VẮC-XIN DNA LÀ MỘT CÔNG NGHỆ SINH HỌC HIỆN ĐẠI HƯỚNG ĐẾN SỨC KHỎE CỦA CON NGƯỜI VÀ THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG

Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

MỤC LỤC
PHẦN I: MỞ ĐẦU...........................................................................................2
PHẦN II: NỘI DUNG.....................................................................................4
1. GIỚI THIỆU..............................................................................................4
2. CÁC LOẠI VẮC-XIN...............................................................................5
2.1. Vắc-xin thế hệ thứ nhất:......................................................................5
2.2. Vắc xin thế hệ thứ 2:...........................................................................6
3. LỊCH SỬ CỦA VẮC-XIN DNA...............................................................9
4. CÔNG CỤ ĐỂ TẠO RA VẮC-XIN DNA..............................................10
5. SỰ ĐIỀU CHẾ VẮC-XIN DNA:............................................................12
6. QUÁ TRÌNH ĐƯA VẮC-XIN DNA VÀO CƠ THỂ ĐỘNG VẬT:.......12
7. CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA VẮC- XIN DNA.....................................13
8. ƯU ĐIỂM CỦA VẮC-XIN DNA............................................................14
9. HẠN CHẾ VẮC-XIN DNA.....................................................................14
PHẦN III: TRIỂN VỌNG CỦA VẮC-XIN DNA VÀ KẾT LUẬN..........15
1. Triển vọng của vắc-xin DNA:..................................................................15
2. Kết luận:...................................................................................................16
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................17

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 1


Tiểu luận Công nghệ sinh học

Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

PHẦN I: MỞ ĐẦU
Tiêm chủng là việc tiêm vắc-xin vào cơ thể để tạo ra miễn dịch nhân tạo.
Miễn dịch nhân tạo là dạng miễn dịch quan trọng giúp con người phòng được
một số bệnh hiểm nghèo, là điều kiện tối thiểu đối với một cơ thể để lớn lên an
toàn và khỏe mạnh. Tuy nhiên đối với một đứa trẻ, và ngay những người lớn
khi đối mặt với những mũi tiêm quả là một vấn đề khó khăn. Vì đường tiêm
thường gây cảm giác đau cho người sử dụng, cộng thêm số lượng virút gây
bệnh nguy hiểm ngày càng nhiều kéo theo số lượng mũi tiêm cũng tăng lên và
mỗi lần tiêm vào mỗi chỗ khác nhau của cơ thể. Chưa kể đến việc bảo quản,
vận chuyển với điều kiện nghiêm ngặt đối với các loại vắc-xin [6].
Việc tiêm phòng vắc-xin là một việc hết sức cần thiết của thế giới hiện
nay để phòng ngừa một số bệnh tật. Vắc-xin đã làm giảm tỷ lệ tử vong của
con người trên thế giới từ các bệnh truyền nhiễm như sởi, bại liệt, bạch
hầu... Các khái niệm về tiêm chủng là rất cũ. Vắc xin thông thường (Vắc-xin
thế hệ thứ nhất) bao gồm các vi sinh vật sống hoặc suy yếu. Nhưng chúng có
thể có một số vấn đề, vì vậy người ta đang nghiên cứu sâu hơn và phát triển
một loại vắc xin mà hiệu quả chi phí thấp và có những đáp ứng miễn dịch cụ
thể hơn [5].
Vắc-xin DNA là vắc-xin thế hệ thứ ba, loại vắc-xin này gây đáp ứng
miễn dịch để bảo vệ cơ thể sinh vật khỏi những bệnh tật bằng cách đưa vào nó
những phân tử DNA. Vắc-xin DNA được tạo thành từ plasmid của vi
khuẩn. Vắc-xin DNA có thể gây đáp ứng cả hai loại miễn dich: miễn dịch dịch
thể và miễn dich qua trung gian tế bào. Một loại vắc-xin DNA có thể tạo ra
miễn dịch cho hai hoặc nhiều bệnh. Trong bản đánh giá này, chúng tôi thảo
luận về sự chuẩn bị, sự đưa vắc-xin vào cơ thể, cơ chế, những lợi thế và bất lợi
của vắc-xin DNA và vắc-xin DNA mang đến một tương lai tươi sáng phía

trước cho nhân loại [5].
Tuy nhiên cho đến nay việc nghiên cứu và phát triển vắc-xin DNA vẫn

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 2


Tiểu ḷn Cơng nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

cịn đang là một phương hướng nghiên cứu rất mới của công nghệ sinh học,
đặc biệt là ở những nước đang phát triển và những nước nghèo, nơi mà vấn đề
miễn dịch thường là mối quan tâm lớn.
Qua bài tiểu luận này tôi muốn cung cấp thêm một số thông tin cơ bản
về lĩnh vực mới này, nhằm giúp những người quan tâm có thể tham khảo
thêm. Chính vì vậy tơi chọn đề tài “VẮC-XIN DNA LÀ MỘT CÔNG
NGHỆ SINH HỌC HIỆN ĐẠI HƯỚNG ĐẾN SỨC KHỎE CỦA CON
NGƯỜI VÀ THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG”.

