I. ĐẠI CƯƠNG VỀ VACCINE

1.1.  Định nghĩa.

Theo quan điểm trước đây, vaccine là một chế phẩm sinh học trong đó chứa chính mầm bệnh hoặc kháng nguyên của mầm bệnh gây ra một bệnh truyền nhiễm nào đó cần  phòng (nếu là mầm bệnh thì phải được giết hoặc làm nhược độc bởi các yếu tố vật lý, hóa học và sinh vật học). Khi sử dụng cho động vật, vaccine tạo ra một đáp ứng miễn dịch chủ động giúp động vật chống lại được sự xâm nhiễm của mầm bệnh tương ứng.

Theo cách hiểu trên, vaccine là những chế phẩm từ vi sinh vật hoặc ký sinh trùng. Nhưng ngày nay, nó không chỉ là những chế phẩm từ vi sinh vật mà còn được làm từ các vật liệu sinh học (không vi sinh vật). Như vậy, vaccine hiện nay được hiểu với khái niệm rộng hơn: Vaccine là chế phẩm sinh học chứa kháng nguyên có thế tạo cho cơ thể cho một đáp ứng miễn dịch và được dùng với mục đích phòng bệnh hoặc với mục đích khác.

1.2.  Thành phần vaccine.

Vaccine có hai thành phần chính là: Kháng nguyên và chất bổ trợ.

1.2.1. Kháng nguyên.

Kháng nguyên là những chất khi đưa vào cơ thể sẽ kích thích cơ thể sản sinh ra kháng thể dịch thể và tế bào mẫn cảm đặc hiệu chống lại sự xâm nhập và gây bệnh của mầm bệnh.

Khả năng kích thích sinh miễn dịch của kháng nguyên gọi là tính kháng nguyên. Tính kháng nguyên của một vaccine mạnh hoặc yếu phụ thuộc vào tổng số nhóm quyết định kháng nguyên, trọng lượng phân tử, thành phần hóa học, cấu trúc lập thể và khả năng tích điện của các phân tử kháng nguyên. Một kháng nguyên ngoài tính kháng nguyên mạnh cần có tính đặc hiệu cao để tạo được phòng vệ tốt cho cơ thể. Tính đặc hiệu phụ thuộc vào tính chất và cấu trúc của các nhóm quyết định tính kháng nguyên.

Kháng nguyên để chế tạo vaccine có thể là kháng nguyên của vi sinh vật, thành phần các yếu tố gây bệnh của vi sinh vật, DNA, protein tái tổ hợp.

1.2.2. Chất bổ trợ.

Chất bổ trợ là những hợp chất được thêm vào trong vaccine nhằm làm tăng khả năng kích thích miễn dịch và tăng hiệu lực của vaccine.

Theo Bahneman (1990), chất bổ trợ có ba tác dụng:

·        Hấp thu và lưu giữ kháng nguyên trong cơ thể lâu hơn, không bài thải nhanh kháng nguyên.

·        Tạo kích thích đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu của cơ thể.

·        Giảm kích thích phản ứng của độc tố (nếu có) trong vaccine đối với cơ thể.

Dựa vào bản chất, thành phần cấu tạo của chất bổ trợ, có thể phân loại chất bổ trợ theo các nhóm sau:

·        Chất bổ trợ vô cơ: Gồm các muối nhôm, than hoạt tính, Alumin Hydroxit, Sunfat Alumin Kali,… Trong đó, trong thú y hay sử dụng Sunfat Alumin Kali (keo phèn) trong các vaccine vi khuẩn vô hoạt.

·        Chất bổ trợ hữu cơ: Gồm các loại dầu thực vật như hướng dương, lạc, ô liu, các loại mỡ động vật,…

·        Chất bổ trợ là vi sinh vật: Thường dùng là xác của một số loài vi khuẩn như M. tuberculosis hay Salmonella typhimurium. Cũng có thể là nội độc tố của vi khuẩn như Lipopolysaccharide.

1.3.  Cơ chế hoạt động của vaccine.

            Hoạt động của vaccine được thực hiện dựa trên cơ sở của đáp ứng miễn dịch đặc hiệu tiên phát và thứ phát. Hệ miễn dịch trước tiên nhận diện vaccine là vật lạ (kháng nguyên), do vậy hệ miễn dịch tiến hành các đáp ứng miễn dịch để tiêu diệt kháng nguyên đồng thời ghi nhớ kháng nguyên. Sau đó, khi tác nhân gây bệnh thực thụ xâm nhập vào cơ thể, hệ miễn dịch đã ở tư thế sẵn sàng để tấn công tác nhân gây bệnh nhanh chóng hơn và hữu hiệu hơn bằng cách huy động nhiều thành phần của hệ miễn dịch, đặc biệt là đánh thức tế bào limpho nhớ.

1.4.  Các loại vaccine chính.

            Có thể chia vaccine làm 4 loại :

1.4.1. Vaccine chết (vô hoạt).

Là loại vaccine kinh điển nhất, nguyên tắc là làm chết yếu tố gây bệnh (virus hoặc vi khuẩn) nhưng vẫn giữ được tính mẫn cảm và tính kháng nguyên. Vaccine loại này chủ yếu gây đáp ứng miễn dịch kiểu dịch thể.

Sử dụng phương pháp hóa học (các hóa chất như formol), vật lý (nhiệt, tia xạ) để giết chết yếu tố gây bệnh.

