ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN KHÁNH DUY

ĐÁNH GIÁ ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH CỦA CƠ THỂ TRÊN
NGƯỜI TIÊM VACCINE VÀ NGƯỜI NHIỄM COVID – 19
BẰNG ELISA PHÁT HIỆN KHÁNG THỂ TRUNG HOÀ

Chuyên ngành
Mã số

: Công Nghệ Sinh Học
: 8420201

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, Tháng 7 năm 2023


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học :

TS. BS. PHẠM HÙNG VÂN

PGS. TS. NGUYỄN THUÝ HƯƠNG

Cán bộ chấm nhận xét 1 :
TS. PHẠM THỊ KIM TRÂM
Cán bộ chấm nhận xét 2 :

TS. HOÀNG MỸ DUNG
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM ngày 17 tháng 7 năm 2023
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS. TS NGUYỄN TIẾN THẮNG..... - Chủ tịch Hội đồng
2. TS. PHẠM THỊ KIM TRÂM .............. - Phản biện 1
3. TS. HOÀNG MỸ DUNG .................... - Phản biện 2
4. PGS. TS NGUYỄN THUÝ HƯƠNG .. - Uỷ viên
5. TS. HUỲNH NGỌC OANH................ - Thư ký
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: TRẦN KHÁNH DUY .......................... MSHV: 2070073
Ngày, tháng, năm sinh: 24/ 04/1992................................ Nơi sinh: Vĩnh Long
Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học .............................. Mã số: 8420201
I. TÊN ĐỀ TÀI: Đánh giá đáp ứng miễn dịch của cơ thể trên người tiêm vaccine
và người nhiễm covid – 19 bằng ELISA phát hiện kháng thể trung hoà (Evaluation
of The Immune Response in Vaccinated And Sars – Cov – 2 Infected People by
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:


Detection of Neutralizing Antibody Using Elisa)

Nhiệm vụ:
• Phân tích tương quan giữa đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hồ và kháng
thể kháng protein gai (Spike)
• Đánh giá đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hoà trên nhóm đối tượng sau
tiêm chủng với các nhóm vaccine được áp dụng ở Việt Nam. Hiệu quả của
mũi tiêm tăng cường.
• Đánh giá đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hoà trên đối tượng nhiễm tự
nhiên virus SARS – CoV – 2 với trạng thái tiêm chủng khác nhau
Nội dung:
• Xây dựng phương pháp nghiên cứu
• Thu thập mẫu và tiến hành xử lý
• Phân tích mối tương quan giữa mức độ kháng thể trung hoà và kháng thể
kháng protein gai
o Thu nhận mẫu và xử lý mẫu
o Thực hiện thử nghiệm ELISA phát hiện kháng thể trung hoà và thử
nghiệm ELISA định lượng kháng kháng protein gai
o Thống kê phân tích tương quan Pearson, hồi quy tuyến tính
• Đánh giá đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hoà trên các nhóm tiêm vaccine
khác nhau. Hiệu quả mũi tiêm tăng cường


o Thực hiện thử nghiệm ELISA phát hiện kháng thể trung hồ
o Thống kê mơ tả mức độ kháng thể trung hồ theo từng nhóm
o Phân tích khác biệt trung bình (ANOVA) giữa các nhóm
o Phân tích tác động của các biến số giới tính, độ tuổi, khoảng thời gian
sau tiêm và khoảng cách mũi tiêm đến mức độ kháng thể trung hồ
(Independent T – test)

• Đánh giá đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hoà trên đối tượng nhiễm virus
SARS – CoV – 2 với các trạng thái tiêm chủng khác nhau
o Thực hiện thử nghiệm ELISA phát hiện kháng thể trung hồ
o Thống kê mơ tả mức độ kháng thể trung hồ theo từng nhóm
o Phân tích khác biệt trung bình (ANOVA) giữa các nhóm
II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06/02/2023
III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
IV. NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. BS. Phạm Hùng Vân
PGS. TS. Nguyễn Thuý Hương
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TS. BS. PHẠM HÙNG VÂN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2
(Họ tên và chữ ký)

