Tại sao các loại vắc-xin Covid-19 triển vọng nhất đều yêu cầu bảo quản ở nhiệt độ siêu lạnh?
Tuần trước, các công ty công nghệ sinh học Moderna và Pfizer/BioNTech đã vui mừng thông báo họ đã sản xuất được vắc-xin COVID-19. Cả hai loại vắc-xin đều sử dụng công nghệ tương đối mới, RNA thông tin tổng hợp hoặc mRNA, vì vậy cả hai đều phải đối mặt với cùng một rào cản: chúng cần được bảo quản ở nhiệt độ cực lạnh.
Theo Vox, vắc-xin Moderna có thể được lưu trữ lâu dài tại – 4 độ F (- 20 độ C), trong khi vắc-xin Pfizer/BioNTech chỉ có thể lưu trữ lâu dài tại – 94 độ F (- 70 độ C). Nguyên nhân là do mRNA liên tục bị đe dọa bị phá hủy bởi các phân tử khác trong môi trường. Để ngăn chặn khả năng này, các nhà sản xuất vắc-xin không chỉ thực hiện các thay đổi hóa học đối với mRNA và bọc nó trong một lớp bảo vệ, mà còn bảo quản nó ở nhiệt độ thấp để khiến các phản ứng hóa học xảy ra chậm hơn.
Margaret Liu, một nhà nghiên cứu vắc-xin và là chủ tịch hội đồng quản trị của Hiệp hội Vắc-xin Quốc tế, nói với NPR: “Mọi thứ diễn ra chậm hơn khi bạn hạ nhiệt độ . Vì vậy, các phản ứng hóa học trong đó các enzym phân hủy RNA sẽ diễn ra chậm hơn”.
Vắc-xin của Pfizer và Moderna sử dụng một đoạn ngắn mRNA có cùng mã với RNA từ SARS-CoV-2, loại virus gây ra COVID-19. mRNA này giống như một bản thiết kế: các tế bào của con người có thể sử dụng mã để tạo ra một phần nhỏ của virus. Phần nhỏ này không đủ để gây hại như toàn bộ virus, nhưng nó đủ để hệ miễn dịch học cách nhận ra nó và tạo ra phản ứng miễn dịch để chống lại các bệnh nhiễm trùng trong tương lai.
Kết quả ban đầu từ các thử nghiệm Giai đoạn III cho thấy rằng cả hai ứng cử viên vắc-xin của Pfizer/BioNTech và Moderna đều có hiệu quả khoảng 95% ở người lớn, mặc dù dữ liệu thử nghiệm của họ không được công bố trên một tạp chí được bình duyệt.
Cả hai ứng cử viên vắc-xin đều yêu cầu mọi người tiêm hai mũi, cách nhau ba tuần. Điều đó có nghĩa là các nhà thuốc, bệnh viện và các điểm tiêm chủng khác có thể cần phải dự trữ nhiều vắc-xin tại các cơ sở của họ.
Chuyên gia về chuỗi cung ứng chủng ngừa của UNICEF, Michelle Seidel cho biết: “Điều này có nghĩa là cần tăng gấp đôi yêu cầu về năng lực, vì vậy đương nhiên có thêm một vấn đề phức tạp. Để vừa vận chuyển được nhiều vắc-xin đi khắp đất nước, vừa có thể bảo quản an toàn tại kho và bệnh viện, việc bảo quản lạnh là điều tối quan trọng”.
Seidel nói thêm: “Chúng sẽ mất hiệu quả và hiệu lực nếu tiếp xúc với nhiệt độ ngoài phạm vi cho phép”.
Các công ty công nghệ sinh học đã thực hiện một số sửa đổi đối với cấu trúc phân tử của mRNA để làm cho nó ổn định hơn. Sau đó, họ sử dụng các hạt nano của các phân tử chất béo được gọi là lipid để bọc mRNA, giống như bọc bong bóng quanh một vật dễ vỡ.
Chuyên gia phát triển vắc-xin của Viện Nghiên cứu Bệnh truyền nhiễm Alana Gerhardt cho biết với Jocelyn Kaiser của tạp chí Science, các enzyme được gọi là Ribonuclease phá hủy mRNA và chúng “ở khắp mọi nơi, ngay cả trong môi trường được kiểm soát của phòng thí nghiệm”. Ví dụ, Ribnuclease có thể được tìm thấy trong hơi thở của nhân viên phòng thí nghiệm và trên da của họ.
Ứng viên vắc-xin của Pfizer/BioNTech ổn định ở – 94 độ F, tức là lạnh hơn cả mùa đông ở Nam Cực.
Theo STAT News, để duy trì nhiệt độ lạnh như vậy đòi hỏi thiết bị đặc biệt, thường có sẵn tại các bệnh viện thành thị hơn là tại các bệnh viện nhỏ hơn ở nông thôn. Pfizer/BioNTech có thể cập nhật hướng dẫn nhiệt độ của họ khi họ kiểm tra vắc-xin của mình, nhưng chỉ sau khi kiểm tra thời gian thực.
Debra Kristensen nói với NPR: “Nếu vắc-xin có hạn sử dụng hai năm ở nhiệt độ lạnh, thì nhà sản xuất thực sự cần đặt vắc-xin ở nhiệt độ đó trong hai năm và xem liệu cuối cùng sản phẩm có còn hiệu quả hay không”.
Moderna cho biết ứng cử viên vắc-xin của họ ổn định ở – 4 độ F, một nhiệt độ đủ cao có thể đạt được đối với hầu hết các tủ đông thông thường. Công ty cho biết vắc-xin của họ có thể được bảo quản trong tủ lạnh trong 30 ngày và vẫn hữu dụng.
Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là một ứng cử viên vắc-xin này tốt hơn hoặc kém hơn một loại vắc-xin khác. Hai ứng cử viên vắc-xin, với các độ mạnh và yêu cầu bảo quản khác nhau, có thể bổ sung cho nhau nếu cả hai đều được FDA chấp thuận sử dụng.
Bruce Y. Lee, chuyên gia quản lý và chính sách y tế của Đại học City, cho biết: “Có thể có tình huống trong đó vắc-xin Pfizer phù hợp hơn với một số nơi và Moderna tốt hơn cho những nơi khác”.
Trong khi đó, các ứng cử viên vắc-xin khác có hiệu quả chỉ với một liều có thể hiệu quả hơn để sử dụng cho các quần thể không dễ dàng tiếp cận các cơ sở y tế. Các ứng cử viên vắc-xin không yêu cầu bảo quản lạnh sẽ hữu ích hơn cho 3 tỷ người trên thế giới, những người không được phục vụ bởi chuỗi cung ứng lạnh.
Liu nói với NPR. “Đây thực sự không phải là một cuộc đua… Chúng ta có thể cần nhiều, nhiều loại vắc-xin hơn nữa”. (NTD)
