Bloomberg cho rằng: “Câu chuyện về cuộc chiến chống lại COVID-19 bắt đầu từ nửa tỷ năm trước. Đó là khi Lớp Cá sụn - tổ tiên có vảy của chúng ta - phát triển một hệ thống miễn dịch có khả năng học hỏi, thích nghi và đánh bại những ‘kẻ xâm lược’”. Hệ thống miễn dịch thích ứng là một sự cải tiến lớn so với hệ thống miễn dịch thông thường. Nó được ví như “Big Bang của miễn dịch học”.

Ở người, hệ thống miễn dịch của chúng ta được tiến hoá rất tuyệt vời, không phải lúc nào nó cũng chiến thắng. Gần đây, hệ thống miễn dịch của nhân loại đang đối mặt với một thách thức nghiêm trọng từ một kẻ thù, mà nó không phải lúc nào cũng biết cách chiến đấu.

Trong khi một số quốc gia đã quản lý để kiểm soát COVID-19 thông qua các biện pháp xã hội, như đeo khẩu trang, thì những quốc gia khác, đặc biệt là Mỹ, bị Bloomberg cho rằng “đã thất bại rõ ràng”. 

Theo Tổ chức Y tế Thế giới, COVID-19 đã giết chết gần 700.000 người và lây nhiễm cho hơn 20 triệu người kể từ khi nó được xác định ở Vũ Hán, Trung Quốc, vào tháng 12 năm ngoái.

Nhân loại đang trông mong vào sự xuất hiện của vaccine ngừa COVID-19. Ảnh: Getty

Vaccine COVID-19 có thể thất bại

Giờ đây, toàn nhân loại trông mong vào vaccine xuất hiện. Các nhà khoa học làm việc trong các phòng thí nghiệm vaccine từ Trung Quốc, Ấn Độ đến Mỹ… đang thực hiện công việc quan trọng nhất trên hành tinh. Nếu họ thành công, Bloomberg ví đây là sự kiện mang tính lịch sử tựa như câu nói nổi tiếng của Thủ tướng Anh Winston Churchill đã nói về Lực lượng Không quân Hoàng gia trong Thế chiến thứ hai: “Chưa bao giờ trong địa hạt xung đột của con người mà có biết bao triệu người chịu ơn một số ít người nhiều như vậy”.

Rất có thể việc chế tạo ra vaccine sẽ thất bại, hoặc ít nhất là thất bại một phần. Các chuyên gia cảnh báo rằng vaccine mới chỉ có thể cung cấp “một số biện pháp bảo vệ và chỉ tạm thời”, trong khi COVID-19 rồi sẽ tái phát trở lại giống như dịch cúm hàng năm.

Một số loại vaccine trông đẹp mắt trong phòng thí nghiệm nhưng lại không mang kết quả đẹp đẽ khi tiêm vào cơ thể người, chưa kể một số loại vì rút ngắn thời gian mà bỏ qua giai đoạn thử nghiêm lâm sàng đúng quy trình. Vaccine cũng có thể mang lại tác dụng phụ mà chưa chắc nhà khoa học đã lường hết.

Rất có thể các loại vaccine COVID-19 sắp tới sẽ thất bại. Ảnh: RFI

Bloomberg còn lo lắng rằng các loại vaccine sẽ phải được bảo quản lạnh hoặc tiêm nhiều liều. Điều này sẽ gây khó khăn cho các nước nghèo trong việc tiếp cận. Ngoài ra còn có chủ nghĩa dân tộc về vaccine. Các quốc gia đang chạy đua để tìm ra một loại vaccine ngừa COVID-19, và tất nhiên sẽ cung cấp cho người dân của họ trước tiên thay vì phân phát cho toàn thế giới.

Mặt tích cực, các nhà phát triển vaccine ngày nay đã có các công cụ tốt hơn và hiểu biết sâu hơn về virus và hệ thống miễn dịch so với trước. Vaccine ngừa COVID-19 chắc chắn sẽ có chất lượng tốt hơn vaccine chống đậu mùa, bạch hầu, uốn ván, ho gà, bại liệt, sởi, quai bị và rubella. 

“Đó là một sự khởi đầu bức tốc. Dù đích đến vẫn chưa trong tầm mắt, nhưng tôi vẫn lạc quan một cách thận trọng về vaccine COVID-19”, ông Stanley Plotkin, người đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển vaccine rubella và rotavirus, nhận định.

Hệ thống miễn dịch hoạt động ra sao?

Phân biệt bản thân với kẻ lạ, hoặc “bạn” với “kẻ thù”, là công việc đầu tiên của hệ thống miễn dịch. Nói thì dễ hơn làm, vì hầu hết các tế bào được tìm thấy trong cơ thể chúng ta, mặc dù được coi là tự thân, nhưng không hoàn toàn là của con người. Cơ thể là “giàn giáo” cho vi sinh vật, bao gồm cả vi khuẩn và virus, chúng nhiều hơn tế bào con người đến 10 lần.

