Hiện nay có 7 loại vắc-xin chính, bao gồm: vắc-xin sống, giảm độc; vắc-xin bất hoạt; vắc-xin vô bào; vắc-xin giải độc tố; vắc-xin cộng hợp; vắc-xin DNA và vắc-xin vector tái tổ hợp. Các loại vắc-xin có cách hoạt động và bào chế như thế nào?
Bạn thường nghe bác sĩ khuyến cáo nên tiêm phòng vắc-xin cho trẻ? Bạn thắc mắc tại sao phải tiêm nhiều loại vắc-xin như thế? Rốt cuộc thì có bao nhiêu loại vắc-xin? Mỗi loại vắc-xin đó có đặc điểm và được điều chế như thế nào? Hãy cùng Chúng tôi tìm hiểu nhé!
Tìm hiểu chung về các loại vắc-xin
Các nhà khoa học đã thực hiện nhiều cách tiếp cận trong việc điều chế vắc-xin chống lại các vi sinh vật. Những lựa chọn này chủ yếu dựa trên các đặc điểm của vi sinh vật như cách thức lây nhiễm vào tế bào và cách phản ứng của hệ miễn dịch đối với vi sinh vật, cũng như cân nhắc đến tính thực hành của vắc-xin (ví dụ như vắc-xin có thể áp dụng ở khu vực nào trên thế giới). Dưới đây là các loại vắc-xin mà các nhà nghiên cứu đang theo đuổi:
- Vắc-xin sống, giảm độc;
- Vắc-xin bất hoạt;
- Vắc-xin vô bào;
- Vắc-xin giải độc tố;
- Vắc-xin cộng hợp;
- Vắc-xin DNA;
- Vắc-xin vector tái tổ hợp.
Vắc-xin sống, giảm độc là gì?
Vắc-xin sống, giảm độc chứa các vi sinh vật sống đã được làm yếu đi trong phòng thí nghiệm để chúng không còn khả năng gây bệnh. Do vắc-xin sống, giảm độc lực là dạng gần với nhiễm trùng tự nhiên nhất nên các vắc-xin này được xem là “người thầy” tốt cho hệ thống miễn dịch: loại vắc-xin này kích thích các kháng thể phản ứng và thường giúp cơ thể có khả năng miễn dịch lâu dài chỉ với một hoặc hai liều vắc-xin.
Hạn chế của loại vắc-xin này
Mặc dù vắc-xin sống, giảm độc có nhiều ưu điểm song cũng có những hạn chế.
♦ Trong tự nhiên, bản thân các sinh vật sống có sự thay đổi hoặc đột biến và các sinh vật trong vắc-xin sống, giảm độc cũng y như vậy. Các vi sinh vật trong vắc-xin giảm độc rất có khả năng chuyển thành dạng có độc lực và gây bệnh, tuy khả năng này rất nhỏ. Không phải ai cũng có thể tiêm vắc-xin sống, giảm độc lực. Vì lý do an toàn, những người có hệ miễn dịch yếu hoặc bị tổn thương bởi việc điều trị hóa chất hoặc bị nhiễm HIV không nên dùng vắc-xin sống.
♦ Một hạn chế khác là vắc-xin sống giảm độc thường cần được bảo quản lạnh mới có thể giữ được hoạt tính. Nếu vắc-xin cần được vận chuyển ra nước ngoài và bảo quản bởi nhân viên y tế thì vắc-xin sống không phải là lựa chọn tốt nhất.
Đối với một số loại virus, vắc-xin sống, giảm độc tương đối dễ bào chế. Ví dụ như vắc-xin sởi, quai bị và thủy đậu được bào chế theo phương pháp này. Virus là các sinh vật đơn giản chứa một lượng gen khá nhỏ, vì vậy các nhà khoa học có thể kiểm soát được đặc tính của chúng. Các virus thường bị suy giảm độc lực khi nuôi cấy trên các tế bào có khả năng hạn chế hoạt động sinh sản của chúng. Khi virus thay đổi để thích nghi với môi trường mới, chúng trở nên yếu đi so với hệ miễn dịch tự nhiên của con người.
Các vắc-xin sống, giảm độc đối với vi khuẩn lại khó bào chế hơn. Vi khuẩn có rất nhiều gen và vì vậy chúng khó bị kiểm soát hơn. Các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu vắc-xin sống ở vi khuẩn có thể sẽ sử dụng công nghệ tái tổ hợp DNA để loại bỏ một số gen quan trọng. Phương pháp này đã được sử dụng để tạo vắc-xin từ vi khuẩn gây bệnh tả vibrio cholera.
Vắc-xin bất hoạt là gì?
