Sản phẩm nghiên cứu trong nước
Nhiều năm qua, tại Việt Nam có nhiều đơn vị tham gia nghiên cứu, thử nghiệm các loại vaccine phòng ngừa cúm A/H5N1, ví dụ như Viện Vaccine Nha Trang (sản xuất thành công vaccine cúm A/H5N1 trên phôi gà theo quy trình của WHO, năm 2007), Công ty Vaccine và Sinh phẩm số 1 (sản xuất vaccine cúm A/H5N1 trên tế bào thận khỉ tiên phát với hàm lượng kháng nguyên trong 1 liều là 15µg/0.5ml, thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 3 cho kết quả bảo vệ khá tốt). Tuy nhiên, các thử nghiệm bước đầu cho thấy kháng nguyên cúm A/H5N1 cho đáp ứng miễn dịch chưa thực sự cao, chưa đủ để bảo vệ cho con người khi sử dụng các tá chất truyền thống như Al(OH)3 hoặc AlPO4.
Chitosan là một biopolymer của các gốc glucosamine và N-acetyl glucosamine, được sản xuất từ nguyên liệu như vỏ tôm, cua, mực, vách tế bào nấm; là một polymer có nguồn gốc tự nhiên, không độc, tương hợp sinh học, phân hủy sinh học và có hoạt tính hấp phụ tốt nhờ tính chất polycation. Vì vậy, chitosan và các dẫn xuất của chúng được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y sinh học. Khi làm tá chất cho vaccine, chitosan có hiệu quả trong cảm ứng DTH đặc hiệu kháng nguyên (tá chất chitosan ngoài kích thích tạo ra kháng thể đặc hiệu còn kích thích đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào lympho T). Tuy nhiên, cho đến nay chưa có nghiên cứu nào sử dụng hạt nano và micro chitosan làm tá chất cho vaccine cúm A/H5N1.
Kế thừa các kết quả của đề tài “Nghiên cứu chế tạo hạt nano chitosan làm tá chất miễn dịch cho vắc xin cúm A/H1N1” do trường Đại học Tây Nguyên và Viện Vaccine Nha Trang phối hợp thực hiện năm 2011 và đề tài “Nghiên cứu và sản xuất vaccine cúm A/H5N1 trên tế bào Vero” do Viện Pasteur thực hiện năm 2009 (trong đó, Đại học Tây Nguyên nghiên cứu và sản xuất thành công hạt nano và micro chitosan; Viện Pasteur nghiên cứu sản xuất kháng nguyên cúm A/H5N1 trên tế bào Vero, nghiên cứu quy trình phối trộn kháng nguyên H5N1 với tá chất hạt nano và hạt micro chitosan, nghiên cứu quy trình thử nghiệm các phương pháp gây miễn dịch trên chuột thí nghiệm), nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện quy trình sản xuất hạt nano và hạt micro chitosan bằng hai phương pháp tạo gel ion kết hợp sấy phun và phương pháp sấy phun trực tiếp; quy trình phối trộn kháng nguyên H5N1 với tá chất hạt nano và hạt micro chitosan; quy trình thử nghiệm các phương pháp gây miễn dịch trên động vật. Đề tài được Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM nghiệm thu tháng 7/2017.
Kết quả cho thấy, với quy trình gel ion kết hợp sấy phun, hạt nano chitosan có kích thước trung bình từ 278-1.020 nm, điện thế hạt đạt từ +45 mV đến +50 mV, hình dạng, cấu trúc ổn định. Ở quy trình sấy phun trực tiếp, hạt nano và micro chitosan có dạng cầu, cấu trúc ổn định, đồng đều, kích thước từ 95 - 335 nm. 95-98% kháng nguyên được hấp phụ trên bề mặt hạt nano, micro chitosan. Sản phẩm hạt nano và micro chitosan đã được thử nghiệm tính an toàn sinh học, phân hủy sinh học và khả năng kích thích hệ thống miễn dịch của tế bào. Ưu điểm là hạt có kích thước siêu nhỏ, dễ dàng đi vào tế bào, niêm mạc nên kích thích đáp ứng miễn dịch sớm hơn so với các tá chất thông thường hiện nay. Trên thị trường hiện chưa có sản phẩm thương mại dùng trong y sinh học tương tự.
