Vaccin HIV: những triển vọng |
Vietsciences- Võ văn Lượng 26/09/2007 |
Tính đến tháng 12/2006, theo số liệu do UNAIDS công bố có đến 39,5 triệu người đang sống với HIV, 4,3 triệu người mới nhiễm và 2, 9 triệu ngừời chết vì AIDS. Tổng số người chết vì AIDS từ 1982-2002 là 25 triệu người [1].
Hiện nay, các chương trình phòng chống HIV tại các nước phát triển và đang phát triển đã đạt đựơc một số thành công. Các phác đồ điều trị kháng retrovirus ( ARV ) được triển khai tại nhiều vùng trên thế giới đã mang lại các kết quả khích lệ là làm giảm được số mắc và số chết do nhiễm HIV. Liệu trình HAART (Highly active antiretroviral therapy = liệu trình điều trị chống retrovirus có tác dụng cao ) có khả năng làm giảm số lựơng virus trong máu và làm ổn định các triệu chứng, nhưng lại không thể chữa lành bệnh tức là thanh toán sạch virus trong cơ thể cũng như không diễn tiến sang giai đoạn AIDS có triệu chứng và mặt khác không ngăn chặn hoản toản đựơc các trường hợp HIV + lây truyền từ người này sang người khác. Thêm vào đó , mặc dù các phác đồ ARV đang giúp cho người nhiễm HIV cơ hội kéo dài cuộc sống , nhưng do chi phí điều trị ( anti-retroviral therapies =ART) vẫn còn cao cho nên liệu trình kết hợp nhiều thứ thuốc (HAART) chỉ mang lại tác động tích cực đối với các nước giàu chiếm có 10% số người đang sống chung với HIV trên toàn thế giới.
Thực hành các biện pháp tình dục an toàn tuy có làm giảm đựơc các tỉ số lây nhiễm nhưng cũng không đủ khả năng để ngăn chặn AIDS lan rộng tại những nước có số người nhiễm cao ; nhưng dù cho các chương trình này có triển khai rộng rãi đi nữa cũng không thể nào đạt đựơc mục tiêu mong muốn là giảm sự lây truyền HIV trong một thời gian dài và bền vững.
Do HIV vẫn còn tiếp tục lây lan rộng không hề giảm tốc độ tại nhiều nơi, hàng ngày trên thế giới có đến 14.000 ca nhiễm mới, cho nên để ngăn chặn tích cực sự lây truyền HIV đòi hỏi phải có vaccin HIV an toàn và hiệu quả càng sớm càng tốt, nhưng cho đến nay mục tiêu này chỉ là ước vọng. Viễn cảnh này khác xa với thái độ hăm hở đầy lạc quan của Margaret Hecker, Bộ trưởng bộ y tế và các dịch vụ con người của Mỹ dưới thời Ronald Reagan, sau khi các nhà khoa học xác định đựơc HIV là tác nhân gây ra AIDS đã vội vã tuyên bố trong vòng 2 năm sẽ có vaccin phòng chống HIV [2] (1984).
Do đó, nếu trong thời gian tới, nếu chưa có 1 vaccin dự phòng hữu hiệu , thì HIV vẫn là hiểm họa cho hàng triệu người khắp thế giới.
Các phân lập HIV gây nhiễm cho các tb ở người và dẫn đến bệnh AIDS nằm trong 1 quần thể các virus HIV rất đa dạng về mặt di truyền.
Khi 1 người bị nhiễm virus HIV, các họat động enzyme của virus không chính xác trong quá trình sao chép của virus sẽ liên tục tạo ra các virion đột biến. Tiến trình này cuối cùng tạo ra 1 quần thể các virion khác nhau về mặt di truyền, làm cho 1 kháng thể (KT ), nếu có, trung hoả đựơc 1 phân lập HIV này nhưng lại không trung hoả được phân lập khác ngay chính trên cùng 1 người bị nhiễm. Chính sự đa dạng di truyền đặc biệt này giữa các phân lập HIV đã làm cho việc phát triển vaccin trở nên cực kỳ phức tạp.
Căn cứ trên những khác biệt trong gien Env, người ta chia HIV-1 ra làm 3 nhóm M, N và O ( Hình 1) : Các nhóm này có thể khác nhau 30-40% trong trình tự các acid amin ( AA ) nằm ở gp120. Nhóm M lớn nhất và chia ra làm 8 phân typ do sự khác biệt trình tự AA trên gp120 ( 5-20% ) ; mỗi phân typ có phân vùng địa lý khác nhau. Khi các phân typ cùng gây nhiễm cho 1 cá thể hoặc 1 tb sẽ hình thành các thể tái tổ hợp lưu thông (circulating recombinant forms = CRFs).
Các phân lập (isolate) HIV thuộc các phân typ khác nhau lại còn có các trình tự di truyền cách biệt rất nhiều ( các khoảng cách di truyền giữa các phân typ xê dịch từ 10-30% [3]). làm cho các đặc tính kháng nguyên cũng khác nhau đến mức có ý kiến cho rằng cần có nhiều lọai vaccin cho mỗi vùng địa lý khác nhau. Rõ ràng là công việc sẽ rất khó khăn và phí phạm thời gian trước viễn cảnh phải phát triển cùng lúc nhiều lọai vaccin HIV cho từng vùng như thế.
Kết qủa nghiên cứu phân tích mức độ lưu hành của các phân typ HIV -1 toàn cầu năm 2001 cho thấy : phân typ C chiếm 47.2%, A 27%, B chiếm 12.3%, D chiếm 5.3%, E chiếm 3.2%, các phân typ còn lại ( F, G, H, J, N, T) và các CRF khác chiếm 5 % [4]. Phân typ B chủ yếu tại Bắc Mỹ và châu Âu, A và D chủ yếu tại châu Phi, và C chủ yếu tại châu Phi và châu Á.
Ở đây có sự phân biệt về ưu tiên theo địa lý các nước giàu nghèo , bởi vì tuy phân typ C chiếm đến 47.2% nhưng có đến 95% các nghiên cứu HIV hiện nay đều tập trung vào phân typ B, và chỉ có một số ít phòng thí nghiệm nghiên cứu các phân typ khác.
Hình trên trình bày diễn biến đáp ứng miễn dịch sớm trên người nhiễm HIV. Giai đoạn sơ nhiễm bắt đầu với 1 đợt tăng vọt lượng virus trong máu từ ngày thứ 7, lên đến đỉnh cao nhất vào tuần thứ 3 sau khi phơi nhiễm. Tiếp đến, virus phát tán đến các cơ quan lymphoid, xâm nhập rồi phá hủy những mô này; sau đó hình thành ổ chứa virus tiềm tàng ( giai đoạn dễ tổn thương ).
Đáp ứng của hệ thống miễn dịch khi bị nhiễm HIV bao gồm miễn dịch dịch thể qua các KT chống lại các kháng nguyên (KN) vỏ bọc và miễn dịch qua trung gian tế bào (chủ yếu qua CD8+T) trải qua 2 giai đọan sớm và muộn.
Khoảng 3-6 tuần sau khi bị nhiễm HIV, người ta có thể phát hiện được các đáp ứng miễn dịch chuyên biệt chống lại HIV làm giảm số lượng virus trong máu do chính các đáp ứng của tb CD8+ T. Sau đó, số lượng virus trong máu giảm dần đến điểm cân bằng và virus sẽ duy trì số lượng này trong một thời gian dài.
Miễn dịch do các KT trung hoả các chủng HIV thường xuất hiện từ 6-12 tuần sau sơ nhiễm tức là chậm hơn, đi sau các đáp ứng của tb CD8+T, khi lượng HIV trong máu tụt xuống gần điểm cân bằng. Đặc điểm của các KT trung hoả là lúc đầu có hiệu giá thấp mà phần lớn các cá thể bị nhiễm đều có, và các KT này cũng chỉ có khả năng trung hoả một số phân lập HIV mà thôi. Ngay cả sau khi nhiễm HIV nhiều năm, do quá trình sao chép của virus tạo ra nhiều phân lập khác nhau trên cùng 1 người nhiễm, cho nên các đáp ứng trung hoả này cũng yếu đối với các phân lập HIV.
