Bộ kit xét nghiệm virus SARS-CoV-2: Thành công từ “nhiều mũi giáp công”

Thượng tá, Phó Giáo sư Hồ Anh Sơn (Phó Giám đốc Viện nghiên cứu Y dược học quân sự) và các đồng nghiệp trong phòng thí nghiệm
 

Đó cũng là quan điểm chung của các nhà quản lý và các nhà khoa học tại cuộc họp báo ngày 05/3/2020 công bố kết quả nghiên cứu chế tạo bộ kit one step real-time RT - PCR phát hiện virus SARS-CoV-2, sản phẩm từ đề tài độc lập cấp nhà nước “Nghiên cứu chế tạo bộ sinh phẩm RT - PCR và real-time RT-PCR phát hiện virus corona chủng mới (2019-nCoV)”. Trong suốt quá trình nghiên cứu và giảng dạy của mình, đã nhiều lần Trung tướng, Giáo sư Đỗ Quyết, Giám đốc Học viện Quân y, chứng kiến thành công của các đề tài khoa học nhưng hiếm khi ông xúc động đến thế: “Có thể nói, ngày hôm nay chúng ta rất vui mừng vì lần đầu tiên có được bộ kit có thể ứng dụng trong chẩn đoán chủng virus corona mới (SARS - CoV-2), tác nhân gây ra dịch Covid-19. Với độ nhạy, đặc hiệu, tính ổn định, đây là bộ kit đảm bảo về chất lượng, có thể nói là tương đương với các bộ kit mà chúng ta đã nhập về”.

Trong cuộc trao đổi với báo chí bên lề cuộc họp báo, ông cũng nhấn mạnh đến ý nghĩa của “chiến công” này, “chúng ta có thể tự chủ trong cung cấp các bộ kit với giá thành rẻ hơn, có thể áp dụng rộng rãi hơn, qua đó có thể sàng lọc và chẩn đoán sớm ca bệnh, kịp thời hơn cho những người bị nghi nhiễm virus”.

Cập nhật thông tin quốc tế để có quy trình chuẩn

Trong bối cảnh cấp thiết mà theo ngôn ngữ của ngành y là “tình trạng khẩn cấp”, không chỉ các nhà quản lý mà các nhà nghiên cứu của Học viện Quân y cũng đẩy nhanh quá trình thực hiện đề tài. Thượng tá, Phó Giáo sư Hồ Anh Sơn (Phó Giám đốc Viện Nghiên cứu Y dược học quân sự) nhớ lại thời điểm dịch bệnh mới bùng phát ở Vũ Hán, Trung Quốc: “Khi đó chúng tôi chưa có khái niệm thực hiện đề tài gì cả, đó chỉ là một phản xạ hết sức tự nhiên của nhà khoa học trước mầm bệnh mới nổi: tập trung tìm hiểu về chủng virus mới”. Cũng với “phản xạ tự nhiên” này mà bốn năm trước, dù dịch Ebola không xâm nhập vào Việt Nam, họ đã thực hiện thành công đề tài phát triển bộ kit phát hiện virus Ebola dựa trên quy trình one step real-time RT - PCR (phản ứng chuỗi trùng hợp thời gian thực một bước) với kết quả là bằng độc quyền giải pháp hữu ích do Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ Khoa học và Công nghệ) cấp.

Với tinh thần sẵn sàng đó, các nhà nghiên cứu của Học viện Quân y đã chủ động theo dõi những thông tin qua nhiều kênh chuyên ngành. Là một trong những người đầu tiên ở Việt Nam đọc tài liệu liên quan đến virus SARS-CoV-2 từ ngày 13/1/2020, bài báo của giáo sư Christian Drosten, một nhà virus học tại Bệnh viện trường ĐH Charité Berlin, Thiếu tá tiến sĩ Hoàng Xuân Sử (Viện nghiên cứu Y dược học quân sự) có đủ nhạy cảm nghề nghiệp để nhận thấy sự nghiêm trọng của dịch bệnh, ngay cả khi chưa xuất hiện ca nào tại Việt Nam: “Viện Charité đã cung cấp cho WHO quy trình xét nghiệm đầu tiên dựa trên nguyên lý real-time RT-PCR dựa trên ba gene đích. Tôi đã đọc rất kỹ bài báo và được Giáo sư Christian chia sẻ luôn bộ quy trình hướng dẫn (protocol)”.

Việc liên tục theo dõi diễn biến đã giúp anh và đồng nghiệp có thêm những hiểu biết mới về bệnh dịch, yếu tố rất quan trọng để nửa tháng sau có thể tự tin đón nhận nhiệm vụ do Bộ Khoa học và Công nghệ giao. TS Hoàng Xuân Sử cho biết về quá trình cập nhật: “Lúc đầu, dữ liệu về trình tự gene rất thiếu, rất khó để tiếp cận nhưng sau khi có dữ liệu do các nhà khoa học Hồng Kông chia sẻ, Giáo sư Christian đã thiết lập được quy trình xét nghiệm thứ hai chỉ dựa trên hai gene đích là E và RdRp vào ngày 17/1/2020. Đây cũng là quy trình tham chiếu của WHO và được WHO cập nhật rộng rãi. Hơn nữa tôi cũng nhận được ý kiến góp ý của GS Jonas Schmidt Chanasit (Viện Y học Nhiệt đới Bernhard Notch, Hamburg, Đức) về quy trình phát hiện SARS-CoV-2 đã được thẩm định tại viện”.

