Vắc xin

Truyền thuyết

Vào thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên, vua Mithridate VI mỗi ngày đều uống một lượng nhỏ độc chất cho cơ thể quen dần nhằm đương đầu với nguy cơ bị ám sát. Chuyện kể rằng cách này đã tỏ ra hiệu quả vì về sau, khi Mithridate thất trận và tự sát, liều thuốc độc ông ta uống vào chẳng có ép phê gì.

Ở Trung Quốc, vào khoảng thế kỷ thứ 10, các thầy lang Đạo giáo đã bí mật dùng một kỹ thuật phòng bệnh đậu mùa. Đậu mùa là chứng bệnh hiểm nghèo, nếu không giết chết bệnh nhân thì nó cũng để lại những vết sẹo rỗ trên mặt. Các thầy lang đã lấy vẩy sẹo của người bị bệnh(chứa mầm bệnh), cho vào một chiếc hộp kín rồi giữ ở nhiệt độ nhất định trong một thời gian để giảm độc tính, sau đó nghiền nhỏ thổi vào mũi của người khỏe chưa từng mắc bệnh đậu mùa để ngừa bệnh.

Một phương pháp tương tự cũng được dùng ở Thổ Nhĩ Kỳ vào thế kỷ 18.

Khám phá khoa học

Bỏ qua những huyền thoại lẻ loi và không chắc chắn trên, vắc-xin đầu tiên gắn với tên tuổi của Edward Jenner, một bác sĩ người Anh. Năm 1796, châu Âu đang có dịch đậu mùa, Jenner đã thực hiện thành công thử nghiệm vắc-xin ngừa căn bệnh này. Kinh nghiệm dân gian cho thấy những nông dân vắt sữa bò có thể bị lây bệnh đậu bò, nhưng sau khi khỏi bệnh, họ trở nên miễn nhiễm đối với bệnh đậu mùa. Dựa vào đó, Jenner chiết lấy dịch từ các vết đậu bò trên cánh tay của cô bệnh nhân Sarah Nelmes rồi cấy dịch này vào cánh tay của cậu bé 8 tuổi khỏe mạnh cùng làng tên là James Phipps. Sau đó Phipps đã có những triệu chứng của bệnh đậu bò. 48 ngày sau, Phipps khỏi hẳn bệnh đậu bò, Jenner liền tiêm chất có chứa mầm bệnh đậu mùa cho Phipps, nhưng Phipps không hề mắc căn bệnh này. Cách làm của Jenner xét theo các tiêu chuẩn y đức ngày nay thật không ổn, nhưng rõ ràng đó là một hành động có tính khai phá: đứa trẻ được chủng ngừa đã đề kháng được bệnh.

Thời của Jenner, các virus vẫn chưa được khám phá, còn vi khuẩn tuy đã được tìm ra nhưng vai trò gây bệnh của chúng chưa được biết. Thời điểm 1798, khi Jener công bố kết quả thí nghiệm của mình, người ta chỉ hình dung là có các "mầm bệnh" gây nên sự truyền nhiễm.

Tám mươi năm sau, Louis Pasteur nghiên cứu bệnh tả khi dịch tả đang tàn sát đàn gà. Ông cấy các vi khuẩn tả trong phòng thí nghiệm rồi đem tiêm cho gà: những con bị tiêm chết sạch. Mùa hè năm 1878, ông chuẩn bị một bình dung dịch nuôi cấy vi khuẩn dạng huyền phù, rồi để đó, đi nghỉ mát. Khi trở về, ông lại trích lấy huyền phù đó đem tiêm cho gà. Lần này thì bầy gà chỉ bị bệnh nhẹ rồi cả đàn cùng khỏe lại. Pasteur hiểu ra rằng khi ông đi vắng, đám vi khuẩn trong huyền phù đó đã bị biến tính, suy yếu đi. Ông bèn lấy vi khuẩn tả (bình thường) đem tiêm cho những con gà vừa trải qua thí nghiệm trên và những con chưa hề bị chích vi khuẩn. Kết quả là những con nào từng được chích vi khuẩn (biến tính) thì có khả năng đề kháng lại mầm bệnh, bọn còn lại chết hết. Qua đó, Pasteur đã xác nhận các giả thuyết của Jenner và mở đường cho khoa miễn dịch học hiện đại.

