Ung thư – căn bệnh hiểm nghèo vẫn luôn là nỗi ám ảnh của nhân loại. Suốt nhiều thập kỷ, y học đã không ngừng tìm kiếm và phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả hơn, từ phẫu thuật, xạ trị, hóa trị đến các liệu pháp nhắm trúng đích và miễn dịch tiên tiến. Trong cuộc đua cam go này, một hướng đi đầy bất ngờ nhưng lại vô cùng hứa hẹn đang thu hút sự chú ý của giới khoa học: sử dụng chính virus để Virus Diệt tế bào ung thư. Đây không còn là câu chuyện khoa học viễn tưởng, mà đang dần trở thành hiện thực với những nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng mang lại kết quả khả quan, mở ra một kỷ nguyên mới trong điều trị ung thư. Khái niệm “virus diệt” trong bối cảnh y học này khác biệt hoàn toàn với việc bảo vệ máy tính khỏi mã độc. Thay vì ngăn chặn sự lây lan, chúng ta đang khai thác khả năng vốn có của một số loại virus để tấn công kẻ thù nguy hiểm nhất trong cơ thể – tế bào ung thư.
Lịch Sử Nghiên Cứu và Phát Triển Virus Diệt Ung Thư
Nội dung
Ý tưởng sử dụng virus để tiêu diệt tế bào ung thư không phải là mới. Ngay từ đầu những năm 1900, các bác sĩ đã quan sát thấy hiện tượng khối u của một số bệnh nhân ung thư bị thoái lui sau khi họ mắc các bệnh nhiễm trùng do virus. Một trường hợp đáng chú ý được ghi nhận vào năm 1904, khi một phụ nữ Ý mắc bệnh ung thư cổ tử cung đồng thời bị chó cắn. Sau khi được tiêm vắc xin phòng bệnh dại (một loại virus đã làm suy yếu), khối u lớn của bà đã biến mất một cách kỳ lạ và bà sống khỏe mạnh trong 8 năm tiếp theo mà không bị ung thư.
Tuy nhiên, những khám phá ban đầu này vẫn chỉ mang tính chất quan sát và thiếu cơ sở khoa học sâu sắc. Lĩnh vực nghiên cứu virus diệt ung thư (oncolytic virus) sau đó đã chìm lắng trong nhiều thập kỷ do thiếu công nghệ và hiểu biết đầy đủ về cách thức virus tương tác với tế bào ung thư và hệ miễn dịch.
Bước ngoặt thực sự đến vào đầu những năm 1990, khi hai tiến bộ khoa học quan trọng đã làm hồi sinh mạnh mẽ sự quan tâm đến lĩnh vực này. Thứ nhất, các nhà khoa học đã tìm ra cách biến đổi gen của virus Herpes (loại virus gây mụn rộp thông thường) để làm giảm khả năng gây bệnh cho người, đảm bảo an toàn hơn khi sử dụng trong điều trị. Thứ hai, họ học được cách chỉnh sửa bộ gen của virus Herpes để nó có khả năng ưu tiên sao chép và nhân lên chỉ bên trong các tế bào ung thư, đồng thời tăng cường khả năng kích thích phản ứng miễn dịch của cơ thể chống lại khối u. Những đột phá này đã mở đường cho việc thiết kế và thử nghiệm các loại virus oncolytic có chọn lọc và hiệu quả hơn. Kể từ đó, nhiều loại virus khác như Zika, Polio, Vaccinia… cũng được nghiên cứu và biến đổi gen để khai thác tiềm năng chống ung thư của chúng. Việc hiểu rõ cơ chế diệt virus, dù là virus gây bệnh cho người hay virus máy tính, đều đòi hỏi sự tìm hiểu sâu sắc về cách tác nhân gây hại tương tác và bị vô hiệu hóa.
Virus Diệt Ung Thư Là Gì? (Oncolytic Virus)
Virus diệt ung thư, hay còn gọi là virus oncolytic, là các loại virus tự nhiên hoặc đã được biến đổi gen một cách cẩn thận với mục đích đặc hiệu là tìm kiếm, lây nhiễm và phá hủy các tế bào ung thư, đồng thời không gây hại hoặc chỉ gây hại rất ít cho các tế bào khỏe mạnh xung quanh.
