Kháng kháng sinh là một vấn đề trên toàn thế giới đến mức có nguy cơ nghiêm trọng là các bệnh nhiễm trùng thông thường sẽ sớm trở thành không thể điều trị được. Trong khi đó, vắc xin đã phát triển gần một thế kỷ trước vẫn bảo vệ chúng ta khỏi những căn bệnh chết người. Điều gì có thể giải thích sự khác biệt này?

Vi khuẩn đã phát triển khả năng chống lại mọi loại kháng sinh từng được phát triển. Đôi khi điều này xảy ra rất nhanh sau khi thuốc kháng sinh lần đầu tiên được giới thiệu. Nó đã mất chỉ sáu năm để kháng penicillin, loại kháng sinh đầu tiên, trở nên phổ biến ở các bệnh viện ở Anh.

Nhưng đề kháng với vắc-xin chỉ có hiếm khi xảy ra. Và vắc-xin đã giúp chúng ta diệt trừ bệnh đậu mùa và hy vọng sẽ sớm hết bệnh bại liệt. Một nghiên cứu trước đây đã đề xuất hai lý lẽ thuyết phục để giải thích hiện tượng này, bằng cách nêu ra những khác biệt cốt yếu giữa cơ chế của thuốc và vắc-xin.

Nhưng trước tiên, hãy giải thích ý nghĩa của chúng tôi về sự phản kháng và nó bắt nguồn như thế nào. Trong quá trình nhiễm trùng, vi rút và vi khuẩn sinh sôi nhanh chóng. Trong quá trình này, chúng sao chép vật chất di truyền của mình hàng triệu lần. Trong khi làm như vậy, sai lầm thường xảy ra, với mỗi sai lầm sẽ làm thay đổi một chút bộ gen của họ. Những lỗi này được gọi là đột biến.

Thông thường, các đột biến có rất ít hoặc không ảnh hưởng hoặc rất bất lợi cho hiệu quả của vi rút. Nhưng đôi khi - rất hiếm - mầm bệnh có thể gặp may và một đột biến có thể ngăn kháng sinh xâm nhập vào tế bào hoặc thay đổi vị trí nơi thuốc hoặc kháng thể liên kết, ngăn chúng hoạt động. Chúng tôi gọi đây là những đột biến “kháng thuốc” hoặc “thoát khỏi”.

Điểm khác biệt đầu tiên: số lượng mục tiêu

Vắc xin hoạt động bằng cách đưa một phần vô hại của mầm bệnh, được gọi là kháng nguyên, vào cơ thể. Chúng huấn luyện hệ thống miễn dịch của chúng ta để tạo ra các protein hình chữ Y, hoặc các kháng thể, liên kết đặc biệt với chúng. Chúng cũng kích thích sản xuất các tế bào bạch cầu cụ thể được gọi là tế bào T, có thể tiêu diệt các tế bào bị nhiễm bệnh và giúp sản xuất kháng thể.

Bằng cách liên kết với kháng nguyên, kháng thể có thể giúp tiêu diệt mầm bệnh hoặc ngăn chúng xâm nhập vào tế bào. Ngoài ra, hệ thống miễn dịch của chúng ta không chỉ tạo ra một kháng thể đơn lẻ, mà lên đến hàng trăm kháng thể khác nhau - hoặc các biểu mô - mỗi loại nhắm vào các phần khác nhau của kháng nguyên.

Để so sánh, các loại thuốc, chẳng hạn như thuốc kháng sinh hoặc thuốc kháng vi-rút, thường là các phân tử nhỏ ức chế một loại enzym hoặc protein cụ thể, nếu không có thì mầm bệnh không thể tồn tại hoặc tái tạo. Do đó, kháng thuốc thường chỉ cần gây đột biến ở một vị trí duy nhất. Mặt khác, mặc dù không phải là không thể, nhưng xác suất thoát khỏi các đột biến tiến hóa đối với tất cả, hoặc thậm chí hầu hết, các biểu mô được nhắm mục tiêu bởi các kháng thể là rất nhỏ đối với hầu hết các loại vắc xin.