Từ đó, chủng ngừa đã đẩy lùi nhiều bệnh: triệt tiêu bệnh đậu mùa trên toàn cầu, thanh toán gần như hoàn toàn bệnh bại liệt, giảm đáng kể các bệnh sởi, bạch hầu, ho gà, bệnh ban đào, thủy đậu, quai bị, thương hàn và uốn ván v.v. Nguyên tắc vẫn không có gì thay đổi: gây miễn dịch bằng một vi khuẩn hoặc virus giảm độc lực, hoặc với một proteinđặc hiệu có tính kháng nguyên để gây ra một đáp ứng miễn dịch, rồi tạo một trí nhớ miễn dịch đặc hiệu, tạo ra hiệu quả đề kháng cho cơ thể về sau khi tác nhân gây bệnh xâm nhập với đầy đủ độc tính.

Người ta còn hướng tới triển vọng dùng vắc-xin để điều trị một số bệnh còn nan y như ung thư, AIDS v.v.

Tuy nhiên, nhiều bệnh vẫn còn đang thách thức con người, chưa có vắc-xin nào đủ hiệu quả để ngăn ngừa. Trong đó phải kể nhiều bệnh do ký sinh trùng (thí dụ sốt rét, giun, sán), vi khuẩn (lao), virus (cúm, sốt xuất huyết, AIDS v.v.). Một số lý do có thể là các tác nhân gây bệnh biến đổi thường xuyên khiến cho miễn dịch không còn hữu hiệu hoặc thậm chí tấn công ngay vào hệ miễn dịch như trường hợp của HIV v.v. (Đã có lúc bệnh lao được đẩy lùi bằng nhiều biện pháp phối hợp (thuốc, vắc-xin và các biện pháp phòng ngừa khác), nhưng sự xuất hiện của AIDS đã làm cho dịch lao có dịp bùng phát, nhất là tại các nước đang phát triển.)

Ba loại vắc-xin kinh điển

• Vắc-xin bất hoạt là các vi sinh vật độc hại bị giết bằng hóa chất hoặc bằng nhiệt. Thí dụ: các vắc-xin chống cúm, tả, dịch hạch và viêm gan siêu vi A. Hầu hết các vắc-xin loại này chỉ gây đáp ứng miễn dịch không hoàn toàn và ngắn hạn, cần phải tiêm nhắc nhiều lần.
• Vắc-xin sống, giảm độc lực là các vi sinh vật được nuôi cấy dưới những điều kiện đặc biệt nhằm làm giảm đặc tính độc hại của chúng. Vắc-xin điển hình loại này thường gây được đáp ứng miễn dịch dài hạn và là loại vắc-xin được ưa chuộng dành cho người lớn khỏe mạnh. Các vắc-xin ngừa bệnh sốt vàng, sởi, bệnh ban đào và quai bị đều thuộc loại này.
• Các "toxoid" là các hợp chất độc bị bất hoạt trích từ các vi sinh vật (trong trường hợp chính các độc chất này là phương tiện gây bệnh của vi sinh vật). Thí dụ: các vắc-xin ngừa uốn ván và bạch hầu.

Vắc-xin sống ngừa bệnh lao không phải là dòng vi khuẩn lao gây bệnh, mà là một dòng lân cận được gọi là BCG.

Một số loại vắc-xin mới đang nghiên cứu

Các vắc-xin này còn được xem là vắc-xin của tương lai, có 6 hướng phát triển chính hiện nay:

• Sử dụng các phụ gia (adjuvant) mới, nhằm gây ra loại đáp ứng miễn dịch mong muốn. Thí dụ, chất nhôm phosphate và các oligonucleotide chứa CpG demethyl hóa đưa vào vắc-xin khiến đáp ứng miễn dịch phát triển theo hướng dịch thể (tạo kháng thể) thay vì tế bào.
• Vắc-xin khảm: sử dụng một sinh thể quen biết để hạn chế hiện tượng "phản tác dụng", thí dụ dùng virus vaccinia mang một số yếu tố của virus viêm gan B hay virus dại.
• Vắc-xin polypeptidique: tăng cường tính sinh miễn dịch nhờ liên kết tốt hơn với các phân tử MHC: peptide nhân tạo 1/2 giống virus, 1/2 kia gắn MHC; đoạn peptide mô phỏng 1 quyết định kháng nguyên (epitope).
• Anti-idiotype: idiotype là cấu trúc không gian của kháng thể tại vị trí gắn kháng nguyên, đặc hiệu với kháng nguyên tương ứng. Anti-idiotype là các kháng thể đặc hiệu đối với idiotype, do đó anti-idiotype xét về mặt đặc hiệu lại tương tự với kháng nguyên. Vậy, thay vì dùng kháng nguyên X làm vắc-xin, người ta dùng idiotype anti-anti-X.
• Vắc-xin DNA: DNA của tác nhân gây bệnh sẽ được biểu hiện bởi tế bào người được chủng ngừa. Lợi thế của DNA là rẻ, bền, dễ sản xuất ra số lượng lớn nên thích hợp cho những chương trình tiêm chủng rộng rãi. Ngoài ra, vắc-xin DNA còn giúp định hướng đáp ứng miễn dịch: tác nhân gây bệnh ngoại bào được trình diện qua MHC loại II, dẫn đến đáp ứng CD4 (dịch thể và tế bào). Khi kháng nguyên của tác nhân đó được chính cơ thể người biểu hiện, nó sẽ được trình diện qua MHC loại I, lúc này đáp ứng miễn dịch tế bào qua CD8 được kích thích. Tuy nhiên phương pháp này là con dao hai lưỡi bởi lẽ tế bào mang DNA lạ có nguy cơ bị nhận diện là "không ta", sinh ra bệnh tự miễn.
• Sử dụng véc-tơ tái tổ hợp – dùng các vi khuẩn thuần tính hoặc các tế bào trình diện kháng nguyên như tế bào tua được chuyển gen để biểu hiện kháng nguyên mong muốn.