Chúng hoạt động như những “sát thủ thông minh”, được lập trình để nhận diện và tấn công chỉ vào mục tiêu là tế bào ác tính. Cho đến nay, nhiều loại virus khác nhau đang được các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới thử nghiệm và đánh giá tiềm năng trên cả động vật và con người. Danh sách này bao gồm các virus quen thuộc như Herpes, Zika, virus bại liệt (Polio), và gần đây là virus Vaccinia.
Trong số đó, virus Herpes đã biến đổi gen là loại virus oncolytic đầu tiên và duy nhất tính đến hiện tại được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt sử dụng lâm sàng cho một loại ung thư cụ thể, đánh dấu một cột mốc quan trọng cho lĩnh vực này.
Virus diệt ung thư hay virus oncolytic hoạt động bằng cách tìm và tiêu diệt tế bào ung thư.
Cơ Chế Hoạt Động Độc Đáo Của Liệu Pháp Virus Oncolytic
Liệu pháp sử dụng virus để tiêu diệt tế bào ung thư được gọi là Liệu pháp Virus Oncolytic (Oncolytic Virus Therapy – OV). Đây là một phương pháp điều trị có nhiều ưu điểm tiềm năng, được kỳ vọng sẽ khắc phục được những hạn chế của các liệu pháp truyền thống.
Cơ chế hoạt động chính của virus oncolytic bao gồm hai giai đoạn chính:
-
Tiêu diệt trực tiếp tế bào ung thư (Oncolysis): Virus oncolytic được thiết kế để có khả năng lây nhiễm và sao chép ưu tiên bên trong các tế bào ung thư. Môi trường bên trong tế bào ung thư, với sự thiếu hụt một số cơ chế phòng thủ kháng virus của tế bào khỏe mạnh và tốc độ phân chia nhanh, thường là môi trường thuận lợi cho virus oncolytic nhân lên. Khi virus nhân lên đủ số lượng, chúng làm cho tế bào ung thư bị vỡ ra (hiện tượng ly giải tế bào – lysis), giải phóng hàng ngàn bản sao virus mới cùng với các vật chất bên trong tế bào ung thư như kháng nguyên khối u (tumor antigens), các phân tử báo hiệu nguy hiểm (damage-associated molecular patterns – DAMPs) và các yếu tố kích thích miễn dịch (cytokines).
-
Kích thích phản ứng miễn dịch chống ung thư: Các vật chất được giải phóng từ tế bào ung thư bị ly giải đóng vai trò như một tín hiệu báo động cho hệ thống miễn dịch của cơ thể. Hệ miễn dịch, đặc biệt là các tế bào T, sẽ nhận diện các kháng nguyên khối u và các tín hiệu nguy hiểm này. Điều này dẫn đến một phản ứng miễn dịch mạnh mẽ và đặc hiệu chống lại các tế bào ung thư không chỉ ở vị trí khối u được tiêm virus (phản ứng cục bộ) mà còn ở các khối u di căn tại các vị trí khác trong cơ thể (phản ứng toàn thân). Virus oncolytic còn có thể được biến đổi gen để tạo ra các phân tử kích thích miễn dịch, tăng cường hơn nữa khả năng đánh thức hệ thống phòng thủ của cơ thể chống lại ung thư.
Phó chủ tịch kiêm Trưởng bộ phận Miễn dịch – Ung thư tại Tập đoàn Dược phẩm Pfizer (Mỹ) – ông Chris Boshoff đã nhận định: “Liệu pháp miễn dịch là một trong những tiến bộ quan trọng nhất trong liệu pháp điều trị ung thư”. Ông cũng nhấn mạnh rằng, trong bức tranh tổng thể của cuộc chiến chống ung thư, liệu pháp miễn dịch, bao gồm cả liệu pháp virus oncolytic, sẽ trở thành một trong những trụ cột chính bên cạnh các phương pháp truyền thống như phẫu thuật, xạ trị, hóa trị và liệu pháp nhắm trúng đích.
