Tháng 1/1954, bệnh sởi hoành hành ở Fay, ngôi trường nội trú dành cho nam sinh lâu đời ở Southborough, Massachusetts (Mỹ). Một bác sĩ kiêm nhà khoa học trẻ mang túi gạc vô trùng và ống tiêm đến bệnh xá, nói với từng học sinh đang ốm: "Chàng trai, cậu đang đứng trước thách thức của khoa học".

Tên ông là Thomas Peebles, được John F Enders (nhà vi trùng học tại Harvard) cử đến. Enders là một trong ba nhà khoa học được trao giải Nobel về Sinh học và Y học, nhờ khám phá ra virus bại liệt có thể phát triển trong môi trường nuôi cấy không có các mô thần kinh. Thành tựu này giúp bệnh bại liệt dễ nghiên cứu hơn trong phòng thí nghiệm, mở đường phát triển vaccine bại liệt đầu tiên.

"Bẫy" virus

Enders lấy bệnh sởi làm mục tiêu nghiên cứu tiếp theo. Đây là loại virus dễ lây lan nhất, di chuyển nhanh khi xâm nhập vào cơ thể, sau đó gây sốt cao, phát ban, khiến người bệnh rất khó chịu. Sởi có thể gây viêm não hoặc viêm phổi. Đôi khi, virus gây ra bệnh viêm não xơ cứng bán cấp trong lần nhiễm thứ hai, khiến bệnh nhân tử vong.

Sự bùng phát bệnh sởi ở Trường Fay không hiếm gặp. Giữa những năm 1950, bệnh sởi đã lây nhiễm cho khoảng 500.000 người Mỹ mỗi năm, giết chết khoảng 500 người. Ở những nơi khác trên thế giới, cứ hai hoặc ba năm có một trận dịch lớn và tỷ lệ tử vong cao ở các nước nghèo. Do đó, "phá" được bệnh sởi có thể cứu sống hàng triệu người.

Tại Trường Fay, Peebles cầm miếng gạc, giải thích cho những thiếu niên có làn da đỏ bừng, lốm đốm rằng hy vọng có thể nuôi cấy được virus sởi. Tuy nhiên, virus vẫn trơ lỳ sau nhiều tuần nuôi cấy.

Đầu tháng 2, Peebles đưa một mẫu virus vào bình thí nghiệm nuôi cấy tế bào thận của người, theo chỉ đạo của Enders. Mẫu virus này lấy từ cậu bé David Edmonston. Dưới kính hiển vi, ông nhận thấy cấu trúc của các tế bào thay đổi, dấu hiệu cho thấy virus đang phát triển. Peebles gọi Enders tới. Để xác nhận, họ tiêm thí nghiệm trên khỉ, khiến con vật phát ban, sốt cao. Tiếp theo, họ cần chế ngự virus.

Thử nghiệm và sai sót

Nguyên lý của vaccine là dùng tác nhân tự nhiên, ví dụ mầm bệnh đã suy yếu, đưa vào cơ thể để kích thích phản ứng miễn dịch. Do đó, việc "bẫy" và nuôi cấy được virus là bước rất quan trọng.

Tuy nhiên, các nhà khoa học không có công thức an toàn hoặc lộ trình làm suy yếu mầm bệnh để phát triển thành kháng nguyên. Họ phải liên tục thử nghiệm và học tập từ sai lầm.

Nhóm nghiên cứu bắt đầu từ nuôi cấy virus trên màng ối xin được từ bệnh viện phụ sản gần đó. Tiến sĩ Samuel L Katz, một thành viên khác của nhóm, nhớ thành công nhân được virus sau 24 lần. Katz viết: "Enders tiếp tục gợi ý nếu virus phát triển trong tế bào màng ối của con người, có thể sẽ nhân lên trong môi trường tương tự".

Sau khoảng 13 lần thử nghiệm trên tế bào trứng gà, nhóm thu được thành phẩm bán thực nghiệm, tiêm cho khỉ. Kết quả, virus không gây phát ban, không xuất hiện trong máu, tạo kháng thể trung hòa.