Các đáp ứng miễn dịch chống virus trong giai đoạn này thường cho kết quả là làm giảm nhanh số lượng virus—máu và lượng KN trong máu, làm giảm tải virus. Trên lâm sàng lúc này các triệu chứng sơ nhiễm lui đi, và trong máu số lượng CD4+T lúc đầu có giảm nhưng sau đó “ chựng “ lại trong một thời gian trong giai đọan không có triệu chứng, sau đó giảm dần đến mức rất thấp và có thể không phát hiện đựơc trong giai đoạn AIDS.
Khi đã đạt đến điểm cân bằng, tb CD8+ tiếp tục áp chế virus, còn đáp ứng của các KT trung hoả tức là KT chống lại gp 120 duy trì ở mức độ cao nhưng lại chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong đó có những thay đổi trong trình tự của các protein cấu trúc của vỏ bọc của virus. Do cơ chế sao chép của virus cực kỳ nhanh, tạo nên những các biến thể HIV-1, gien Env biến đổi dẫn đến hậu quả là các protein cấu trúc như gp120, gp41 cũng thay đổi, khiến cho các KT trung hoả không nhận diện được các epitope ( nhóm quyết định kháng nguyên ) của virus làm cho hiệu qủa của đáp ứng KT sau đó sẽ giảm đi. Cho nên về lâu dài, đáp ứng miễn dịch kháng HIV chủ yếu nằm ở nhánh miễn dịch qua trung gian tb.
Một đặc điểm của HIV là ngay từ lúc bắt đầu của giai đọan sơ nhiễm đã hình thành 1 ổ chứa các tb T CD4+ ngủ yên ( resting ), bị nhiễm virus tiềm tàng tức là khi 1 cá thể nhiễm HIV, tình trạng nhiễm trùng này kéo dài suốt đời, bệnh cứ diễn tiến không hề ngưng nghỉ, vào bất cứ thời điểm nào cũng có 1 số lượng tb lymphô bị virus tấn công tức là cơ thể người nhiễm không bao giờ tiêu diệt hết được virus. Hơn thế nữa, ngay cả khi b/n được điều trị bằng ARV số lượng virus-máu giảm đến mức không phát hiện được ( <50copies/mL ) nhưng không thể thanh toán đựơc các ổ chứa HIV. Nói cách khác, sẽ vĩnh viễn không còn cơ hội để thanh toán HIV và ngăn không cho virus gây tình trạng nhiễm trùng lâu dài một khi thành hình ổ dự trữ các tb bị nhiễm virus tiềm tàng ( latently infected cells ). Đây là điểm khác biệt quan trọng giữa HIV với tất cả các trường hợp nhiễm virus khác vốn không dẫn tới sự hình thành ổ chứa virus vĩnh viễn sau những đợt sao chép đầu tiên. Vì lý do đó , HIV đặt ra nhiều thách thức thách thức lớn hơn so với các khuôn mẫu tiêm chủng cổ điển, tức là khi ngăn được tình trạng nhiễm trùng trên lâm sàng chắc chắn sẽ dẫn tới việc tiêu diệt virus dù cho virus đã hoàn thành một số đợt sao chép đầu tiên.
Nhờ hiểu biết rõ hơn về sinh bệnh học của nhiễm HIV và các đáp ứng miễn dịch tham gia kiểm soát sự sao chép HIV khiến cho vai trò của miễn dịch qua tb T được chú ý nhiều hơn.
Sau khi nhiễm HIV từ 2 -6 tháng, nồng độ virus tăng vọt lên, rồi sau đó giảm dần cho đến điểm cân bằng ( setpoint ) tức là ở điểm này nồng độ không thấp hơn nồng độ ổn định trong giai đọan không có triệu chứng lâm sàng. Người ta cho rằng chính các đáp ứng của tb CD8+ T đã làm giảm số lựơng HIV trong máu trong giai đoạn này. Các tb này tấn công và giết đi các tb bị nhiễm CD4+T là nơi sản xuất ra virus. Tb CD8+ T cũng tiết ra một số yếu tố hoả tan như RANTES, MIP-1 alpha, MIP-1beta và MDC có tác dụng ngăn chặn sự sao chép HIV bằng cách chiếm giữ các đồng thụ thể là những điểm tiếp cận mà các chủng HIV phải gắn vào rồi sau đó mới chui vào bên trong tb được. [5]
Các tb T CD8+ độc tb ( CD8+ cytotoxic T lymphocytes = CTL ) nhận mặt các peptide của virus gắn vào các phân tử phức hợp phù hợp mô chính ( major-histocompatibility-complex = MHC) nằm trên bề mặt của tb bị nhiễm virus. Có nhiều nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của các đáp ứng miễn dịch qua trung gian tb T trong việc ngăn chặn tình trạng nhiễm virus ngay từ đầu và về sau của HIV ở người và SIV trên các loải linh trưởng ( trừ con người ). In vitro, CTL có thể giết chết hay áp chế các tb bị nhiễm HIV, cho nên sự xuất hiện những tb lymphô này cho biết là virus trong máu đang bị ngăn chặn.
Trên mô hình khỉ bị làm kiệt các tb CTL ( CD8+T) này sau đó đựơc gây nhiễm bằng HIV, virus sẽ không bao giờ bị khống chế, và bệnh diễn tiến nhanh hơn.
Tuy nhiên, các tb bị nhiễm tiềm tàng ( resting cells) lại thoát đựơc sự giám sát của CTL . Khi những tế bào tiềm tàng này đựơc họat hoá, chúng sẽ tạo ra các virion gây nhiễm cho tb mới trước khi những tb đầu tiên chết đi hoặc bị lọai trừ. Như vậy, CTL kiểm soát tình trạng nhiễm trùng nhưng không thanh toán được hoản toản các ổ chứa HIV.
Do hoạt tính CD8+ lymphocytes phụ thuộc một phần vào sự giúp đỡ ( như cytokines, yếu tố tăng trửơng … ) của CD4+ lymphocytes, cho nên sự giảm sút số lựơng ( và kèm theo chất lượng ) của tb CD4+ T lymphocytes sẽ làm suy giảm họat tính của CD8+lymphocytes. Chính vì thế, không có gì ngạc nhiên khi thấy rằng việc ức chế HIV và bảo đảm cho tình trạng lâm sàng ổn định có liên quan chặt chẽ với số lượng tb CD4+ T lymphocyte chuyên biệt cho virus. Do đó , để có một vaccin HIV hữu hiệu, ngoài tb CD8+ CTLs ra, phải kích thích được sự giúp đỡ của CD4+ T lymphocyte chuyên biệt cho virus. [6]
Nhiều khía cạnh trong sinh học nhiễm HIV ảnh huởng rất lớn đến sự phát triển vaccin HIV . Do HIV được lây truyền qua quan hệ tình dục và theo đường máu cho nên để cho 1 vaccin HIV có hiệu quả, vaccin này phải gây đựơc vừa miễn dịch màng niêm, ngăn chặn được virus lây truyền qua đường tình dục, và miễn dịch toản thân, tức là ngăn chặn được virus lây truyền trực tiếp vào đường máu. Mặt khác, HIV vừa có khả năng lây truyền khi nằm trong tb và ở dưới dạng tự do cho nên 1 vaccin được coi là hữu hiệu, phải gây được nhiều lọai miễn dịch. Các virion ngoài tb có thể đựơc các KT gắn kết và trung hoà sau đó, còn các virus nằm bên trong tb có thể bị tiêu diệt bằng các đáp ứng miễn dịch qua trung gian tb.