Kháng nguyên virus cúm A/H5N1 (chủng giảm độc lực NIBRG-14) sau tinh chế được phối trộn với các hạt chitosan kích thước khác nhau (<100, 100-300, 300-500, 500-1.000, 1.000–3.000 nm) cho thấy, hiệu suất hấp phụ kháng nguyên lên tất cả các hạt đều đạt trên 95%. Hàm lượng kháng nguyên tối ưu để phối trộn với hạt nano chitosan cho tính sinh miễn dịch mạnh là 1,5 µg/liều, đối với hạt micro là 3 µg/liều. Các loại vaccine pha chế trong nghiên cứu (hạt nano chitosan + kháng nguyên, hạt micro chitosan + kháng nguyên) được kiểm tra đạt mọi tiêu chuẩn về tính vô trùng (không có mặt vi khuẩn, nấm, tác nhân ngoại lai), độ pH, nội độc tố, protein tổng và tính an toàn chung theo Dược điển châu Âu và Việt Nam IV, 2008.
Kết quả thử nghiệm trên các đường gây đáp ứng miễn dịch khác nhau (như tiêp bắp, tiêm dưới da, nhỏ mũi) cho thấy, vaccine tá chất nano và micro chitosan cho đáp ứng miễn dịch mạnh ở đường tiêm dưới da và tiêm bắp. Đối với đường nhỏ mũi, hạt nano chitosan kích ứng đáp ứng kháng thể IgG và IgA (8/10 chuột thử nghiệm) cao hơn so với hạt micro chitosan (1/10 chuột thử nghiệm). Hạt nano chitosan có hiệu quả trong phát triển vaccine đường nhỏ mũi so với hạt micro chitosan.
Tiềm năng ứng dụng sản xuất vaccine
Theo PGS.TS Nguyễn Anh Dũng (chủ nhiệm đề tài), Việt Nam là một “điểm nóng” của khu vực Đông Nam Á, và là một trong số các quốc gia chịu nhiều thiệt hại nặng nề nhất do virus cúm gia cầm A/H5N1. Dịch cúm A/H5N1 vẫn còn tiềm ẩn nguy cơ, kháng nguyên cúm A/H5N1 kích thích đáp ứng miễn dịch rất thấp trên động vật, vì vậy nghiên cứu sử dụng hạt nano chitosan làm tá chất cho vaccine cúm A/H5N1 là một nghiên cứu cần thiết, có tính ứng dụng và thực tiễn cao.
Đề tài đã làm chủ được công nghệ vật liệu nano sinh học, một công nghệ cao có nhiều ứng dụng trong y sinh. Qua đó, từng bước ứng dụng vật liệu nano và micro sinh học trong sản xuất vaccine cúm A/H5N1 và các sinh phẩm phòng chống virus gây bệnh đường hô hấp.
Hai quy trình sử dụng sấy phun nano trong đề tài giúp dễ thu hồi sản phẩm, hạt có kích thước đồng đều, dễ kiểm soát kích thước hạt theo yêu cầu. Quy trình ứng dụng hạt nano và hạt micro chitosan làm tá chất cho vaccine tăng hiệu quả đáp ứng miễn dịch của vaccine cúm A/H5N1, góp phần kiểm soát dịch và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Ngoài ra, sản phẩm hạt nano chitosan có hiệu quả xâm nhập cao qua niêm mạc mũi, vì vậy có thể ứng dụng sản xuất sản phẩm vaccine dạng xịt qua đường mũi hiệu quả cao, tiện lợi, nhanh chóng. Hiện nhóm nghiên cứu tiếp tục cải tiến, hoàn thiện quy trình, sản phẩm và sẵn sàng chuyển giao cho doanh nghiệp sản xuất vaccine ở quy mô công nghiệp. Dự kiến, kết quả nghiên cứu này có thể chuyển giao cho Viện Vaccine Nha Trang để sản xuất vaccine.
Việc ứng dụng công nghệ hạt nano và micro chitosan nghiên cứu trong nước cho giá thành thấp hơn so với nhập công nghệ, sản phẩm nước ngoài, giúp Việt Nam có thể sớm đưa vaccine cúm A/H5N1 ra ứng dụng để chủ động trong phòng chống dịch cúm A vốn có nguy cơ lan rộng, khó kiểm soát và tỷ lệ tử vong rất cao.
Lam Vân (CESTI)