Phòng thí nghiệm Bệnh lây truyền từ động vật sang người do virus thuộc Khoa Thú y, Đại học Cambridge đã công bố một bài báo trên tạp chí Cell Reports Medicine vào ngày 5/11, báo cáo về một vaccine cúm gia cầm H5 ứng viên được thiết kế với sự hỗ trợ của AI. Trong thí nghiệm trên chuột và chồn sương, vaccine này bảo vệ hoàn toàn trước nhiều chủng biến thể được thử nghiệm; làm đối chứng, vaccine cúm gia cầm dự trữ của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khi đối mặt với cùng các loại virus chỉ giúp khoảng một nửa số động vật sống sót.
Nghiên cứu do Giáo sư Jonathan Heeney dẫn dắt, có sự tham gia của TS. Sneha Vishwanath, cùng các đối tác gồm DIOSynVax (công ty tách ra từ Cambridge), Phòng thí nghiệm Vi sinh quốc gia Canada và viện nghiên cứu IZSVe của Ý. DIOSynVax thành lập năm 2017; tên công ty là viết tắt của Digitally Immune Optimised Synthetic Vaccines.
AI làm ở bước nào
Nhóm nghiên cứu xây dựng một công cụ tổng hợp các trình tự gen thu được từ hoạt động giám sát cúm gia cầm toàn cầu, với nguồn từ chim hoang dã, gia súc và các ca bệnh ở người. Từ đó họ thiết kế một loạt “siêu kháng nguyên”, để chúng mang những đặc điểm chung của cả nhóm virus này. Các kháng nguyên ứng viên được sàng lọc trước trong tế bào, và kháng nguyên cho kết quả tốt nhất được đưa vào thử nghiệm trên động vật. Phần giới thiệu của Cambridge không nêu cụ thể đã dùng mô hình nào.
Heeney mô tả các kháng nguyên này như sau:
"The broadly protective antigens we design are entirely novel – they don't exist in nature."
(Các kháng nguyên bảo vệ phổ rộng mà chúng tôi thiết kế hoàn toàn mới, chúng không tồn tại trong tự nhiên.)
Theo giải thích của Vishwanath, vaccine này khiến hệ miễn dịch nhắm đồng thời vào nhiều giai đoạn khác nhau trong vòng đời của virus. Heeney cũng cho biết AI đã đẩy nhanh đáng kể việc thiết kế kháng nguyên, nhưng các ứng viên được thiết kế ra vẫn phải được kiểm tra an toàn từng cái một trong phòng thí nghiệm.
So với vaccine dự trữ và vaccine cúm mùa
Vaccine dự trữ hiện nay của WHO được thiết kế theo một chủng đơn lẻ. Theo Cambridge, khả năng bảo vệ của loại vaccine này trước các chủng khác đang lưu hành là rất hạn chế, và kết quả đối chứng trong thí nghiệm trên động vật lần này cũng chỉ về cùng hướng đó.
Vaccine cúm mùa đi theo một con đường khác: dự đoán trước. Mỗi năm hai lần, WHO dựa vào dữ liệu giám sát để khuyến nghị các chủng cho mùa tiếp theo, nhà sản xuất làm vaccine theo khuyến nghị đó; nếu dự đoán lệch, hiệu quả bảo vệ trong mùa đó sẽ giảm. Cúm gia cầm H5 còn khó dự đoán hơn, vì nó lây giữa chim, bò và các loài động vật có vú khác, phân nhánh nhiều và biến đổi nhanh.
Hướng đi của Cambridge đổi cách nghĩ: dùng một loại kháng nguyên để bao phủ càng nhiều càng tốt cả một nhóm virus. Heeney mô tả mục tiêu thiết kế là vô hiệu hóa sự tiến hóa của virus, không cần lần nào cũng chạy theo sau các biến đổi. Nhóm còn đưa ra một bằng chứng bên lề: kháng nguyên cúm mùa họ thiết kế năm 2018 cho thấy kết quả sơ bộ là vẫn còn hiệu quả sau bảy năm. Đây là dữ liệu sơ bộ, phần giới thiệu không nêu tỷ lệ bảo vệ cụ thể.
Những phần chưa có câu trả lời
Hiện toàn bộ bằng chứng đều đến từ động vật. Phần giới thiệu của Cambridge không nêu số lượng động vật mỗi nhóm, phương pháp thống kê và cụ thể đã thử những chủng biến thể nào; những điều này phải chờ đối chiếu với toàn văn bài báo. Bước tiếp theo là thử nghiệm lâm sàng trên người, lịch trình chưa được công bố; vaccine dùng cho người có an toàn không và có tạo được mức bảo vệ tương tự hay không thì vẫn chưa được kiểm chứng.
Về kinh phí, hồi tháng 10 nhóm nhận được 4,28 triệu bảng Anh từ UK Research and Innovation (UKRI) và Bộ Môi trường, Thực phẩm và Nông thôn Anh (Defra), để cùng các đối tác ở Regensburg và Southampton phát triển một loại vaccine nhắm đồng thời vào sốt Lassa, virus Marburg và virus Ebola. Khoản tiền này thuộc một hướng nghiên cứu khác, không liên quan đến vaccine cúm gia cầm lần này.
Heeney cho biết thời điểm khiến họ lo ngại nhất là khi cúm gia cầm thích nghi để tồn tại trong đường hô hấp của động vật có vú. Điều AI rút ngắn trong nghiên cứu này là khâu thiết kế kháng nguyên; thử nghiệm lâm sàng, phê duyệt và sản xuất hàng loạt mỗi giai đoạn cần bao lâu thì bài báo không đề cập.
Nguồn tham khảo: bản tin chính thức của Đại học Cambridge, thông tin bài báo trên Cell Reports Medicine, CocoLoop; đã đối chiếu kết quả bảo vệ trong thí nghiệm trên động vật, vaccine dự trữ của WHO dùng làm đối chứng và số tiền tài trợ của UKRI, Defra.