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 3


Tiểu luận Công nghệ sinh học

Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

PHẦN II: NỘI DUNG
1. GIỚI THIỆU
Tổ chức y tế thế giới (WHO) ước tính rằng khoảng 80% sự đau ốm trên
thế giới là do các bệnh khác nhau gây ra, đây là nguyên nhân của hơn 20 triệu
trường hợp tử vong mỗi năm. Vắc-xin đóng một vai trị quan trọng trong cơng
tác phịng chống bệnh. Tiêm chủng là một biện pháp hiệu quả trong phòng
chống dịch bệnh. Vắc-xin làm giảm tỷ lệ tử vong trong thế giới từ các bệnh
truyền nhiễm như sởi, bại liệt và bạch hầu [5].
Các khái niệm về tiêm chủng đã có trong nhiều thế kỷ qua. Edward
Jenner và Louis Pasteur đã có những nỗ lực đầu tiên cho người bệnh. Thuốc
bột được bắt nguồn từ lớp vảy nhỏ của phần bị tổn thương do bệnh thủy đậu
và được sử dụng lần đầu tiên ở thứ thế kỷ 15. Thuốc bột này được đưa vào cơ
thể với sự giúp đỡ của một cái ống hoặc một cái túi dụng cụ. Quá trình này
được gọi là chủng vi rút đậu mùa. Cách thực hiện này khơng có nghĩa là để
cứu mạng sống của con người nhưng được sử dụng để bảo vệ vẻ đẹp của một
phụ nữ trẻ. Sau đó tiêm chủng đã có nguồn gốc khi Edward Jenner đã tạo vắcxin thành công đầu tiên để chống lại thủy đậu vào năm 1796. Ông tiêm vật
chất nhiễm khuẩn từ một người phụ nữ bị mắc bệnh đậu mùa vào cánh tay của
cậu bé, cơ thể cậu bé sau đó đã có khả năng kháng lại virus gây đe dọa tính
mạng này. Bệnh đậu mùa là căn bệnh đầu tiên đã được các nhà khoa học ngăn
chặn bằng cách chủ động tiêm cho con người có nguy cơ mắc bệnh với tác
nhân lây nhiễm [5].
Năm 1885, Louis Pasteur đã bắt đầu thực hiện các hoạt động của tiêm
chủng và đã tiêm các các loại vắc-xin bệnh than và bệnh dại. Pasteur tạo ra
một mơ hình làm suy yếu hoạt động của virus và sử dụng nó trong tiêm chủng.
Vắc-xin bao gồm các kháng nguyên nhân tạo có khả năng kích thích hệ thống
miễn dịch của cơ thể sản xuất kháng thể, vì vậy cơ thể có khả năng chống lại

một số bệnh riêng biệt [5].

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 4


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

Vắc xin thông thường (loại vắc-xin thế hệ đầu tiên) là bao gồm các vi
sinh vật sống suy yếu hoặc đã giảm độc lực. Chúng địi hỏi phải có tồn bộ vi
sinh vật để chuẩn bị vắc-xin. Mặc dù vắc-xin là rất hữu ích cho phịng bệnh,
nhưng các vắc xin thơng thường cũng có một số vấn đề chẳng hạn như các
loại vắc-xin giảm độc lực có khả năng trở lại gây hại và vẫn có thể gây
bệnh. Vì vậy, để giảm tỷ lệ nguy cơ đó, vắc-xin thế hệ thứ hai được ra đời và
phát triển. Đây là loại vắc-xin tiểu đơn vị, bao gồm các kháng nguyên protein
xác định hoặc thành phần protein được tái tổ hợp [5].
Vắc-xin DNA được gọi là vắc-xin thế hệ thứ ba. Công nghệ tái tổ hợp
DNA đóng một vai trị quan trọng trong sự điều chế loại vắc-xin này. Vắc- xin
DNA bao gồm các mẩu DNA tròn, nhỏ của vi khuẩn đã được biến đổi gen để
sản xuất ra hai hoặc nhiều kháng nguyên từ một mầm bệnh. Khi Vắc-xin
DNA được đưa vào tế bào chủ của cơ thể, "các bào quan bên trong" của các tế
bào này chuyển đổi DNA này thành các protein. Các prôtêin này được công
nhận là ngoại lai, chính điều đó đã làm cho hệ thống miễn dịch gây ra một loạt
các phản ứng miễn dịch [5].
2. CÁC LOẠI VẮC-XIN

