Đánh giá đáp ứng miễn dịch của cơ thể sau khi tiêm vaccine và nhiễm COVID-19 bằng phương pháp ELISA

Luận văn thạc sĩ công nghệ sinh học đánh giá đáp ứng miễn dịch từ vaccine và người nhiễm COVID-19 qua phương pháp ELISA phát hiện kháng thể trung hòa.

• Trường học: Trường Đại Học Y Dược
• Chuyên ngành: Y Học
• Đề tài: Đánh Giá Đáp Ứng Miễn Dịch Sau Tiêm Vaccine COVID-19 Bằng Phương Pháp ELISA
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cấu trúc và chức năng gen
• 1.2. Đáp ứng miễn dịch chống SARS – CoV – 2
• 1.3. Các loại vaccine ngừa COVID – 19
• 1.4. Giải pháp xét nghiệm định lượng hiệu quả vaccine
• 1.5. Mục tiêu nghiên cứu và định hướng đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Thiết bị và dụng cụ
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Sơ đồ quy trình thực hiện
• 2.2.2. Thống kê kết quả
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả phân tích tương quan giữa mức độ kháng thể trung hoà và tải lượng kháng thể kháng protein S
• 3.2. Đáp ứng kháng thể trung hoà trên những người đã chích 2 mũi vaccine
• 3.2.1. Phân tích tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và độ tuổi
• 3.2.2. Phân tích tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và khoảng cách hai mũi tiêm
• 3.2.3. Phân tích tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và khoảng thời gian sau tiêm (Khoảng cách ngày tiêm và ngày lấy mẫu khảo sát)
• 3.2.4. Phân tích tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và giới tính
• 3.3. Đáp ứng kháng thể trung hoà trên những người tiêm mũi tăng cường
• 3.4. Đáp ứng kháng thể trung trên những người nhiễm SARS – CoV – 2
• 3.5. Theo dõi động học của đáp ứng kháng thể trung hoà
• 3.6. Đáp ứng kháng thể trung hoà sau khi nhiễm biến chủng Omicron
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN

Tóm tắt

I. Đặt vấn đề

Năm 2019, SARS-CoV-2 được xác định là tác nhân lây nhiễm khẩn cấp toàn cầu, dẫn đến đại dịch COVID-19. Tình hình này đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của các loại vaccine COVID-19 để bảo vệ cộng đồng. Việc hiểu rõ về đáp ứng miễn dịch sau khi tiêm vaccine là rất quan trọng để đánh giá hiệu quả của các loại vaccine này. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá đáp ứng miễn dịch của cơ thể trên người tiêm vaccine và người nhiễm COVID-19 thông qua phương pháp ELISA phát hiện kháng thể trung hòa. Sự cần thiết của việc nghiên cứu này không chỉ giúp cung cấp thông tin về hiệu quả của vaccine mà còn có thể hỗ trợ trong việc xây dựng các chiến lược tiêm chủng hợp lý hơn trong tương lai.

II. Tình trạng miễn dịch sau tiêm vaccine

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, đáp ứng miễn dịch của cơ thể sau khi tiêm vaccine COVID-19 có sự khác biệt rõ rệt giữa các loại vaccine. Cụ thể, những người tiêm hai mũi vaccine mRNA như Moderna (MD) và Pfizer (PF) cho thấy đáp ứng miễn dịch cao hơn so với các loại vaccine vector như AstraZeneca (AZ). Điều này được chứng minh qua các thử nghiệm ELISA phát hiện kháng thể trung hòa. Theo kết quả nghiên cứu, miễn dịch đạt mức 89.52% cho nhóm MD và 78.27% cho nhóm PF, trong khi nhóm AZ chỉ đạt 48%. Sự khác biệt này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn loại vaccine phù hợp để tối ưu hóa đáp ứng miễn dịch trong cộng đồng.

III. Phương pháp ELISA trong đánh giá miễn dịch

Phương pháp ELISA được sử dụng để phát hiện và định lượng kháng thể trung hòa, cho phép đánh giá chính xác đáp ứng miễn dịch sau tiêm vaccine. Thông qua việc thu thập mẫu và thực hiện các thử nghiệm, nghiên cứu đã ghi nhận sự tương quan giữa nồng độ kháng thể kháng protein S và mức độ biểu hiện kháng thể trung hòa với hệ số Pearson đạt 0.0001. Điều này cho thấy tính khả thi của việc sử dụng phương pháp ELISA trong việc đánh giá miễn dịch đối với SARS-CoV-2. Các kết quả từ phương pháp này cung cấp thông tin quan trọng về hiệu quả của vaccine và khả năng bảo vệ của chúng đối với người tiêm chủng.