Cuối cùng, còn 1 vấn đề gây trở ngại nhiều nhất khi phát triển 1 vaccin HIV hữu hiệu, đó là khi 1 người bị nhiễm HIV , virus này bao giờ cũng sao chép rất mạnh ngay cả khi cơ thể đáp ứng mạnh bằng miễn dịch qua trung gian tb và sản xuất nhiều kháng thể. Trong phần lớn các trường hợp trên mô hình khỉ, sự sao chép của virus gây nhiễm sẽ bị kiểm soát và cuối cùng sẽ ngưng lại khi đáp ứng miễn dịch của cơ thể có hiệu lực, tức là khỉ nhiễm SIV và không chuyển thành AIDS như ở người ; nhưng đối với HIV, cơ thể con người không bao giờ ngăn chặn được sự sao chép. Hơn thế nữa, khả năng sao chép của virus có liên quan hết sức chặt chẽ với tính sinh bệnh của nó, tức là khi virus duy trì mức độ sao chép cao sẽ làm cho diễn tiến lâm sàng nhanh hơn. Chính khả năng cứ tiếp tục sao chép của virus mặc dù cơ thể có đáp ứng miễn dịch cao đã làm cho nhiều người lo ngại rằng khó có khả năng phát triển vaccin HIV tạo được đáp ứng miễn dịch có khả năng loại bỏ hoàn toàn hoặc ngăn chặn không cho HIV sao chép vĩnh viễn.
Vì vậy , 1 vaccin dự phòng AIDS lý tưởng phải có được các đặc trưng sau :
Những yêu cầu trên chỉ có tính cách lý tưởng. Qui mô dịch HIV/AIDS hiện nay buộc các nhà nghiên cứu phải đánh giá lại các mục tiêu trên trong quá trình phát trịển vaccin dự phòng HIV. Thực tế cho thấy rằng, thậm chí 1 vaccin chống HIV chỉ cần đạt đựơc một phần trong các nội dung trên cũng gây đựơc một tác động có ý nghĩa đối với sự lây truyền HIV và diễn tiến của bệnh AIDS. Căn cứ theo nhu cầu thực tế, 1 vaccin HIV cần đạt đựơc những mục tiêu thực tiển như sau :
Một mục tiêu khác của vaccin HIV là nhằm ngừa bệnh thay vì ngừa nhiễm. Theo lý thuyết, để cho tình trạng nhiễm HIV không chuyển thành AIDS, thì vaccin hữu hiệu phải đạt được các mục tiêu :
Vì lẽ HIV có thể dẫn đến AIDS sau 1 thời gian không có triệu chứng, cho nên mục đích mong muốn của phần lớn các thử nghiệm vaccin chống HIV là cố gằng tạo ra đựơc 1 tình trạng miễn dịch vô trùng. Tuy nhiên, khó mà đạt đựơc tình trạng miễn dịch vô trùng bởi vì đa số các vaccin chống virus hiện có đều ngăn đựơc bệnh nhưng không ngăn ngừa đựơc tình trạng nhiễm virus. Vì thế người ta mới chuyển qua 1 mục tiêu thay thế khi phát triển vaccin HIV là làm sao tạo đựơc các đáp ứng miễn dịch có tác dụng ngăn chặn không cho HIV sao chép, tức là để cho giai đọan không có triệu chứng kéo dài vô hạn, tương tự như những người không diễn tiến dài hạn (long-term nonprogressors ). Mặc dù các nghiên cứu về vaccin trên mô hình linh trưởng ( trừ người ) đôi khi tạo được tình trạng hoặc giảm tải lượng virus hoặc kéo dài thời gian sống sót trên các động vật đựơc gây miễn dịch ( thậm chí không có miễn dịch vô trùng ) , nhưng tình trạng nhiễm trùng không triệu chứng kéo dài trong nhiều năm rất hiếm khi đạt đựơc.
Do HIV có đặc điểm là lây truyền vừa rộng rãi vừa không hiệu quả, cho nên người ta cho rằng ngay cả 1 vaccin chống HIV chỉ có hiệu lực một phần cũng có khả năng cứu được sinh mạng hàng triệu người. Tuy nhiên, còn có những yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu lực làm giảm sự lây truyền HIV của 1 vaccin, chẳng hạn như thời gian hiệu lực của miễn dịch và các tác dụng không mong muốn khi thực hiện tiêm chủng đối với các hành vi nguy cơ. Chẳng hạn , ta gây tiêm vaccin HIV cho 1 người, người này chỉ đạt được hiệu quả miễn dịch một phần, sau đó lại gây nhiễm HIV cho người này, đáp ứng miễn dịch hình thành sẽ ngăn chặn không cho virus sao chép của virus thấp đến mức trong cơ thể người nhiễm tuy có một số lượng virus lưu thông nhưng không xuất hiện triệu chứng. Nếu người này vẫn duy trì hoặc thực hiện các hành vi nguy cơ cao như dễ dãi và bừa bãi trong quan hệ tình dục, thì số lượng virus trong các dịch cơ thể tuy thấp nhưng vẫn có khả năng lây truyền cho người khác kết quả dẫn đến là đẩy mạnh sự lây truyền HIV thay vì làm giảm. Vì thế, phải cân nhắc nhiều mặt khi đưa ra 1 lọai vaccin HIV chỉ có hiệu quả một phần.
Người ta thường đánh giá 1 vaccin chống virus qua hiệu qủa ngăn ngừa được tình trạng nhiễm trùng do virus đó gây ra. Chiến lược vaccin nào không thoả mãn được mức độ bảo vệ lý tuởng này coi như không đạt yêu cầu . Tuy nhiên, với 1 vaccin HIV, để đạt tác dụng dự phòng, thì tác nhân sinh miễn dịch trong vaccin phải tạo ra được 1 đáp ứng kháng thể có tác dụng trung hoà nhiều phân lập HIV. Nhưng cho đến nay vẫn còn chưa tạo được 1 đáp ứng miễn dịch như thế với các nguyên mẫu vaccin hiện có, cho nên nói chung trong lãnh vực nghiên cứu HIV về khả năng tìm ra được 1 vaccin HIV hữu hiệu vẫn chưa có gì sáng sủa.
Tuy vậy , những phát hiện mới từ các nghiên cứu mô hình linh trưởng ( trừ con người ) đã cho thấy rằng công nghệ sản xuất vaccin hiện nay cũng cung cấp được một số lợi ích dù rằng không bảo vệ khỏi bị nhiễm virus hoàn toàn. Trên mô hình khỉ được gây miễn dịch bằng nhiều tác nhân sinh miễn dịch mới như plasmid DNA, plasmid DNA được gia cường với Cytokines, MVA tái tổ hợp, adenovirus tái tổ hợp sau khi lấy bớt gien, và tiêm plasmid DNA sau đó được tăng cường bằng MVA tái tổ hợp hoặc adenovirus lấy bớt gien, đều cho thấy rằng khả năng hạn chế tình trạng nhiễm trùng của các vácxin trên có tăng lên với những virus HIV có tính sinh bệnh cao. Những vaccin này không khơi dậy được những đáp ứng KT trung hoà rộng rãi và, vì thế không tạo được miễn dịch thanh toán được tác nhân gây nhiễm, nhưng tất cả các vaccin đó đều kích phát các đáp ứng CTL chuyên biệt cho virus và giúp hạn chế phần nào sự sao chép virus trên các động vật được tiêm chủng. Ngoải ra, mức độ sao chép của virus trên mô hình động vật tương ứng với tốc độ diễn tiến của bệnh. Có bằng chứng cho thấy động vật nào có khả năng ngăn chặn tốt sự sao chép virus thì thời gian sống sót không có bệnh ( disease-free survival) kéo dài.