Các Loại Virus Diệt Ung Thư Tiềm Năng và Đã Được Phê Duyệt
Lĩnh vực nghiên cứu virus diệt ung thư đang phát triển nhanh chóng với nhiều loại virus khác nhau được khám phá và biến đổi để sử dụng trong điều trị.
Virus Diệt Ung Thư Đã Được Cấp Phép: Herpes (T-VEC)
Cho đến nay, loại virus oncolytic duy nhất đã nhận được sự phê duyệt của các cơ quan quản lý y tế là virus Herpes biến đổi gen. Virus Herpes Simplex (HSV) là thủ phạm gây ra bệnh mụn rộp thông thường, một tình trạng khá phổ biến. Tuy nhiên, nhờ vào những tiến bộ vượt bậc trong kỹ thuật di truyền, loại virus gây phiền toái này đã được “tái lập trình” để trở thành một vũ khí mạnh mẽ chống lại ung thư.
Vào tháng 10 năm 2015, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã phê duyệt Imlygic® (Talimogene Laherparepvec, hay còn gọi là T-VEC) để điều trị ung thư hắc tố (melanoma) giai đoạn cuối không thể phẫu thuật, đây là dạng ung thư da nguy hiểm nhất. T-VEC là một phiên bản của virus Herpes đã được biến đổi gen. Một trong những biến đổi quan trọng là việc loại bỏ gen cần thiết cho virus sao chép trong tế bào thần kinh (làm giảm khả năng gây bệnh mụn rộp) và thêm vào gen mã hóa cho GM-CSF (Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor), một loại protein giúp kích thích sản xuất các tế bào miễn dịch.
T-VEC được tiêm trực tiếp vào các khối u. Sau khi lây nhiễm và nhân lên trong tế bào ung thư, virus sẽ làm vỡ tế bào và giải phóng các bản sao virus mới cùng với GM-CSF và các kháng nguyên khối u. GM-CSF thu hút các tế bào miễn dịch đến khối u, nơi chúng tiếp xúc với kháng nguyên khối u và được “huấn luyện” để nhận diện và tấn công các tế bào ung thư.
Trong các thử nghiệm lâm sàng, T-VEC đã cho thấy khả năng làm thu nhỏ các khối u được tiêm trực tiếp. Quan trọng hơn, ở một số bệnh nhân, liệu pháp này còn tạo ra phản ứng miễn dịch toàn thân, giúp kiểm soát cả các khối u không được tiêm virus.
Sự phê duyệt của T-VEC là một bước ngoặt lịch sử, biến liệu pháp virus oncolytic từ một khái niệm nghiên cứu thành một phương pháp điều trị ung thư thực tế. Nó mở ra cánh cửa hy vọng cho một nhóm thuốc mới dựa trên virus để tấn công tế bào ung thư và đồng thời kích hoạt hệ miễn dịch của bệnh nhân. Không giống như hóa trị thường tấn công cả tế bào ung thư và tế bào khỏe mạnh, liệu pháp miễn dịch như T-VEC có khả năng chọn lọc mục tiêu cao hơn và khai thác sức mạnh nội tại của cơ thể để chống lại bệnh tật.
Tuy nhiên, giống như bất kỳ phương pháp điều trị nào, T-VEC cũng có thể gây ra các tác dụng phụ, phổ biến nhất bao gồm ớn lạnh, mệt mỏi, các triệu chứng giống cúm, đau tại chỗ tiêm, buồn nôn và sốt.
Hình ảnh minh họa virus Herpes, loại virus đã được biến đổi gen để tiêu diệt tế bào ung thư da.
Các Loại Virus Diệt Ung Thư Đang Trong Thử Nghiệm
Bên cạnh T-VEC, nhiều loại virus khác đang được nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng với tiềm năng to lớn trong việc điều trị các loại ung thư khác nhau.
Virus CF33-hNIS (Vaccinia)
Virus Vaccinia là loại virus từng được sử dụng làm vắc xin đậu mùa. Một phiên bản biến đổi gen của virus Vaccinia, gọi là CF33-hNIS (còn được biết đến là VAXINIA), đang được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Y tế Quốc gia City of Hope (California, Mỹ) phối hợp với Công ty Công nghệ Sinh học Imugene Limited (Úc).