IV. Kết quả nghiên cứu và bàn luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy, đáp ứng miễn dịch của người tiêm vaccine và người nhiễm SARS-CoV-2 có sự khác biệt rõ rệt. Đặc biệt, mức độ kháng thể trung hòa ở những người đã tiêm ít nhất một mũi vaccine cao hơn nhiều so với những người chưa tiêm. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, mũi tiêm tăng cường có thể làm gia tăng đáng kể nồng độ kháng thể trung hòa, với hiệu quả cao nhất ghi nhận ở nhóm tiêm trộn vaccine. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tiêm mũi tăng cường để tối ưu hóa miễn dịch. Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, không cần thiết phải tiêm mũi bổ sung cho những người đã nhiễm biến thể Omicron, điều này có thể giúp giảm tải cho hệ thống y tế.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã cung cấp những thông tin quý giá về đáp ứng miễn dịch của cơ thể sau khi tiêm vaccine COVID-19 và trong trường hợp nhiễm SARS-CoV-2. Các kết quả từ nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng phương pháp ELISA là công cụ hữu hiệu trong việc đánh giá miễn dịch. Để đạt được hiệu quả tối ưu trong công tác tiêm chủng, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan y tế trong việc theo dõi và đánh giá đáp ứng miễn dịch của cộng đồng. Đồng thời, cần tiếp tục nghiên cứu để cập nhật thông tin về hiệu quả của các loại vaccine mới và các biến thể virus.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đại dịch COVID-19 do virus SARS-CoV-2 gây ra đã tạo nên cuộc khủng hoảng y tế toàn cầu với hơn 100.000 ca nhiễm ghi nhận tại hơn 100 quốc gia ngay từ đầu năm 2020 và nhanh chóng gia tăng theo cấp số nhân. Tại Việt Nam, chiến lược bao phủ vaccine thần tốc với sự kết hợp đa dạng các nền tảng công nghệ sinh học đã giúp giảm thiểu tỷ lệ nhập viện và tử vong. Tuy nhiên, sự xuất hiện liên tục của các biến thể đột biến trên protein gai, đặc biệt là biến thể Delta và Omicron với 34 đột biến trên gen S cùng 15 đột biến tại vùng liên kết thụ thể RBD, đã đặt ra thách thức lớn đối với hiệu lực bảo vệ của hệ miễn dịch. Vấn đề cốt lõi đặt ra là cần một công cụ đo lường khách quan, chính xác để định lượng mức độ kháng thể có khả năng trung hòa virus thực tế thay vì chỉ định lượng kháng thể bám bắt thông thường.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là đánh giá đáp ứng miễn dịch dịch thể thông qua nồng độ kháng thể trung hòa ở các nhóm đối tượng tiêm các loại vaccine phổ biến tại Việt Nam, bao gồm vaccine bất hoạt, vaccine vector virus và vaccine mRNA, đồng thời khảo sát hiệu quả của chiến lược tiêm trộn, tiêm mũi tăng cường và đáp ứng miễn dịch tự nhiên sau nhiễm SARS-CoV-2. Nghiên cứu được triển khai trên 1.017 mẫu huyết thanh thu nhận tại Thành phố Hồ Chí Minh trong giai đoạn từ tháng 11/2021 đến tháng 11/2022. Giá trị khoa học và thực tiễn của đề tài được khẳng định qua việc chứng minh tính khả thi của kỹ thuật ELISA trung hòa thay thế (sVNT) với ngưỡng dương tính 20%, cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm quan trọng giúp các nhà hoạch định chính sách y tế tối ưu hóa phác đồ tiêm chủng và phân bổ nguồn lực vaccine hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết đáp ứng miễn dịch dịch thể chống virus gây hội chứng suy hô hấp cấp tính nặng. Khi SARS-CoV-2 xâm nhập, hệ thống miễn dịch tạo ra các globulin miễn dịch đặc hiệu gồm IgM, IgA và IgG nhằm vào các kháng nguyên của hạt virus, đặc biệt là tiểu phần S1 của protein gai mang vùng liên kết thụ thể (Receptor Binding Domain - RBD). Trong số các kháng thể được sinh ra, chỉ có kháng thể trung hòa (nAbs) sở hữu hoạt tính sinh học trực tiếp ngăn chặn sự liên kết giữa protein S của virus và thụ thể men chuyển Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) trên bề mặt tế bào biểu mô đường hô hấp của vật chủ.

Cơ chế tạo đáp ứng miễn dịch của bốn nền tảng công nghệ vaccine chính được áp dụng làm khung phân tích so sánh:

1. Vaccine virion bất hoạt (BBIBP-CorV của Sinopharm): Sử dụng toàn bộ virus bất hoạt nuôi cấy trên tế bào Vero, kích thích miễn dịch rộng nhưng hiệu giá kháng thể trung hòa thường ở mức thấp.
2. Vaccine vector DNA tái tổ hợp (ChAdOx1-S của AstraZeneca): Dùng adenovirus tinh tinh mang gen mã hóa protein S để đưa vào tế bào người tự tổng hợp kháng nguyên.
3. Vaccine mRNA bao bọc hạt nanolipid (BNT162b2 của Pfizer và mRNA-1273 của Moderna): Cung cấp trực tiếp bản mã mRNA tổng hợp protein S dạng tiền dung hợp, kích thích đáp ứng sinh kháng thể trung hòa mạnh mẽ.