Vắc-xin dùng để điều trị

Một trong những hướng nghiên cứu mới là miễn dịch liệu pháp, bao gồm miễn dịch liệu pháp thụ động và chủ động (tức vắc-xin liệu pháp). Người ta hy vọng là phương pháp này sẽ chữa được những bệnh như ung thư, AIDS và bệnh Alzheimer.

Hạn chế về hiệu quả

Một số vắc-xin rất có hiệu quả, không kể vắc-xin đậu mùa nổi tiếng, thí dụ vắc-xin ngừa bệnh uốn ván, sởi v.v. Một số vắc-xin khác có hiệu quả vừa phải (hiệu quả của BCG chỉ vào khoảng 50%). Ngược lại, có những bệnh đến đầu thế kỷ 21 vẫn chưa có vắc-xin thích hợp (AIDS, sốt rét v.v.). Do vậy, vắc-xin chưa phải là vũ khí vạn năng để đối phó với bệnh tật.

Hiệu quả của vắc-xin cũng khó đánh giá chính xác. Kết quả nghiên cứu trên động vật không thể áp dụng 100% cho loài người, vì những đặc điểm riêng của từng loài. Trên lý thuyết, phương pháp duy nhất để chứng minh hiệu quả là lấy 2 nhóm người, một nhóm được tiêm chủng, một nhóm không rồi truyền mầm bệnh cho cả hai nhóm để xem kết quả. Dĩ nhiên phương pháp này không thể sử dụng được vì trái đạo đức. Do đó, người ta biến hóa đi một chút, cũng chia ra 2 nhóm được chủng và không được chủng như trên nhưng không truyền bệnh mà chỉ quan sát sự nhiễm bệnh qua các ngã thông thường. Hạn chế của phương pháp này là nếu một vắc-xin tỏ ra có hiệu quả, người ta không thể triển khai nghiên cứu trên quy mô rộng để tính chính xác hiệu quả vì như thế một số lớn quần chúng sẽ bị thiệt thòi do không được bảo vệ.

Bởi vậy, khi một vắc-xin được xem là có hiệu quả, người ta đem tiêm chủng cho mọi người và quan sát sự giảm số người mắc bệnh. Tuy nhiên, ngay cả khi một bệnh có chiều hướng giảm xuống, người ta cũng không biết vai trò thật sự của vắc-xin, thí dụ tần suất bệnh lao đã giảm rất nhiều, nhưng vai trò của các biện pháp vệ sinh, cách ly nguồn lây cũng rất đáng kể. (Để hiểu rõ hơn cách đánh giá hiệu quả, xem thêm bài khoa học thống kê.)

Tính kém hiệu quả của vắc-xin có thể biểu hiện về mặt chất (đáp ứng miễn dịch không thích hợp) hoặc về mặt lượng (không có đáp ứng miễn dịch).

Nguyên nhân gây kém hiệu quả về lượng:

• Các "lỗ hổng" trong kho tàng miễn dịch: trên lý thuyết, các tế bào lympho B có thể tạo ra hơn 1012 loại kháng thể đặc hiệu [1], còn lympho T có thể nhận diện trên 1015 kháng nguyên khác nhau , những con số này tuy rất lớn nhưng không phải là vô hạn, hệ miễn dịch không thể chống lại mọi thứ.

• Hiệu quả của vắc-xin còn tùy thuộc vào thời gian bảo vệ: trí nhớ miễn dịch có thể tồn tại suốt đời nhưng sự sản xuất kháng thể thì không nếu không được tái kích thích.