Những kết qủa này cho thấy rằng những thiết kế vaccin nào gây được các đáp ứng CTL mạnh sẽ có khả năng giúp hạn chế không cho virus duy trì tình trạng sao chép luôn luôn cao như thường gặp ở những người nhiễm HIV. Một tình trạng miễn dịch do vaccin tạo ra như thế có thể làm chậm đi diễn tiến của bệnh nếu sau đó người được tiêm chủng bị nhiễm HIV. Một lợi ích thứ 2 có khả năng đạt được từ chiến lựơc vaccin này là đối với những người đã được tiêm chủng, khi bị nhiễm HIV, lượng virus trong các dịch tiết có khả năng sao chép cũng thấp. Ta cũng biết rằng khả năng lây truyền virus từ 1 người bị nhiễm sang người lành tương quan với mức độ virus có trong máu và các dịch tiết của người nhiễm, cho nên những ai đã đựơc tiêm chủng rồi sau đó bị nhiễm virus có thể sẽ có ít khả năng lây truyền virus hơn những người bị nhiễm nhưng trước đó chưa hề được tiêm chủng. Như vậy, 1 vaccin khơi dậy đựơc CTL rốt cuộc sẽ làm chậm sự lây lan HIV ra cọng đồng. Vì thế , có nhiều khả năng sẽ đưa ra được những vaccin tạo được tình trạng miễn dịch làm cho bệnh nhẹ đi và làm chậm tốc độ lây lan của virus trong quần thể . Nếu được như vậy, lợi ích sẽ rất lớn, nhất là đối với những vùng trên thế giới chưa có điều kiện hạ tầng để phân phối thúôc kháng virus cho người nhiễm HIV.
Tuy nhiên , một ghi nhận gần đây trên mô hình linh trưởng ( trừ con người ) cho thấy rằng cách tiếp cận vaccin chỉ dựa vào khả năng khơi dậy CTL vẫn còn một số hạn chế. Trên mô hình khỉ được tiêm chủng và sau đó cho lây nhiễm với 1 phân lập virus HIV, khả năng ức chế ban đầu của CTL trên sự sao chép virus sẽ không còn nữa bởi vì qua nhiều lần virus biến dị, CTL không còn nhận diện được virus nữa. Vì thế, tình trạng virus tránh thoát được CTL chứng minh cơ chế chung vì sao có sự thất bại vaccin trên các cá thể đựơc tiêm vaccin thuộc loại này. Dù vậy , những biến cố virus học như thế không nhiều nếu các đáp ứng miễn dịch do vaccin tạo ra có tác dụng kìm hãm, chỉ cho virus sao chép ở mức độ rất thấp, bởi vì khi virus sao chép ở mức độ thấp thì mức độ biến dị tích tụ cũng sẽ chậm theo.
Do những khó khăn gặp phải khi phát triển các chiến lược vaccin truyền thống nhằm tạo đựơc sự bảo vệ chống nhiễm HIV, một số nhà nghiên cứu đưa ý kiến là nên sử dụng những cách tiếp cận có nguy cơ cao hơn, như sử dụng vaccin HIV-1 sống giảm độc lực. Vaccin SIV sống giảm độc lực đã tạo đựơc thành công lớn là gây đựơc miễn dịch bảo vệ trên mô hình SIV/khỉ macaque. Tuy nhiên, vẫn còn lo ngại là liệu vaccin HIV-1 sống giảm độc lực có chuyển ngược thành dạng có độc lực hoặc gây ra ung thư hay không ?. Người ta cho khỉ macaque sơ sinh uống các liều cao 1 chủng SIV giảm độc lực có chứa 3 khuyết đọan ( deletion) riêng rẽ trên bộ gien, kể cả khuyết đọan trên gien nef, và đã gây được tình trạng tải virus cao và suy giảm miễn dịch, mặc dù với liều thấp thì kết qủa trên không xảy ra cũng như khi có sự hiện diện các KT có nguồn gốc từ mẹ trong máu. Các kết quả sơ bộ cho thấy có một số ít khỉ macaque trưởng thành khi bị gây nhiễm các chủng SIV giảm độc lực, gien nef bị cắt đoạn cũng cho kết quả bị suy giảm miễn dịch và tải lượng virus cao. Cũng chưa rõ cơ chế vì sao những chủng SIV bị khuyết đoạn ở gien nef lại không bị giảm độc lực. Vì những lo ngại này, chắc rằng trong nhiều năm nữa vẫn chưa có thử nghiệm vaccin HIV-1 sống giảm độc lực trên con người.
Các động vật thuộc loài linh trưởng ( trừ nguời ra ) được coi là mô hình thích hợp nhất để nghiên cứu về AIDS. Nhóm virus gây bệnh cho các loải linh trưởng là SIV ( simian immunodeficiency viruses ) và các phân lập HIV-1 và HIV-2 gây nhiễm cho người đều nằm trong 1 nhóm lớn lentiviruses. SIV có tính lưu hành gây nhiễm cho các loải linh trưởng tại châu Phi nhưng lại không chuyển thành bệnh AIDS như ở người. Tuy nhiên, một số trong những phân lập này lại gây bệnh AIDS khi được tiêm vào loải khỉ macaque châu Á. Ngoải ra, hiện nay đã phát triển được một dạng virus lai ( chimeric) gây suy giảm miễn dịch khỉ -người ( simian human immunodeficiency viruses = SHIV) ‘ tức là virus có các glycoprotein vỏ bọc HIV gắn trên bộ khung SIV, virus này có thể gây ra bệnh giống như AIDS diễn tiến rất mau trên loải khỉ macaque
Ngay sau khi tìm ra HIV là tác nhân gây bệnh AIDS, đã có các nỗ lực tìm cách phát triển 1 vaccin hữu hiệu. Dựa trên kinh nghiệm có đựơc từ cách phát triển vaccin viêm gan B chế tạo theo công nghệ di truyền, các nhà nghiên cứu đều tập trung vào các dạng tái tổ hợp của vỏ bọc virus, vì đây là đích cho các KT trung hoà tấn công trên người nhiễm HIV. Tất cả đều dựa vào giả thiết cho rằng các KT chống lại vỏ bọc sẽ gắn kết, trung hoà và thanh toán các vi hạt HIV trước khi hình thành tình trạng nhiễm trùng.
Các dạng hoà tan của gp 120, tất cả hoặc 1 phần của gp 160 chưa tách, và các peptid vỏ bọc đều đựơc đem thử tính an toàn và tính sinh miễn dịch trong các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 1. Trên các dòng tế bào có nguồn gốc từ động vật có vú, gp120 dẫn dụ đựơc sự thành lập các KT trung hoà trong phòng thí nghiệm sử dụng HIV được nuôi cấy và đưa ra thử nghiệm trên các dòng tế bào lymphô T được nuôi cấy dài ngày ( immortalized ). Tuy nhiên, các thí nghiệm sau này chứng minh rằng kháng huyết thanh (antiserum) không trung hoà được các phân lập HIV bậc 1 đựơc nuôi cấy và đem ra thử trên các tb đơn nhân lấy từ máu ngoại vi còn mới ( fresh ). Do còn chưa hiểu rõ ý nghĩa lâm sàng của những thí nghiệm này, và cũng vì gp120 có tác dụng bảo vệ được loài tinh tinh khỏi bị nhiễm HIV, cho nên người ta đã triển khai 2 thử nghiệm thuốc giai đoạn 3. Ở giai đọan này, vaccin không bảo vệ được người khoẻ mạnh khỏi nhiễm HIV.
Các nghiên cứu cơ bản về vỏ bọc HIV giúp ta hiểu rõ hơn vì sao việc dẫn dụ hình thành KT trung hoà đựơc các phân lập đầu tiên của HIV lại khó khăn đến thế. Bởi vì vỏ bọc trên bề mặt virion là 1 trimer thay vì 1 monomer. Các vùng sinh miễn dịch của monomer bị trimer có sẵn trên bề mặt virus bao kín lại. Protein vỏ bọc có vô số các gốc glycan gắn nối N bao phủ, khi gắn vào thụ thể CD4 nằm trên bề mặt tb sẽ thay đổi hình dạng khá nhiều, và để lộ ra các trình tự có tính thay đổi cao. Tác dụng của các KT trên các vùng biến đổi này ( variable regions ) bị vô hiệu vì sự xuất hiện của những biến thể tạm gọi là biến thể trốn tránh này. Ngoải ra , cần có nhiều KT trung hoả mới ngăn chặn được tình trạng gây nhiễm.