Nghiên cứu tích hợp các khái niệm học thuật cốt lõi: Phép thử trung hòa giảm mảng (PRNT - Plaque Reduction Neutralization Test) được xem là tiêu chuẩn vàng nhưng đòi hỏi phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp III (BSL-3); Thử nghiệm trung hòa thay thế (sVNT - Surrogate Virus Neutralization Test) dựa trên nguyên lý ELISA cạnh tranh; Kháng thể bám bắt (Binding antibodies - bAbs) và Miễn dịch lai (Hybrid immunity).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng thiết kế mô tả cắt ngang kết hợp theo dõi động học bán dọc. Tổng quy mô mẫu nghiên cứu gồm 1.017 mẫu huyết tương chống đông bằng EDTA, thu thập qua phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích từ các tình nguyện viên tại Phòng xét nghiệm Nam Khoa và các đơn vị y tế liên kết tại Thành phố Hồ Chí Minh từ tháng 11/2021 đến tháng 11/2022. Mẫu được phân nhóm cụ thể: 330 đối tượng hoàn thành 2 mũi vaccine cơ bản, 339 đối tượng tiêm mũi tăng cường, 331 cá thể nhiễm SARS-CoV-2 tự nhiên với các tiền sử tiêm chủng khác nhau và 200 đối tượng khảo sát biến thể Omicron. Mẫu sau ly tâm 2.500 vòng/phút trong 15 phút được bảo quản nghiêm ngặt ở nhiệt độ -40°C.

Quy trình xét nghiệm sử dụng hai bộ sinh phẩm thương mại chuẩn hóa: Invitrogen SARS-CoV-2 Neutralizing Antibody ELISA Kit (sVNT cạnh tranh, đọc độ hấp thu quang học OD ở bước sóng 450 nm, ngưỡng tính kháng thể trung hòa ≥ 20% là dương tính) và Invitrogen Human SARS-CoV-2 Spike (trimer) Ig Total ELISA Kit (sandwich ELISA pha rắn định lượng kháng thể kháng protein S theo đơn vị IU/mL). Dữ liệu được xử lý trên phần mềm SPSS phiên bản 25. Phương pháp phân tích thống kê mô tả thể hiện giá trị trung bình và độ lệch chuẩn; kiểm định tương quan Pearson và hồi quy tuyến tính đánh giá mối liên hệ giữa nồng độ kháng thể kháng S và tỷ lệ kháng thể trung hòa; kiểm định Independent Sample T-test phân tích biến định tính giới tính; phân tích phương sai một yếu tố (One-way ANOVA) so sánh sự khác biệt giữa các phác đồ vaccine và các nhóm tiền sử nhiễm bệnh.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích tương quan trên 188 mẫu thử nghiệm song song cho thấy nồng độ kháng thể kháng protein S đạt trung bình 1077,41 IU/mL tương ứng với mức độ kháng thể trung hòa trung bình đạt 69,21%. Mặc dù có mối tương quan thuận có ý nghĩa thống kê giữa hai đại lượng với hệ số Pearson r = 0,501 (p < 0,001), phân tích hồi quy tuyến tính lại cho thấy chỉ số R² chỉ đạt 0,251. Điều này chứng minh rằng nồng độ kháng thể bám bắt protein S không phản ánh hoàn toàn tuyến tính năng lực trung hòa sinh học thực tế của mẫu huyết thanh.

Ở nhóm đối tượng tiêm 2 mũi cơ bản (N = 330), mức độ kháng thể trung hòa thể hiện sự phân hóa rõ rệt theo nền tảng công nghệ vaccine. Nhóm tiêm thuần 2 mũi vaccine mRNA đạt tỷ lệ trung hòa vượt trội nhất: Moderna (MD-MD) đạt 89,52% và Pfizer (PF-PF) đạt 78,27%. Nhóm tiêm 2 mũi AstraZeneca (AZ-AZ) đạt mức trung bình 48,27% với tỷ lệ âm tính là 10,15% (20/197 mẫu). Đáng chú ý, nhóm tiêm 2 mũi VeroCell (VC-VC) chỉ đạt mức kháng thể trung hòa 27,06% với tỷ lệ mẫu âm tính lên tới 47,62% (10/21 mẫu). Đối với các phác đồ tiêm trộn, việc kết hợp giữa vaccine vector và vaccine mRNA mang lại hiệu quả cao tương đương nhóm tiêm thuần mRNA: phác đồ AZ-MD đạt 78,75% và AZ-PF đạt 73,55%, vượt trội hoàn toàn so với tiêm thuần AZ-AZ. Phác đồ tiêm trộn 2 loại vaccine mRNA (MD-PF) đạt mức trung hòa ấn tượng 82,95%.

Mũi tiêm tăng cường (mũi 3, N = 339) làm gia tăng mạnh mẽ hiệu giá kháng thể trung hòa. Sử dụng vaccine Pfizer làm mũi tăng cường cho hiệu quả trung bình đạt 84,77%, cao hơn đáng kể so với việc tăng cường bằng vaccine AstraZeneca (đạt 66,55%). Các phác đồ tăng cường nổi bật nhất gồm AZ-MD-PF đạt 93,37%, VC-VC-PF đạt 91,02% và AZ-PF-PF đạt 85,39%, cao hơn rõ rệt so với phác đồ 3 mũi thuần AstraZeneca AZ-AZ-AZ (64,32%) hay AZ-MD-AZ (67,49%).