Virus này được thiết kế để có khả năng nhắm mục tiêu vào tế bào ung thư một cách hiệu quả. Các nghiên cứu tiền lâm sàng trên động vật (bắt đầu từ cuối năm 2020) đã cho thấy CF33-hNIS có thể thu nhỏ khối u ở nhiều loại ung thư khác nhau. Đến tháng 10 năm 2020, City of Hope và Imugene đã bắt đầu thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn 1 trên người, với mục tiêu đánh giá tính an toàn và hiệu quả bước đầu của VAXINIA trong việc loại bỏ ung thư.
Cơ chế hoạt động của CF33-hNIS tương tự các virus oncolytic khác: nó lây nhiễm vào tế bào ung thư, nhân lên bên trong chúng cho đến khi tế bào vỡ ra, giải phóng virus mới và các tín hiệu báo động cho hệ thống miễn dịch. Việc bổ sung gen hNIS giúp các nhà nghiên cứu theo dõi sự phân bố của virus trong cơ thể bằng kỹ thuật hình ảnh y học.
Thử nghiệm Giai đoạn 1 này là lần đầu tiên VAXINIA được tiêm cho bệnh nhân ung thư. Nếu kết quả thử nghiệm trên người thành công, virus Vaccinia biến đổi gen này có tiềm năng trở thành một liệu pháp điều trị ung thư cho nhiều loại khối u khác nhau. Khi nói đến việc “diệt virus”, không chỉ có các giải pháp y học mà còn có những công cụ bảo vệ kỹ thuật số như phần mềm diệt virus kaspersky internet security 5pc 12t, cho thấy khái niệm này đa dạng như thế nào trong cuộc sống hiện đại.
Virus Bại Liệt (Polio)
Virus bại liệt là nguyên nhân gây ra căn bệnh bại liệt nguy hiểm, ảnh hưởng đến hệ thần kinh và có thể gây tàn tật hoặc tử vong. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra rằng, một phiên bản biến đổi của virus Polio có thể được khai thác để chống lại bệnh ung thư, đặc biệt là các khối u não ác tính.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Y Duke (Mỹ) đã tiên phong trong việc phát triển một liệu pháp dựa trên virus bại liệt biến đổi gen để điều trị u nguyên bào thần kinh đệm (glioblastoma), một dạng ung thư não cực kỳ hung hãn và khó điều trị. Trong một thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn 1 trên bệnh nhân u nguyên bào thần kinh đệm tái phát, một phiên bản biến đổi của virus bại liệt đã cải thiện đáng kể tỷ lệ sống sót. Cụ thể, trong số 61 bệnh nhân tham gia thử nghiệm, 21% sống sót sau 3 năm hoặc lâu hơn, so với chỉ 4% ở nhóm bệnh nhân được điều trị bằng các liệu pháp chuẩn (hóa trị nhiều đợt).
Virus Polio biến đổi gen được thiết kế để có khả năng gắn vào một loại thụ thể (gọi là CD155) thường được biểu hiện nhiều trên bề mặt tế bào u nguyên bào thần kinh đệm và nhiều loại khối u rắn khác. Để đảm bảo an toàn và chọn lọc, các nhà nghiên cứu đã hoán đổi chuỗi gen giúp virus bại liệt ban đầu nhân lên trong tế bào thần kinh, thay thế bằng mã DNA từ rhinovirus (virus gây cảm lạnh thông thường).
Liệu pháp này được thực hiện bằng cách cấy một ống thông vào não của bệnh nhân và truyền trực tiếp virus bại liệt đã biến đổi gen vào khối u trong khoảng 6,5 giờ.
Mặc dù kết quả về tỷ lệ sống sót rất hứa hẹn, liệu pháp này cũng có những thách thức. Ở liều lượng cao, một số bệnh nhân đã gặp tác dụng phụ nghiêm trọng như viêm não nặng dẫn đến co giật, suy giảm nhận thức (khó hiểu, khó diễn đạt ngôn ngữ) và buồn nôn. Nhóm nghiên cứu đã phải điều chỉnh liều lượng xuống thấp hơn dự kiến nhưng vẫn quan sát thấy hiệu quả đáng kể.
