Đánh giá hiệu quả sau tiêm vaccine ngừa Covid-19

1. Các cấu trúc bền của virus là cơ sở điều chế của vaccine ngừa Covid-19

• Virus Sars-CoV-2 (Covid-19) có 4 cấu trúc protein chính: Protein màng (M-Membrane), protein vỏ (E-Envelope) và protein gai (S-Spike) gắn trên vỏ virus và protein Nucleocapsid (N) gắn dọc theo chuỗi RNA genome của virus tạo cấu trúc xoắn kép giúp đóng gói và ổn định vật chất di truyền. [6,4]
• Các cấu trúc protein này đều quan trọng cho sự tồn tại và phát tác của virus nên rất bền vững và ít đột biến trong quá trình phát triển. Vì vậy, để tránh tình trạng virus có khả năng đột biến, thay đổi nhanh, ảnh hưởng tới hiệu quả của vaccine, các nhà sản xuất thường chọn các thành phần bền vững này làm cơ sở điều chế vaccine. [6,7]

Ảnh 1. Cấu trúc virus SARS-CoV-2

• Protein S/protein gai – Spike protein – là một protein bề mặt virus, có vai trò trong quá trình xâm nhập của virus Sars-CoV-2. Protein gồm 2 tiểu phần chính S1 và S2. Trong đó, tiểu phần S1 chứa vùng RBD (Receptor-Binding Domain) là vùng trực tiếp nhận diện thụ thể ACE2 trên bề mặt tế bào vật chủ, tạo phức hợp RBD/ACE2. Phức hợp này thúc đẩy quá trình xâm nhập của virus Sars-Cov-2 với tế bào vật chủ. Vì vậy, protein S nói chung và vùng RBD nói riêng là chìa khóa cho các vaccine ngừa Covid-19 phổ biến nhất hiện nay.[3,4,6]

Ảnh 2. SARS-CoV-2 nhận biết tế bào chủ qua thụ thể ACE2 nhờ vùng RBD trên protein gai

2. Cơ chế hoạt động của các vaccine đang lưu hành phổ biến tại Việt Nam

Tính tới thời điểm hiện tại, Bộ Y tế đã cấp phép sử dụng cho 7 loại vaccine Covid:

Trong 7 loại vaccine đã được cấp phép tại Việt Nam, có 5 vaccine sử dụng nguyên lý đưa đoạn mã hóa toàn bộ protein gai vào cơ thể, từ đó cơ thể sẽ tổng hợp protein gai, hệ miễn dịch sẽ tạo ra các đáp ứng miễn dịch đối với protein gai của virus. Riêng Verocell và Hayat-Vax là loại vaccine chứa virus toàn phần đã bất hoạt. Khi tiêm hai loại vaccine này, cơ thể sẽ không bị nhiễm Covid-19 do virus đã được bất hoạt nhưng vẫn có khả năng tạo ra miễn dịch với virus. [3] 

Sau khi tiêm vaccine, một trong những đáp ứng miễn dịch quan trọng đó là sự sản sinh kháng thể kháng lại virus. Với 7 loại vaccine đang lưu hành tại Việt Nam hiện nay, các kháng thể tạo ra sẽ có khả năng kháng lại protein gai của virus. Khi kháng thể được sinh ra có khả năng ngăn chặn sự nhận biết và xâm nhập của virus đối với tế bào vật chủ, chúng được gọi là kháng thể trung hòa. Các kháng thể có khả năng nhận biết vùng RBD trên protein gai sẽ ngăn chặn virus Sars-CoV-2 nhận biết và xâm nhập vào tế bào nên có tính chất trung hòa này. Lưu ý rằng, có thể có các kháng thể kháng vào các vùng khác trên virus cũng có tính chất trung hòa. [5,7]

3. Đánh giá hiệu quả của vaccine

Để đánh giá hiệu quả của vaccine, người ta có thể dùng nhiều biện pháp, xét nghiệm khác nhau để định tính và định lượng kháng thể tạo ra sau khi tiêm vaccine. Khi một người tiêm vaccine hoặc bị nhiễm virus đều sẽ sản sinh ra kháng thể kháng lại virus. Việc phát hiện kháng thể sau tiêm là dấu hiệu cho thấy cơ thể đang hình thành các đáp ứng miễn. Đặc biệt, việc cơ thể tạo ra kháng thể trung hòa được coi là một trong những dấu hiệu quan trọng của việc cơ thể đã có miễn dịch với virus.