Đến năm 1958, nhóm nghiên cứu đánh giá vaccine đủ điều kiện thử nghiệm trên người. Người đầu tiên thử nghiệm đang học tại trường công lập dành cho trẻ em chậm phát triển, được đánh giá là có môi trường sống tồi tệ và thường chịu các đợt bùng phát bệnh truyền nhiễm bất thường.

Những thử nghiệm bước đầu cho thấy sản phẩm của Enders hoạt động hiệu quả, có vai trò dự phòng sởi. Tại một trường học dành cho người thiểu năng trí tuệ, 23 trẻ được tiêm chủng sau đó không có triệu chứng bệnh sởi sau khi gặp đợt bùng phát dịch bệnh.

Tuy nhiên, việc tiêm chủng cũng gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng. Hầu hết trẻ đã tiêm bị sốt, một nửa phát ban. Tiến sĩ Maurice Hilleman, người điều hành phòng thí nghiệm nghiên cứu sinh học tế bào và virus của Công ty Dược phẩm Merck, đồng thời là người tiếp quản vaccine Enders để thử nghiệm thêm, sản xuất và phân phối thương mại, nhớ lại: "Một số trẻ sốt cao đến mức bị co giật".

Như vậy, các nhà khoa học chưa tạo ra vaccine, chỉ cung cấp sự bảo vệ cơ thể khỏi lây nhiễm. Để có vaccine, kháng nguyên cần rất hiệu quả và an toàn với cơ thể người, cần nghiên cứu thêm. Hilleman là một nhà khoa học xuất sắc, phù hợp cho công việc này.

Hilleman đã mời một bác sĩ nhi khoa để nghiên cứu về gamma globulin (phần huyết tương chứa kháng thể). Đến năm 1962, nhóm nghiên cứu xác định dùng lượng nhỏ gamma globulin tiêm cùng lúc với mũi Enders đã làm giảm đáng kể tác dụng phụ của vaccine. Nhờ đó, 85% trẻ em được tiêm chủng đã bị sốt khi không có globulin miễn dịch, chỉ còn 5% tăng nhiệt độ sau khi tiêm.

Tuy nhiên, việc này vẫn gây khó cho tiêm chủng và phân phối. Hilleman tiếp tục cải tiến chủng Enders, bằng cách thử nghiệm thêm 40 lần nữa qua quá trình nuôi cấy phôi gà. Kháng nguyên được làm dịu hoàn toàn và vẫn sử dụng cho đến ngày nay, được tung ra thị trường vào năm 1968. Đến năm 2000, bệnh sởi đã bị loại bỏ ở Mỹ.

Nhưng vào cuối những năm 2010, chiến dịch chống vaccine đã diễn ra sôi nổi, các đợt bùng phát virus mới xuất hiện trên khắp nước Mỹ và thu hút sự chú ý của những người chưa được tiêm chủng.

David Edmonston, hiện 70 tuổi, cho biết hối hận vì từng không tiêm chủng cho con. Ông nhớ lại cơn bệnh sởi của mình, về các cơn sốt lú lẫn, phát ban và nhà nghiên cứu đã đến bệnh xá, trao cơ hội ghi dấu ấn trong khoa học, bảo vệ hàng triệu trẻ em trên toàn thế giới.

Edmonston cho biết thật "thật xấu hổ" khi biết rằng các ca mắc bệnh sởi đang gia tăng trở lại, khi New York tuyên bố tình trạng khẩn cấp về sức khỏe cộng đồng do loại virus có thể phòng ngừa được.

Ngày nay, hơn 80% trẻ em trên thế giới được bảo vệ nhờ tiêm tối thiểu một liều vaccine sởi. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), từ năm 2000 đến 2015, vaccine đã cứu sống khoảng 17,1 triệu người.

Chi Lê (Theo Gavi, ScienceDirect)