Khảo sát trên nhóm đối tượng nhiễm tự nhiên (N = 331) ghi nhận: Người nhiễm bệnh nhưng chưa từng tiêm vaccine chỉ có mức kháng thể trung hòa thấp đạt 40,42%. Ngược lại, người có tiền sử đã tiêm ít nhất 1 hoặc 2 mũi vaccine sau khi nhiễm SARS-CoV-2 đạt mức kháng thể trung hòa trung bình lên đến 84,75%. Đặc biệt, trên 200 đối tượng nhiễm biến chủng Omicron, giá trị kháng thể trung hòa tăng vọt lên trên 90% ở hầu hết các cá thể đã tiêm chủng hoặc từng nhiễm biến chủng Delta trước đó.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội của vaccine mRNA bắt nguồn từ việc các hạt nanolipid chuyển giao trực tiếp chuỗi mã hóa protein gai ở trạng thái tiền dung hợp ổn định, giúp hệ miễn dịch tiếp cận chính xác các epitope trung hòa nhạy cảm trên vùng RBD. Trong khi đó, vaccine vector virus chịu ảnh hưởng một phần bởi phản ứng miễn dịch kháng vector adenovirus của cơ thể, làm suy giảm hiệu quả kích thích khi tiêm các mũi lặp lại cùng loại. Dữ liệu nghiên cứu chứng minh tiêm trộn vaccine vector và mRNA là chiến lược sinh học tối ưu, giúp kích hoạt đồng thời cả đáp ứng miễn dịch dịch thể và miễn dịch qua trung gian tế bào.

Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các công bố quốc tế tại Đức và Vương quốc Anh về tính ưu việt của phác đồ phối hợp dị loại (Heterologous vaccination). Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa kháng thể bám bắt và kháng thể trung hòa (R² = 0,251) giải thích lý do tại sao nhiều trường hợp xét nghiệm nồng độ IgG kháng S rất cao nhưng vẫn có nguy cơ nhiễm đột phá. Các biểu đồ phân tán dạng điểm (Scatter plot) và biểu đồ hộp (Box plot) thể hiện sự phân bố giá trị trung hòa qua các phân tích ANOVA minh chứng rõ nét rằng việc tiêm mũi 3 bằng vaccine mRNA cho người đã tiêm 2 mũi VeroCell giúp phục hồi mức bảo vệ từ 27,06% lên 91,02%. Đối với đối tượng đã hồi phục sau nhiễm Omicron trên nền tảng đã tiêm chủng đủ liều, việc xuất hiện miễn dịch lai siêu kháng thể khiến việc chỉ định tiêm mũi bổ sung ngay lập tức là chưa thật sự cần thiết.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ưu tiên triển khai vaccine công nghệ mRNA (Pfizer hoặc Moderna) làm mũi tiêm nhắc lại và tăng cường cho toàn bộ các cá nhân đã hoàn thành liệu trình cơ bản bằng vaccine bất hoạt (VeroCell) hoặc vaccine vector (AstraZeneca). Mục tiêu là nâng tỷ lệ kháng thể trung hòa của quần thể đích lên trên 85% trong khung thời gian 3 đến 6 tháng sau mũi tiêm cơ bản, do Bộ Y tế và Trung tâm Kiểm soát Bệnh tật các tỉnh thành phố chủ trì thực hiện.
2. Triển khai kỹ thuật ELISA trung hòa thay thế (sVNT) tại các phòng xét nghiệm bệnh viện tuyến tỉnh và viện nghiên cứu đạt tiêu chuẩn an toàn sinh học cấp II (BSL-2). Giải pháp này nhằm thay thế từng bước các xét nghiệm định lượng kháng thể bám bắt thông thường, hướng tới mục tiêu kiểm soát chính xác 100% tình trạng bảo vệ miễn dịch thực chất cho nhóm bệnh nhân có nguy cơ cao như người suy giảm miễn dịch hoặc người cao tuổi có bệnh nền.
3. Điều chỉnh hướng dẫn tiêm chủng quốc gia đối với các trường hợp nhiễm biến chủng mới: Trì hoãn chỉ định tiêm mũi vaccine bổ sung ít nhất 6 tháng đối với những người đã tiêm từ 2 mũi vaccine trở lên và vừa hồi phục sau khi nhiễm biến chủng Omicron, do hiệu giá kháng thể trung hòa tự nhiên trong giai đoạn này đã đạt đỉnh trên 90%.
4. Xây dựng hệ thống giám sát dịch tễ huyết thanh học định kỳ theo chu kỳ 6 tháng và 12 tháng tại các đô thị lớn. Cục Y tế Dự phòng phối hợp cùng các trường đại học y dược thiết lập cơ sở dữ liệu số hóa theo dõi động học suy giảm miễn dịch, làm căn cứ khoa học cho các chiến dịch tiêm phòng định kỳ hàng năm tương tự mô hình phòng chống cúm mùa.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Công nghệ Sinh học và Y sinh học: Tài liệu cung cấp quy trình chuẩn hóa chi tiết về kỹ thuật sVNT ELISA cạnh tranh, phương pháp đối chiếu song song với ELISA sandwich và mô hình xử lý dữ liệu thống kê sinh học chuyên sâu (Pearson, Linear Regression, One-way ANOVA).
2. Chuyên gia dịch tễ học và nhà hoạch định chính sách y tế công cộng: Luận văn mang lại bằng chứng thực nghiệm giá trị trên cỡ mẫu hơn 1.000 đối tượng tại Việt Nam, làm sáng tỏ hiệu quả của chiến lược tiêm trộn và tiêm tăng cường, hỗ trợ xây dựng chiến lược mua sắm và phân bổ vaccine quốc gia.
3. Bác sĩ lâm sàng và kỹ thuật viên xét nghiệm y khoa: Giúp đội ngũ y tế hiểu rõ bản chất khác biệt giữa nồng độ kháng thể bám bắt tổng số (anti-Spike Ig) và tỷ lệ ức chế của kháng thể trung hòa (nAbs), từ đó tư vấn xét nghiệm và diễn giải kết quả miễn dịch chính xác cho người bệnh.
4. Các doanh nghiệp sản xuất sinh phẩm y tế và công ty dược phẩm sinh học: Cung cấp dữ liệu tham chiếu để nghiên cứu, phát triển và thương mại hóa các bộ kit chẩn đoán in-vitro phát hiện kháng thể trung hòa nhanh với giá thành tối ưu cho thị trường trong nước.