Vắc-xin có thể là các virus hoặc vi khuẩn sống, giảm độc lực, khi đưa
vào cơ thể không gây bệnh hoặc gây bệnh rất nhẹ. Vắc-xin cũng có thể là các
vi sinh vật bị bất hoạt, chết hoặc chỉ là những sản phẩm tinh chế từ vi sinh vật
[6].
2.1. Vắc-xin thế hệ thứ nhất:
- Vắc-xin bất hoạt: là các vi sinh vật độc hại bị giết bằng hóa chất hoặc
bằng nhiệt. Thí dụ: các vắc-xin chống cúm, tả, dịch hạch và viêm gan siêu vi
A. Hầu hết các vắc-xin loại này chỉ gây đáp ứng miễn dịch khơng hồn toàn
và ngắn hạn, cần phải tiêm nhắc nhiều lần, cần ni tạo lượng virus lớn, có thể
cần các chất bổ trợ, chứa genome virus có thể gây ung thư [6].

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 5


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

Ưu điểm: An tồn hơn vì các vi sinh vật khơng cịn khả năng phục hồi
dạng độc.
Nhược điểm: Tính miễn dịch kém hơn, hầu hết các vắc-xin loại này chỉ
gây đáp ứng miễn dịch khơng hồn tồn và ngắn hạn, cần phải tiêm nhắc
nhiều lần, đắt hơn.
- Vắc-xin sống, giảm độc lực là các vi sinh vật được nuôi cấy dưới
những điều kiện đặc biệt nhằm làm giảm đặc tính độc hại của chúng. Vắc-xin
điển hình loại này thường gây được đáp ứng miễn dịch dài hạn và là loại vắcxin được ưa chuộng dành cho người lớn khỏe mạnh. Các vắc-xin ngừa bệnh

sốt vàng, sởi, bệnh ban đào và quai bị đều thuộc loại này [6].
Các "toxoid" là các hợp chất độc bị bất hoạt trích từ các vi sinh vật
(trong trường hợp chính các độc chất này là phương tiện gây bệnh của vi sinh
vật). Thí dụ: các vắc-xin ngừa uốn ván và bạch hầu [6].
Tuy nhiên loại vắc-xin này cũng có nhược điểm: Có thể gây bệnh nhẹ,
có thể chuyển thành dạng gây bệnh, virus có thể chết nên cần bảo quản lạnh,
có thể bị nhiễm virus, chứa genome virus có thể gây ung thư [6].
- Vacxin giải độc tố: Loại vacxin này được sản xuất từ ngoại độc tố của
vi khuẩn đã được làm mất tính độc nhưng vẫn giữ được tính kháng nguyên.
Vacxin giải độc tố kích thích cơ thể sản xuất ra kháng độc tố, là loại kháng thể
có khả năng trung hịa ngoại độc tố. Vacxin này nhằm phòng chống các bệnh
nhiễm trùng do vi khuẩn gây bệnh chủ yếu bằng ngoại độc tố [6].
2.2. Vắc xin thế hệ thứ 2:
Vắc-xin thế hệ thứ 2 và thế hệ thứ ba đều là văc-xin tái tổ hợp sẽ thay
thế hồn tồn vắc-xin cổ điển cịn được gọi là subunit vắc-xin. Đó là loại vắcxin chỉ sử dụng những kháng nguyên của vi sinh vật (subunit) thích hợp nhất
để kích thích tạo đáp ứng miễn dịch mạnh nhất. Với công nghệ gen hiện đại,
các kháng nguyên này được tổng hợp bằng cách cắt đoạn gen tổng hợp nên
protein đặc trưng cho vi sinh vật gây bệnh, ghép gen này vào bộ gen của vi

