Tổng quan nghiên cứu

Bệnh ho gà là một bệnh nhiễm trùng cấp tính đường hô hấp, đặc trưng bởi các cơn ho kéo dài và có thể gây tử vong, đặc biệt ở trẻ dưới 5 tuổi. Tại Việt Nam, trước khi triển khai chương trình Tiêm chủng mở rộng (TCMR), tỷ lệ mắc bệnh ho gà từng lên đến 134 trường hợp/100.000 dân năm 1979. Nhờ chương trình TCMR, tỷ lệ mắc bệnh đã giảm 92,2% từ năm 1989 đến nay, còn khoảng 5,1/100.000 dân, đồng thời tỷ lệ tử vong giảm 80%. Tuy nhiên, bệnh vẫn lưu hành ở tất cả các tỉnh thành, đặc biệt nghiêm trọng tại các vùng miền núi và khu vực có điều kiện kinh tế xã hội thấp.

Vắc xin ho gà vô bào (aP) là loại vắc xin được sử dụng phổ biến hiện nay, có hiệu quả bảo vệ cao và ít phản ứng phụ hơn so với vắc xin ho gà toàn tế bào. Việc kiểm định chất lượng vắc xin ho gà vô bào đòi hỏi phải có mẫu chuẩn quốc gia (MCQG) để đánh giá công hiệu vắc xin mẫu thử (VXMT). Tuy nhiên, WHO chỉ cung cấp số lượng hạn chế mẫu chuẩn quốc tế (MCQT), do đó việc sản xuất và nghiên cứu tính ổn định của vắc xin mẫu chuẩn quốc gia là rất cần thiết nhằm chủ động kiểm soát chất lượng vắc xin trong nước.

Luận văn tập trung nghiên cứu tính ổn định của lô vắc xin mẫu chuẩn ho gà vô bào đông khô RaP01, được sản xuất tại Viện Vắc xin và Sinh phẩm Y tế (IVAC) nhằm phục vụ cho việc đánh giá công hiệu vắc xin ho gà vô bào. Nghiên cứu thực hiện trong giai đoạn 2019-2021, với mục tiêu đánh giá chất lượng, xác định đơn vị miễn dịch (ĐVMD) và nghiên cứu tính ổn định của lô VXMC RaP01 ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng vắc xin, góp phần nâng cao hiệu quả chương trình tiêm chủng mở rộng quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết miễn dịch học: Miễn dịch bảo vệ chống lại Bordetella pertussis chủ yếu dựa vào kháng thể IgG và đáp ứng miễn dịch tế bào qua trung gian Interferon gamma (IFN-γ). Các kháng nguyên chính của vi khuẩn gồm độc tố ho gà (PT), yếu tố ngưng kết hồng cầu dạng sợi (FHA), fimbriae (FIM) đóng vai trò quan trọng trong việc tạo miễn dịch bảo vệ.

  • Mô hình đánh giá công hiệu vắc xin: Phương pháp thử thách trên chuột nhắt theo nguyên lý Kendric, so sánh liều bảo vệ 50% (ED50) giữa vắc xin mẫu thử và mẫu chuẩn, được xem là chuẩn vàng trong kiểm định công hiệu vắc xin ho gà.

  • Nguyên lý Vant-Hoff: Dùng để dự đoán tuổi thọ sản phẩm dựa trên tốc độ phân hủy của vắc xin ở các nhiệt độ khác nhau, với giả định tốc độ phản ứng hóa học tăng gấp 2-4 lần khi nhiệt độ tăng 10°C.

Các khái niệm chính bao gồm: Đơn vị miễn dịch (ĐVMD), tính ổn định vắc xin, công hiệu tương quan, mẫu chuẩn quốc gia (MCQG), mẫu chuẩn quốc tế (MCQT), và các chỉ tiêu kiểm định chất lượng vắc xin như vô trùng, cảm quan, độ ẩm tồn dư, pH, hàm lượng tá chất.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Lô vắc xin ho gà vô bào đông khô RaP01 sản xuất năm 2020 tại IVAC, gồm 1500 ống, được sử dụng làm mẫu chuẩn dự tuyển MCQG. Mẫu chuẩn quốc tế MCQT mã số JNIH-3 do NIBSC cung cấp được dùng làm chuẩn đối chiếu.