Các mô hình động vật gây nhiễm HIV chứng tỏ rất có giá trị trong việc thăm dò các cơ chế vaccin tác dụng lên tình trạng nhiễm trùng và bệnh khi gây nên được các đáp ứng tb T sơ bộ. Khi gây nhiễm SIV cho khỉ macaque, người ta thấy có 1 đợt virus –máu tăng lên rất cao sau đó giảm xuống dần tương tự như diễn biến trong nhiễm HIV ở người. Các nghiên cứu cũng chứng minh rằng tb lymphô ký ức CD4+ trong mô lymphô ở ruột bị phá hủy ồ ạt trong những tuần đầu sau khi bị nhiễm SIV, cũng giống như ở người.
Tạo miễn dịch cho loải linh trưởng ( trừ con người ) bằng các vaccin gây được các đáp ứng sơ bộ tb T cho các kết qủa kết hợp hoặc riêng rẽ là : không có đợt tăng vọt đầu tiên của virus trong máu, nồng độ virus ở điểm cân bằng bị giảm, giảm tổng số lượng virus đựơc sản xuất trong giai đọan đầu khi nhiễm trùng ( hình 7 ). Trên những động vật thí nghiệm này, người ta thấy diễn biến của bệnh chậm lại tương ứng với mức độ các đáp ứng tb T do vaccin gây nên. Khi tạo miễn dịch bằng một lọai vaccin gây đáp ứng tb T sẽ bảo tồn được số lượng tb ký ức CD4+ toản thân, và kết cuộc lâu dài đựơc cải thiện. Nồng độ virus ở mức cao nhất sẽ giảm theo lũy thừa 10, còn mức cao nhất các tb ký ức CD4+ T bị nhiễm sẽ giảm khoảng 75%.
Câu hỏi đặt ra là liệu 1 vaccin không ngăn chặn đựơc tình trạng gây nhiễm do virus nhưng làm giảm đi nồng độ HIV và bảo tồn đựơc số lựơng tb CD4+ T ký ức không bị nhiễm có đem lại ích lợi gì cho người được tiêm chủng. Các nghiên cứu về diễn tiến tự nhiên nhiễm HIV cho thấy mức độ virus ở điểm cân bằng có tương quan nghịch với diễn tiến của bệnh.Chỉ cần giảm ½ log số lựơng RNA virus cũng làm bệnh diễn tiến chậm lại. Nếu những nghiên cứu về diễn biến tự nhiên của bệnh cũng như trên các mô hình động vật có tính dự đoán, thì những ai đã đựơc tiêm vaccin tb T trước khi nhiễm virus có thể sẽ không bị bệnh trong 1 thời gian dài, và có thể hõan lại việc sử dụng thúôc điều trị virus.
Hơn thế nữa, nếu tình trạng nhiễm trùng ban đầu bị áp chế, và số lựơng tb CD4+ T ký ức tại mô lymphô ở ruột được bảo tồn, thì những đáp ứng miễn dịch mạnh, qua trung gian tb T do vaccin dẫn dụ, sẽ làm cạn đi các ổ chứa virus bằng cách tiêu huỷ các tb bị nhiễm HIV trước khi các vi hạt virus được phóng thích. Phần lớn các nghiên cứu trên loài linh trưởng ( trừ con người ) đã sử dụng virus tạo thử thách miễn dịch ( challenge virus[7] ) ở các liều lượng cao đủ sức gây nhiễm tất cả con vật đối chứng chỉ sau 1 lần phơi nhiễm. Ngược lại, đối với HIV, xác suất bị nhiễm là 0.00007 đến 0.0028 cho 1 lần quan hệ tình dục, xác suất này tuỳ thuộc vào giai đoạn của bệnh và người đóng vai trò truyền bệnh không được điều trị bằng thúôc kháng retrovirus ; xác suất này tăng khi cơ quan sinh dục bị nhiễm bệnh lây qua đường tình dục ( STI ) như Herpes simplex typ 2. Các mô hình động vật linh trưởng sẽ bị nhiễm virus khi tạo phơi nhiễm nhiều lần qua cách đưa vào trong hậu môn những lượng virus tương đương với lượng virus có trong tinh dịch của người đang ở giai đoạn nhiễm HIV cấp. Kết qủa ghi nhận từ một trong những thí nghiệm đó là các động vật đã được tạo miễn dịch bằng vaccin tb T có xác suất bị nhiễm virus trên mỗi lần phơi nhiễm giảm so với nhóm chứng. Nếu các virus gây bệnh khác cũng cho những kết qủa như thế , có nghĩa là 1 vaccin tb T mạnh có thể giúp bảo vệ phần nào tình trạng không bị nhiễm hoặc làm cho thời gian không bị nhiễm kéo dài.
Nếu các vaccin tb T chứng tỏ có lợi cho từng cá thể, thì cũng nên xem xét để đưa ra sử dụng rộng rãi trong cộng đồng. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng các vụ dịch HIV phần lớn đều do sự lây truyền virus từ những người mang tải lượng virus cao. Trên 1 người nhiễm không đựơc điều trị, nồng độ virus cao nhất trong giai đoạn đầu và giai đoạn cuối, là 2 giai đoạn mà khả năng lây truyền cho bạn tình cao hơn so với những người có mức độ virus đã được kiểm soát. Các vaccin tạo ra đựơc đáp ứng miễn dịch có tác dụng hạn chế được nồng độ virus-máu ban đầu và sau đó tiếp tục kiểm soát mức độ virrut trong máu là vaccin có khả năng làm giảm tính lây nhiễm và làm giảm sự lan truyền HIV, mặc dù điều này còn phụ thuộc vào nhiều biến số như tính hiệu quả của vaccin, thời gian có tác dụng bảo vệ, mức độ bao phủ vaccin và các hành vi nguy cơ.
Cho tới nay các nghiên cứu đã tiến hành để làm rõ sự sao chép HIV và bệnh sinh miễn dịch của bệnh AIDS cho thấy rằng HIV có tính độc đáo sinh học và vì thế không thể dự phòng bằng các đáp ứng miễn dịch tạo đựơc qua các phương thức sản xuất vaccin truyền thống. Trên thực tế, với các thực nghiệm trên loài linh trưởng và các nghiên cứu giai đọan sớm ở người đều chứng minh giả định này, và đều cho các bằng chứng đầy thuyết phục rằng các vaccin làm bằng virus sống giảm độc lực, vaccin virus bất hoạt và các vaccin protein tái tổ hợp tất cả đều không có khả năng ngăn ngừa đựơc sự gây nhiễm HIV và chuyển thành AIDS.
(Bảng 1). Các thiết kế dành cho vaccin HIV-1truyền thống |
|
Thiết kế |
Các hạn chế |
Virus sống, giảm độc lực |
Vaccin có thể gây bệnh |
Virus bất hoạt có thể chất bổ trợ |
Tính chuyên biệt của các KT trung hoà không cao, không có CTL |
Protein vỏ bọc tái tổ hợp |
Không có KT trung hoà đối với các phân lập HIV-1 của b/n, không có CTL |
Với các bệnh đã có
vaccin dự phòng, người ta có thể làm
giảm in vivo độc lực của virus bằng cách nuôi cấy
virus in vitro để làm giảm khả năng sinh biến dị của
virus. Khi áp dụng cho người, các virus đã giảm độc lực về mặt bệnh sinh này
đã giúp dự phòng đựơc những bệnh như sởi, sốt bại liệt và thuỷ
đậu. Các nghiên cứu sơ bộ trên mô hình SIV/khỉ macaque cho thấy
rằng có thể làm thay đổi cơ cấu phân tử của
virus ( như cắt
bỏ một phần chất liệu di truyền ), khiến cho virus còn giữ được
tính lây nhiễm nhưng tính sinh bệnh bị giảm đi. Hơn thế nữa, các nghiên cứu này cũng chứng minh rằng khi gây nhiễm bằng các
virus giảm độc lực này trước, sẽ ngăn ngừa đựơc tình trạng
nhiễm trùng nếu sau đó mắc 1 chủng
virus hoang dại có tính sinh
bệnh.Tuy những kết qủa đựơc báo cáo như trên đã nhóm lên hy
vọng là vaccin HIV giảm độc lực có tính khả thi, nhưng những
nghiên cứu sau đó lại chứng minh rằng cách tiếp cận thiết kế
vaccin
HIV này còn nhiều điểm vướng mắc.