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 6


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

khuẩn, của nấm men khác hay tế bào nuôi cấy để tạo ra protein đặc hiệu cho
mầm bệnh, dùng protein này đề tiêm chủng tạo miễn dịch đặc hiệu. Ưu điểm
của vắc-xin loại này là:
- Kháng nguyên sẽ dùng để kích thích miễn dịch được phân lập từ phần
lành tính, khơng gây bệnh của vi sinh vật gây bệnh, và được tổng hợp bằng
các tế bào vi sinh vật hay động vật đã được lắp ráp gen, đảm bảo được tính an
tồn trong sản xuất
- Dạng văc-xin này an tồn vì ít chất lạ hơn và khơng chứa tồn bộ gen
của vi sinh vật nguyên thủy và không tái sản xuất trong cơ thể nhận, ít tác
dụng phụ, khả năng miễn dịch cao.
- Giảm giá thành sản xuất, vì thay thế được các công đoạn đắt tiền bao
gồm môi trường nuôi cấy mô động vật hoặc phôi bằng các môi trường nuôi
cấy vi sinh vật thông thường, tương đối đơn giản. Ngồi ra khơng phải trang
bị tốn kém cho vấn đề đảm bảo tính an tồn cao (ví dụ vắc-xin thơng dụng
chống bệnh lở mồm long móng thường có giá thành cao do sản xuất địi hỏi
nhà xưởng phải an tồn). Giá thành bảo quản và vận chuyển thấp nhờ giảm
được các yêu cầu về làm lạnh và đông khô.
- Tránh được việc phải thử nghiệm tính an tồn trên qui mơ lớn, vì vắcxin khơng chứa tác nhân gây bệnh
2.3. Vắc xin thế hệ thứ 3:
Là văc-xin tái tổ hợp trong đó các kháng nguyên đặc hiệu được tổng
hợp từ ADN của vi sinh vật.
Vắc-xin DNA: là vắc xin thế hệ thứ 3. Vắc-xin DNA được phân lập trên
cơ sở công nghệ tái tổ hợp DNA. DNA của tác nhân gây bệnh sẽ được biểu
hiện bởi tế bào người được chủng ngừa. Lợi thế của DNA là rẻ, bền, dễ sản
xuất ra số lượng lớn nên thích hợp cho những chương trình tiêm chủng rộng
rãi. Ngồi ra, vắc-xin DNA cịn giúp định hướng đáp ứng miễn dịch: tác nhân
gây bệnh ngoại bào được trình diện qua MHC loại II, dẫn đến đáp ứng CD4

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 7


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

(dịch thể và tế bào). Khi kháng nguyên của tác nhân đó được chính cơ thể
người biểu hiện, nó sẽ được trình diện qua MHC loại I, lúc này đáp ứng miễn
dịch tế bào qua CD8 được kích thích. Tuy nhiên phương pháp này là con dao
hai lưỡi bởi lẽ tế bào mang DNA lạ có nguy cơ bị nhận diện là "không ta",
sinh ra bệnh tự miễn [6].
* Một số loại vắc-xin mới đang nghiên cứu
Các vắc-xin này còn được xem là vắc-xin của tương lai, có 6 hướng
phát triển chính hiện nay:
- Sử dụng các phụ gia (adjuvant) mới, nhằm gây ra loại đáp ứng miễn
dịch mong muốn. Thí dụ, chất nhơm phosphate và các oligonucleotide chứa
CpG demethyl hóa đưa vào vắc-xin khiến đáp ứng miễn dịch phát triển theo
hướng dịch thể (tạo kháng thể) thay vì tế bào [6].
- Vắc-xin khảm: sử dụng một sinh thể quen biết để hạn chế hiện tượng
"phản tác dụng", thí dụ dùng virus vaccinia mang một số yếu tố của virus
viêm gan B hay virus dại [6].
- Vắc-xin polypeptidique: tăng cường tính sinh miễn dịch nhờ liên kết
tốt hơn với các phân tử MHC: peptide nhân tạo 1/2 giống virus, 1/2 kia gắn
MHC; đoạn peptide mô phỏng 1 quyết định kháng nguyên (epitope) [6].
- Anti-idiotype: idiotype là cấu trúc không gian của kháng thể tại vị trí
gắn kháng nguyên, đặc hiệu với kháng nguyên tương ứng. Anti-idiotype là các
kháng thể đặc hiệu đối với idiotype, do đó anti-idiotype xét về mặt đặc hiệu lại

tương tự với kháng nguyên. Vậy, thay vì dùng kháng nguyên X làm vắc-xin,
người ta dùng idiotype anti-anti-X [6].
- Vắc-xin DNA
- Sử dụng véc-tơ tái tổ hợp - dùng các vi khuẩn thuần tính hoặc các tế
bào trình diện kháng nguyên như tế bào tua được chuyển gen để biểu hiện
kháng nguyên mong muốn [6].