Các nhà khoa học sản xuất vắc-xin bất hoạt bằng cách giết các vi sinh vật gây bệnh bằng hóa chất, nhiệt hoặc tia xạ. Các vắc-xin này ổn định và an toàn hơn vắc-xin sống do các vi sinh vật chết không thể đột biến trở lại dạng gây bệnh. Vắc-xin bất hoạt thường không cần phải bảo quản lạnh và có thể dễ dàng được bảo quản và di chuyển ở dạng đông khô, do đó dễ vận chuyển hơn ở các nước đang phát triển.
Hạn chế của loại vắc-xin này
Tuy nhiên, đa số vắc-xin bất hoạt kích thích hệ miễn dịch yếu hơn vắc-xin sống. Vì vậy, loại vắc-xin này thường được tiêm thành nhiều liều hoặc tiêm nhắc để duy trì tính miễn dịch. Điều này có thể gây khó khăn cho những nơi người dân không có điều kiện tiếp cận chăm sóc y tế thường xuyên và không thể tiêm nhắc đúng lịch.
Vắc-xin vô bào là gì?
Thay vì chứa toàn bộ vi sinh vật, vắc-xin vô bào chỉ bao gồm thành phần kháng nguyên có thể kích thích hệ miễn dịch một cách tốt nhất. Trong một số trường hợp, vắc-xin này sử dụng các epitop – phần đặc biệt của kháng nguyên mà kháng thể hoặc tế bào lympho T nhận biết và gắn vào. Vắc-xin vô bào không có đủ tất cả các phân tử cấu tạo nên vi trùng mà chỉ chứa các kháng nguyên cần thiết, do đó khả năng phản tác dụng của loại vắc-xin này thấp hơn so với những loại vắc-xin khác.
Vắc-xin vô bào có thể chứa từ 1 tới hơn 20 kháng nguyên. Việc xác định xem kháng nguyên nào kích thích hệ miễn dịch tốt nhất là một quá trình đòi hỏi sự tỉ mỉ và tốn thời gian. Tuy nhiên, khi đã làm được điều đó thì các nhà khoa học có thể chế tạo vắc-xin vô bào theo 1 trong 2 cách sau:
- Nuôi cấy vi sinh vật trong phòng thí nghiệm và sau đó sử dụng hóa chất để phân giải vi sinh vật và thu thập các kháng nguyên cần thiết;
- Bào chế các phân tử kháng nguyên từ vi sinh vật bằng kỹ thuật tái tổ hợp DNA. Vắc-xin được bào chế theo cách này gọi là “vắc-xin vô bào tái tổ hợp”.
Vắc-xin ngừa virus viêm gan B được chế tạo theo kỹ thuật tái tổ hợp DNA. Các nhà khoa học đưa đoạn gen của virus viêm gan B có chứa kháng nguyên quan trọng vào trong 1 loại nấm men bánh mì. Sau đó các nhà khoa học sẽ thu thập kháng nguyên do nấm men sản sinh và làm sạch chúng để sử dụng trong vắc-xin. Các nghiên cứu về vắc-xin vô bào tái tổ hợp cho virus viêm gan C vẫn đang được tiến hành.
Vắc-xin giải độc tố là gì?
Vắc-xin giải độc tố có thể phòng ngừa các vi khuẩn bài tiết độc tố hoặc các chất hóa học có hại. Các bác sĩ thường sử dụng vắc-xin này khi nguyên nhân chính gây bệnh là các độc tố do vi khuẩn tiết ra. Các nhà khoa học nhận thấy họ có thể bất hoạt độc tố bằng cách dùng formalin, một dung dịch pha lẫn formaldehyde và nước cất. Dung dịch này rất an toàn khi dùng để điều chế vắc-xin.
Khi tiếp nhận vắc-xin chứa giải độc tố, hệ miễn dịch sẽ học cách tự chống lại độc tố và sản xuất ra các kháng thể trung hòa độc tố. Vắc-xin bạch hầu và uốn ván là các ví dụ điển hình khi nhắc đến vắc-xin giải độc tố.
Vắc-xin tổng hợp là gì?
Nếu một vi khuẩn có lớp áo ngoài chứa các phân tử đường polysaccharide thì các nhà khoa học có thể cố gắng tạo ra 1 loại vắc-xin tổng hợp. Lớp áo polysaccharide giúp ngụy trang kháng nguyên của vi khuẩn nhằm đánh lừa hệ miễn dịch non yếu của trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ. Vắc-xin tổng hợp, một dạng đặc biệt của vắc-xin vô bào, có thể có hiệu quả trong việc giải quyết vấn đề này.
