1. Thông tin cơ bản về các loại vaccine

Với mục đích điều chế ra các loại vaccine chống lại vi sinh vật, các nhà khoa học đã tiếp cận trên nhiều khác nhau nhưng phổ biến nhất là dựa vào những đặc điểm của chúng như cách lây nhiễm và cách phản ứng để đối phó lại của hệ miễn dịch và tính thực hành của vaccine. 

Các loại vaccine hiện đang được các nhà khoa học nghiên cứu và theo đuổi gồm:

Để phòng ngừa các bệnh lý nguy hiểm, hiện các nhà khoa học vẫn không ngừng nghiên cứu các loại vaccine khác nhau

1.1. Vaccine sống, giảm độc lực

Đây là vaccine chứa các vi sinh vật sống đã bị làm yếu đi trong phòng thí nghiệm. Điều này khiến cho khi vào cơ thể, vi sinh vật không còn khả năng gây ra bệnh nữa. Cơ chế sản xuất này gần với nhiễm trùng tự nhiên nên vaccine có tác dụng kích thích hệ miễn dịch rất hiệu quả. Vaccine sống và giảm độc lực chỉ qua 1 - 2 liều sử dụng là có thể kích thích kháng thể phản ứng và khiến cho cơ thể có khả năng miễn dịch lâu dài.

1.2. Vaccine bất hoạt

Loại vaccine này được sản xuất bằng cách dùng hóa chất, tia xạ hoặc nhiệt để bất hoạt các vi sinh vật gây bệnh. Do sở hữu ưu điểm không cần bảo quản lạnh và di chuyển được ở dạng đông khô nên ở các nước đang phát triển, việc vận chuyển vaccine bất hoạt ở các nước đang phát triển cũng trở nên dễ dàng hơn.

1.3. Vaccine vô bào

Thay vì chứa toàn bộ vi sinh vật thì vaccine vô bào chỉ gồm kháng nguyên nhưng vẫn đảm bảo khả năng kích thích hệ miễn dịch rất tốt. Trong một số trường hợp, vaccine này còn dùng phần đặc biệt của kháng nguyên là các epitope do kháng thể hoặc tế bào lympho T nhận diện được và gắn vào. Do không có đủ tất cả phân tử cấu tạo nên vi sinh vật mà chỉ chứa kháng nguyên cần thiết nên so với các dạng vaccine khác, khả năng phản tác dụng của vaccine vô bào thấp hơn.

Vaccine giải độc tố có tính an toàn cao, kích thích hệ miễn dịch chống lại độc tố của vi khuẩn

1.4. Vaccine giải độc tố 

Vaccine này được chế từ độc tố của vi khuẩn sau khi đã làm mất đi khả năng gây độc của nó những vẫn giữ tính kháng nguyên. Vaccine chủ yếu được dùng cho trường hợp bệnh xuất phát từ nguyên nhân chính là nhiễm độc tố do vi khuẩn. Sự có mặt của vaccine trong cơ thể khiến cho hệ miễn dịch kích hoạt cơ chế tự chống lại độc tố rồi sản xuất ra kháng thể để trung hòa độc tố. 

1.5. Vaccine tổng hợp

Vaccine tổng hợp được tạo ra cho trường hợp vi khuẩn có lớp áo ngoài chứa phân tử đường polysaccharide. Lớp phân tử đường này chính là nơi ngụy trang của kháng nguyên để đánh lừa hệ miễn dịch.

1.6. Vaccine DNA 

Sự ra đời của vaccine DNA nhằm mục đích chống lại vi sinh vật sau khi đã chúng đã được phân tích gen. Tuy vẫn ở giai đoạn thử nghiệm nhưng vaccine này đã cho thấy tiềm năng lớn.

Đặc điểm của vaccine DNA là không quan tâm đến cơ thể của vi sinh vật và thành phần của chúng mà chỉ tập trung vào vật chất di truyền. Cụ thể, vaccine DNA chỉ dùng các gen cấu thành nên kháng nguyên quan trọng. Đây là vaccine không gây bệnh vì nó chỉ sao chép lại một số gen của của vi sinh vật chứ không chứa chúng. 

1.7. Vaccine vector tái tổ hợp

Đây cũng là vaccine đang trong giai đoạn thử nghiệm như DNA nhưng nó sử dụng virus hoặc vi khuẩn đã được làm giảm độc lực để đưa DNA vào tế bào. Vector chính là vi khuẩn, virus có vai trò làm vật chủ. Khi đi vào cơ thể, vi khuẩn vô hại sẽ bắt chước vật chủ để kích thích phản ứng miễn dịch tự nhiên. 

2. Vaccine tái tổ hợp - nguyên lý chế tạo và công đoạn sản xuất

2.1. Nguyên lý chế tạo

Tái tổ hợp tức là các gen liên kết không hoàn toàn đã được xếp lại và có giao tử mới khác với cha mẹ. Để nghiên cứu vaccine, các nhà khoa học đã lợi dụng khả năng bám vào tế bào của virus và bơm vật chất di truyền đến tế bào. 

Vaccin viêm gan B được sản xuất theo công nghệ vaccine tái tổ hợp

Các nhà khoa học đã giảm độc lực hoặc lấy đoạn gen của virus vô hại để chèn thêm vào đó một đoạn vật chất di truyền của vi sinh vật khác. Tế bào nhận được DNA nhờ vào sự vận chuyển của virus. Vaccine tái tổ hợp với khả năng bắt chước nhiễm trùng tự nhiên sẽ kích thích hoạt động của hệ miễn dịch.

Vật chủ được dùng phổ biến nhất là virus, vi khuẩn giảm độc lực ít dùng. Vật chất di truyền được chèn vào để vi khuẩn biểu lộ kháng nguyên, nhờ đó mà  vi khuẩn vô hại bắt chước vi sinh vật gây hại và kích thích đáp ứng miễn dịch.

2.2. Công đoạn chính trong sản xuất vaccine tái tổ hợp

- Chọn nguyên liệu

DNA được dùng làm phương tiện vận chuyển gen phổ biến nhất là plasmid hoặc phage, thu nhận từ tế bào của vi sinh vật rồi được tách ra và làm sạch bằng phương pháp chiết tách. Một loại DNA khác cũng có thể được dùng là DNA tổng hợp theo phương pháp hóa học hoặc tổng hợp từ mRNA. 

- Cắt enzyme 

Enzyme RE kiểu II là các enzyme cắt hạn chế ở những vị trí xác định, được dùng cho công nghệ sản xuất vaccine tái tổ hợp. Theo đó, mỗi enzyme sẽ được cắt ở vị trí đã được định trước. 

- Nối enzyme

Enzyme DNA ligase được dùng cho phản ứng nối. Đây là enzyme có vai trò xúc tác phản ứng nối hai mảnh DNA qua phương pháp tạo cầu nối phosphodiester của hai nucleotide kế cận. 

Hiểu một cách đơn giản thì vaccine tái tổ hợp là dạng chế phẩm sinh học của vi sinh vật đã được giảm độc lực. Khi vào cơ thể chúng sẽ kích thích sản sinh và đáp ứng miễn dịch để sản xuất ra kháng thể để bảo vệ cơ thể.

Hiện nay công nghệ sản xuất vaccine tái tổ hợp đã được dùng trong sản xuất vaccine viêm gan B.