1.4.2. Vaccine sống.

            Là loại vaccine được sản xuất nhờ chủng virus hay vi khuẩn còn sống, hầu như không có tính gây bệnh cho động vật được tiêm phòng nhưng có khả năng gây đáp ứng miễn dịch mạnh. Chúng nhân lên trong cơ thể vật chủ và tiếp tục tạo ra sự kích thích của kháng nguyên trong một khoảng thời gian.

            Vaccine sống bao gồm :

·        Vaccine nguyên độc : Dùng chủng virus nguyên độc có quan hệ từ loài động vật khác.

·        Vaccine vô độc (vaccine nhược độc tự nhiên) : Được sản xuất từ những chủng vi sinh vật vô độc phân lập trong tự nhiên.

·        Vaccine nhược độc : Được sản xuất từ những chủng vi sinh vật sống có độc lực yếu, không có khả năng gây bệnh cho động vật được tiêm chủng. Các chủng vi sinh vật này được làm giảm độc lực bằng các phương pháp : vật lý, hóa học, sinh vật học và công nghệ gen.

1.4.3. Vaccine dưới đơn vị.

            Vaccine dưới đơn vị là vaccine sản xuất chứa những kháng nguyên tương đối tinh khiết phân lập từ virus hay vi khuẩn sinh bệnh.

            Một số vi sinh vật gây bênh bằng độc tố được nuôi cấy, tách chiết độc tố, giải độc bằng yếu tố hóa học hoặc vật lý. Các độc tố mất hoạt tính được gọi là giải độc tố (anatoxin) và được dùng làm vaccine. Vaccine này đòi hỏi phải có chất bổ trợ (như muối nhôm) do việc tăng độ tinh khiết có thể dẫn đến mất tính sinh miễn dịch hoặc sẽ bị enzyme phá hủy trước khi kích thích miễn dịch.

            Vaccine này có mức độ thuần nhất và tinh khiết hơn toàn bộ vi sinh vật nên các tính mẫn cảm, tính sinh kháng thể và tính hiệu lực đều cao.

1.4.4. Vaccine thế hệ mới sản xuất bằng công nghệ gen.

Một vaccine được gọi là vaccine thế hệ mới phải là thành phẩm của một quy trình có sự can thiệp, sử dụng, thao tác của công nghệ gen.

Những gen chịu trách nhiệm về tổng hợp (sản xuất) protein kháng nguyên được gọi là gen kháng nguyên. Nếu tách gen này khỏi vật liệu di truyền của vi sinh vật rồi ghép vào một hệ thống plasmid vector thích ứng nào đó thì gen kháng nguyên vẫn hoạt động như khi tồn tại trong hệ gen của vi sinh vật chủ và phân tử protein kháng nguyên được tổng hợp vẫn có thể có chức năng sinh miễn dịch. Chế phẩm protein kháng nguyên được tạo ra như vậy là vaccine tái tổ hợp gen hay vaccine thế hệ mới –vaccine công nghệ gen.

1.5.  Tác dụng phụ của vaccine.

Hầu hết các vaccine đều có một số tác dụng phụ. Phần lớn các tác dụng phụ thường rất nhẹ và chỉ kéo dài vài ngày như sốt nhẹ hay đau ở vị trí tiêm chủng. Tuy nhiên, vaccine cũng có thể gây nên các tác dụng phụ nặng nề như các phản ứng phản vệ. may mắn là tỷ lệ các biến chứng nặng này rất hiếm.

Các tác dụng phụ nhẹ và thường gặp như : sưng, đỏ, đau chỗ tiêm chích, đau cơ khớp,  nhức đầu, mệt mỏi, sốt nhẹ, buồn nôn.

Các tác dụng phụ mức độ trung bình như : viêm rộng vị trí tiêm chủng,…

Các tác dụng phụ mức độ nặng : các phản ứng phản vệ, hoặc một số biến chứng khác tùy thuộc bản chất từng loại vaccine.

1.6. Quy trình sản xuất một số loại vaccine

1.6.1. Vaccine bất hoạt hoặc vaccine nhược độc

Virus, vi khuẩn, ký sinh trùng được làm bất hoạt hoặc nhược độc sau đó nuôi cấy

Có thể sử dụng formalin để làm bất hoạt vi sinh vật.

Làm nhược độc bằng cách cấy chuyển nhiều đời trên động vật mẫn cảm.

Nuôi cấy virus: Nuôi cấy trên động vật mẫn cảm, phôi gà, hoặc nuôi trên tế bào nhân tạo (tế bào vero).

Nuôi cấy vi khuẩn: Nuôi trên môi trường nhân tạo như môi trường LB.

1.6.2. Vaccine tổng hợp

Virus, vi khuẩn, ký sinh trùng

Xác định trình tự acid amin, trình tự các gốc đường

Tái tổ hợp các protein kháng nguyên hoặc các polysaccharide kháng nguyên

Vaccine

Ưu điểm của phương pháp: chỉ làm một lần duy nhất để xác định trình tự acid amin

Nhược điểm: hiệu lực của vaccine thay đổi, do đó tạo được cấu trúc đặc trưng của protein kháng nguyên.

1.6.3. Vaccine tái tổ hợp

Virus, vi khuẩn, ký sinh trùng

Tách gen mã hóa kháng nguyên

Nhân dòng gen bằng phản ứng PCR

Biểu hiện gen

Tinh sạch kháng nguyên

Vaccine tái tổ hợp