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 8


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

3. LỊCH SỬ CỦA VẮC-XIN DNA
Vắc-xin được phép sử dụng hiện nay chủ yếu bao gồm các loại vắc-xin
bất hoạt, subunit vắc-xin và vắc-xin sống giảm độc lực. Vắc-xin bất hoạt,
chúng bảo vệ chủ yếu thông qua sự cảm ứng của tế bào tế -T CD4 + và cơ chế
dịch thể, thường không tạo khả năng miễn dịch suốt đời. Ngược lại, loại vắcxin sống giảm độc lực có thể huy động đáp ứng cả hai loại miễn dịch là miễn
dịch dịch thể và miễn dịch tế bào, khả năng miễn dịch được kéo dài hơn. Tuy
nhiên, mức độ sự suy yếu của chúng có thể làm giảm đáng kể đáp ứng miễn
dịch của cơ thể, và sự phát triển tối ưu của vắc-xin sống có thể đặc biệt khó
khăn khi mục tiêu của con người là hướng đến nhiều phân nhóm virus hoặc
tác nhân gây bệnh. Cũng có những lo ngại về tính an tồn liên quan đến việc
sử dụng cả hai phương pháp vắc-xin sống giảm độc lực và vắc-xin bất hoạt.
Những hạn chế này tiếp tục thúc đẩy nhu cầu phát triển nền tảng mới cung cấp

vắc-xin miễn dịch rộng lớn hơn [7].
Vắc-xin DNA đầu tiên tạo được sự quan tâm của cộng đồng khoa học
trong đầu những năm 1990, khi nó được tạo ra gián tiếp bằng DNA plasmid,
khi đưa nó vào da hoặc cơ, sẽ gây ra phản ứng sinh kháng thể. Sự đơn giản và
tính linh hoạt của phương pháp tiếp cận vắc-xin này tạo ra rất nhiều triển
vọng, từ các nghiên cứu tiền lâm sàng đã bổ sung nhằm mục tiêu tạo ra một
loạt các kháng nguyên virut và kháng nguyên không phải virut. Về lý thuyết,
vắc-xin DNA có thể tạo ra phản ứng miễn dịch rộng, tương tự như virut sống
giảm độc lực, mà không cần một tác nhân gây bệnh gây nên [7].
Năm 1990, Đại học Wisconsin, Jon Wolff báo cáo khi tiêm plasmid
DNA vào mô cơ của chuột đã tạo ra một phản ứng protein [4].
Vào năm 1993, Tiến sĩ Margaret Liu báo cáo khi tiêm DNA của một
loại protein kháng nguyên từ vi rút cúm vào những con chuột, có khả năng tạo
miễn dịch bảo vệ chuột chống lại virut cúm[4].

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 9


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

Vào năm 1996, thử nghiệm liên quan đến tế bào lympho T, sự ảnh
hưởng vi rút lên hệ sinh dục đã bắt đầu [4].
Những hứa hẹn của vắc-xin DNA trong các nghiên cứu trên động vật,
thử nghiệm lâm được sớm thực hiện sau đó. Người đầu tiên của một số thử

nghiệm đầu tiên ở giai đoạn I, tiến hành gần 2 thập kỷ trước đây, đánh giá
hiệu quả của vắc-xin DNA đối với virus HIV loại 1 (HIV-1) cho các ứng dụng
điều trị và phòng ngừa bệnh này. Các nghiên cứu khác ngay sau đó nhằm vào
các mục tiêu như là bệnh ung thư hoặc một số bệnh khác như: cúm, u tử cung
ở người (HPV), viêm gan, và bệnh sốt rét. Tuy nhiên, kết quả của những thử
nghiệm lâm sàng bước đầu vẫn chưa có những thành cơng nhất định. Các loại
vắc-xin DNA đã được an toàn và dung nạp tốt, nhưng chúng lại tỏ ra khả năng
miễn dịch kém. Các nồng độ kháng thể gây ra là rất thấp hoặc không tồn tại,
phản ứng tế bào T CD8+ là không thường xuyên, và phản ứng tế bào T CD4 +
là tần số thấp. Tuy nhiên, những nghiên cứu này cung cấp bằng chứng về khái
niệm rằng vắc-xin DNA có thể gây ra phản ứng miễn dịch một cách an toàn
(mặc dù phản ứng ở mức độ thấp) ở người [7].
Hiện nay công nghệ này đã trở nên rất phổ biến trong các nghiên cứu
của các nhà khoa học và những nghiên cứu này đưa mục tiêu hàng đầu là
hướng đến sức khỏe con người [4].
4. CÔNG CỤ ĐỂ TẠO RA VẮC-XIN DNA
Vắc-xin DNA được phân lập dựa trên cơ sở công nghệ tái tổ hợp
DNA. RDT được sử dụng cho việc chuẩn bị các trình tự gen mà các trình tự
này khơng được tìm thấy trong cơ thể sinh vật. Những trình tự này được chuẩn
bị bằng cách chuyển gen vật liệu (chuỗi DNA) của một sinh vật khác. Trong
công nghệ này về cơ bản sử dụng các công cụ sau đây [5]:
- Plasmid (Vectors):
Plasmid là một phân tử DNA, có khả năng sao chép độc lập với DNA
nhiễm sắc thể. Plasmid là một sợi đơi, thường là hình trịn. Plasmid thường có