PGS. TS. NGUYỄN THUÝ HƯƠNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi muốn được bày tỏ là lòng biết ơn sâu sắc nhất tới Thầy
Phạm Hùng Vân, là người hướng dẫn khoa học, người thầy đã quan tâm tạo điều

kiện tốt nhất để tơi hồn thành đề tài này.
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới cô Nguyễn Thuý Hương, là giảng viên
đồng hướng dẫn đề tài, người đã ân cần hướng dẫn hỗ trợ tơi hồn thành đề tài này
cũng như q thầy cô bộ môn Công Nghệ Sinh Học, trường Đại Học Bách Khoa
Thành Phố Hồ Chí Minh, đã hết lịng truyền đạt những kiến thức q báu dẫn dắt
tơi đến với con đường khoa học và giáo dục tôi trưởng thành hơn về mọi mặt.
Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn trân trọng tới Ban lãnh đạo công ty Nam Khoa
đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và hồn thành nghiên cứu.
Bằng tình u mến và lời cảm ơn chân thành, tôi xin được gửi đến các anh
chị em phịng RD, phịng DV cơng ty Nam Khoa những người đã tận tình giúp đỡ và
hỗ trợ để tơi hồn thành luận văn ngày hơm nay.
Xin cảm ơn tất cả những người bạn thân đã ln gắn bó, san sẻ, động viên
tôi trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như thời gian tôi thực hiện đề tài.
Cảm ơn vợ và hai con đã luôn bên cạnh động viên và là động lực to lớn để
tơi hồn thành đề tài này
Cuối cùng, con xin ghi nhớ công ơn sinh thành, ni dưỡng và tình u
thương của Cha mẹ đã dành cho con, người đã dành cả cuộc đời mình để lo lắng
dìu bước con trong cuộc sống này, người đã luôn ở bên con, là chỗ dựa vững chắc
để con yên tâm học tập và hoàn thành luận văn này.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2023

Trần Khánh Duy

i


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Đề tài “Đánh giá đáp ứng miễn dịch của cơ thể trên người tiêm vaccine và người
nhiễm covid – 19 bằng ELISA phát hiện kháng thể trung hoà” thực hiện nhằm mục
tiêu làm rõ đáp ứng miễn dịch cơ thể sau tiêm chủng, miễn dịch hậu nhiễm, cung

cấp các bằng chứng khoa học về hiệu quả tiêm chủng trên các loại vaccine triển
khai phổ biến ở Việt Nam cũng như chiến lược đa dạng hoá đáp ứng miễn dịch
cộng đồng. Bằng các thử nghiệm ELISA phát hiện kháng thể trung hoà, định lượng
kháng thể đặc hiệu kháng protein gai (Spike) kết hợp với các phương pháp phân
tích thống kê liên quan, đề tài đã thu được một số kết quả như sau:
- Ghi nhận sự tương quan giữa nồng độ kháng thể kháng protein S và mức độ
biểu hiện kháng thể trung hoà (r (Pearson) = 0.501, p < 0.0001) và tính khả
thi của sử dụng thử nghiệm ELISA phát hiện kháng thể trung hoà trong đánh
giá đáp ứng miễn dịch với SARS – CoV – 2.
- Đáp ứng miễn dịch trên đối tượng tiêm hai mũi vaccine mRNA như MD –
MD đạt 89.52%, PF – PF đạt 78.27% là cao hơn vượt trội so với vaccine
vector AZ – AZ và vaccine bất hoạt VC – VC, lần lượt tương ứng 48.27% và
27.06%. Tiêm trộn vaccine vector – mRNA trong trường hợp AZ – MD đạt
78.75%, AZ – PF đạt 73.55% tương đương nhóm tiêm hai mũi vaccine
mRNA và cao hơn nhóm tiêm thuần AZ – AZ. Đề tài không ghi nhận mối
tương quan giữa đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hoà và độ tuổi ở hầu hết
các nhóm vaccine ngoại trừ nhóm nhận hai mũi PF – PF (p < 0.0001);
khoảng cách hai mũi tiêm được ghi nhận chưa có tác động đến mức độ kháng
thể trung hồ ở các nhóm; có sự phụ thuộc mức độ biểu hiện kháng thể trung
hoà và khoảng thời gian sau tiêm ở các nhóm tiêm AZ – AZ, PF – PF và
nhóm tiêm trộn hai vaccine trên (p (AZ-AZ) < 0.001, p (PF-PF) = 0.015, p
(AZ-PF) < 0.001); ghi sự khác biệt mức độ kháng thể trung hoà theo giới

ii


tính ở nhóm tiêm vaccine VC – VC (p = 0.02), khơng ghi nhận khác biệt ở
các nhóm cịn lại.
- Mũi tiêm tăng cường được báo cáo làm gia tăng đáng kể kháng thể trung hồ
các nhóm tiêm so với kết quả tiêm hai mũi trước đó, hiệu quả của mũi tiêm