 Trong khi kháng sinh thường chỉ có một mục tiêu, vắc-xin tạo ra nhiều kháng thể liên kết với một phần khác nhau của kháng nguyên, làm cho quá trình kháng thuốc trở nên khó khăn hơn. Célia Souque

Với thuốc, việc giảm khả năng kháng thuốc cũng có thể đạt được bằng cách sử dụng nhiều loại thuốc cùng lúc - một chiến lược được gọi là liệu pháp kết hợp - được sử dụng để điều trị HIV và bệnh lao. Bạn có thể nghĩ đến các kháng thể trong cơ thể bạn đang hoạt động giống như một liệu pháp kết hợp phức tạp, với hàng trăm loại thuốc hơi khác nhau, do đó làm giảm khả năng kháng thuốc.

Điểm khác biệt thứ hai: số lượng mầm bệnh

Một điểm khác biệt chính giữa thuốc kháng sinh và vắc-xin là khi nào chúng được sử dụng và có bao nhiêu mầm bệnh xung quanh. Thuốc kháng sinh được sử dụng để điều trị nhiễm trùng đã hình thành khi hàng triệu mầm bệnh đã có trong cơ thể. Nhưng vắc xin được sử dụng để phòng ngừa. Các kháng thể do chúng tạo ra có thể hoạt động ngay khi bắt đầu nhiễm trùng khi số lượng mầm bệnh thấp. Điều này có hậu quả quan trọng, vì sự phản kháng là một trò chơi số. Đột biến kháng thuốc khó có thể xảy ra trong quá trình nhân lên của một vài mầm bệnh, nhưng cơ hội sẽ tăng lên khi có nhiều mầm bệnh hơn.

 Càng có nhiều mầm bệnh trong quá trình nhiễm trùng, thì khả năng xảy ra đột biến kháng thuốc càng cao. Célia Souque

Điều này không có nghĩa là tình trạng kháng vắc-xin không bao giờ tiến triển: một ví dụ điển hình là bệnh cúm. Nhờ tỷ lệ đột biến cao, vi rút cúm có thể nhanh chóng tích lũy đủ các đột biến mà các kháng thể có thể không nhận ra nó nữa - một quá trình được gọi là "Trôi dạt kháng nguyên". Điều này giải thích một phần lý do tại sao vắc-xin cúm phải được thay đổi mỗi năm.

Điều này cho chúng ta biết điều gì về vắc-xin chống lại SARS-CoV-2? Chúng ta có nên lo lắng về việc vắc-xin mới sẽ mất tác dụng? May mắn thay, coronavirus mới có cơ chế đọc bằng chứng điều đó làm giảm các lỗi nó mắc phải khi sao chép bộ gen của nó và có nghĩa là các đột biến xảy ra ít thường xuyên hơn nhiều so với vi rút cúm.

Ngoài ra, nó đã được xác nhận rằng cả hai Oxford / AstraZeneca và Pfizer / BioNTech vắc xin có thể kích thích hiệu quả các kháng thể liên kết với nhiều epitop, điều này sẽ làm chậm quá trình tiến hóa đề kháng.

Nhưng chúng ta vẫn nên cẩn thận. Như đã đề cập trước đó, các con số quan trọng khi nói đến điện trở. Càng có nhiều vi rút xung quanh - như trong một đại dịch đang phát triển nhanh chóng - thì càng có nhiều khả năng chúng có thể trúng số độc đắc và phát triển các đột biến dẫn đến ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của vắc xin. Nếu đúng như vậy, một phiên bản vắc-xin mới có thể cần thiết để tạo ra kháng thể chống lại những vi-rút đột biến này. Đây cũng là lý do tại sao cố gắng giữ cho số lượng nhiễm trùng ở mức thấp thông qua việc phòng ngừa và truy tìm vết tiếp xúc là rất quan trọng để giữ cho vắc xin hoạt động càng lâu càng tốt.

Giới thiệu về Tác giả

Celia Souque, Nhà nghiên cứu sau Tiến sĩ, Vi sinh vật học, Đại học Oxford và Louis du Plessis, Phó nghiên cứu sau tiến sĩ, Đại học Oxford

sách_health

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.