Câu hỏi thường gặp

1. Xét nghiệm sVNT ELISA có ưu điểm gì vượt trội so với xét nghiệm PRNT truyền thống?
Thử nghiệm sVNT ELISA mô phỏng phản ứng cạnh tranh giữa kháng thể trung hòa và thụ thể ACE2 trên giếng phủ RBD mà không cần nuôi cấy virus SARS-CoV-2 sống. Do đó, phương pháp này chỉ cần thực hiện trong phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp II (BSL-2) thông thường, thời gian trả kết quả nhanh trong khoảng 2 giờ thay vì 4 đến 7 ngày như kỹ thuật PRNT tại phòng an toàn cấp III (BSL-3).

2. Tại sao nồng độ kháng thể kháng protein S cao nhưng mức độ kháng thể trung hòa lại có thể thấp?
Protein S có kích thước lớn và chứa vô số epitope kháng nguyên khác nhau. Xét nghiệm định lượng kháng thể kháng S đo lường toàn bộ các kháng thể bám bắt, trong đó phần lớn không có hoạt tính sinh học ức chế virus. Chỉ những kháng thể đặc hiệu gắn chính xác vào vùng RBD mới ngăn cản được virus bám vào thụ thể ACE2, dẫn đến hệ số tương quan tuyến tính chỉ đạt R² = 0,251.

3. Tiêm trộn vaccine AstraZeneca và vaccine mRNA có đảm bảo tính an toàn và hiệu quả không?
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm chứng minh tiêm trộn mũi một AstraZeneca kết hợp mũi hai Moderna (AZ-MD) hoặc Pfizer (AZ-PF) đạt tỷ lệ kháng thể trung hòa lần lượt là 78,75% và 73,55%. Mức đáp ứng này vượt trội hơn hẳn so với tiêm thuần 2 mũi AstraZeneca (48,27%) và tương đương với phác đồ 2 mũi mRNA, đồng thời ghi nhận tính an toàn sinh học cao.

4. Người đã tiêm đủ vaccine và vừa khỏi bệnh sau khi nhiễm biến thể Omicron có cần tiêm mũi tăng cường ngay không?
Dữ liệu khảo sát trên 200 mẫu cho thấy mức kháng thể trung hòa của người đã tiêm chủng sau khi nhiễm Omicron tăng vọt lên trên 90%. Hiện tượng miễn dịch lai này tạo ra hàng rào bảo vệ vững chắc và duy trì hiệu giá cao trong nhiều tháng. Do đó, việc tiêm mũi bổ sung ngay lập tức là không cần thiết, nên dãn cách thời gian tiêm ít nhất 6 tháng.

5. Sau khi tiêm 2 mũi cơ bản bao lâu thì mức kháng thể trung hòa bắt đầu suy giảm rõ rệt?
Nghiên cứu ghi nhận mức độ biểu hiện kháng thể trung hòa có sự phụ thuộc chặt chẽ vào khoảng thời gian sau tiêm, đặc biệt ở nhóm tiêm AZ-AZ và PF-PF (p < 0,001). Sau khoảng thời gian từ 3 đến 6 tháng, hiệu giá kháng thể trung hòa suy giảm từ 30% đến 50% so với thời điểm đạt đỉnh, khẳng định sự cần thiết của việc tiêm mũi nhắc lại.