• Đột biến của tác nhân gây bệnh: đây là cơ chế sinh tồn của các tác nhân gây bệnh. Đột biến đẩy hệ miễn dịch vào một cuộc rượt đuổi trường kỳ. Tiêu biểu cho cơ chế này là HIV, virus sốt xuất huyết, virus cúm với nguy cơ đại dịch cúm gia cầm hiện nay.

Nguyên nhân gây kém hiệu quả về chất:

• Vai trò của phụ gia: để giảm tác dụng không mong muốn của vắc-xin, người ta thường tinh lọc các chế phẩm, nhưng có những vắc-xin quá tinh khiết lại trở nên kém hiệu quả. Đó là do hệ miễn dịch muốn được kích hoạt, phải nhận được một tín hiệu báo nguy, tín hiệu này thường không phải là kháng nguyên dùng làm vắc-xin. Để khắc phục, người ta dùng một số loại phụ gia trong chế phẩm vắc-xin. Thí dụ phụ gia Freund, nhôm hyđrôxít, nhôm phosphate hoặc trộn lẫn các văc-xin với nhau.

• Loại phản ứng miễn dịch và hiện tượng chuyển hướng miễn dịch: đối với các tác nhân gây bệnh ngoại bào, đáp ứng miễn dịch dịch thể là thích hợp (loại đáp ứng này được sự hỗ trợ của các tế bào lympho Th1). Ngược lại, đáp ứng miễn dịch tế bào (cần sự hỗ trợ của lympho Th2) lại hữu hiệu cho các tác nhân gây bệnh nội bào. Do đó, nếu vắc-xin gây được đáp ứng miễn dịch nhưng không đúng loại đáp ứng nên có, hiệu quả cũng không được bảo đảm. Th1 và Th2 có xu hướng khắc chế lẫn nhau. Vắc-xin kinh điển có xu hướng tạo đáp ứng Th1. Do đó đối với những bệnh do tác nhân nội bào như nhiễm leishmania, miễn dịch đặc hiệu sau lành bệnh lại tốt hơn vắc-xin, vì vắc-xin lại gây hiệu quả ngược, kiềm hãm phản ứng bảo vệ.

Tai biến khi dùng vắc-xin

Có hai loại tai biến: nhiễm bệnh và các bệnh miễn dịch.

Phương pháp

Chủng ngừa là cho vắc-xin tiếp xúc với hệ miễn dịch. Tùy bản chất ký sinh, bệnh sinh của tác nhân gây bệnh cũng như của chế phẩm vắc-xin mà người ta dùng các phương pháp khác nhau nhằm đạt hiệu quả cao nhất.

• Chủng là cách tạo một vết rạch trên da (cho rớm máu) rồi cho tiếp xúc với vắc-xin. Phương pháp này trước đây được dùng cho vắc-xin đậu mùa và lao.
• Tiêm dưới da, trong da v.v. là phương pháp phổ thông nhất hiện nay, kể cả vắc-xin BCG phòng lao. Không được tiêm vào mạch máu.
• Uống vắc-xin là phương pháp dùng cho vắc-xin Sabin ngừa bệnh bại liệt.

Đánh giá hiệu quả và theo dõi

Trong một số trường hợp, thí dụ sau khi tiêm vắc-xin ngừa viêm gan siêu vi B, người ta còn làm xét nghiệm huyết thanh tìm hiệu giá kháng thể qua đó đánh giá hiệu quả của vắc-xin trên cơ thể người được tiêm (có tạo được đáp ứng miễn dịch hữu hiệu không).

Triển khai

Tổ chức Sức khỏe Thế giới (WHO) đã hỗ trợ nhiều chương trình tiêm chủng mở rộng trên phạm vi toàn cầu trong kế hoạch chăm sóc sức khỏe ban đầu. Trong khuôn khổ các chương trình này, người ta đã đề xuất các lịch tiêm chủng đối với một số bệnh truyền nhiễm nguy hiểm thường gặp.

Một trong những mục tiêu của y sinh học hiện nay là đẩy mạnh nghiên cứu nhằm tìm ra các vắc-xin mới, hiệu quả với giá thành phù hợp cho mục tiêu phổ cập cho mọi người, nhất là đối với những bệnh gây chết người nhiều như sốt rét hay những bệnh nan y như ung thư, AIDS.

Phản đối

Tuy góp phần quan trọng đẩy lui nhiều bệnh dịch, chủng ngừa vẫn bị nhiều ý kiến phản đối, kể từ những chiến dịch tiêm chủng đầu tiên trong lịch sử: [2]. Các ý kiến đó chủ yếu dựa trên các tác dụng không mong muốn của vắc-xin. Trong phần Liên kết ngoài có một số địa chỉ thuộc nhóm này.