Cải tiến công nghệ sản xuất vắc xin Rotavin, nâng năng suất gấp 7 lần

<p style="text-align: justify;">Việc cải tiến công nghệ sản xuất vắc xin phòng bệnh tiêu chảy do vi rút Rota (Rotavin) đã giúp tăng năng suất sản xuất gấp 7 lần so với trước đây. Đây là một trong những kết quả của cụm công trình “Nghiên cứu, phát triển, ứng dụng vắc xin phòng chống một số bệnh truyền nhiễm mới nổi, tái nổi ở Việt Nam”, được Hội đồng cấp Nhà nước đề nghị xét tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về KH&CN đợt 7.</p>

Cụm công trình tập trung vào phát triển, hoàn thiện công nghệ sản xuất 8 loại vắc xin phòng các bệnh truyền nhiễm, trong đó có vắc xin Rota do Trung tâm Nghiên cứu, Sản xuất Vắc xin và Sinh phẩm Y tế (POLYVAC) nghiên cứu, phát triển.

Trong cụm công trình này, vắc xin Rota là vắc xin vi rút sống giảm độc lực đường uống đầu tiên được POLYVAC nghiên cứu, phát triển hoàn toàn thông qua chuỗi các đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, cấp Nhà nước. Vắc xin được cấp phép lưu hành từ năm 2012. Tại thời điểm đó, Việt Nam là một trong 4 nước trên thế giới và hiện là nước thứ hai ở châu Á, thứ năm trên thế giới tự sản xuất được vắc xin này.

Công trình đã giúp POLYVAC làm chủ quy trình sản xuất, kiểm định vắc xin Rota. Nhóm nghiên cứu đã phát triển hệ thống chủng giống vắc xin Rota (Master seed và Working seed) phục vụ sản xuất. Các chủng vi rút Rota G1P8, G4P6, G1P4 được lựa chọn dòng (cloning), giảm độc lực bằng phương pháp cấy truyền trên các dòng tế bào MA104, thận khỉ tiên phát, thận khỉ bào thai và tế bào Vero để tạo chủng giống gốc, chủng sản xuất. Năm 2007, hệ thống chủng được Viện Kiểm định Quốc gia Vắc xin và Sinh phẩm Y tế cấp giấy chứng nhận phục vụ sản xuất vắc xin phòng bệnh tiêu chảy do vi rút Rota tại Việt Nam.

Bên cạnh đó, công trình đã xây dựng và thiết lập quy trình công nghệ sản xuất vắc xin Rota trên tế bào Vero, đạt tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế thế giới (WHO). Sau khi được cấp phép lưu hành, POLYVAC tiếp tục cải tiến nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Trước đây, việc sản xuất bán thành phẩm vắc xin được thực hiện trên các chai nhựa 225 cm², loại 1 lớp, với kích cỡ 200 chai/lô, thể tích bán thành phẩm thu được là 14 lít/lô.

Năm 2016, POLYVAC nghiên cứu chuyển đổi sang sản xuất trên chai nhựa 10 tầng, diện tích 636 cm², công suất 24 chai/lô, thể tích bán thành phẩm thu được đạt 48 lít/lô. Sự chuyển đổi này giúp tăng thể tích và hiệu giá vi rút thu được, trung bình đạt 7,5 lg PFU/ml so với 7,2 lg PFU/ml trên chai nhựa 1 lớp, nâng năng suất sản xuất gấp 7 lần, đồng thời giảm thiểu nguy cơ nhiễm trùng so với sử dụng chai 1 lớp do giảm thao tác.

Năm 2020, POLYVAC tiếp tục nâng công suất lên 40 chai 10 tầng/lô, thể tích bán thành phẩm thu được đạt 80 lít/lô. Việc chuyển đổi từ chai nhựa 1 lớp sang chai 10 tầng giúp tăng thể tích môi trường nuôi cấy theo tỷ lệ.

Cùng với cải tiến hệ thống nuôi cấy, POLYVAC nghiên cứu quá trình đông tan, thay đổi số lần đông tan từ 3 lần xuống còn 1 lần. Sự thay đổi này không ảnh hưởng đến sự giải phóng vi rút khỏi tế bào và rút ngắn thời gian sản xuất 10 ngày so với trước đây.

Phương pháp lọc để tinh sạch vi rút cũng được cải tiến. POLYVAC sử dụng lọc housing 10 inch có diện tích lọc 6.900 cm² thay cho lọc đĩa có diện tích nhỏ hơn 500 cm² khi chuyển sang sản xuất trên chai 10 tầng. Phương pháp này giúp lọc được thể tích lớn hơn, rút ngắn thời gian lọc còn 20–25 phút thay vì 2 giờ như trước đây. Việc cải tiến cũng giúp giảm mức giảm hiệu giá vắc xin trong quá trình lọc từ 0,3 lg PFU/ml (lọc đĩa) xuống còn 0,05–0,2 lg PFU/ml.

Giai đoạn 2017–2020, với sự hỗ trợ của Tổ chức PATH, POLYVAC tiếp tục nghiên cứu thành công công thức pha vắc xin thành phẩm, cho phép sản xuất Rotavin bảo quản ở nhiệt độ 2–8°C trong thời gian tối thiểu 24 tháng, phục vụ Chương trình Tiêm chủng mở rộng và hướng tới xuất khẩu. 

Kết quả nghiên cứu lâm sàng cho thấy Rotavin có tính sinh miễn dịch không thua kém vắc xin ROTAVIN-M1 đang được cấp phép; tính an toàn tương đương.

Cùng với những cải tiến trong sản xuất, POLYVAC đã thiết lập hệ thống kiểm định, bảo đảm chất lượng cho quá trình sản xuất vắc xin Rota theo tiêu chuẩn GMP-WHO. Việc hoàn thiện quy trình sản xuất, cải tiến các công đoạn nuôi cấy, thu hoạch và tinh sạch vi rút đã góp phần nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, đồng thời rút ngắn thời gian sản xuất.

Kết quả nghiên cứu, phát triển vắc xin Rotavin cho thấy vai trò của khoa học và công nghệ trong giải quyết những vấn đề thực tiễn của ngành y tế, từ nghiên cứu, tạo chủng giống, hoàn thiện quy trình sản xuất đến kiểm soát chất lượng sản phẩm. 

Việc từng bước làm chủ và cải tiến công nghệ không chỉ nâng cao năng lực nghiên cứu, sản xuất vắc xin trong nước mà còn góp phần chủ động nguồn vắc xin phục vụ công tác phòng, chống bệnh truyền nhiễm, bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Đây cũng là đóng góp thiết thực của khoa học và công nghệ trong nâng cao năng lực tự chủ về y tế và bảo đảm an ninh y tế quốc gia.