Cũng như câu chuyện “mất tết” vì virus tả lợn châu Phi của PGS Nguyễn Văn Phan (Học viện Nông nghiệp Việt Nam) vào năm ngoái, các nhà nghiên cứu Học viện Quân y cũng không có tết. “Vào đúng ngày mồng một Tết Nguyên đán, tôi còn gọi điện thoại trao đổi với GS Nông Văn Hải (Viện nghiên cứu hệ Gene) về kết quả giải trình tự gene virus corona thu được từ Sáng kiến chia sẻ dữ liệu cúm toàn cầu GISAID”, TS Hoàng Xuân Sử nhớ lại. Thêm vào đó theo chỉ đạo của Trung tướng Đỗ Quyết ngày 22/1/2020, tổ nghiên cứu về SARS-CoV-2 được triệu tập do Thiếu tướng GS Hoàng Văn Lương chủ trì giao nhiệm vụ cho từng thành viên trong tổ nghiên cứu.

Do vậy, đề tài đột xuất về sản xuất bộ sinh phẩm xét nghiệm SARS-CoV-2 do Bộ Khoa học và Công nghệ giao ngay sau kỳ nghỉ Tết nguyên đán đã được Học viện triển khai rất nhanh với việc hình thành nhóm nghiên cứu gồm 13 thành viên chủ chốt là các nhà sinh học phân tử, virus học, truyền nhiễm, miễn dịch học, bác sĩ lâm sàng và gần 50 người nữa là các kỹ thuật viên, học viên cao học. Một mặt, các nhà nghiên cứu thử nghiệm quy trình kỹ thuật real-time RT PCR trên hai gene đích do Charité Berlin chia sẻ và cập nhật các qui trình xét nghiệm của CDC-Hoa Kỳ công bố, mặt khác họ liên hệ với một số đồng nghiệp và công ty công nghệ sinh học ở Pháp, Đức, Singapore, Trung Quốc để có được các bộ kit tham chiếu và thử tối ưu nó trong điều kiện Việt Nam.

Thêm một thuận lợi cho nhóm nghiên cứu là vào đúng ngày nhận đề tài, Viện Vệ sinh dịch tễ trung ương (Bộ Y tế) đã nuôi cấy và phân lập được virus. “Con virus cũng xuất hiện ở bệnh nhân Việt Nam giúp nhóm phân tích sâu hơn về đặc điểm trình tự gene và so sánh với các trình tự gene do các nước đã công bố. Nếu không có mẫu của Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương thì bộ kit khó có thể có thiết kế tối ưu hơn”, PGS Hồ Anh Sơn trao đổi sau buổi họp báo. Bộ kit đầu tiên của CDC Hoa Kỳ từng thất bại bởi phát triển và đánh giá trên mẫu bệnh phẩm giả định chứa tiểu phần virus để mô phỏng giống bệnh phẩm lâm sàng do lúc đầu ở Mỹ chưa có nhiều người mắc và chưa có nhiều mẫu bệnh phẩm.

Bộ kit do Học viện Quân y và Công ty Việt Á phát triển, sản xuất
 

Với nhiều “mũi giáp công” như vậy, chỉ sau hai tuần, họ đã có trong tay một quy trình thiết kế bộ kit dựa trên gene đích N – gene đích mà nhiều nơi trên thế giới như Singapore, Hongkong, CDC Trung Quốc lựa chọn bởi độ chuẩn xác. “Mỗi phòng thí nghiệm đều có sự lựa chọn của riêng mình, ví dụ như Đại học Y Timone, Aix-Marseille, Pháp chọn gene đích E của virus, công ty Altona Diagnostics, Hamburg, Đức là gene S mã hóa cho protein gai, CDC Trung Quốc chọn hai vùng gene đích là ORF1ab và gene N… Còn mình lựa chọn gene N là nơi có độ nhạy cao nhất”, TS. Hoàng Xuân Sử giải thích, và PGS Hồ Anh Sơn bổ sung “Nếu như mình tối ưu được những thông tin mà quốc tế cung cấp và chọn được vị trí để ‘bắt’ con virus tốt hơn thì bộ kit của mình hoàn toàn có thể tốt như quốc tế”.