Những nghiên cứu sâu hơn về mô hình SIV/khỉ macaque cho thấy rằng khi gây nhiễm cho khỉ sơ sinh hoặc khỉ trưởng thành trong 1 thời gian dài bằng các chủng virus dùng để làm vaccin đó về sau sẽ chuyển thành AIDS và chết. Cũng tương tự như thế, người ta cũng đưa ra 1 nhóm trường hợp gây nhiễm ở người bằng 1 phân lập HIV đã đựơc làm yếu khả năng sao chép và làm giảm tính sinh bệnh. Tuy nhiên, cũng giống như các nghiên cứu trên mô hình SIV/khỉ macaque, những người bị gây nhiễm này về sau lần lượt đều chuyển thành AIDS, dù rằng thời gian từ lúc được gây nhiễm đến lúc phát bệnh có kéo dài. Những nghiên cứu như thế cho thấy rằng không thể nào giải quyết bài toán khó khăn là làm sao bảo đảm cho 1 virus được làm giảm độc lực nhưng vẫn sao chép ở mức độ cao tạo ra được miễn dịch bảo vệ và tính sinh bệnh về sau của virus. Vì thế, hiện nay không còn mấy ai cố công theo đuổi các chiến thuật sử dụng virus giảm độc lực để làm vaccin HIV.
Cho tới nay các chiến lược sử dụng virus bất họat làm vaccin chứng tỏ có ích để dự phòng các bênh như cúm, sốt bại liệt ở người, nhưng lại không có triển vọng trong mô hình SIV/khỉ macaque. Phương thức vaccin này chứng tỏ có khả năng bảo vệ được khỉ khi chúng được thử thách bằng SIV tương tự như virus được sử dụng trong bào chế vaccin, và vào thời điểm có mức độ miễn dịch cao nhất. Tuy nhiên, sự bảo vệ do vaccin này được chứng minh là không mạnh cũng như không có phổ rộng. Tức là, sẽ không có tính bảo vệ khi các chủng virus được đem ra thử thách và virus làm vaccin chỉ cần khác biệt chút ít về mặt di truyền hoặc thậm chí đối với những con khi đã đựơc tiêm vaccin, sau đó cho tiếp xúc với virus sau khi đã có miễn dịch đựơc vài tuần. Ngoải ra, một số ít nghiên cứu cho thấy rằng sự bảo vệ ghi nhận trong mô hình động vật này chỉ là kết quả giả tạo trên thực nghiệm hơn là tình trạng miễn dịch chuyên biệt đối với virus.
Còn ở người, các tác nhân sinh miễn dịch (immunogen) có nguồn gốc từ virus đã bất họat được đánh giá qua một số thử nghiệm sinh miễn dịch vào giai đọan đầu đều cho kết qủa không mấy phấn khởi. Những tác nhân sinh miễn dịch này không tạo ra đựơc đáp ứng KT làm trung hoả các phân lập HIV, vì các tác nhân sinh miễn dịch chỉ giữ được một phần rất nhỏ các glycoprotein của vỏ bọc virus. Ngoải ra, do tác nhân sinh miễn dịch này không gây đựơc sự tổng hợp protein trong tb, cho nên không kích thích các đáp ứng CTL. Vì vậy, giống như chiến lược vaccin sống giảm độc lực, dường như các nghiên cứu về tác nhân sinh miễn dịch từ virus HIV bất họat cũng không còn được mấy ai theo đuổi.
Cuối cùng, là các protein virus được tinh chế cao, sản xuất theo kỹ thuật DNA tái tổ hợp, vốn là các tác nhân sinh miễn dịch có hiệu quả cao trong nội dung dự phòng nhiễm virus viêm gan B ở người. Vài năm trước, phương thức bào chế vaccin này đã được triển khai trên các mô hình linh trưởng ( trừ người ), với tác nhân sinh miễn dịch là glycoprotein vỏ bọc HIV tái tổ hợp ; mô hình này chỉ đạt được kết qủa khiêm tốn trên động vật, với điều kiện là virus đem thử thách và glycoprotein vỏ bọc gây miễn dịch có cùng trình tự. Tuy vậy, người ta cũng tiến hành các thử nghiệm về tính sinh miễn dịch ở người vào giai đoạn đầu. Các đáp ứng KT đạt được trong các nghiên cứu này có hiệu giá không cao và không cho phản ứng trung hoả với nhiều phân lập HIV. Hơn thế nữa, cũng giống như những dự kiến với 1 tiểu đơn vị sinh miễn dịch (subunit immunogen), các protein này không gây được các đáp ứng CTL.
Hiện nay, người ta đang triển khai tại Mỹ và Đông nam Á các thử nghiệm về hiệu lực giai đọan 3 với các tiểu đơn vị sinh miễn dịch của vỏ bọc virus nhưng cọng đồng khoa học cũng không đặt mấy hy vọng là các nghiên cứu trên chứng minh được sự bảo vệ có ý nghĩa khỏi bị nhiễm HIV, vì lẽ cách tiếp cận này không tạo được đáp ứng miễn dịch chủ yếu có thể ngăn chặn HIV. Như vậy, các phương thức truyền thống đựơc chứng minh là không tạo ra đựơc 1 vaccin HIV hữu hiệu.
Từ nhận định cho rằng các chiến lược truyền thống trên còn nhiều hạn chế không tạo được miễn dịch dự phòng HIV hưu hiệu đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu tìm kiếm một lọat các thiết kế vaccin mới. Cách tiếp cận đầy triển vọng nhất trong các thiết kế này là sủ dựng các tác nhân sinh miễn dịch plasmid DNA và các vectơ tái tổ hợp sống ( bảng 2 )
Bảng 2 :Các thiết kế mới để phát triển vaccin HIV-1 |
|
Thiết kế |
Hạn chế |
Plasmid DNA |
Tính sinh miễn dịch ở người không cao |
Các vectơ tái tổ hợp, sống |
|
Poxvirus |
|
Vaccinia |
Có khả năng gây đậu mùa ở người tiêm chủng bị suy giảm miễn dịch |
MVA, NYVAC |
Chưa có nhiều kinh nghiệm trên người |
Canarypox |
Tính sinh miễn dịch ở người không cao |
Adenovirus bị cắt bớt gien, |
Miễn dịch có từ trước đối với Adenovirus có thể làm giảm tính sinh miễn dịch |
Alphavirus, virus-có liên quan đến viêm họng (adeno-related virus) |
Chưa có nhiều kinh nghiệm trên người |
Tác nhân sinh miễn dịch từ 1 phần vỏ bọc |
Không tạo được KT trung hoà |
Hơn 10 năm trước, người ta đã chứng minh rằng các
plasmid mã hoá protein dưới sự kiểm soát của các promoter mạnh
có khả năng sinh miễn dịch khi đem tiêm bắp cho các động vật thí
nghiệm nhỏ. Những nghiên cứu sau đó chứng minh rằng nếu được
đưa vào cơ thể các plasmid này có bổ sung các chất bổ trợ đặc
biệt hoặc các cytokines thì tính sinh miễn dịch sẽ được gia
tăng đáng kể. Những tác nhân sinh miễn dịch như thế được coi là
rất có ích để thức đẩy sự hình thành các đáp ứng miễn dịch qua
trung gian tế bào. Ngoài ra, có một số nghiên cứu gợi ý rằng
plasmid DNA đóng vai trò là 1 tác nhân sinh miễn dịch khởi đầu
hoặc tác nhân mồi ( primer) rất
hiệu quả trong chiến lược vaccin 2 thì ( bimodal ). Trong lúc cách
tiếp cận này được coi là 1 phương tiện an toàn thúc đẩy sự hình
thành đáp ứng CTL, thì các số liệu sơ bộ từ những nghiên
cứu trên súc vật lớn lại làm ta phải suy nghĩ là ở người, để có
được đáp ứng miễn dịch hữu ích, liệu có cần tiêm 1 khối lượng
lớn plasmid DNA hay không ?. Dù vậy, một số nghiên cứu các
giai đoạn đầu ở người cũng đã tiến hành để thăm dó khả năng
lấy các tác nhân sinh miễn dịch plasmid DNA làm vaccin
HIV.