tăng cường bằng vaccine PF là cao hơn so với mũi tiêm vaccine AZ, kết quả
trung bình tương ứng đạt 84.77% và 66.35% (p < 0.0001). Chi tiết kết quả
nổi bật ở nhóm AZ – AZ – PF đạt 79.95%, VC – VC – PF đạt 91.02% hay
nhóm tiêm trộn AZ – MD – PF cho kết quả 93.37%, AZ – PF – PF đạt
85.39% cao hơn nhóm tiêm thuần AZ – AZ -AZ với kết quả 64.32% hay so
với nhóm tiêm AZ – MD – AZ đạt 67.49% và nhóm tiêm AZ – PF – AZ đạt
63.4%.
- Mức độ kháng thể trung hoà ở người nhiễm virus nhưng chưa từng tiêm
chủng ở mức thấp đạt 40.42%, có sự khác biệt mạnh mẽ khi người nhiễm có
tiền sử tiêm chủng ít nhất một mũi hoặc hai mũi vaccine tương ứng đạt
84.03% (p < 0.0001) và 86.65% (p < 0.0001). Không cần tiêm mũi bổ sung
cho đối tượng đã nhiễm và đã tiêm chủng trước đó.
- Giá trị kháng thể trung hoà tăng lên rất cao sau khi nhiễm Omicron ở tất cả
các nhóm đối tượng đã tiêm chủng hoặc đã nhiễm biến chủng Delta. Không
cần thiết tiêm mũi bổ sung cho người nhiễm biến chủng Omicron.

iii


ABSTRACT
The study " Evaluation of the immune response in vaccinated and SARS – CoV – 2
infected individuals by detection of neutralizing antibody using ELISA" was
conducted with the aim of investigating immune response after vaccination and
natural infection by measuring the level of neutralizing antibody against SARS –
CoV – 2. Additionally, the findings from this research may offer valuable insights
into the effectiveness of commonly used vaccines in Vietnam and inform strategies
for enhancing immune response to achieve herd - immunity. By performing ELISA
assays to detect the potential presence of neutralizing antibodies and quantify Spikespecific antibody proteins followed by statistical analysis methods, our study has
obtained the following results:
- Significant correlation was observed between the levels of anti-protein S

antibody and neutralizing antibody (r (Pearson) = 0.501, p < 0.0001), which
offers supportive evidence for the feasibility of using ELISA test to detect
neutralizing antibodies in evaluating the immune response to SARS-CoV-2.
- Neutralizing antibody level response in individuals receiving two doses of
mRNA vaccine was 89.52% for MD-MD and 78.27% for PF-PF, both higher
than that of individuals vaccinated by AZ-AZ (48.27%) and VC-VC
(27.06%). Heterologous vaccination of vector and mRNA vaccine in the
group of AZ - MD resulted in a 78.75% neutralizing antibody response,
while the AZ–PF group achieved 73.55%, both equivalent to the group
receiving two doses of mRNA vaccine and higher than AZ–AZ group. The
study showed a negative correlation between neutralizing antibody response
and age in most vaccine groups, except for the group receiving two doses of
PF–PF (p < 0.0001). The interval between the first and second doses was
found to have no significant link with neutralizing antibody levels.
Additionally, the level of neutralizing antibodies was significantly associated

iv


with the duration after injection in the AZ-AZ, PF–PF group and the
combined group of the two vaccines (p (AZ-AZ) < 0.001, p (PF-PF) = 0.015,
p (AZ-PF) < 0.001). The difference in the level of neutralizing antibodies
was significantly influenced by the gender of individuals receiving VC - VC
(p = 0.02), while no such difference was observed in the remaining groups.
- A booster shot was reported to significantly increase neutralizing antibodies
compared to the previous two doses. We observed a substantial rise in
neutralizing antibody capacity among participants who received PF as
booster vaccine, with a mean antibody level of 84.77%, compared to those
receiving AZ vaccine, with a mean level of 66.35% (p < 0.0001). In detail,
the results were outstanding in the AZ-AZ-PF group, exhibiting the median

of neutralizing antibody level of 79.95%, and the VC-VC-PF group, which
displayed a level of 91.02%. The mixed group of AZ-MD-PF achieved a
value of 93.37% and AZ-PF-PF reached 85.39%, both surpassing the
homologous booster AZ-AZ-AZ (64.32%), as well as the group injected with
AZ-MD-AZ (67.49%) or AZ-PF-AZ group (63.4%).
- The level of neutralizing antibodies in convalescent participants without
vaccination was low at 40.42% when compared to infected individuals who
had a history of receiving at least one or two doses of vaccine, which reached
values of 84.03% (p < 0.0001) and 86.65% (p < 0.0001), respectively. The
percentage of neutralizing antibody increased notably after infection with the
Omicron variant in both vaccine recipients or those previously infected with
the Delta strain. As a result, administering an additional vaccine dose is not
necessary for those who have been infected with the Omicron strain.

