Những nghiên cứu ban đầu về khả năng miễn dịch dài hạn với SARS-CoV-2

Trần Anh Xuân, PGS.TS Trần Thị Mỹ Hạnh
(Khoa Công nghệ sinh học, Trường ĐH Quốc tế, ĐHQG-HCM)
---------

Việc tạo ra miễn dịch chống lại vi rút SARS-CoV-2 là điều quan trọng hàng đầu để kiểm soát đại dịch COVID-19, bảo vệ những người thể trạng yếu khỏi bệnh nặng và hạn chế sự lây lan của vi rút. Cơ thể của chúng ta tạo miễn dịch chống lại SARS-CoV-2 thông qua nhiễm vi rút tự nhiên hoặc vắc xin. Một câu hỏi quan trọng là, khả năng miễn dịch này kéo dài bao lâu? Xuất bản trên Nature, nhóm nghiên cứu của Turner và nhóm nghiên cứu của Wang đã mô tả các loại phản ứng miễn dịch của con người đối với SARS-CoV-2 trong suốt một năm.

Yếu tố tạo nên miễn dịch lâu dài

Hiện nay, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng hai thành phần chính của phản ứng kháng vi rút là tế bào lympho T gây độc tế bào (cytotoxic T cells) giúp tiêu diệt các tế bào bị nhiễm vi rút và kháng thể trung hòa (neutralizing antibodies) tiết ra bởi tương bào (plasma cells) giúp ngăn chặn vi rút lây nhiễm vào tế bào. Ngoài ra, hệ miễn dịch cũng tạo ra các tế bào lympho T hỗ trợ (helper T cells) đặc hiệu cho vi rút và điều phối phản ứng miễn dịch. Những tế bào T này rất cần thiết để tạo ra ghi nhớ miễn dịch, cụ thể là điều phối hoạt động của các tương bào tiếp tục tạo ra kháng thể kháng vi rút ngay cả khi vi rút đã biến mất.

Ghi nhớ miễn dịch (immunological memory) không nhất thiết phải là duy trì lâu dài các phản ứng miễn dịch ban đầu với một vi rút cụ thể, mà nó là một đặc tính khác của hệ miễn dịch. Trong pha nhớ của một phản ứng miễn dịch, sau khi vi rút đã biến mất, các tế bào lympho B và T đặc hiệu cho vi rút được duy trì ở trạng thái nghỉ (dormancy), nhưng sẵn sàng hoạt động trở lại nếu chúng gặp lại vi rút hoặc vắc xin liên quan tới vi rút. Các tế bào B và T ghi nhớ này phát sinh từ các tế bào được kích hoạt trong phản ứng miễn dịch ban đầu. Tế bào B có vai trò kép trong hệ miễn dịch: (1) tạo ra các kháng thể có thể nhận ra protein của vi rút và trình diện một phần của các protein này tới tế bào T hoặc (2) phát triển thành các tương bào tiết ra kháng thể với hàm lượng lớn. Nhiều bằng chứng đã chứng minh rằng các tương bào này có thể chuyển thành tương bào ghi nhớ (memory plasma cell, MPC) và có thể tạo ra lượng lớn kháng thể có khả năng bảo vệ lâu dài. Các MPC có thể tồn tại trong nhiều thập niên, nếu không muốn nói là cả đời người, trong tuỷ sống.

Miễn dịch lâu dài đối với SARS-CoV-2

Sự hiện diện trong tủy sống của các MPC có lẽ là yếu tố tốt nhất để dự báo về khả năng miễn dịch lâu dài.

Đối với SARS-CoV-2, hầu hết các nghiên cứu cho đến nay đều chỉ phân tích phản ứng miễn dịch ở giai đoạn cấp tính (khi mới bị nhiễm vi rút) và kéo dài vài tháng sau khi nhiễm bệnh bằng cách theo dõi các tế bào T, tế bào B và kháng thể tiết ra. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu rằng phản ứng miễn dịch này có tạo ra các MPC tồn tại lâu dài để chống lại SARS-CoV-2 hay không.

Thông thường, MPC rất ít và những MPC đặc hiệu cho một tác nhân gây bệnh cụ thể rõ ràng cũng cực kỳ khan hiếm. Tuy nhiên, Turner đã phát hiện ra các MPC đặc hiệu cho protein gai của SARS-CoV-2 trong tủy xương của 15 trong số 19 người đã hồi phục sau khoảng 7 tháng nhiễm COVID-19. Đáng chú ý, 4 tháng sau (11 tháng sau khi nhiễm SARS-CoV-2), số lượng tương bào vẫn ổn định như vậy ở 14/15 người kể trên. Số lượng của chúng bằng với số lượng MPC được tìm thấy ở những người sau khi tiêm vắc xin phòng bệnh uốn ván hoặc bạch hầu (từ 25 năm trước) và các tế bào này được chứng minh là đã bảo vệ cơ thể chúng ta lại các bệnh này lâu dài.