Các vectơ tái tổ hợp sống cũng được coi như là công cụ để kích thích các đáp ứng miễn dịch chống lại HIV. Người ta đem các gien HIV gắn vào các vi sinh vật có khả năng sao chép tức là biến các vi sinh vật tái tổ hợp này thành vật mang gien ( vector ). Khi đem các vi sinh vật trên gây nhiễm cho người, sẽ kích thích sự hình thành miễn dịch đối với vật mang và với gien của HIV mà vectơ đó mang theo. Những tác nhân sinh miễn dịch như vậy có tính kích thích CTL rất mạnh, bởi vì các protein HIV được tạo ra bên trong vi sinh vật vectơ khi sao chép và như vậy sẽ tham dự vào lộ trình xử lý MHC lớp 1.
Các vi sinh vật được coi là phù hợp nhất để làm vectơ cho vaccin HIV là những vi rut thuộc nhóm virus đậu mùa ( poxvirus). Nguyên mẫu trong họ này là virus đậu bò ( vaccinia ), đây là virus có khả năng sao chép tốt được sử dụng làm vaccin trong chiến dịch thanh toán đậu mùa trên thế giới. Mặc dù những nghiên cưú trên loài linh trưởng ( trừ con người) đã chứng minh rằng các virus đậu bò tái tổ hợp có thể kích thích các đáp ứng CTL mạnh đối với các protein SIV và HIV, nhưng các tiêu chuẩn về an toàn lại không bảo đảm để sử dụng vectơ này làm ứng viên vaccin HIV. Có báo cáo cho thấy trên người bị suy giảm miễn dịch, virus đậu bò có khả năng phát tán mạnh, đôi khi gây viêm não rất nặng. Do thực tế là những vùng HIV lưu hành, yêu cầu cần có 1 vaccin HIV rất bức thiết, nhưng đây cũng là vùng có nhiều người đã nhiễm HIV, tức là đã suy giảm miễn dịch, có khả năng họ sẽ là những người được tiêm vaccin HIV trong 1 chiến dịch tiêm chủng toàn dân. Và hoàn toàn có cơ sở để lo ngại sẽ xảy ra 1 tình trạng nhiễm virus đậu bò gây chết người cho một số đông người đã bị nhiễm HIV khi được tiêm vaccin HIV với vectơ là virus đậu bò.
Ngưòi ta cũng chú ý đến những virus khác thuộc nhóm poxvirus để làm vectơ cho vaccin HIV, trong số này đáng chú ý nhất là virus đậu bò Ankara cải biến ( modified vaccinia Ankara =MVA). Đây là 1 phân lập virus được cấy chuyển nhiều lần in vitro, cho nên bộ gien của MVA có nhiều khuyết đoạn ( deletion), tức là virus có khả năng gây nhiễm và sinh miễn dịch nhưng khả năng gây bệnh đã giảm đi nhiều. Các nghiên cứu trên loài linh trưởng ( trừ con người ) cho thấy MVA gây được các đáp ứng miễn dịch khá mạnh, khi được đưa vào cơ thể dưới dạng tác nhân sinh miễn dịch đơn lẽ hoặc dạng tác nhân sinh miễn dịch tiêm bổ trợ ( boost) sau khi đã được gây miễn dịch trước bằng plasmid DNA. 1 virrut khác thuộc nhóm vaccinia được dùng làm vectơ vaccin là NYVAC, virus này bị lấy đi lấy đi một số gien, và cũng đã chứng minh là gây được 1 đáp ứng miễn dịch tương đương với MVA trên mô hình linh trưởng. Cả 2 virus MVA và NYVAC sẽ sớm được đưa vào đánh giá ở người ở giai đoạn sớm ( early phase ). Nhưng các poxvirus ở loài chim mới chính là nhóm được đưa vào nghiên cưú làm vectơ cho vaccin HIV rộng rãi nhất. Về mặt bệnh sinh, Poxvirrus chim hoàng yến ( canary poxvirus) không hoàn tất được chu kỳ sao chép trên tế bào người, chỉ đến giai đọan tổng hợp các protein cho virus. Người ta cho rằng, mức độ protein biểu lộ này cũng đủ để cho MHC lớp 1 xử lý. Các mô hình poxvirus hoàng yến đã được nghiên cứu rộng rãi trên người trong những năm gần đây. Những nghiên cứu này cho thấy canarypox tái tổ hợp có tính an toàn và sinh miễn dịch, tạo được đáp ứng kháng thể trên 70% người được tiêm chủng và đáp ứng CTL có thể phát hiện vào bất cứ thời điểm nào sau khi tiêm chủng ở khoảng 30% các cá thể được tiêm. Hiện nay có 1 thử nghiệm về hiệu lực của tác nhân sinh miễn dịch canarypox tái tổ hợp đang đưọc triển khai tại Đông nam Á.
Có lẽ vectơ tái tổ hợp sống được đánh giá là nhiều triển vọng nhất để làm vaccin HIV cho tới nay là adenovirus được lấy bớt gien ( gene-deleted ) được phát triển để làm vectơ trong liệu pháp gien ( gene therapy). Với Adenovirus chủng huyết thanh 5 không sao chép được khi bị lâý bớt hoặc làm bất hoạt gien E1 và E3, các nghiên cứu ở chuột nhắt và loài linh trưởng ( trừ con người ) cho thấy chủng này có tính sinh miễn dịch cao. Những vectơ trên tạo được các đáp ứng KT hiệu giá cao và CTL tần số cao trên các mô hình sức vật trên. Hiện nay, các thử nghiệm về tính sinh miễn dịch HIV giai đọan sớm của vectơ này đang triển khai trên người. Các kết qủa sơ bộ từ những nghiên cứu trên cho thấy rằng những đáp ứng KT có từ trước đối với Adenovirus typ huyết thanh 5 ở những người đã từng nhiễm virus này khi bị cảm cúm đã làm giảm đáng kể mức độ sinh sinh miễn dịch của các vaccin trên. Nhưng hiện nay cũng có 1 số chiến lược được đưa ra nhằm giải quyết vấn đề này. Tức là tính sinh miễn dịch của các vectơ tái tổ hợp sẽ tăng lên nêú các vectơ này được sử dụng để tăng cường các đáp ứng miễn dịch đã được plasmid DNA kích phát.
Như vậy, có thể sử dụng hệ thống vectơ này để khơi dậy các đáp ứng miễn dịch đúng mức với HIV đối với người đã có miễn dịch đối với adenovirus typ huyết thanh 5 bằng cách cho tiêm cho họ trước tiên bằng vaccin plasmid DNA sau đó tạo miễn dịch bằng các cấu trúc tái tổ hợp adenovirus typ huyết thanh 5. Người ta cũng có thể phát triển các vaccin tương tự có tính sinh miễn dịch tương đương bằng cách sử dụng các adenovirus thuộc các typ huyết thanh ít gặp, là những phân lập mà phần lớn chúng ta chưa hề phơi nhiễm trước đó. Ngoài ra, người ta còn phát triển các cấu trúc vaccin khác với các phân lập adenovirus lấy từ các loài linh trưởng ( trừ người ra ). Những virus này không phải là tác nhân gây bệnh tự nhiên ở người cho nên không gây nhiễm cho người. Tuy nhiên đối với những vectơ như vậy, cần phải chứng minh được khả năng sinh miễn dịch ở người.
Một số các virus khác có khả năng sao chép cũng được thăm dò xem chúng có khả năng làm vectơ cho vaccin HIV. Đó là nhóm alphavirus có 1 chuỗi RNA (virus gây viêm não ngựa ở Venezuela và virus rừng Semliki) và virus gây viêm hạch họng (adeno-associated virus). Các hệ thống vectơ bằng vi khuẩn đựơc chú ý nhiều hiện nay là trực khuẩn BCG Mycobacterium giảm độc lực và một số trực khuẩn đường ruột đã giảm tính gây bệnh. Tất cả những tiếp cận này sẽ được kiểm định về tính sinh miễn dịch trên người trong thời gian tới.
