ lây nhiễm bất kỳ tế bào máu có kháng nguyên nào và bộ máy tổng hợp protein khởi động, từ đó nó đã tổng hợp protein trong tế bào bị nhiễm bệnh. Các protein sau đó được thể hiện trên bề mặt tế bào máu và có thể được hệ thống miễn dịch nhận ra theo cách kích hoạt phản ứng tế bào T cũng như phản ứng kháng thể. Đối với ông, cách tiếp cận này bắt chước một cách hiệu quả cách thức làm suy yếu virus gây ra khả năng miễn dịch, nhưng theo cách an toàn cao hơn.

Tuy nhiên, trong nghiên cứu của ông, cả hai loại cocktail kháng nguyên đều không cho thấy nhiều thành công: Khi được thử thách với một dạng ASFV có độc lực, nhiều động vật đã được tiêm phòng đã không chịu nổi căn bệnh này. Một nghiên cứu của nhóm Dixon sử dụng một cách tiếp cận tương tự, mã hóa kháng nguyên của DNA trong các plasmid DNA và đưa chúng vào lợn bằng cách sử dụng vector virus vaccinia cho thấy rằng tuy việc này có thể làm giảm tải phần nào genome virus, nó vẫn không ngăn được virus gây bệnh, tiếp đó nhân rộng và gây bệnh. Đối với Mwangi, những kết quả này chỉ ra rằng các nhà nghiên cứu vẫn chưa tìm thấy và đạt mục tiêu tìm kiếm các protein virus phù hợp hay tổ hợp phù hợp nhằm tạo ra phản ứng miễn dịch bảo vệ.

Nhóm Alonso hiện đang làm việc để tìm các protein kháng virus hoạt động chống lại ASFV – dựa trên các hợp chất tự nhiên hoặc tổng hợp hoặc các loại thuốc hiện có – mà bà nghĩ sẽ giúp tiết lộ các protein virus phù hợp. Ngoài ra, các hợp chất này có thể được đưa vào thức ăn chăn nuôi như chất bổ sung để giúp tăng khả năng miễn dịch chống lại ASFV.

An toàn sinh học trong vaccine

Đối với Mỹ và châu Âu, phát triển vaccine không phải là ưu tiên cao như ở Trung Quốc đại lục, nơi các nhà khoa học đang làm việc cật lực nhằm nhanh chóng đưa được một loại ra thị trường. Một số nhà nghiên cứu lo lắng rằng các vấn đề an toàn chưa được giải quyết đầy đủ trước khi một ứng viên vaccine được triển khai vào thị trường. Pfeiffer cho biết “Các nhà khoa học đang chịu nhiều áp lực để thực hiện các công đoạn thực nghiệm vaccine một cách đầy đủ nhằm đảm bảo chúng an toàn trước khi được đưa vào sử dụng rộng rãi”.

Phần lớn lợn Trung Quốc nằm rải rác trong các trang trại quy mô nhỏ, chứa ít hơn một trăm con lợn. Những trại này thường có cơ chế kiểm soát an toàn sinh học hạn chế, có rất ít hoặc không có cơ chế kiểm soát để đảm bảo rằng virus không lây truyền qua xe tải, trên quần áo của người vào trang trại hoặc trong thức ăn chăn nuôi. Trong khi đó, virus ASF tồn tại trong thời gian dài. Megan Niederwerder thuộc Đại học bang Kansas, người đứng đầu nghiên cứu cho biết, AS ASVV là một trong những loại virus mạnh, có thể nói là rất mạnh ở các cực trị pH cũng như nhiệt độ, vì vậy nó có thể tồn tại trong thời gian dài và duy trì sự lây nhiễm của nó trong các điều kiện môi trường khác nhau.

Vì lý do đó, Pfeiffer cho rằng vaccine chỉ có thể là giải pháp một phần cho dịch bệnh ASF của Trung Quốc. Ông nói rằng, thật không thực tế để đạt được phạm vi tiêm chủng cần thiết cho sự lây nhiễm. Sự nỗ lực của vaccine phải đi cùng với việc tăng cường an toàn sinh học quanh các trang trại để có hiệu quả, đặc biệt là nếu ASFV đã trở thành đặc hữu ở đó và đã nhiễm bệnh lợn rừng.

Bản tiếng Anh: KATARINA ZIMMER

Tiếng Việt: JPK

Nguồn: https://www.the-scientist.com/news-opinion/scientists-race-to-build-vaccine-for-african-swine-fever–66034