(Theo Jonathan Corum và Carl Zimmer)

Cập nhật ngày 7/5/2021

Công ty BioNTech của Đức hợp tác với Pfizer để phát triển và thử nghiệm một loại vắc-xin phòng Coronavirus được gọi là BNT162b2, có tên hoạt chất là tozinameran hoặc tên biệt dược là Comirnaty. Thử nghiệm lâm sàng cho thấy vắc xin này có hiệu quả ngăn ngừa Covid-19 đến hơn 90%.

Hiện nay, việc sản xuất một lô vắc xin Pfizer-BioNTech mất 60 ngày.

Một mảnh của Coronavirus

Vi-rút SARS-CoV-2 có gắn các protein hình gai mà nó dùng để xâm nhập vào tế bào con người. Những protein hình gai này sẽ trở thành mục tiêu nhắm đến của các loại vắc-xin và phương pháp điều trị tiềm năng.

Tương tự như vắc-xin Moderna, vắc-xin Pfizer-BioNTech dựa vào các thông tin di truyền của vi-rút để tạo ra protein gai.

Cấu trúc mRNA trong lớp vỏ dầu

Vắc-xin sử dụng RNA thông tin, là vật liệu di truyền mà tế bào chúng ta đọc để tạo ra protein. Vật liệu di truyền đó – gọi tắt là mRNA – rất mỏng manh và sẽ bị cắt nhỏ bởi các enzym tự nhiên nếu nó được tiêm trực tiếp vào cơ thể người. Vì vậy, để bảo vệ vắc-xin, Pfizer and BioNTech sẽ bao bọc mRNA trong các bong bóng dầu làm từ các hạt mỡ nano siêu nhỏ.

Do đặc tính mỏng manh, các phân tử mRNA sẽ nhanh chóng bị phân rã ở nhiệt độ phòng. Pfizer đang xây dựng các kho chứa đặc biệt với đá khô, có cảm biến nhiệt và thiết bị theo dõi GPS để đảm bảo vắc-xin có thể được vận chuyển ở nhiệt độ –94 ° F (–70 ° C) nhằm duy trì khả năng tồn tại.

Xâm nhập tế bào

Sau khi tiêm, các hạt vắc-xin tiếp xúc với tế bào và hợp nhất với chúng, để phóng thích mRNA. Các phân tử của tế bào sẽ đọc trình tự của nó trong các ribosome và tạo ra các protein gai. Cuối cùng, tế bào sẽ phá hủy mRNA từ vắc-xin, và không để lại dấu vết vĩnh viễn.

Một số protein gai tạo thành các gai di chuyển lên trên bề mặt tế bào và nhô ra khỏi đầu của chúng. Các tế bào đã tiêm chủng cũng sẽ phá vỡ một số protein thành các mảnh nhỏ trên bề mặt của chúng. Sau đó, các gai nhô ra và các mảnh protein gai này sẽ được hệ thống miễn dịch nhận diện.

Phát hiện kẻ xâm nhập

Khi một tế bào đã tiêm chủng chết đi, mảnh vỡ của tế bào sẽ chứa nhiều protein gai và mảnh protein, sau đó nó sẽ được một loại tế bào miễn dịch (gọi là tế bào trình diện kháng nguyên) tiếp nhận.

Tế bào này sẽ đưa các mảnh vỡ của protein hình gai lên trên bề mặt của nó. Khi các tế bào khác (gọi là tế bào T hỗ trợ) phát hiện những mảnh vỡ này, chúng sẽ báo động và giúp điều khiển các tế bào miễn dịch khác chống lại nhiễm trùng.

Tạo kháng thể

Các tế bào miễn dịch khác (gọi là tế bào B) có thể va chạm với các gai của coronavirus trên bề mặt tế bào đã tiêm chủng, hoặc các mảnh protein gai tự do. Một vài tế bào B có thể bám chặt vào các protein hình gai. Sau đó, nếu các tế bào B này được kích hoạt bởi các tế bào T hỗ trợ, chúng sẽ bắt đầu tăng sinh và tiết ra các kháng thể nhắm vào protein gai.

Ngăn chặn vi-rút

Các kháng thể có thể bám vào gai của coronavirus, đánh dấu vi-rút để tiêu diệt và phòng ngừa nhiễm trùng bằng cách ngăn chặn các gai bám vào các tế bào khác.

Tiêu diệt tế bào nhiễm trùng

Các tế bào trình diện kháng nguyên cũng có thể kích hoạt một loại tế bào miễn dịch khác (gọi là tế bào T tiêu diệt) để tìm kiếm và phá hủy bất kỳ tế bào nào bị nhiễm coronavirus có các mảnh protein hình gai trên bề mặt của chúng.

Ghi nhớ thông tin của vi-rút

Vắc-xin của Pfizer-BioNTech cần tiêm hai lần, cách nhau 21 ngày, để tạo ra hệ thống miễn dịch đủ tốt để chống lại coronavirus. Tuy nhiên, vì đây là loại vắc-xin mới nên các nhà nghiên cứu không biết khả năng phòng ngừa của nó kéo dài trong bao lâu.

Một nghiên cứu sơ bộ cho thấy vắc-xin có khả năng bảo vệ mạnh mẽ trong khoảng 10 ngày sau liều đầu tiên, so với những người dùng giả dược:

Có thể trong vài tháng đầu sau khi tiêm, số lượng kháng thể và tế bào T tiêu diệt sẽ giảm. Tuy nhiên, hệ thống miễn dịch cũng có các tế bào đặc biệt được gọi là tế bào B nhớ và tế bào T nhớ có thể lưu trữ thông tin về coronavirus trong nhiều năm hoặc thậm chí nhiều thập kỷ

Chuẩn bị và tiêm phòng

Mỗi lọ vắc-xin chứa 5 liều 0,3 ml. Vắc xin phải được rã đông trước khi tiêm và pha loãng với nước muối. Sau khi pha loãng, phải sử dụng lọ vắc-xin trong vòng sáu giờ.