Một trong những vấn đề khó khăn nhất nẩy sinh là khi phát triển 1 tác nhân sinh miễn dịch có khả năng gây ra được các đáp ứng KT chống lại vỏ HIV, KT này có khả năng trung hoà được nhiều phân lập HIV. Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang tích cực theo đuổi những chiến lược mới để tìm cho được một tác nhân sinh miễn dịch chống lại vỏ bọc virus. Giả định rằng được bảo toản về mặt di truyền, các epitope ( nhóm quyết định kháng nguyên) nằm trên vỏ bọc HIV tham gia vào phản ứng trung hoà có thể tránh thoát không bị hệ thống miễn dịch tấn công trong suốt thời gian virus gây nhiễm , các nhà nghiên cứu đang đánh giá những tác nhân sinh miễn dịch này bằng cách bóc gốc glycan nối với N và các cấu trúc ở vùng ưa biến đổi ( variable loop) khỏi vỏ bọc HIV.
Một số nhà nghiên cứu cho rằng có thể chế tạo 1 vaccin hữu hiệu bằng cách đưa ra 1 tiểu đơn vị sinh miễn dịch ăn khớp với nếp xếp tự nhiên ( native folding ) của glycoprotein vỏ bọc HIV. Do glycoprotein vỏ bọc của virus nguyên thủy là các oligomer, cho nên người ta đưa ra 1 loạt các protein vỏ bọc gồm những oligomer bền vững để đánh giá xem chúng có phải là tác nhân sinh miễn dịch hay không. Những hiểu biết sâu hơn gần đây về tiến trình gây nhiễm HIV trên 1 tế bào cho ta thấy rằng vỏ bọc virus phải trải qua 1 loạt những thay đổi về hình dạng khi gắn kết vào màng tế bào. Do đó người ta thử tìm cách phát triển những tiểu đơn vị sinh miễn dịch hoạt động giống như những thể trung gian khi vỏ bọc virus hoà hợp màng với tế bào.
Cúôi cùng, vì lẽ 1 vaccin HIV hữu hiệu phải kích phát đựơc KT có tác dụng trung hoà các nhóm quyết định kháng nguyên nằm trên các vỏ bọc HIV, cho nên một số nhà nghiên cứu lý luận rằng nên đánh giá tính sinh miễn dịch của các hỗn hợp gồm có các protein vỏ bọc đa giá. Gắn đựợc một trong những tác nhân sinh miễn dịch này vào 1 vaccin HIV sẽ là một hướng mới quan trọng khác với các vaccin thông thường làm bằng các tiểu đơn vị virus.
Mặc dù chưa rõ là 1 vaccin HIV hữu hiệu sẽ như thế nào, nhưng ngày càng có nhiều người nhất trí rằng không phải chỉ có 1 mô hình vaccin duy nhất. Với phương thức vaccin 2 thì ( bimodal), người ta sử dụng 1 vectơ tái tổ hợp sống hoặc 1 plasmid DNA để kích phát các CTL, sau đó dùng tác nhân sinh miễn dịch tiểu đơn vị để kích thích đáp ứng sinh KT trung hoà. Ngoài ra, càng ngày càng có nhiều bằng chứng cho biết đáp ứng CTL sẽ tăng mạnh khi kết hợp 2 phương thức vaccin có tác dụng bỗ trợ nhau. Điều này đã đựơc chứng minh rõ ràng là khi gắn plasmid DNA với MVA tái tổ họp sống hoặc bằng cách tiêm chủng adenovirus.
Như vậy, ngay cả 1 vaccin dựa trên cơ sở CTL cũng có khả năng sử dụng 2 phương án vaccin khác nhau : một vaccin tác dụng làm mồi ( primer ), 1 vaccin tác dụng tăng cường. Cách tiếp cận này là 1 bước thay đổi rất lớn so với các thiết kế vaccin truyền thống.
Mặc dù các nghiên cứu trên khỉ cho thấy rằng các KT trung hoà có thể bảo vệ không bị nhiễm virus HIV, nhưng các chiến lược vaccin nhằm đạt được các đáp ứng miễn dịch như vậy vẫn còn chưa có. Càng ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy tầm quan trọng của CTL trong việc ngăn chặn không cho HIV phát tán trên cơ thể người nhiễm, cho nên hiện nay có một số chiến lựơc vaccin đang đựơc triển khai nhằm phát hiện các tb có tác dụng miễn dịch đó. Những chiến lựơc này bao gồm việc sử dụng plasmid DNA, các vectơ virus tái tổ hợp sống, và cách tiếp cận tạo mồi / gia cường ( prime/boost ). Đáng chú ý là, trong khi những vaccin dẫn dụ CTL này không tạo ra được tình trạng miễn dịch bị nhiễm HIV ở khỉ, nhưng lại tạo ra đựơc 1 tình trang miễn dịch giúp ngăn chặn không cho virus sao chép nếu bị nhiễm HIV sau đó. Trên nhóm khỉ được tiêm chủng, rồi sau đó được gây nhiễm HIV, đáp ứng miễn dịch ngăn chặn không cho virus sao chép dẫn đến kéo dài thời gian sống sót không bệnh (disease-free survival ). Hiện nay, các chiến lược vaccin mới đang triển khai thử nghiệm giai đoạn đầu trên các tình nguyện viên. Ngày càng có nhiều người tin rằng, nếu không dự phòng được bệnh thì 1 vaccin HIV ít nhất cũng làm chậm đi diễn tiến của bệnh.
1. Tb T là các bạch cầu dòng lymphocytes, đóng vai trò quan trọng trong miễn dịch qua trung gian tế bào. Tb T khác vói các nhóm tb lymphocyte như tb B và tb NK ở điểm trên bề mặt những tb T có 1 thụ thể đặc biệt gọi là thụ thể tb T ( T cell recptor =TCR). T viết tắt chữ thymus bởi vì đòng tb này có nguồn gốc từ tuyến hung ) thymus )
2. CD4+T: cũng còn gọi là T helper, là đích tấn công của HIV ; virus này gây nhiễm cho tb bằng cách gắn vào protein CD4 của tb để từ đó chui vào tb. Trong trường hợp nhiễm HIV, khi số lượng tb CD4+T bị giảm xuống <200 tb/cc máu, các triệu chứng AIDS xuất hiện.
3. CD8+T : do hiện diện glycoprotein CD8 trên bề mặt tb. CD8+T còn gọi là Cytotoxic T lympocytes = CTL là tb có hoạt tính tiêu diệt các tb bị nhiễm virus và các tb gây ung bướu, CD8+T cũng tham gia trong phản ứng thải ghép.
4. challenge virus : virus đóng vai trò 1 kháng nguyên chuyên biệt được đưa vào cơ thể để tạo nên 1 đáp ứng miễn dịch hoặc để đánh giá 1 đáp ứng miễn dịch mà trước đó đã được đưa vào cơ thể để gây mẫn cảm ( sensitize ).
1.Joint United Nations Programme on HIV/AIDS (UNAIDS) (December 2005). AIDS epidemic update
2. Wikipedia, the free encyclopedia :HIV vaccine.
3. Rambaut A et al. :the causes and consequences of HIV evolution. www.nature.com/reviews/genetics N. 52, vol.5.,2004
4 Osmanov S. et al: Geographic distribution of HIV-1 subtypes, 2001. J Acquir Imm Def Syndr 29:184, 2002
5.National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) November 2004 : How HIV Causes AIDS.
6.Atramentov A. : Human Immunodeficiency Virus.BCB 495 final project
7. Johnston M.t I., Fauci,A. S. : An HIV Vaccine — Evolving Concepts.The New England J of Medicine,Vol 356:2073-2081, 2007
8. Johnson R. P.,Kalams S., MD, Harvard Medical School :The Science of HIV Vaccine Development : HIV site website.
9.School of Medicine (U. of South Carolina) :Towards an anti-HIV vaccine :microbiology and immunology on-line
© http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences. org Võ Văn Lượng |