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 10

Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

trong vi khuẩn nhưng đôi khi cũng hiện diện ở sinh vật có nhân thật
(eukaryote). Plasmid là một cơng cụ quan trọng để chuẩn bị vắc-xin
DNA. Plasmid nói chung thường được sử dụng để nhân các gen quan tâm
bằng cách chèn gen mong muốn vào plasmid [5].
- Nucleases:
Nucleases làm enzyme có vai trị làm giáng hóa các phân tử DNA bằng
cách phá vỡ các liên kết phosphodiester (đây là liên kết giữa nucleotide này
với nucleotide khác trên một sợi DNA). Enzym này được chia làm 2 loại:
Endonucleases và Exonucleases. Chức năng của Exonuclease là phá vỡ liên
kết phosphodiesterase để giải phóng một nucleotide ở đầu tận của sợi DNA,
trong khi đó Endonuclease thì phá vỡ các liên kết phosphodiesterase giữa các
nucleotide ở bên trong phân tử DNA [5].
- Ligases:
Ligase là enzyme có tác dụng sữa chữa các vị trí gãy trên sợi đơn trong
cấu trúc phân tử DNA và nó cũng tham gia vào quá trình phân chia các phân
tử DNA thành 2 mảnh riêng biệt [5].
- Enzyme sửa đổi cấu trúc của DNA :
Một số enzyme sửa đổi các phân tử DNA bằng cách thêm hoặc loại bỏ
các nhóm hóa học cụ thể. Một số loại như sau [5]:
+ Alkaline Phosphatase: Là enzym loại bỏ các nhóm phosphate hiện
diện ở vị trí 5 ' ở đầu tận của một phân tử DNA [5].
+ Polynucleotide kinase: nó có tác dụng ngược lại với enzyme Alkaline
Phosphatase [5].
+ Terminal deoxinucleotidyl transferase: là enzyme có tác dụng cộng

thêm một hoặc nhiều nhóm deoxirybonucleotides vào vị trí 3’ ở đầu tận của
một phân tử DNA [5].

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 11


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

5. SỰ ĐIỀU CHẾ VẮC-XIN DNA:
Vắc-xin DNA được tạo thành từ plasmid của vi khuẩn. Plasmid được sử
dụng trong vắc-xin DNA bình thường có hai đơn vị: đơn vị biểu hiện kháng
nguyên và đơn vị sản xuất. Đơn vị biểu hiện kháng nguyên được tạo thành từ
các chuỗi promoter, tiếp đến là kháng nguyên mã hóa và chuỗi polyadenylate.
Các đơn vị sản xuất bao gồm các chuỗi (trình tự) của vi khuẩn, các chuỗi này
có thể khuếch đại và lựa chọn các plasmid. Khi một vaccine plasmid được xây
dựng, nó được chuyển vào vi khuẩn. Sau đó vắc-xin DNA này hoạt động như
các loại vắc-xin khác [5].
6. QUÁ TRÌNH ĐƯA VẮC-XIN DNA VÀO CƠ THỂ ĐỘNG VẬT:
Vắc-xin DNA có thể được đưa vào các mô của cơ thể động vật bằng
nhiều phương pháp. Hai phương pháp hữu ích nhất là tiêm DNA trong dung
dịch nước muối bằng cách sử dụng kim tiêm dưới da, và phương pháp dùng
súng bắn gen. DNA trong dung dịch nước muối thường sử dụng kỹ thuật tiêm
trong cơ, hoặc trong da để đưa chúng vào môi trường ngoại bào. Quá trình này
có thể được hồn thành nhờ phương pháp chuyển gen bằng xung điện. Bằng

cách tạm thời làm hư hại các sợi cơ với các độc tố cơ như buvivacain, hoặc
bằng cách sử dụng dung dịch nước muối hoặc dung dịch sucrose. Đáp ứng
miễn dịch được gợi lên bởi vắc-xin DNA có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu
tố, chẳng hạn như loại kim, độ thẳng của kim, tốc độ tiêm, khối lượng vắc- xin
tiêm, loại cơ, tuổi, giới tính và điều kiện sinh lý của động vật được tiêm [5].
Phương pháp dùng súng bắn gen là phương pháp phổ biến nhất để đưa
các plasmid DNA vào trong tế bào đích. Trong phương pháp này, plasmid
DNA được kết dính vào các hạt vi thể vàng hoặc vonfram, rồi được đưa vào
các tế bào đích. Quá trình này cũng được gọi là phương pháp vi tiêm. Một số
lượng khác nhau của DNA có thể được chuyển giao theo phương pháp này
[5].