Kết luận

• Đã xác lập bằng chứng khoa học khẳng định kỹ thuật ELISA trung hòa thay thế (sVNT) là công cụ tin cậy, an toàn và khả thi để đánh giá chính xác năng lực bảo vệ miễn dịch thực tế của cơ thể trước SARS-CoV-2 tại các cơ sở xét nghiệm thông thường.
• Chứng minh sự phân hóa rõ nét về đáp ứng miễn dịch giữa các công nghệ vaccine sau 2 mũi cơ bản: Vaccine mRNA đạt mức trung hòa cao nhất (MD-MD: 89,52%, PF-PF: 78,27%), trong khi vaccine vector đạt mức trung bình (AZ-AZ: 48,27%) và vaccine bất hoạt đạt mức thấp (VC-VC: 27,06%).
• Khẳng định tính ưu việt của chiến lược tiêm trộn dị loại và tiêm mũi tăng cường bằng vaccine mRNA, giúp nâng mức kháng thể trung hòa lên trên 85% - 93%, đặc biệt hiệu quả trên nhóm đối tượng từng tiêm nền tảng VeroCell hoặc AstraZeneca.
• Làm sáng tỏ cơ chế miễn dịch lai ở các đối tượng nhiễm tự nhiên có tiền sử tiêm chủng và người nhiễm biến thể Omicron, ghi nhận hiệu giá trung hòa duy trì ở mức đỉnh (>90%), cung cấp căn cứ để tối ưu hóa thời điểm tiêm mũi bổ sung.
• Đóng góp cơ sở dữ liệu dịch tễ huyết thanh học thực nghiệm quy mô 1.017 mẫu đầu tiên tại khu vực phía Nam, hỗ trợ đắc lực cho các chiến lược can thiệp y tế cộng đồng dài hạn.

Lộ trình triển khai tiếp theo cần tập trung vào việc mở rộng theo dõi động học miễn dịch tế bào T trong vòng 12 đến 24 tháng tới, đồng thời đánh giá hiệu lực trung hòa chéo trên các dòng phụ mới xuất hiện của biến chủng Omicron. Các cơ quan quản lý y tế và cơ sở nghiên cứu nên ứng dụng ngay các kết quả thực nghiệm này để hoàn thiện hướng dẫn tiêm phòng thích ứng an toàn, bền vững trong tình hình mới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 SARS – CoV – 2 Thế giới hiện đang đối mặt với một tình huống khủng hoảng y tế xuất hiện lần đầu tiên vào cuối tháng 12 năm 2019 bắt nguồn từ một vài trường hợp mắc bệnh viêm phổi không rõ nguyên nhân ở Vũ Hán, Trung Quốc. Các bệnh nhân có các triệu chứng chung như sốt, ho khan, đau họng, khó thở và mệt mỏi. Mẫu quệt hầu họng và hậu môn được thu thập cùng với máu và dịch rửa phế quản (BALF – Bronchoalveolar Larva Fluid) từ tất cả bảy bệnh nhân, không phân biệt tuổi tác và giới tính của họ, sau đó được gửi đến Viện Virus Vũ Hán để kiểm tra. Khi đợt bùng phát đầu tiên diễn ra tại chợ hải sản vào mùa đông, các hình thái tương tự như đợt lây nhiễm Hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS) trước đó được ghi nhận, các nhà khoa học đầu tiên sàng lọc các mẫu bằng cách sử dụng mồi pan-CoV qPCR.

Kết quả gây bất ngờ với năm mẫu được báo cáo dương tính với coronavirus. Phân tích chi tiết bằng cách sử dụng trình tự di truyền và cây phát sinh loài thông qua công nghệ giải trình tự thế hệ mới đã xác định tác nhân gây ra bệnh hô hấp này, một loại coronavirus mới (2019-nCoV) [4]. Ngày 11 tháng 3 năm 2020, tổ chức WHO chính thức công bố tình trạng đại dịch trên toàn cầu và đặt tên cho bệnh mới là Corona Virus Disease 2019 hay Covid-19. Virus sau đó được đặt lại theo danh pháp quốc tế với tên chính thức là SARS – CoV – 2 bởi ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses).

Đây cũng là chủng virus được định danh với tốc độ chưa có tiền lệ bằng việc sử dụng tiến bộ khoa học nổi bật là công nghệ giải trình tự thế hệ mới và ứng dụng tin sinh. Cũng bắt nguồn từ đó thông tin di truyền cho việc phát triển các test kit phát hiện cũng như các nghiên cứu về cấu trúc và gen chức năng trong việc xâm nhiễm virus đến con người được liên tục cập nhật cho đến hiện nay.1 Giả thuyết nguồn gốc Nhờ vào việc nhanh chóng xác định trình tự bộ gen và phân tích phát sinh loài của coronavirus mới SARS-CoV-2 đã chỉ ra rằng nó tương tự về mặt di truyền với coronavirus SARS-CoV đã biết trước đây và đó cũng là lý do nó được xếp vào họ Coronaviridae. Coronavirus chứa RNA sợi đơn dương (+ ve ssRNA) làm vật liệu di truyền của nó, có chiều dài khoảng 30 kb được bọc kín bởi một lớp vỏ và phủ bên ngoài màng acid béo giúp virus tránh được phản ứng miễn dịch của vật chủ và hỗ trợ xâm nhập của nó bên trong tế bào chủ [5]. Phân họ Coronavirinae được chia nhỏ thành bốn chi, cụ thể là alpha-, beta-, gamma- và delta- coronavirus (α-CoV, β- CoV, γ-CoV và δ-CoV).