  • Phương pháp phân tích: Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá các chỉ tiêu chất lượng vắc xin theo tiêu chuẩn WHO và Dược điển Việt Nam 2018, bao gồm kiểm tra vô trùng, nhận dạng kháng nguyên PT và FHA bằng phản ứng miễn dịch khuếch tán vòng ép, thử nghiệm an toàn chung trên chuột nhắt và chuột lang, kiểm tra cảm quan, tính chất vật lý, các chỉ tiêu hóa học (hàm lượng Al(OH)3, Merthiolate, NaCl, Formaldehyde), xác định đơn vị miễn dịch (ĐVMD) bằng phương pháp thử thách trên chuột nhắt với phần mềm WHO Probit analysis.

  • Nghiên cứu tính ổn định: Đánh giá tính ổn định công hiệu và các chỉ tiêu cảm quan, độ hấp phụ, độ ẩm tồn dư, tốc độ tạo hỗn dịch đồng nhất ở các nhiệt độ bảo quản -40°C ± 2°C, 5°C ± 3°C, 25°C ± 2°C, 37°C ± 2°C và 45°C ± 2°C theo các thời điểm rút mẫu khác nhau (từ 1 tuần đến 9 tháng). Dự đoán tuổi thọ sản phẩm theo nguyên lý Vant-Hoff.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mỗi lần thử nghiệm công hiệu thực hiện 6 lần độc lập, mỗi lần 3 ống mẫu, tổng cộng 18 ống. Các chỉ tiêu khác được kiểm tra trên số lượng mẫu từ 6 đến 20 ống tùy theo yêu cầu tiêu chuẩn.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành từ năm 2019 đến 2021, bao gồm giai đoạn sản xuất, kiểm định chất lượng ban đầu, đánh giá tính ổn định dài hạn và thúc đẩy nhiệt.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng lô vắc xin RaP01 đạt tiêu chuẩn

    • Kết quả kiểm tra vô trùng cho thấy không phát hiện vi sinh vật trên môi trường Thioglycolate và TSB sau 14 ngày ủ.
    • Độ ẩm tồn dư ≤ 3%, độ đồng đều khối lượng với hệ số biến thiên (CV) ≤ 7,5%.
    • pH duy trì trong khoảng 6-7, hàm lượng Al(OH)3 đạt 0,3 mg/ống, Merthiolate ≤ 0,02%, Formaldehyde ≤ 0,01%, NaCl trong khoảng 0,7-1,0%.
    • Kháng nguyên PT và FHA được xác nhận bằng phản ứng miễn dịch khuếch tán vòng ép, đảm bảo đặc tính kháng nguyên.

  2. Đơn vị miễn dịch (ĐVMD) của lô RaP01 ổn định và đạt yêu cầu

    • ĐVMD trung bình của lô RaP01 được xác định là ≥ 34 IU/ống, tương đương với chuẩn quốc tế MCQT.
    • Kết quả thử thách trên chuột nhắt cho thấy ED50 của mẫu chuẩn và mẫu thử tương đương, đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của mẫu chuẩn.

  3. Tính ổn định công hiệu ở nhiệt độ bảo quản -40°C ± 2°C và 5°C ± 3°C

    • Sau 9 tháng bảo quản ở -40°C, công hiệu vắc xin không giảm đáng kể, ĐVMD duy trì trên 34 IU/ống.
    • Ở 5°C ± 3°C, công hiệu cũng ổn định trong 6 tháng với ĐVMD không giảm quá 10% so với ban đầu.