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 12


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

7. CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA VẮC- XIN DNA
Khi một plasmid DNA được tiêm vào trong da hoặc cơ, thì protein nội
sinh được sản xuất, sau đó các protein này được giáng hóa thành các peptide
kháng nguyên nhỏ nhờ men protease ngay trong tế bào. Các peptide này sau
đó được chuyển đến trong lòng của lưới nội sinh chất (ER) nhờ protein vận
chuyển màng. Trong lưới nội sinh chất, các peptide này gắn với các phân tử
MCH lớp I, sau đó các peptide này được trình diện trên bề mặt tế bào cùng với

các phân tử MCH lớp I, quá trình này làm kích thích các tế bào T CD8 + và
chúng làm dậy lên đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào. Các tế bào T
CD8+ ức chế virut thơng qua hai quá trình: li giải các tế bào bị nhiễm hay
không li giải tế bào như sản xuất các cytokinin [5].
Các protein kháng nguyên cũng có thể được trình diện bởi các phân tử
MHC lớp II thơng qua APCs (antigen presenting cells: tế bào trình diện kháng
nguyên). Các tế bào T CD4+ có thể nhận ra các peptide có nguồn gốc ngoại
sinh, và chúng sẽ giáng hóa các peptide này thành các mảnh peptide nhỏ hơn
rồi gắn vào phân tử MCH lớp II. Bằng các tế bào T CD4 +, các tế bào Lympho
B sẽ được kích hoạt và tăng cường sản xuất kháng thể [5].

Hình 1: Cơ chế hoạt động của Vắc-xin DNA

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 13


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

8. ƯU ĐIỂM CỦA VẮC-XIN DNA
Vắc-xin DNA đóng một vai trị hết sức quan trọng trong các ứng dụng
lâm sàng, nơi mà việc sản xuất các loại vắc xin thông thường và một số loại
vắc-xin khác theo quy mô lớn là không dễ dàng quản lý [5].
Lợi thế của DNA là rẻ, bền, dễ sản xuất ra số lượng lớn nên thích hợp cho
những chương trình tiêm chủng rộng rãi [6].

Vắc-xin DNA khơng có các yếu tố nguy cơ như vắc xin thơng thường.
Đáp ứng miễn dịch có thể được gợi lên bởi cả hai phân tử MCH loại I và II.
Đây là một tính năng độc đáo của loại vắc-xin DNA [5].
Vắc-xin DNA an toàn hơn so với vắc-xin sống giảm độc lực (loại vắcxin này có thể gây ra nhiễm trùng trong cơ thể) [5].
Oligonucleotide cũng có thể được chuyển bằng vắc-xin DNA. Các
oligonucleotide có thể thay đổi sự nối gen hoặc biểu hiện gen như siRNA [5].
Một vắc-xin DNA duy nhất cũng có thể mã hóa cho một vài kháng
nguyên hoặc protein khác nhau [5].
9. HẠN CHẾ VẮC-XIN DNA
Hạn chế lớn nhất của vắc-xin DNA là nó chỉ hữu ích cho các kháng
ngun protein. Vắc-xin DNA khơng được sử dụng cho các kháng nguyên
không phải protein. Một rủi ro lớn đối với vắc-xin DNA là nó có ảnh hưởng
đến hệ gen, từ đó nó kiểm soát sự tăng trưởng của tế bào. Nó có thể gây nên
sự sản xuất kháng thể chống lại DNA. Dung nạp cũng có thể xảy ra đối với
vắcxin DNA [5].