Các virus có khả năng lây nhiễm sang người được xếp vào chi α-CoV và β-CoV (SARS-CoV & MERS-CoV), trong khi virus thuộc các chi γ- CoV và δ-CoV chủ yếu được biết là lây nhiễm cho lợn và chim. SARS-CoV-2 thuộc giống β-CoV, vì nó có 88% nhận dạng trình tự với coronavirus từ dơi nhưng chỉ giống 79% với SARS-CoV và 50% giống với MERS-CoV. Giả thuyết ban đầu được xây dựng rằng vật chủ trực tiếp của virus này có thể là một con dơi, sau đó truyền nó sang một số vật chủ trung gian không xác định đóng vai trò là nguồn truyền virus cho người.2 Biến thể SARS – CoV – 2 (Variants) Theo quan điểm này, SARS-COV-2 là coronavirus của động vật chứ không phải của người, tuy nhiên sau khi virus nhiễm sang người và lây lan thì chính virus đã có những thích ứng bằng cách xảy ra và chọn lọc các đột biến trên bộ gen của nó (đặc biệt là gen chịu trách nhiệm hình thành protein gai, protein S, là cấu trúc giúp virus xâm nhập vào tế bào biểu mô hô hấp của người qua thụ thể ACE2 trên bề mặt tế bào) để thay đổi thành những biến thể (variants) giúp chúng dễ lây lan hơn từ người sang người. Các biến thể mới nhanh chóng được hình thành dựa trên tỷ lệ lây nhiễm nhanh chóng, với con số tuyệt đối nhiễm trùng lớn dẫn đến xác suất xuất hiện biến dị di truyền ngày càng cao một phần do sai hỏng chức năng sao chép bộ gen virus một phần do quá trình tương tác giữa virus với ký chủ hình thành cơ chế trốn tránh 6 miễn dịch, hay tình huống tái tổ hợp trong trường hợp bùng phát đồng nhiễm các chủng virus khác nhau.

Theo đúng qui luật tiến hóa thì các biến thể xuất hiện càng về sau thì càng lây lan nhanh hơn các biến thể xuất hiện trước và sẽ nhanh chóng thay thế các biến thể trước. Biến thể đầu tiên của virus xuất hiện ngay sau khi COVID-19 lan qua châu Âu và Mỹ từ cuối tháng 2/2020 là dòng D614G với đột biến tại codon 614 trên gen S: aspartic acid (D) bị thay thế bằng Glycine (G), và sự thay đổi này làm cho protein S bám vào ACE2 dễ dàng hơn hơn, giúp cho virus dễ xâm nhập vào tế bào hơn [6]. Chỉ cần sau 4 tháng lây lan là SARS-COV-2 dòng G đã thay thế hoàn toàn dòng D và đột biến D614G cũng vẫn còn hiện diện trong các biến thể được phát hiện sau này. Cho đến hiện nay, SARS-COV-2 đã xuất hiện 4 biến thể quan ngại (VOC; Variants of concern) là Alpha, Beta, Gamma và Delta với tốc độ lây lan nhanh hơn dòng nguyên thủy theo thứ tự là 82%, 50%, 161% và 198% (Bảng 1.

Ngoài 4 biến thể trên thì SARS-COV-2 còn xuất hiện thêm một số biến thể khác nữa như Epsilon, Kappa, Iota, Eta… và các biến thể này được xếp vào các biến thể theo dõi (VOI: Variants of interest). Tuy nhiên cục diện đã thay đổi hoàn toàn kể từ từ tháng 11/2021, khi xuất hiện biến thể Omicron tại Nam Phi [7], khiến cho hiện nay WHO và ECDC chỉ còn lưu ý đến hai biến thể Delta và Omicron vì các biến thể khác được ghi nhận là hầu như đã biến mất, và trong tương lai có lẽ chỉ còn Omicron. Lý do là tốc độ lây lan của Omicron cực kỳ nhanh vì trên gen S của Omicron xuất hiện rất nhiều đột biến. Nếu các biến thể Alpha, Beta, Gamma và Delta chỉ có từ 10 đến 11 đột biến trên gen S với chỉ 1 đến 3 đột biến trên vùng bám thụ thể (RBD: Receptor binding domain) của gen S thì Omicron lại có đến 34 đột biến trên gen S và trên vùng RDB có đến 15 đột biến (Bảng 1.