  4. Tính ổn định ở nhiệt độ thúc đẩy cao hơn (25°C, 37°C, 45°C)

    • Ở 25°C ± 2°C, công hiệu giảm khoảng 15% sau 12 tuần.
    • Ở 37°C ± 2°C, công hiệu giảm khoảng 30% sau 12 tuần.
    • Ở 45°C ± 2°C, công hiệu giảm nhanh, chỉ còn khoảng 50% sau 4 tuần và giảm dưới 20% sau 6 tuần.
    • Độ hấp phụ kháng nguyên vẫn duy trì trên 80% và tốc độ tạo hỗn dịch đồng nhất ≤ 60 giây ở các điều kiện bảo quản thích hợp.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy lô vắc xin mẫu chuẩn RaP01 có chất lượng và tính ổn định phù hợp để sử dụng làm mẫu chuẩn quốc gia trong kiểm định công hiệu vắc xin ho gà vô bào. Việc duy trì công hiệu ổn định ở nhiệt độ bảo quản tiêu chuẩn (-40°C và 5°C) đảm bảo tính khả thi trong lưu trữ và vận chuyển. Tính ổn định giảm dần ở nhiệt độ cao hơn phù hợp với nguyên lý phân hủy sinh học của protein và các thành phần kháng nguyên trong vắc xin.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả này tương đồng với các báo cáo về tính ổn định của vắc xin ho gà vô bào đông khô, đồng thời khẳng định hiệu quả của quy trình sản xuất và bảo quản tại IVAC. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường cong công hiệu theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau, giúp minh họa rõ ràng sự suy giảm công hiệu và dự đoán tuổi thọ sản phẩm.

Việc sản xuất thành công mẫu chuẩn quốc gia giúp chủ động trong kiểm định chất lượng vắc xin, giảm phụ thuộc vào nguồn cung cấp mẫu chuẩn quốc tế hạn chế và tiết kiệm ngoại tệ cho quốc gia. Đây là bước tiến quan trọng trong phát triển ngành công nghiệp vắc xin trong nước.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Duy trì và nâng cao chất lượng sản xuất mẫu chuẩn quốc gia

    • Thực hiện kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt trong toàn bộ quy trình sản xuất và đóng gói.
    • Định kỳ đánh giá tính ổn định và công hiệu mẫu chuẩn theo kế hoạch hàng năm.
    • Chủ thể thực hiện: IVAC phối hợp với NICVB, timeline liên tục.

  2. Xây dựng hệ thống lưu trữ và vận chuyển mẫu chuẩn đảm bảo điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn

    • Áp dụng bảo quản ở nhiệt độ -40°C hoặc 5°C để duy trì tính ổn định lâu dài.
    • Trang bị thiết bị vận chuyển lạnh chuyên dụng, giám sát nhiệt độ liên tục.
    • Chủ thể thực hiện: NICVB, các cơ sở kiểm định, timeline 6 tháng đầu năm.

  3. Phát triển chương trình đào tạo và chuyển giao kỹ thuật kiểm định công hiệu vắc xin

    • Tổ chức tập huấn cho cán bộ kiểm định về phương pháp thử thách trên chuột và phân tích dữ liệu.
    • Đảm bảo tính đồng nhất và chính xác trong đánh giá công hiệu vắc xin.
    • Chủ thể thực hiện: Học viện Khoa học và Công nghệ, NICVB, timeline 1 năm.

  4. Khuyến khích nghiên cứu mở rộng về tính ổn định và cải tiến công nghệ sản xuất vắc xin

    • Nghiên cứu các công nghệ bảo quản mới giúp kéo dài tuổi thọ vắc xin.
    • Đánh giá tính ổn định sau khi hoàn nguyên và trong điều kiện vận chuyển thực tế.
    • Chủ thể thực hiện: IVAC, các viện nghiên cứu, timeline 2-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà sản xuất vắc xin trong nước

    • Lợi ích: Áp dụng quy trình sản xuất và kiểm định mẫu chuẩn quốc gia, nâng cao chất lượng sản phẩm.
    • Use case: Sản xuất vắc xin ho gà vô bào và phối hợp.

  2. Cơ quan kiểm định và quản lý chất lượng vắc xin

    • Lợi ích: Sử dụng mẫu chuẩn quốc gia để đánh giá công hiệu vắc xin, đảm bảo an toàn và hiệu quả tiêm chủng.
    • Use case: Kiểm định lô vắc xin xuất xưởng.

  3. Các viện nghiên cứu và đào tạo về sinh học và y tế công cộng

    • Lợi ích: Tham khảo phương pháp nghiên cứu tính ổn định vắc xin, phát triển đề tài liên quan.
    • Use case: Nghiên cứu phát triển vắc xin mới, đào tạo sinh viên.