Tiến trình phát triển vắc-xin

Tháng 1 năm 2020 BioNTech bắt đầu nghiên cứu vắc-xin sau khi Bác sĩ Ugur Sahin, một trong những người sáng lập công ty, tin rằng Coronavirus sẽ lây lan từ Trung Quốc và trở thành đại dịch.

Tháng 3 BioNTech và Pfizer đồng ý hợp tác.

Tháng 5 Các công ty triển khai thử nghiệm Giai đoạn 1/2 trên hai phiên bản của vắc-xin mRNA. Một phiên bản, được gọi là BNT162b2, có ít tác dụng phụ hơn.

Ngày 22 tháng 7 Chính quyền Trump quyết định trao hợp đồng trị giá 1,9 tỷ đô la cho 100 triệu liều vắc-xin sẽ được giao vào tháng 12, và có thể mua thêm 500 triệu liều, nếu vắc xin này được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm cấp phép.

Ngày 27 tháng 7 Các công ty khởi động thử nghiệm Giai đoạn 2/3 với 30.000 tình nguyện viên ở Hoa Kỳ và các quốc gia khác, bao gồm Argentina, Brazil và Đức.

Ngày 12 tháng 9 Pfizer và BioNTech thông báo họ sẽ tìm cách mở rộng thử nghiệm tại Hoa Kỳ lên đến 44.000 người tham gia.

Ngày 9 tháng 11 Dữ liệu sơ bộ cho thấy vắc-xin Pfizer có hiệu quả hơn 90%, không có tác dụng phụ nghiêm trọng. Dữ liệu cuối cùng từ thử nghiệm cho thấy tỷ lệ hiệu quả là 95%.

Ngày 20 tháng 11 Pfizer yêu cầu F.D.A cấp giấy phép sử dụng khẩn cấp.

Ngày 2 tháng 12, Anh cấp giấy phép khẩn cấp cho vắc-xin của Pfizer và BioNTech, trở thành quốc gia phương Tây đầu tiên đưa ra sự chấp thuận như vậy đối với vắc-xin phòng coronavirus.

Ngày 8 tháng 12 William Shakespeare, 81 tuổi, là một trong những người đầu tiên được tiêm vắc-xin ở Anh, vào ngày tiêm chủng đầu tiên cho các nhân viên y tế có nguy cơ và những người trên 80 tuổi.

Ngày 9 tháng 12 Canada cấp phép cho vắc-xin Pfizer-BioNTech.

Ngày 10 tháng 12 Ả-rập Xê-út phê duyệt vắc-xin.

Ngày 11 tháng 12 F.D.A. cấp giấy phép sử dụng khẩn cấp đầu tiên cho vắc xin Pfizer-BioNTech phòng coronavirus ở Hoa Kỳ. Mexico cũng phê duyệt vắc xin để sử dụng khẩn cấp.

Ngày 14 tháng 12 Bắt đầu chương trình tiêm chủng tại Hoa Kỳ.

Ngày 21 tháng 12 Liên minh Châu Âu cấp phép cho loại vắc-xin này.

Ngày 31 tháng 12 Pfizer dự kiến ​​sẽ sản xuất lên đến 50 triệu liều vào cuối năm và lên đến 1,3 tỷ liều trong năm 2021. Mỗi người được tiêm chủng sẽ cần tiêm hai liều.

Tháng 1 năm 2021 Các nhà khoa học lo ngại về sự xuất hiện của các biến thể lây lan nhanh có thể né tránh kháng thể. Các thử nghiệm trên một biến thể có tên P.1, lần đầu tiên được xác định ở Brazil, cho thấy rằng Comirnaty có khả năng hoạt động để chống lại nó. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các kháng thể do Comirnaty tạo ra có phần kém hiệu quả hơn khi chống lại một biến thể khác là B.1.351, được xác định lần đầu tiên ở Nam Phi.

Ngày 15 tháng 2 Pfizer và BioNTech đăng ký thử nghiệm dành riêng cho phụ nữ mang thai.

Ngày 26 tháng 2 Các công ty công bố một nghiên cứu để phát triển vắc xin tăng cường dành riêng cho biến thể B.1.351.

Ngày 16 tháng 4 Pfizer cho biết có thể cần tiêm liều thứ ba trong vòng một năm kể từ lần tiêm chủng đầu tiên, sau đó là tiêm chủng hàng năm.

Ngày 20 tháng 4 Một số người đã tiêm chủng bày tỏ trung thành với loại vắc-xin mà họ đã nhận được.

Ngày 25 tháng 4 Gần 8% người Mỹ tiêm liều thứ nhất của Pfizer hoặc Moderna đã bỏ lỡ liều thứ hai.

Ngày 28 tháng 4 Pfizer đã giao hơn 150 triệu liều vắc xin cho Hoa Kỳ và dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi con số này vào giữa tháng 7.

Ngày 7 tháng 5 Pfizer và BioNTech xin cấp phép đầy đủ từ Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ.

Nguồn: Trung tâm Thông Tin Quốc Gia về Công nghệ Sinh học; Nature; Florian Krammer, Trường Đại học Y Icahn ở Mount Sinai.