Chất lượng tương đương quốc tế

Niềm tin về một bộ kit “hoàn toàn có thể tốt như quốc tế” của PGS Hồ Anh Sơn và đồng nghiệp đã được chứng thực sau những ngày chờ đợi đánh giá của hội đồng nghiệm thu cũng như đánh giá độc lập từ Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương, nơi có phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp ba. Đó là ba ngày “chúng tôi nín thở chờ kết quả” như tiết lộ của Phó Giáo sư Hồ Anh Sơn, dù trước đó “toàn bộ mẫu RNA chuyển giao từ Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương đều đạt về đánh giá độ nhạy, độ đặc, độ chính xác và độ lặp lại tại phòng thí nghiệm, đã đủ khả năng phát hiện được ra mẫu nào chứa mầm bệnh, mẫu nào không”.

Kết quả đánh giá của các hội đồng và Viện Vệ sinh dịch tễ cho thấy, bộ kit của Học viện Quân y đạt độ chuẩn xác và đặc hiệu tương đương độ nhạy của bộ kit mà CDC phát triển sau bộ kit lỗi ban đầu: ngưỡng phát hiện ra 100% nhiễm virus ở mức 5 copy (bản sao chép) trên một phản ứng. Trung tướng Đỗ Quyết không khỏi tự hào: “Độ chính xác 5 copy trên một phản ứng của bộ kit này tương đương với mẫu lâm sàng là 400 copy trên một mililit mẫu bệnh phẩm, độ đặc hiệu là 100 %. Điều này rất quan trọng ở chỗ là khi chúng ta khẳng định bệnh nhân âm tính thì có nghĩa là 100% chính xác không bị nhiễm virus”. Phó Giáo sư Hồ Anh Sơn cũng lưu ý một điểm nổi bật của bộ kit này: dù thời gian phát hiện của bộ kit Việt Nam tương đương với kit của CDC là trong vòng một giờ nhưng nhờ tối ưu quy trình thực hiện (one step) mà hiệu suất thực hiện trong một lần chạy máy PCR của Việt Nam gấp CDC 4 lần.

Với một bộ sinh phẩm, việc phát hiện chính xác khả năng âm tính hay dương tính cũng như độ ổn định là điều tối quan trọng. Trong việc khẳng định những đặc tính này của bộ kit do Học viện Quân y và Công ty Việt Á tạo ra, Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương đóng góp phần lớn. “Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương đã có thử nghiệm rất sáng tạo là chạy mẫu trên 5 hệ thống máy real-time PCR khác nhau và cũng phổ biến nhất ở Việt Nam. Kết quả cho thấy, độ chính xác như nhau trên các hệ thống này. Nhờ vậy, chúng ta có thể yên tâm về việc thực hiện xét nghiệm và chẩn đoán nhanh trên các cơ sở y tế được Bộ Y tế cấp phép tại Việt Nam”, Phó Giáo sư Hồ Anh Sơn nhận xét.

Nhìn lại quá trình thực hiện nghiên cứu và phát triển bộ kit, anh cho rằng, “đi sau so với thế giới một thời gian ngắn thôi nhưng chúng ta đã tận dụng được kinh nghiệm của quốc tế để tối ưu hóa bộ kit của mình”.

Tuy nhiên với các nhà nghiên cứu, việc cho ra đời một quy trình công nghệ có thể sản xuất bộ kit trên diện rộng một cách kịp thời trong bối cảnh dịch bệnh đang diễn biến phức tạp vẫn còn chưa đủ. Anh nói, “Hiện nay ngưỡng phát hiện của bộ kit do WHO cung cấp là 3,8 copy/phản ứng. Nếu chúng ta tiếp tục phát triển bộ kit thì mới đạt được ngưỡng đó. Hiện nay, bộ kit của mình có thể phát hiện được mầm bệnh ở ngưỡng thấp nhưng chỉ đạt 95% với 3 copy, 30% với 2,5 copy, nghĩa là vẫn phát hiện được nhưng vẫn có vài chục % nó giảm dần”.

Đây là lý do mà các nhà nghiên cứu Học viện Quân y đều cho rằng cần phải đánh giá sản phẩm trên nhiều mẫu bệnh phẩm lâm sàng hơn nữa, đồng thời phải có những hướng nghiên cứu sâu hơn về đặc điểm di truyền phân tử của SARS-Cov-2, sức đề kháng của virus ở các điều kiện môi trường khác nhau để có được cơ sở dữ liệu, sẵn sàng ứng phó và đưa ra các biện pháp can thiệp y tế công cộng kịp thời, hiệu quả để kiểm soát dịch. Theo nhận định của Trung tướng Đỗ Quyết, “Hiện nay Học viện Quân y cũng tiếp tục các hướng nghiên cứu khác tiếp tục về SARS-CoV-2 bởi nó đã tồn tại trong các loài động vật, đặc biệt là động vật hoang dã rất nhiều năm nay, và có nhiều đột biến dẫn đến gây bệnh cả cho con người. Tiếp theo, chúng tôi sẽ triển khai những hợp tác quốc tế sâu hơn nữa, có thể là cả nghiên cứu phát triển vaccine…”