Thời gian sống thêm trung bình tổng thể của nhóm 61 bệnh nhân điều trị bằng virus Polio là 12,5 tháng, cao hơn một chút so với 11,3 tháng ở nhóm đối chứng điều trị chuẩn. Tuy nhiên, điểm nổi bật là một tỷ lệ đáng kể bệnh nhân đạt được sự sống sót kéo dài. Tác giả nghiên cứu ghi nhận: “Một số bệnh nhân điều trị virus bại liệt đã cho thấy khả năng phục hồi đáng kể… một người bắt đầu điều trị ở tuổi 20 và một người khác ở tuổi 60 đã sống sót hơn 69 tháng (gần sáu năm) và hiện tại vẫn đang tiếp tục sống.”
Sự thành công của thử nghiệm này cho thấy tiềm năng to lớn của virus bại liệt biến đổi gen trong việc điều trị một trong những dạng ung thư não gây chết người nhất.
Virus Zika
Virus Zika được biết đến chủ yếu là loại virus lây truyền qua muỗi Aedes và có liên quan đến chứng đầu nhỏ nghiêm trọng ở thai nhi. Tuy nhiên, nghiên cứu khoa học đã phát hiện ra một khía cạnh hoàn toàn khác của virus này: khả năng chống lại tế bào ung thư.
Năm 2017, một nghiên cứu đột phá trên chuột mắc ung thư não được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học California, San Diego (Mỹ) đã chỉ ra rằng virus Zika đã được sửa đổi có khả năng tấn công các tế bào của u nguyên bào thần kinh đệm (glioblastoma) – loại tế bào ung thư não kháng trị nhất. Sau chỉ 2 tuần tiêm virus Zika vào chuột, khối u não đã co lại đáng kể và những con chuột được điều trị sống lâu hơn 2 tuần so với nhóm đối chứng.
U nguyên bào thần kinh đệm là một loại ung thư não cực kỳ hung dữ, thường dẫn đến tử vong chỉ trong vòng 1 năm sau chẩn đoán do tốc độ tiến triển nhanh và khả năng kháng lại hầu hết các phương pháp điều trị chuẩn như phẫu thuật, xạ trị và hóa trị.
Tiếp nối nghiên cứu ban đầu, vào năm 2020, các nhà nghiên cứu của Đại học California hợp tác với Trường Y UC San Diego và phòng thí nghiệm Muotri đã tiếp tục thử nghiệm virus Zika biến đổi gen trên mô hình u nguyên bào thần kinh đệm ở người trong phòng thí nghiệm. Họ phát hiện ra rằng virus Zika không chỉ tiêu diệt tế bào ung thư mà còn có khả năng loại bỏ một cách chọn lọc các tế bào gốc u nguyên bào thần kinh đệm (glioblastoma stem cells). Các tế bào gốc này là nguồn gốc của sự tái phát khối u và khả năng kháng trị, khiến chúng trở thành mục tiêu quan trọng trong điều trị ung thư. Việc virus Zika có thể nhắm mục tiêu cụ thể vào nhóm tế bào nguy hiểm này tiếp tục củng cố vai trò tiềm năng của nó như một liệu pháp oncolytic hiệu quả. Ngay cả trong thế giới công nghệ, việc bảo vệ các thiết bị như macbook có cần cài phần mềm diệt virus hay tìm cách diệt virus usb trên máy tính cũng đều xoay quanh khái niệm nhận diện và loại bỏ những tác nhân gây hại.
Virus Zika đang được nghiên cứu về khả năng loại bỏ chọn lọc tế bào gốc u nguyên bào thần kinh đệm trong ung thư não.
Các Loại Virus Diệt Ung Thư Khác Đang Được Thử Nghiệm Lâm Sàng
Ngoài các loại virus nổi bật kể trên, nhiều ứng cử viên virus oncolytic khác cũng đang được các nhà khoa học trên thế giới đánh giá trong các thử nghiệm lâm sàng để xem xét tiềm năng của chúng trong điều trị các loại ung thư khác nhau. Chúng bao gồm:
- Virus Adeno: Một loại virus phổ biến thường gây ra các triệu chứng cảm lạnh nhẹ, đau họng hoặc mệt mỏi.