Để chế tạo vắc-xin tổng hợp, các nhà khoa học sẽ gắn kháng nguyên hoặc giải độc tố của vi sinh vật mà hệ miễn dịch của trẻ sơ sinh có thể nhận biết với polysaccharide. Sự kết nối này giúp hệ miễn dịch non yếu có thể phản ứng với lớp vỏ polysaccharide và chống lại vi khuẩn gây bệnh.
Vắc-xin haemophilus influenzae loại B (Hib) là ví dụ của loại vắc-xin tổng hợp.
Vắc-xin DNA là gì?
Các nhà khoa học có thể tạo ra vắc-xin DNA chống lại vi sinh vật sau khi đã phân tích được gen của chúng.
Mặc dù vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm, vắc-xin DNA này cho thấy tiềm năng rất lớn và một số loại đã được thử nghiệm trên người. Vắc-xin DNA đã đưa việc tiêm chủng lên một trình độ công nghệ mới. Các vắc-xin này không quan tâm đến cơ thể vi sinh vật cũng như các thành phần của chúng mà tập trung vào thành phần quan trọng nhất: vật chất di truyền của vi sinh vật. Cụ thể, vắc-xin DNA sử dụng các gen cấu thành tất cả các kháng nguyên quan trọng.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy khi các gen kháng nguyên vi sinh vật được đưa vào cơ thể thì một số tế bào sẽ tiếp nhận các DNA này. Sau đó DNA sẽ giúp các tế bào này tổng hợp nên các phân tử kháng nguyên. Các tế bào tiết ra kháng nguyên trên bề mặt và giúp kích thích hệ thống miễn dịch khi cần thiết.
Vắc-xin DNA chống lại các vi sinh vật sẽ tạo ra phản ứng kháng thể mạnh đối với các kháng nguyên tự do được tế bào tiết ra và vắc-xin cũng kích thích phản ứng miễn dịch của tế bào chống lại các kháng nguyên trên bề mặt tế bào. Vắc-xin DNA không gây bệnh vì chúng không chứa vi sinh vật mà chỉ sao chép lại một số gen của chúng. Ngoài ra, giá thành của vắc-xin DNA tương đối rẻ và dễ bào chế.
Vắc-xin DNA trần là vắc-xin chứa DNA được đưa trực tiếp vào trong cơ thể. Vắc-xin này có thể được tiêm vào cơ thể bằng kim tiêm và xy lanh hoặc dụng cụ không có kim tiêm sử dụng khí áp lực cao để đưa các hạt vàng siêu nhỏ phủ DNA trực tiếp vào trong tế bào. Thỉnh thoảng, DNA được trộn cùng các phân tử giúp các tế bào tiếp nhận chúng dễ dàng hơn. Vắc-xin DNA trần đang được thử nghiệm trên người để chống lại virus gây cúm và mụn rộp.
Vắc-xin vector tái tổ hợp là gì?
Vắc-xin vector tái tổ hợp là loại vắc-xin đang được thử nghiệm tương tự như vắc-xin DNA. Tuy nhiên, loại vắc-xin này sử dụng virus hoặc vi khuẩn đã được làm giảm độc lực để đưa DNA vào trong tế bào cơ thể người. Từ “vector” là để ám chỉ các virus hoặc vi khuẩn đóng vai trò vật chủ.
Trong tự nhiên, các virus bám vào tế bào và đưa vật chất di truyền của chúng vào trong tế bào. Trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đã “lợi dụng” quá trình này để bào chế vắc-xin. Cụ thể, các nhà khoa học đã tìm ra cách chèn thêm đoạn vật chất di truyền của vi sinh vật khác vào đoạn gen của virus vô hại. Sau đó virus sẽ mang DNA tới các tế bào trong cơ thể. Vắc-xin vector tái tổ hợp mô phỏng quá trình nhiễm trùng tự nhiên, do đó có khả năng kích thích hệ miễn dịch rất hiệu quả.
Vi khuẩn giảm độc lực cũng có thể được sử dụng làm vector. Trong trường hợp này, vật chất di truyền chèn vào làm vi khuẩn biểu lộ kháng nguyên của vi sinh vật khác trên bề mặt của chúng. Nhờ vậy, vi khuẩn vô hại sẽ “bắt chước” vi sinh vật gây hại và kích thích phản ứng miễn dịch.
Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục nghiên cứu vắc-xin vector tái tổ hợp bằng vi khuẩn và virus cho HIV, dại và sởi.
Qua bài viết trên, Chúng tôi hy vọng đã giúp bạn hiểu rõ hơn về các loại vắc-xin cũng như cách bào chế chúng.