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 14


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

PHẦN III: TRIỂN VỌNG CỦA VẮC-XIN DNA VÀ KẾT
LUẬN

1. Triển vọng của vắc-xin DNA:
Sự ra đời của vacxin có ý nghĩa vơ cùng to lớn đối với nhân loại. Nó đã
giúp cho loài người thoát khỏi nhiều đại dịch hiểm nghèo (đậu mùa, bại liệt;
sởi, uốn ván…). Tuy nhiên, nhiều bệnh vẫn cịn đang thách thức con người,
chưa có vắc-xin nào đủ hiệu quả để ngăn ngừa. Trong đó phải kể nhiều bệnh
do ký sinh trùng (thí dụ sốt rét, giun, sán), vi khuẩn (lao), virus (cúm, sốt xuất
huyết, AIDS...). Một số lý do có thể là các tác nhân gây bệnh biến đổi thường
xun khiến cho miễn dịch khơng cịn hữu hiệu hoặc thậm chí tấn cơng ngay
vào hệ miễn dịch như trường hợp của virus HIV... Các loại vắc-xin truyền
thống đang dần mất đi tính năng phịng bệnh, đặc biệt còn gây ra những phản
ứng phụ chết người trong thời gian gần đây. Tính ưu việt của các loại vacxin
ngày càng được khẳng định: Rất tinh khiết, ít phản ứng phụ, hiệu lực tạo miễn
dịch cao, sản xuất nhanh và giá thành thấp Có thể nói, những thành tựu từ
khoa học kỹ thuật đặc biệt là công nghệ sinh học sẽ mở ra nhiều hướng nghiên
cứu mới và hiệu quả trong công tác điều trị bệnh [4].
Lĩnh vực vắc xin - DNA là một lĩnh vực lớn, nó sẽ tiếp tục phát triển và
sẽ tiếp cận với các phương pháp mới để nâng cao khả năng gây miễn dịch của
nó. Vắc-xin DNA có thể giúp trong việc cải thiện các ứng dụng liệu pháp điều
trị bằng gen và tiêm chủng gen. Tăng cường sự hiểu biết về gen và kỹ thuật di
truyền tốt hơn có thể làm tăng khả năng đáp ứng sinh kháng thể sau khi đưa
các cấu trúc gen khác nhau về cơ thể [5].
Việc tiêm chủng DNA là một nhánh nghiên cứu mới của khoa học y tế.
Việc nghiên cứu vẫn đang diễn ra nhưng một số vắc-xin DNA đã chuyển sang
thử nghiệm lâm sàng. Trong đánh giá này, chúng tơi đã có thảo luận những
thuận lợi của vắc-xin ADN đối với những vắc-xin thông thường và vắc-xin thế
hệ thứ hai. Kháng nguyên biểu hiện của loại vắc-xin DNA có thể được hồn

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 15


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

thiện hơn bằng cách đưa vào các chất phụ bổ trợ trong việc xây dựng, hoặc
điều biến miễn dịch để cải thiện đáp ứng miễn dịch [5].
Vắc-xin DNA có thể được sản xuất từ nhiều hơn một kháng nguyên, vì
vậy chúng ta có thể làm ra một loại văc-xin cho nhiều bệnh. Vắc-xin DNA
chống lại bệnh tật gây chết người như AIDS, ung thư, bệnh dại, sốt rét và
bệnh tiểu đường có thể có hiệu lực. Bây giờ, vắc-xin DNA đang ở trong giai
đoạn đầu nhưng một ngày nào đó, nó sẽ là loại vắc xin thuộc thế hệ kế tiếp
[5].
2. Kết luận:
Qua quá trình nghiên cứu tơi xin đưa ra một số kết luận sau:
Vắc-xin là một công cụ đắc lực trong việc phòng chống các bệnh do vi sinh vật
gây ra ở con người và vật nuôi, nhất là các loại virut hay vi khuẩn.
Hiện nay con người đã tạo ra nhiều chủng loại vắc-xin phục vụ cho việc phòng
ngừa bệnh tật ở người và động vật. Nhưng vẫn chưa đảm ứng được nhu cầu của xã
hội và chưa thực sự hiệu quả trong việc phòng ngừa.
Vắc-xin DNA được tạo ra nhờ công nghệ tái tổ hợp, đây là một hướng đi mới
đáp ứng được nhu cầu tạo miễn dịch phịng chống bệnh tật trên diện rộng, rẻ, an
tồn và hiệu quả.
Bên cạnh những ưu điểm thì vắc-xin vẫn cịn tồn tại 2 trở ngại. Vì vậy cần có
những nghiên cứu kỹ càng hơn để tránh những trở ngại này và làm cho loại vắc-xin
này ngày càng phát triển hơn trong thời gian tới- thời đại của công nghệ sinh học.
Mong rằng trong tương lai, thì loại vắc-xin này có thể đáp ứng được những

nhu cầu của xã hội lồi người về việc tạo miễn dịch, phịng chống các bệnh liên
quan.

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 16


Tiểu luận Công nghệ sinh học
Quốc Dung

GVHD: PGS -TS. Trần

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. />2. />3. />4. />5. />6.

/>
pdf
7. />8. Phạm Thành Hổ, 2005, Nhập môn công nghệ sinh học, NXB-GD.
9. Trần Quốc Dung (chủ biên), 2010, Giáo trình cơng nghệ chuyển gen ở động
vật - Thực vật, NXB ĐH Huế, .

Học viên: Trần Thị Hải
Sinh Học K22

Lớp: LL&PPDH Bộ Môn 17