- Virus Maraba: Một loại virus ban đầu được phân lập từ côn trùng ở Brazil.
- Virus Polinosa morbillorum: Hay còn gọi là virus sởi (Measles virus), một loại virus lây truyền qua đường hô hấp gây ra bệnh sởi.
- Virus bệnh Newcastle: Loại virus chủ yếu gây bệnh ở chim, nhưng có thể gây viêm kết mạc nhẹ và các triệu chứng giống cúm ở người.
- Virus Coxsackie: Là một họ virus thuộc nhóm Picornaviridae, có thể gây ra nhiều loại bệnh ở động vật có vú và chim.
- Virus Reo: Một họ virus có thể ảnh hưởng đến đường tiêu hóa và hô hấp ở một số loài động vật.
- Virus viêm miệng dạng mụn nước (Vesicular Stomatitis Virus – VSV): Một loại virus cùng họ với virus Maraba, có thể gây ra các triệu chứng giống như cúm ở người.
Việc nghiên cứu và thử nghiệm đa dạng các loại virus này cho thấy sự quyết tâm của cộng đồng khoa học trong việc tìm ra những phương pháp điều trị ung thư hiệu quả và an toàn nhất.
Kết Luận: Hy Vọng Từ Liệu Pháp Virus Diệt Ung Thư
Liệu pháp sử dụng virus diệt ung thư (oncolytic virus) đại diện cho một hướng tiếp cận đầy tiềm năng và sáng tạo trong cuộc chiến chống lại căn bệnh ung thư. Bằng cách khai thác khả năng tự nhiên của virus để lây nhiễm và phá hủy tế bào ung thư, đồng thời kích thích hệ thống miễn dịch của chính cơ thể, liệu pháp này mang đến hy vọng về một phương pháp điều trị hiệu quả hơn, ít độc hại hơn và có khả năng chống lại sự tái phát ung thư.
Từ những quan sát lịch sử đến các đột phá công nghệ gen hiện đại, lĩnh vực virus oncolytic đã tiến những bước dài đáng kể. Việc virus Herpes biến đổi gen (T-VEC) được phê duyệt là minh chứng rõ ràng cho tiềm năng lâm sàng của phương pháp này. Song song đó, các nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng đang diễn ra với virus Vaccinia, Polio, Zika và nhiều loại virus khác đang mở ra triển vọng cho việc điều trị đa dạng các loại ung thư, bao gồm cả những khối u khó trị nhất như u nguyên bào thần kinh đệm.
Mặc dù vẫn còn những thách thức về tính an toàn, hiệu quả tối ưu và cách thức đưa liệu pháp này đến với đông đảo bệnh nhân, những kết quả ban đầu là vô cùng khích lệ. Virus diệt ung thư không chỉ hoạt động như một tác nhân tiêu diệt trực tiếp mà còn như một “ngọn lửa” đánh thức hệ miễn dịch, biến khối u từ môi trường ức chế miễn dịch thành môi trường được nhận diện và tấn công.
Trong tương lai, liệu pháp virus oncolytic có thể sẽ được kết hợp với các phương pháp điều trị khác như hóa trị, xạ trị hoặc các loại liệu pháp miễn dịch khác để tối đa hóa hiệu quả. Nếu các thử nghiệm lâm sàng tiếp tục thành công và các rào cản được khắc phục, virus diệt ung thư sẽ mở ra một chương mới đầy hy vọng cho hàng triệu bệnh nhân ung thư trên khắp thế giới. Đây là minh chứng cho thấy khoa học và y học luôn không ngừng tìm tòi những con đường mới, đôi khi từ những “kẻ thù” quen thuộc, để chiến thắng bệnh tật. Giống như cách chúng ta liên tục cập nhật các biểu tượng của phần mềm diệt virus để nhận biết các mối đe dọa kỹ thuật số, việc theo dõi và hiểu về những tiến bộ trong y học như virus oncolytic là cực kỳ quan trọng.