Hệ thống miễn dịch bẩm sinh xác định gần đúng “kẻ thù”, bằng cách nhận ra nhiều loại mầm bệnh. Nó tồn tại trước khi những Lớp Cá sụn xuất hiện trong Kỷ Ordovic, và nó vẫn là tuyến phòng thủ đầu tiên trong cơ thể ta. Vũ khí của nó bao gồm đại thực bào, bạch cầu trung tính và tế bào đuôi gai có nhiệm vụ “nhấn chìm” virus và các tế bào sẽ tự tiêu diệt chúng.

Còn hệ thống miễn dịch thích ứng sẽ tấn công “kẻ thù”, cụ thể bằng cách sử dụng một quy trình kỳ lạ, công trình khám phá ra quy trình này đã giành giải Nobel cho Susumu Tonegawa, nhà khoa học người Nhật Bản, vào năm 1987. Không có đủ gen trong DNA của chúng ta để mã hóa tất cả các protein đặc trưng cho mọi “kẻ thù”, nhưng cơ thể tìm ra cách sử dụng một thủ thuật gọi là sắp xếp lại gen. Các gen trong các tế bào bạch cầu chưa trưởng thành trộn và kết hợp các đoạn DNA để tạo ra một cách ngẫu nhiên vô số tế bào với các “thiết bị” phát hiện mầm bệnh khác nhau.

Nhưng không phải vũ khí được tạo ra đều hữu hiệu với mọi loại virus. Việc này tương tự như, mỗi người lính trong một đội quân được trao cho một vũ khí duy nhất chỉ có thể chống lại một kẻ thù tiềm tàng. Người lính tình cờ có vũ khí phù hợp cho “kẻ thù” đợt này sẽ được nhân bản trên quy mô lớn để đối phó cho toàn trận chiến.

Do sự phức tạp này, phải mất vài ngày để hệ thống miễn dịch thích ứng hoạt động sau khi bị nhiễm trùng, nhiễm bệnh. Hệ thống miễn dịch thích ứng sẽ kích hoạt các tế bào B xuất phát từ tủy xương và các tế bào T bắt đầu trong tủy nhưng di chuyển đến tuyến ức. Một số tế bào B trở thành tế bào plasma sản xuất kháng thể, các phân tử hình chữ Y, có khả năng bám vào virus và những “kẻ xâm lược” khác. 

Một số tế bào T tiêu diệt mầm bệnh. Một tập hợp các tế bào B và T khác nhau trở thành các tế bào được hệ miễn dịch “lưu trong bộ nhớ”. Chúng sẽ được kích hoạt lại nhanh chóng nếu “kẻ thù” cố gắng quay trở lại.

Chế tạo vaccine COVID-19 bằng cách nào?

Các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm ra lý do tại sao một số người có thể kháng lại COVID-19 tốt hơn những người khác. Tuổi tác, béo phì và tình trạng sức khỏe mãn tính là những yếu tố ảnh hưởng lớn. Những người dễ bị tổn thương tạo ra ít tế bào T hơn và những tế bào họ tạo ra không hoạt động nhanh. Chúng cũng không nhân bản tế bào B một cách nhanh chóng, vì vậy chúng có ít kháng thể hơn. 

Những gì chúng tạo ra rất nhiều là cytokine, các protein nhỏ có thể hỗ trợ chữa bệnh. Nhưng nếu mật độ cytokine được sản sinh quá mức có thể làm hỏng các mô khỏe mạnh. Tình trạng viêm nhiễm do “bão cytokine” là nguyên nhân gây ra cái chết cho nhiều nạn nhân của COVID-19.

Đây là “chiến trường sinh học” mà BioNTech, Moderna, Oxford và các nhà phát triển vaccine khác đang cố gắng điều chỉnh. Một sự thật phủ phàng mà mọi nhà tiêm chủng đều nhận ra là, loài người không có hy vọng tạo ra một hệ thống phòng thủ tốt hơn hệ thống mà cơ thể chúng ta đã có. 

Mục tiêu của họ khiêm tốn hơn: kích hoạt hệ thống miễn dịch vào tình trạng báo động cao, vaccine chỉ như một huấn luyện viên chuẩn bị cho một đội bóng sẵn sàng đối mặt với một đối thủ mới.

Moderna đang là ứng cử viên sáng giá của Mỹ trong hành trình chạy đua vaccine COVID-19. Ảnh: Moderna

Chuẩn bị cho cơ thể chiến đấu bằng cách cho nó “nếm mùi” của kẻ thù trước là một thủ thuật không mới. Các nhà sử học hiện nay tin rằng những người ở Trung Quốc và có thể cả châu Phi và Ấn Độ đã cấy cho nhau thuốc chống bệnh đậu mùa bằng những mẩu chất tươi từ mụn mủ chín cách hơn một thế kỷ trước khi phương pháp này được du nhập vào châu Âu vào đầu thế kỷ 18.