  4. Chính sách y tế và chương trình tiêm chủng quốc gia

    • Lợi ích: Đảm bảo nguồn cung vắc xin chất lượng, chủ động kiểm soát chất lượng vắc xin nhập khẩu và sản xuất trong nước.
    • Use case: Lập kế hoạch tiêm chủng, quản lý kho vắc xin.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần phải có mẫu chuẩn quốc gia (MCQG) cho vắc xin ho gà vô bào?
    Mẫu chuẩn quốc gia giúp đảm bảo tính đồng nhất và chính xác trong đánh giá công hiệu vắc xin mẫu thử, giảm phụ thuộc vào mẫu chuẩn quốc tế hạn chế về số lượng và chi phí. Ví dụ, WHO chỉ cung cấp 3 lọ MCQT mỗi năm cho mỗi quốc gia, trong khi nhu cầu kiểm định tại Việt Nam khoảng 200 ống/năm.

  2. Phương pháp thử thách trên chuột nhắt được thực hiện như thế nào để đánh giá công hiệu vắc xin?
    Chuột nhắt được tiêm miễn dịch với các độ pha loãng khác nhau của vắc xin mẫu thử và mẫu chuẩn, sau đó thử thách bằng chủng vi khuẩn ho gà độc lực qua đường tiêm não. Công hiệu được tính dựa trên tỷ lệ sống sót của chuột và phân tích bằng phần mềm Probit của WHO.

  3. Tính ổn định của vắc xin mẫu chuẩn được đánh giá qua những chỉ tiêu nào?
    Bao gồm công hiệu (ĐVMD), cảm quan (màu sắc, độ đồng nhất), độ hấp phụ kháng nguyên, độ ẩm tồn dư và tốc độ tạo hỗn dịch đồng nhất. Các chỉ tiêu này được theo dõi ở nhiều nhiệt độ bảo quản khác nhau để dự đoán tuổi thọ sản phẩm.

  4. Nguyên lý Vant-Hoff được áp dụng như thế nào trong dự đoán tuổi thọ vắc xin?
    Nguyên lý cho rằng tốc độ phân hủy tăng gấp 2-4 lần khi nhiệt độ tăng 10°C. Dựa trên tốc độ giảm công hiệu ở nhiệt độ cao, có thể tính toán và dự đoán tuổi thọ ở nhiệt độ bảo quản tiêu chuẩn.

  5. Làm thế nào để đảm bảo tính ổn định của vắc xin trong quá trình vận chuyển và lưu trữ?
    Cần bảo quản vắc xin ở nhiệt độ khuyến cáo (-40°C hoặc 2-8°C), sử dụng thiết bị vận chuyển lạnh có kiểm soát nhiệt độ, theo dõi nhiệt độ liên tục và hạn chế thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cao để tránh giảm công hiệu vắc xin.

Kết luận

  • Lô vắc xin mẫu chuẩn ho gà vô bào đông khô RaP01 đạt các tiêu chuẩn chất lượng theo quy định của WHO và Dược điển Việt Nam, bao gồm vô trùng, cảm quan, các chỉ tiêu hóa học và đặc tính kháng nguyên.
  • Đơn vị miễn dịch (ĐVMD) của lô RaP01 được xác định ≥ 34 IU/ống, tương đương chuẩn quốc tế, đảm bảo tính chính xác trong đánh giá công hiệu vắc xin.
  • Tính ổn định công hiệu và các chỉ tiêu vật lý được duy trì tốt ở nhiệt độ bảo quản tiêu chuẩn (-40°C và 5°C) trong thời gian ít nhất 9 tháng.
  • Ở nhiệt độ cao hơn, công hiệu giảm dần theo thời gian, phù hợp với nguyên lý phân hủy sinh học và cho phép dự đoán tuổi thọ sản phẩm bằng phương pháp thúc đẩy nhiệt.
  • Nghiên cứu góp phần quan trọng trong việc sản xuất và sử dụng mẫu chuẩn quốc gia, nâng cao năng lực kiểm định vắc xin ho gà vô bào tại Việt Nam, hỗ trợ chương trình tiêm chủng mở rộng quốc gia.

Next steps: Tiếp tục theo dõi tính ổn định dài hạn, mở rộng nghiên cứu tính ổn định sau hoàn nguyên và trong điều kiện vận chuyển thực tế, đồng thời triển khai đào tạo kỹ thuật kiểm định cho cán bộ liên quan.

Call-to-action: Các cơ quan quản lý, nhà sản xuất và kiểm định vắc xin cần phối hợp triển khai áp dụng mẫu chuẩn quốc gia RaP01 để nâng cao chất lượng và hiệu quả chương trình tiêm chủng phòng bệnh ho gà.