Khi Turner và cộng sự theo dõi nồng độ của các kháng thể chống lại SARS-CoV-2 trong huyết thanh máu của các cá nhân trong một năm, họ đã quan sát thấy một mô hình hai pha (Hình 1). Trong phản ứng miễn dịch cấp tính tại thời điểm khi mới nhiễm vi rút, nồng độ kháng thể cao. Sau đó đúng như suy đoán, chúng đã giảm xuống bởi vì hầu hết các tương bào của phản ứng miễn dịch cấp tính chỉ tồn tại trong thời gian ngắn. Sau một vài tháng, nồng độ kháng thể chững lại và không đổi ở khoảng 10-20% nồng độ tối đa quan sát được. Điều này phù hợp với dự đoán rằng 10-20% tương bào trong phản ứng miễn dịch cấp tính trở thành MPC và là một dấu hiệu rõ ràng cho thấy sự chuyển đổi từ sản xuất kháng thể bởi các tương bào sống ngắn hạn sang sản xuất bởi các MPC. Điều này không nằm ngoài dự đoán, vì ghi nhớ miễn dịch đối với nhiều loại vi rút và vắc xin có thể ổn định trong nhiều chục năm, nếu không muốn nói là suốt đời.

Hình 1. Đáp ứng miễn dịch đối với nhiễm SARS-CoV-2.

Đối với SARS-CoV, một loại vi rút rất giống SARS-CoV-2 được xác định ban đầu vào năm 2003 và gây ra hội chứng hô hấp cấp tính (SARS), sự hiện diện của các kháng thể với nồng độ cao trong huyết thanh trong hơn 17 năm đã được báo cáo vào năm 2020. Kết quả của Wang và nhóm nghiên cứu cho thấy khả năng miễn dịch lâu dài cũng có thể được mong đợi đối với SARS-CoV-2.

Wang và cộng sự chỉ ra rằng: trong trường hợp không được tiêm chủng, khả năng gắn của kháng thể lên vùng gắn thụ thể (receptor binding domain, RBD) của vi rút, hoạt tính trung hòa và số lượng tế bào ghi nhớ B đặc hiệu với RBD của SARS-COV-2 vẫn tương đối ổn định trong khoảng từ 6 đến 12 tháng sau khi nhiễm bệnh. Đặc biệt, các tế bào B ghi nhớ này còn liên tục tăng cường khả năng phản ứng miễn dịch của chúng thông qua các quá trình như đột biến soma trong tạo kháng thể, luân chuyển dòng tế bào B ghi nhớ và hình thành các kháng thể đơn dòng kháng các đột biến tại RBD của SAR-CoV-2. Điều này đã chứng minh qua các thử nghiệm in vitro về khả năng trung hòa của kháng thể đối với nhiều biến thể SARS-CoV-2 khác nhau.

Cuối cùng, Wang và nhóm nghiên cứu đã chứng minh khả năng miễn dịch có thể tăng cao hơn ở những người đã từng nhiễm bệnh bằng cách tiêm chủng cho họ sau khi đã khỏi bệnh một năm. Tương tự như vậy, mặc dù vẫn đang được nghiên cứu, việc tiêm vắc xin phòng SARS-CoV-2 cũng có thể sẽ tạo ra khả năng miễn dịch bền vững và lâu dài như khi nhiễm vi rút tự nhiên. Điều này cung cấp một tín hiệu tích cực cũng như tầm quan trọng của việc phòng ngừa COVID-19 bằng việc tiêm chủng vắc xin.

Kết luận

Khi đánh giá hiệu quả của vắc xin, chúng ta không nên mong đợi nồng độ cao của kháng thể ở giai đoạn miễn dịch đầu sẽ được duy trì ở pha ghi nhớ. Đây là một cách nhìn không toàn diện và cũng không nên dựa vào đó để làm cơ sở cho việc cần phải tiêm nhắc lại vắc xin thường xuyên. Điều này bỏ qua đặc điểm hai pha miễn dịch như đã trình bày ở trên (Hình 1). Điều tích cực ở đây là SARS-CoV-2 có biểu hiện tạo miễn dịch lâu dài ở các cá thể bị nhiễm bệnh tự nhiên hoặc tiêm vắc xin, tuy nhiên vẫn còn cần thêm số liệu bổ sung.

Tài liệu tham khảo

Turner, J. S. et al. Nature 595, 421–425 (2021).
Wang, Z. et al. Nature 595, 426–431 (2021).
Crotty, S., Kersh, E. N., Cannons, J., Schwartzberg, P. L. & Ahmed, R. Nature 421, 282–287 (2003).
Löhning, M., Richter, A. & Radbruch, A. Adv. Immunol. 80, 115–181 (2002).
Manz, R. A., Thiel, A. & Radbruch, A. Nature 388, 133–134 (1997).
Chang, H.-D. & Radbruch, A. Eur. J. Immunol. https://doi.org/10.1002/eji.202049012 (2021).
Sette, A. & Crotty, S. Cell 184, 861–880 (2021).
Amanna, I. J., Carlson, N. E. & Slifka, M. K. N. Engl. J. Med. 357, 1903–1915 (2007).
Anderson, D. E. et al. Emerg. Microbes Infect. 9, 900–902 (2020).
Gaebler, C. et al. Nature 591, 639–644 (2021).
Hammarlund, E. et al. Nature Commun. 8, 1781 (2017).