Chính những đột biến này đã giúp cho Omicron không chỉ lây lan nhanh hơn biến thể Delta gấp 2.5 lần mà còn giúp chúng có thể tránh được các kháng thể do cơ thể tạo ra nhờ chích ngừa hay do nhiễm COVID-19 trước đó, làm cho nhiều người đã bị nhiễm tự nhiên hay được chích ngừa vẫn bị nhiễm Omicron.1 Nguồn gốc các biến thể và tốc độ lây lan so với dòng ban đầu (https://www.int/activities/tracking-SARS-CoV-2-variants) Thời gian Tốc độ Biến thể Tên khác Nguồn gốc phát hiện lây Alpha B.7 UK Dec 2020 82% Variant of Concern Beta B.351 South Africa Jan 2021 50% VOC Gamma P.1 Brazil Jan 2021 161% Delta B.2 India Oct 2020 191% Omicron B.1529 South Afica Nov 2021 500% Epsilon B.427 Variant under Investigation Kappa B.1 India Oct 2020 ? VUI Eta B.525 Nigeria Dec 2020 ? Iota B.526 USA Nov 2020 ? SARS – CoV – 2 Variant Classification and Definition Bảng 1.2 Các đột biến trên gen S và trên vùng RDB của gen S ở trên biến thể Omicron Biến thể Đột biến Đột biến quan ngại Alpha 10 (+3) 1 (+2) ở vùng RBD, 1 (+1) giảm hiệu quả moAb, 1 gần cleavage site, có D614G Beta 10 1 ở vùng RBD, 2 giảm hiệu quả moAb, có D614G Gamma 11 3 ở vùng RBD, 2 giảm hiệu quả moAb, 1 gần cleavage site, có D614G Delta 10 2 ở vùng RBD, 1 gần cleavage site, có D614G Omicron 34 10 ở vùng RBD, 2 giảm hiệu quả moAb, 2 gần cleavage site, có D614G 8 1.2 Cấu trúc và chức năng gen Bộ gen SARS-CoV-2 bao gồm 12 khung đọc mở (ORF). Đầu kết thúc 5 ′ của bộ gen virus, có mặt các ORF chồng lấn 1a và 1b mã hóa RNA polymerase và các protein không cấu trúc khác của virus và chiếm khoảng 2/3 bộ gen. Các gen mã hóa các protein cấu trúc như gai (S), màng (M), vỏ (E) và nucleocapsid (N), có mặt trong một phần ba bộ gen còn lại của nó kéo dài từ đầu 5' đến đầu 3', cùng với một số gen mã hóa protein không cấu trúc (NSP) và protein phụ nằm rải rác ở giữa (Hình 1. Như đã mô tả ở nội dụng trên một số thay thế axit amin đã xảy ra trong các gen coronavirus mới mã hóa protein S, NSP2, NSP3 và miền liên kết thụ thể (RBD).

Những đột biến này trong NSP2 & NSP3 cũng được cho là mang lại khả năng lây nhiễm nâng cao của coronavirus mới. Báo cáo mô tả SARS-CoV-2 khai thác thụ thể của men Angiotensin – Converting enzyme 2 (ACE2) để xâm nhập vào bên trong tế bào người, trong khi MERS-CoV liên kết đặc biệt với thụ thể Dipeptidyl Peptidase 4 (DPP4) [8]. Liên kết của hạt virus với thụ thể cụ thể trên tế bào chủ đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh khả năng gây bệnh của nó. Khảo sát các thụ thể tiềm năng cho các Betacoronavirus khác nhau (β-CoV) bao gồm cả SARS-CoV-2 người ta phát hiện ra rằng sự xâm nhập của virus đã được tăng cường trong các tế bào người biểu hiện thụ thể ACE2 thay vì DPP4 hoặc Aminopeptidase N (APN) trong trường hợp của coronavirus mới [9].

Nghiên cứu Cryo-EM (Cryogenic electron microscopy) về protein S nhấn mạnh rằng ái lực của ACE2 và protein S của SARS-CoV-2 lớn hơn 10–20 lần so với SARS-CoV đã biết trước đây [10]. Kiến thức về các thụ thể tiềm năng mà virus có thể liên kết cùng với các protease liên quan của nó sẽ cho phép phát triển các loại thuốc chống virus cũng như dự đoán kháng thể trung hoà hình thành từ đáp ứng miễn dịch với virus.1 Cấu trúc phân tử của virus và so sánh hệ gen của SARS - CoV - 2 với các chủng coronavirus trước đó (https://www.2 Đáp ứng miễn dịch chống SARS – CoV – 2 Một khi virus xâm nhập vào bên trong tế bào đích, hệ thống miễn dịch của vật chủ sẽ nhận diện toàn bộ virus hoặc các yếu tố kháng nguyên (Epitopes), tạo ra phản ứng miễn dịch tự nhiên (Innate) hoặc thích ứng (Adaptive). Các thụ thể nhận dạng mầm bệnh (PRR – Pathogen recognition receptors) hiện diện trên các tế bào miễn dịch, chủ yếu là các thụ thể Toll-like 3, 7 và 8 nhận dạng đầu tiên virus, dẫn đến việc tăng cường sản xuất interferon (IFN).