Không giống như các công nghệ tương đối mới dựa trên mRNA hay vector, vaccine dựa trên protein đã được sử dụng hàng thập kỷ để bảo vệ mọi người khỏi bệnh viêm gan, bệnh zona và các bệnh nhiễm virus khác. Để tạo ra phản ứng miễn dịch bảo vệ, những mũi tiêm này dẫn truyền các protein, cùng với các chất bổ trợ (adjuvant) kích thích miễn dịch, trực tiếp đến các tế bào của một người, thay vì một đoạn mã di truyền mà tế bào phải đọc để tự tổng hợp các protein.

Mặc dù vaccine protein vẫn chưa được sử dụng rộng rãi cho COVID-19, dữ liệu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn cuối cho đến nay có vẻ hứa hẹn và chứng minh khả năng bảo vệ mạnh mẽ với ít tác dụng phụ hơn so với các loại vaccine COVID-19 khác thường gây ra.

Sau nhiều tháng thất bại trong việc kiểm soát chất lượng và trì hoãn sản xuất, các giám đốc điều hành của công ty công nghệ sinh học Novavax ở Gaithersburg, Maryland, cho biết họ đã sẵn sàng để nộp đơn đăng ký loại vaccine dựa trên protein mà công ty chờ đợi từ lâu cho các cơ quan quản lý dược phẩm của Mỹ trước cuối năm nay. Trong khi đó, các nhà sản xuất vaccine ở châu Á – Clover Biopharmaceuticals, có trụ sở tại Thành Đô, Trung Quốc; Biological E ở Hyderabad, Ấn Độ; và Nanogen trụ sở tại thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam – cũng đang trong quá trình nộp đơn lên các cơ quan quốc gia có thẩm quyền.

Cho đến nay, tỉ lệ người dân ở các nước thu nhập thấp đã được tiêm vaccine COVID-19 vẫn còn thấp. Vaccine dựa trên protein – với chi phí rẻ trong quy trình sản xuất cùng lợi thế về chuỗi cung ứng, bao gồm tính ổn định với nhiệt độ ở phạm vi rộng – có thể giúp thu hẹp khoảng cách tiêm chủng giữa các nước giàu và nghèo.

Bản chất chậm chạp

Từ những ngày đầu phản ứng với đại dịch, các nhà nghiên cứu đã dự đoán rằng các thiết kế dựa trên protein sẽ chậm hơn so với các công nghệ vaccine khác.

Quy trình sản xuất các loại protein tinh khiết ở quy mô lớn – sử dụng các tế bào biến đổi gen từ động vật có vú, côn trùng hoặc vi sinh vật – bao gồm nhiều bước, mỗi bước phải được tối ưu hóa để tạo ra một loại protein cụ thể. Hầu hết các vaccine protein đang được thử nghiệm đều được chế tạo dựa trên một số phiên bản protein gai của coronavirus SARS-CoV-2, giúp virus xâm nhập vào tế bào.

Để so sánh, các thử nghiệm quy mô lớn từ Novavax và Clover cung cấp dữ liệu về độ hiệu quả. Theo một bài báo chưa được bình duyệt công bố vào tháng trước, mũi tiêm Novavax cung cấp khả năng bảo vệ hơn 90% chống lại COVID-19 có triệu chứng trong một nghiên cứu 30.000 người được hoàn thành vào đầu năm – trước khi biến thể Delta xuất hiện, khi chỉ có những dạng nhẹ hơn của virus.

BẢNG: Một số vaccine protein đang trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng

Clover đã báo cáo kết quả hiệu lực chỉ có 67% đối với COVID-19 có triệu chứng ở bất kỳ mức độ nghiêm trọng nào – nhưng con số này có lẽ bị giảm đi do vaccine được thử nghiệm trên quần thể với nhiều chủng SARS-CoV-2, bao gồm các biến thể Delta và Mu. Cả hai loại vaccine từ Novavax và Clover đều tạo ra mức độ kháng thể ngang bằng so với các mũi mRNA, vốn đã nổi lên như một trong những loại có hiệu quả nhất trong đại dịch.

Kết quả cho thấy việc chế tạo vaccine COVID-19 sử dụng protein “không phải là một cách tiếp cận kém chất lượng chỉ vì nó mất nhiều thời gian hơn”, Ryan Spencer cho biết.