Điểm mới là các nhà khoa học có thể vừa quan sát vừa mô phỏng cách hệ thống miễn dịch phản ứng và cách vaccine hỗ trợ phản ứng đó. 

“Tôi được đào tạo vào những năm 60, khi mà rất nhiều thứ chúng ta đang nói về miễn dịch học chỉ là tưởng tượng. Giờ đây hệ thống miễn dịch đã trở thành những protein mà chúng ta có thể phân lập, xác định và làm việc với nó”, nhà khoa học họ Hoàng của Viện Công nghệ California chia sẻ.

Các công cụ mới giúp cho các sáng tạo phong phú và tạo thêm tiềm năng cho vaccine COVID-19. Sự hợp tác giữa Sanofi SA của Pháp và GlaxoSmithKline của Anh sử dụng tế bào sâu keo mùa thu như một “nhà máy” để tạo ra các bản sao protein đột biến của virus SARS-CoV-2 . Sau đó các bản sao được tiêm vào cơ thể, kích hoạt phản ứng miễn dịch. 

Sanofi lần đầu tiên sử dụng cách tiếp cận đó cho một loại vaccine cúm, Flublok.

Hành trình sản xuất được vaccine ngừa một số loại virus phổ biến ở loài người từ thế kỷ XX đến nay. Đồ hoạ: Bloomberg.

Một số công ty hàng đầu trong cuộc đua chế tạo vaccine COVID-19 coi SARS-CoV-2 như một phần mềm. Họ phân lập mã di truyền của protein đột biến và đưa nó vào một đoạn axit ribonucleic thông tin, sau đó tiêm vào cơ thể. Các tế bào nhận mRNA thực hiện các lệnh của nó để sản xuất protein đột biến, sau đó hiển thị trên bề mặt của chúng. Nhờ đó, hệ thống miễn dịch luôn cảnh giác cao độ đối với virus SARS-CoV-2 thực sự. 

Một số công ty nhúng mã di truyền của protein đột biến vào một vòng DNA được gọi là plasmid. Trong cả hai trường hợp, về cơ bản, cơ thể đều có thể sản xuất hàng loạt “vaccine” của riêng mình.

Vaccine có thể tạo ra 375 tỷ USD mỗi tháng cho kinh tế thế giới

Cách tiếp cận như phát triển phần mềm đối với vaccine COVID-19 phát triển nhanh chóng. Vào ngày 11/1, các nhà chức trách Trung Quốc đã chia sẻ trình tự di truyền của SARS-CoV-2. Chỉ hai ngày sau, Moderna và các nhà nghiên cứu tại Viện Y tế Quốc gia Mỹ đã phân lập được một phần của trình tự mã hóa cho protein đột biến của virus, giúp họ tạo ra mRNA-1273. 

Moderna đã xuất xưởng lô mRNA-1273 đầu tiên của mình để thử nghiệm trên động vật vào ngày 24/2 và tiêm liều cho người tình nguyện đầu tiên vào ngày 16/3. Sau khi được chứng minh là có hiệu quả và an toàn trong các thử nghiệm ban đầu, vaccine bắt đầu thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 3 vào ngày 27/7.

Làn sóng đầu tư đã biến đây trở thành thời kỳ hoàng kim để phát triển vaccine. Theo Chiến dịch Warp Speed, chính phủ Mỹ đã cam kết 2 tỷ USD cho liên doanh của Sanofi và GlaxoSmithKline và 1,2 tỷ USD cho công ty AstraZeneca của Anh - Thụy Điển, cũng như chi hàng tỷ USD cho các công ty Mỹ gồm 1,95 tỷ USD cho Pfizer, 1,6 tỷ USD cho Novavax, 483 triệu USD cho Moderna và 456 triệu USD cho Johnson & Johnson,…

Nga chế tạo thành công vaccine COVID-19 mang tên Sputnik-V. Ảnh: AFP

Một số nhà khoa học thậm chí đang thử các phương pháp cũ như vaccine trực khuẩn Calmette-Guérin (BCG) chống lại bệnh lao, với hy vọng nó sẽ kích thích hệ thống miễn dịch bẩm sinh. Bloomberg cho rằng, nhiều dự án trong số 200 dự án vaccine trên toàn thế giới sẽ thất bại, nhưng đó là điều được mong đợi. 

Quỹ Tiền tệ Quốc tế ước tính rằng COVID-19 sẽ làm giảm sản lượng kinh tế thế giới khoảng 9.000 tỷ USD vào năm 2020 và 2021. Nhà kinh tế học Harvard, Michael Kremer, cho biết, một loại vaccine được công bố đủ sức để kinh tế thế giới có thể tăng tốc 375 tỷ USD mỗi tháng.

Với COVID-19, hy vọng tốt nhất cho nhân loại là một liên minh thành công giữa hệ thống miễn dịch trong cơ thể mỗi chúng ta và các nhà nghiên cứu vaccine của chúng ta.