Nghiên cứu tạo giống gốc để sản xuất vắc-xin cúm A/H5N1
Cúm gia cầm là bệnh truyền nhiễm cấp tính của gia cầm do các nhóm virus cúm A (Influenzavirus A), họ Orthomyxoviridae gây nên. Kể từ năm 2003, virus cúm gia cầm độc lực cao (HPAIV) của phân nhóm H5N1 đã tiếp tục biến đổi di truyền và hiếm khi lây nhiễm ở người. Tính đến tháng 1 năm 2020, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã báo cáo có 861 ca mắc cúm gia cầm ở người, với 455 trường hợp tử vong. Tỷ lệ tử vong cao ở người, và khả năng truyền khí dung ở động vật có vú làm tăng nguy cơ đại dịch toàn cầu. Hiện nay, tiêm vacxin vẫn là chiến lược chính để phòng ngừa và kiểm soát đại dịch cúm. Để bảo vệ dân số chống lại đại dịch, chủng virus vacxin phải phù hợp với chủng mới xuất hiện.
Giống gốc virut A/H5N1 clade 1.1 (IBT RG-01)
Ở Việt Nam, vacxin cúm gia cầm được đưa vào sử dụng từ năm 2005, đã góp phần làm giảm số gia cầm mắc bệnh, và giảm thiệt hại kinh tế do dịch cúm gia cầm gây ra. Tuy nhiên vacxin cúm A/H5N1 cho gia cầm sản xuất trong nước chủ yếu sử dụng chủng virus gốc tái tổ hợp lắp ráp bằng di truyền ngược có nguồn gốc từ nước ngoài. Sự phụ thuộc vào chủng giống nhập ngoại khiến công tác sản xuất vacxin cúm gia cầm ở Việt Nam thiếu tính chủ động và gặp nhiều khó khăn, đặc biệt khi các chủng cúm lưu hành trong nước có thể mang tính kháng nguyên đặc thù cho vùng lãnh thổ, hệ gen luôn biến đổi dẫn đến vacxin tạo ra trước đó có thể không đạt hiệu quả bảo hộ cao với biến chủng virus mới xuất hiện.
Trước thực tiễn nêu trên, nhóm nghiên cứu đến từ Viện Công nghệ sinh học, trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, do TS. Nguyễn Trung Nam dẫn đầu, đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu tạo giống gốc để sản xuất vắc-xin cúm A/H5N1” với mục tiêu:
(1) Tạo ra được giống virus vacxin cúm gia cầm A/H5N1 bằng công nghệ di truyền ngược trên cơ sở các gen HA và NA phân lập từ các biến chủng virus mới xuất hiện tại Việt Nam;
(2) Làm chủ được qui trình công nghệ di truyền ngược để trong một thời gian ngắn (6-9 tháng) có thể tạo ra được giống virus vacxin cúm gia cầm A/H5N1 trên cơ sở biến chủng mới xuất hiện tại Việt Nam.
Trải qua quá trình nghiên cứu từ tháng 10/2016 đến tháng 3/2020, Đề tài đã đạt được những kết quả chính sau đây:
(1) Đã thu thập và giải trình tự toàn bộ gen HA (H5) của 12 chủng virus cúm gia cầm, làm số liệu cho quá trình phân tích phả hệ. Dựa trên trình tự nucleotide và amino acid của gen H5 của các chủng dự kiến làm vacxin và các chủng cường độc giai đoạn 2010-2017, cho thấy, tuy virus cúm gia cầm có những biến đổi nhất định trong gen HA (H5) nhưng ở những vị trí amino acid trọng yếu vẫn không có thay đổi lớn, đặc biệt bảo tồn ở vị trí bám dính thụ thể, vị trí kháng nguyên (epitope) và một số vị trí khác. Kháng nguyên H5 của các chủng mới có khả năng gây miễn dịch để phòng chống các chủng trước và sau đó.
(2) Đã xác lập được mối quan hệ nguồn gốc phả hệ giữa các chủng cúm A/H5N1 dựa trên thành phần nucleotide gen H5. Đã phân tích và chỉ ra đặc tính tái tái tổ hợp gen kháng nguyên hemagglutinin của virus cúm A phân type H5 với các type khác theo từng giai đoạn và từng vùng địa lý. Sự khác biệt về nguồn gốc phả hệ giữa các chủng trong năm 2017 cho thấy mức độ tiến hóa và biến đổi của virus cúm ở gia cầm càng ngày càng trở nên đa dạng và có sự lưu thông nhanh chóng.