Các liều tiêm cũng được xem là an toàn. Hiện trên khắp thế giới, không có vaccine đang được thử nghiệm lâm sàng nào trong số 50 loại dựa trên protein gây ra bất kỳ tác dụng phụ nghiêm trọng nào. Thậm chí nhiều phản ứng thường gây ra bởi mRNA hoặc vector virus – đau đầu, sốt, buồn nôn và ớn lạnh – đã được chứng minh là ít phổ biến hơn đối với vaccine dựa trên protein. Ví dụ, ít hơn 1% số người được tiêm mũi protein từ Tổng công ty sinh học vaccine Medigen của Đài Loan, thành phố Đài Bắc, đã phát sốt trong các nghiên cứu lâm sàng.

Khác biệt về thiết kế

Tuy nhiên, ngay cả khi một loại vaccine dựa trên protein thành công – cả về hiệu suất lẫn việc tìm kiếm thị trường – thì cũng không thể nhận định rằng tất cả chúng đều sẽ làm được.

Thứ nhất, dạng protein gai giữa các sản phẩm được triển khai là rất khác nhau. Một số sử dụng các protein đơn lẻ, hoặc bộ ba, một số khác dùng protein đột biến có chiều dài đầy đủ, hay chỉ là một đoạn nhỏ. Một vài loại protein trôi nổi tự do, một số protein khác lại được đóng gói với nhau thành các hạt nano.

Chúng cũng được sản xuất bằng cách sử dụng các loại tế bào khác nhau (Bảng). Công ty Novavax và Sanofi/GSK sử dụng các tế bào từ loài sâu bướm mùa thu (Spodoptera ridgiperda), một loại bướm đêm, để tổng hợp protein; các công ty Clover, Medigen, hay Nanogen dựa trên tế bào buồng trứng của chuột hamster, một yếu tố chính trong sản xuất liệu pháp kháng thể của ngành công nghệ sinh học. Thêm vào đó, các ứng cử viên hàng đầu dựa vào các adjuvant khác nhau, mỗi loại sẽ thúc đẩy hệ thống miễn dịch theo cách riêng của nó, dẫn đến các phản ứng vaccine khác nhau.

Kết quả thử nghiệm giai đoạn III có thể hỗ trợ cho các chương trình thực hiện liều tăng cường ở các nước giàu có, nơi phần lớn dân số đã được tiêm chủng. Mặc dù các mũi mRNA hiện đang được sử dụng như liều tăng cường ở nhiều nơi trong số này, nhưng những lo ngại về khả năng dung nạp có thể khiến mọi người tìm kiếm các loại vaccine dựa trên protein một khi chúng có sẵn. Các thử nghiệm đánh giá cách tiếp cận này là an toàn và hiệu quả hiện đang được thực hiện.

Thu hẹp khoảng cách công bằng

Một khi được cấp phép, các mũi tiêm protein cũng được kỳ vọng sẽ nhanh chóng giải quyết tình trạng thiếu hụt nguồn cung khiến nỗ lực tiêm chủng cho các quốc gia có thu nhập thấp bị cản trở. Ví dụ như Novavax và Clover đã cam kết tài trợ hàng trăm triệu liều vào năm tới cho COVAX, một sáng kiến toàn cầu được tạo ra để phân phối vaccine khắp thế giới.

Cộng đồng y tế toàn cầu cũng đã tranh luận rằng việc tiếp cận công bằng với vaccine COVID-19 có thể đạt được thông qua việc sản xuất nội địa các mũi tiêm tại các nước kém phát triển hơn khu vực Nam bán cầu (Nam Mỹ, châu Phi và châu Á). Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu nên hướng đến các hệ thống sản xuất đơn giản, rẻ tiền mà các nhà sản xuất ở các nước có thu nhập thấp hơn có thể dễ dàng thực hiện, Christopher Love, kỹ sư hóa học tại Viện Công nghệ Massachusetts ở Cambridge, cho biết.

Thời gian đầu trong cơn khủng hoảng về COVID-19, các nền tảng vaccine như mRNA mang lại lợi thế về tốc độ, Ralf Clemens, cố vấn khoa học của Clover cho biết. Nhưng giờ đây, làn sóng vaccine dựa trên protein đang tới, ông nói, chúng sẽ có nhiều thứ để cung cấp hơn – và về lâu dài khi nói đến việc bảo vệ thế giới chống lại sự lây nhiễm coronavirus, “Tôi nghĩ chúng sẽ chiếm ưu thế”.