Một số phương pháp dùng để đánh giá kháng thể sau tiêm: 

● Kỹ thuật sắc ký miễn dịch: Đây là test nhanh định tính kháng thể trong máu toàn phần/huyết thanh/huyết tương với kỹ thuật đơn giản, cho kết quả nhanh dưới 1 giờ. Tuy nhiên phương pháp này thường không phát hiện được kháng thể trung hòa và chủ yếu được sử dụng để sàng lọc trong quá trình điều tra dịch tễ. Những người đã tiêm vaccine hoặc đã nhiễm virus đều sẽ sản sinh kháng thể kháng lại virus và cho kết quả dương tính với test nhanh.
● Kỹ thuật ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay): là một kỹ thuật sinh hóa miễn dịch phổ biến, đặc biệt, có khả năng phát hiện kháng thể trung hòa. Hiện nay, ELISA là kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất để xác định kháng thể trung hòa với virus Covid-19. Nguyên lý chung của các kit này dựa trên việc phát hiện kháng thể kháng vùng RBD. Mẫu huyết thanh/huyết tương của người cần xét nghiệm được ủ với protein RBD có gắn HRP. HRP (Horseradish peroxidase) là một enzyme khi kết hợp với cơ chất TMB (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine) có thể tạo ra màu vàng với tín hiệu có thể đo được ở bước sóng 450nm. 

Sau khi mẫu huyết thanh/ huyết tương với HRP-RBD, mẫu xét nghiệm được tra vào giếng phủ một lớp thụ thể ACE2. Nếu trong mẫu huyết thanh/huyết tương có kháng thể trung hòa, kháng thể đó sẽ bám vào vùng RBD, khiến cho phức hợp HRP-RBD không thể bám vào ACE2 và bị rửa trôi ở bước kế tiếp.  Cuối cùng, giếng phản ứng được thêm cơ chất TMB. Nếu mẫu có kháng thể trung hòa, HRP-RBD bị rửa trôi và không tạo được phản ứng, không ghi nhận màu vàng và tín hiệu ở bước sóng 450nm. Nếu đo được tín hiệu có nghĩa người xét nghiệm chưa có kháng thể trung hòa. [2]

● Một số các kỹ thuật sinh hóa miễn dịch khác cũng đang được nghiên cứu phát triển để xác định đánh giá kháng thể kháng virus Covid-19 như CLIA (chemiluminescence immunoassay); CMIA (Chemiluminescent Microparticle Immunoassays)…

● Ngoài ra, một số xét nghiệm như sVNT (SARS-CoV-2 surrogate virus neutralization test) và  PRNT(Plaque reduction neutralization test) có sử dụng virus trong thí nghiệm và chỉ được dùng ở cấp độ nghiên cứu và đánh giá hiệu quả trong quá trình phát triển và thử nghiệm vaccine. 

Tuy đã có các kit xét nghiệm để kiểm tra sự xuất hiện của kháng thể/ kháng thể trung hòa sau tiêm vaccine ngừa Covid-19, hiện tại chưa có khuyến cáo về việc kiểm tra hiệu quả vaccine sau tiêm từ WHO hay Bộ Y Tế. Cần thêm các nghiên cứu khoa học để chỉ ra đâu là ngưỡng cutoff nồng độ kháng thể để kết luận một người đã đạt miễn dịch và an toàn trước virus SARS-CoV-2. Vì vậy, người dân vẫn cần tiêm đủ 2 mũi vaccine và thực hiện đầy đủ các biện pháp 5K của Bộ Y Tế để đảm bảo an toàn cho bản thân, gia đình và cộng đồng.

T/g: ThS. Nguyễn Quỳnh Anh (Trung tâm R&D, Công ty Cổ phần Phân tích Dịch vụ Di truyền GENTIS)

Tài liệu tham khảo:

1. 6 Loại vaccine phòng COVID-19 đã được cấp phép tại Việt Nam - TIN liên quan. Cổng thông tin Bộ Y tế Available at: https://moh.gov.vn/tin-lien-quan/-/asset_publisher/vjYyM7O9aWnX/content/6-loai-vaccine-phong-covid-19-a-uoc-cap-hep-tai-viet-nam. (Accessed: 30th August 2021) 

2. cPass™ technology. COVID-19 Detection | cPass™ Kit Technology Available at: https://www.genscript.com/covid-19-detection-cpass.html. (Accessed: 30th August 2021) 

3. Dai, L. & Gao, G. Viral targets for vaccines against COVID-19. Nature Reviews Immunology 21, 73–82 (2020). 

4. Hu, B., Guo, H., Zhou, P. & Shi, Z.-L. Characteristics of sars-cov-2 and covid-19. Nature Reviews Microbiology 19, 141–154 (2020). 

5. Khoury, D. S. et al. Neutralizing antibody levels are highly predictive of immune protection from symptomatic sars-cov-2 infection. Nature Medicine 27, 1205–1211 (2021). 

6. Mittal, A. et al. COVID-19 Pandemic: Insights INTO structure, function, AND hace2 receptor recognition by SARS-CoV-2. PLOS Pathogens 16, (2020). 

7. Yang, Y. & Du, L. Sars-cov-2 spike protein: A key target for eliciting persistent neutralizing antibodies. Signal Transduction and Targeted Therapy 6, (2021).