(3) Đã làm chủ được công nghệ di truyền ngược sử dụng 6 plasmid pHW2000 chứa 6 phân đoạn gen khung (PB2, PB1, PA, NP, M và NS) nguồn gốc từ virus A/PR/8/34 và 2 plasmid pHW2000 chứa kháng nguyên H5 và N1 của hai clade virus HPAI H5N1 là clade 1.1 và clade 2.3.2.1c biến nạp vào tế bào 293T, tạo thành công hai chủng cúm A/H5N1 tái tổ hợp clade 1.1 (IBTRG-01) và clade 2.3.2.1c (IBTRG-02). Cả hai giống gốc đều có hiệu giá HA ≥ 1: 1024, tính kháng nguyên thể hiện sự ổn định di truyền (trình tự gen HA và NA không thay đổi) khi nhân trong trứng đến thế hệ P5.
(4) Cả hai giống gốc đều không bị tạp nhiễm với vi khuẩn, nấm mốc, Mycoplasma và virus Newcastle (NDV). Giống gốc IBTRG-01 có hiệu giá virus đạt 108EID50/ml. Giống gốc IBTRG-02 có hiệu giá virus đạt 108EID50/ml. Hiệu giá kháng thể HI của giống gốc IBTRG-01 sau gây miễn dịch 14 ngày và 28 ngày tương ứng là 5,45log2 và 6,05log2. Hiệu giá kháng thể HI của giống gốc IBTRG-02 sau gây miễn dịch 14 ngày và 28 ngày tương ứng là 6,42log2 và 6,92log2. Kết quả thẩm định giống của Cục Thú y cho thấy, hiệu giá kháng thể HI của giống gốc IBTRG-01 sau gây miễn dịch 21 ngày đạt 4,65log2 và hiệu giá kháng thể HI của giống gốc IBTRG-02 sau gây miễn dịch 21 ngày đạt 4,9log2 (Hiệu giá kháng thể trung bình đạt tiêu chuẩn theo TCVN 8685-9:2014 ≥ 4log2). Giống gốc IBTRG-01 và IBTRG-02 được thử nghiệm có khả năng kích thích sinh sinh đáp ứng miễn dịch tạo kháng thể đặc hiệu và có khả năng bảo hộ cao (đạt 91,6%) với các chủng virus H5N1 cường độc thuộc clade 1.1 và 2.3.2.1c.
(5) Kết quả giải trình tự gen HA và NA của các giống gốc cho thấy, giống IBTRG-01 có tỉ lệ đồng nhất về nucleotide và amino acid gen HA và NA là 100% với clade 1.1. Giống IBTRG-02 có tỉ lệ đồng nhất về nucleodie và amino acid gen HA và NA là 100% với clade 2.3.2.1c. Giống IBTRG-01 có tỉ lệ đồng nhất về nucleotide và amino acid gen HA và NA cao so với các chủng thuộc clade 1.1 phân lập từ năm 2009-2016 (97%-99% với gen HA; 98%-99,5% với gen NA) và có tỉ lệ tương đồng thấp hơn so với các chủng phân lập từ năm 2017-2019 (86%-95% với gen HA; 90%-97% với gen NA). Chủng IBTRG-02 có tỉ lệ đồng nhất về nucleotide và amino acid gen HA và NA cao so với các chủng phân lập năm 2014-2015 (99,1%-99,5%) và tỉ lệ tương đồng thấp hơn so với các chủng phân lập năm 2017-2019 (96%-97%).
Từ những kết quả đã đạt được, nhóm thực hiện đề tài đã đề xuất hai kiến nghị sau đây:
(1) Phát triển giống gốc IBTRG-01 và IBTRG-02 thành các chủng vacxin phòng chống cúm A/H5N1 clade 1.1 và 2.3.2.1c;
(2) Áp dụng công nghệ di truyền ngược để tạo ra các giống gốc A/H5N6 và A/H9N2 phòng chống các biến chủng mới đang xuất hiện tại Việt Nam.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17420/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