v


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp “Đánh giá đáp ứng miễn dịch của cơ thể trên
người tiêm vaccine và người nhiễm covid – 19 bằng ELISA phát hiện kháng thể
trung hồ” là cơng trình nghiên cứu do chính tơi thực hiện. Các số liệu thu thập, kết
quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất
cứ đề tài nghiên cứu nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn
tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Học viên

Trần Khánh Duy

vi



MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................... i
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ....................................................................................... ii
ABSTRACT ......................................................................................................................... iv
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. vi
MỤC LỤC ........................................................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................... ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................... x
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................... xi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1
1.1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 5

SARS – CoV – 2 ..................................................................................................... 5

1.1.1

Phân loại ................................................................................................................ 6

1.1.2

Cấu trúc và chức năng gen ..................................................................................... 9

1.2

Đáp ứng miễn dịch chống SARS – CoV – 2 ......................................................... 10


1.3

Các loại vaccine ngừa COVID – 19 ...................................................................... 12

1.4

Giải pháp xét nghiệm định lượng hiệu quả vaccine .............................................. 14

1.5

Mục tiêu nghiên cứu và định hướng đề tài............................................................ 16

CHƯƠNG 2
2.1

PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ................................. 18

Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................... 18

2.1.1

Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 18

2.1.2

Hoá chất ............................................................................................................... 19

2.1.3

Thiết bị và dụng cụ .............................................................................................. 20


2.2

Phương pháp nghiên cứu....................................................................................... 22

2.2.1

Sơ đồ quy trình thực hiện..................................................................................... 22

2.2.2

Thống kê kết quả ................................................................................................. 29

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN.......................................... 31

3.1
Kết quả phân tích tương quan giữa mức độ kháng thể trung hoà và tải lượng
kháng thể kháng protein S ................................................................................................... 31
3.2
3.2.1

Đáp ứng kháng thể trung hoà trên những người đã chích 2 mũi vaccine ............. 33
Phân tích tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và độ tuổi............. 38

3.2.2
Phân tích tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và khoảng cách hai
mũi tiêm ............................................................................................................................. 40
3.2.3

Phân tích tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và khoảng thời gian
sau tiêm (Khoảng cách ngày tiêm và ngày lấy mẫu khảo sát) ............................................. 41

vii


3.2.4

Phân tích tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hồ và giới tính .......... 42

3.3

Đáp ứng kháng thể trung hoà trên những người tiêm mũi tăng cường ................. 44

3.4

Đáp ứng kháng thể trung trên những người nhiễm SARS – CoV – 2 .................. 51

3.5

Theo dõi động học của đáp ứng kháng thể trung hoà ........................................... 54

3.6

Đáp ứng kháng thể trung hoà sau khi nhiễm biến chủng Omicron ....................... 57

CHƯƠNG 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................. 61


4.1

Kết luận ................................................................................................................. 61

4.2

Kiến nghị ............................................................................................................... 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 63
PHỤ LỤC ............................................................................................................................ 71
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN .................................................................. 115

viii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Cấu trúc phân tử của virus và so sánh hệ gen của SARS - CoV - 2 với các
chủng coronavirus trước đó
( ...................10
Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu .......................................................................................22
Hình 2.2 Hướng dẫn pha lỗng đường cong chuẩn từ nồng độ gốc High Control ...27
Hình 3.1 Biểu đồ phản ảnh sự tương quan giữa các kết quả định lượng kháng thể
đặc hiệu protein S (trục Y) với kết quả định lương kháng thể trung hòa (trục X) trên
188 mẫu thử được thực hiện hai đợt. ........................................................................33
Hình 3.2 Biểu đồ mức độ đáp ứng miễn dịch ở nhóm đối tượng dựa theo bản chất
cơng nghệ vaccine đã nhận .......................................................................................38
Hình 3.3 Sự khác biệt trong mức độ đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hồ trên các
nhóm đối tượng tiêm mũi tăng cường dựa theo bản chất công nghệ vaccine sử dụng
..................................................................................................................................49
Hình 3.4 Sự khác biệt trung bình mức độ kháng thể trung hoà trên đối tượng nhiễm

SARS - CoV- 2 với lịch sử tiêm chủng khác nhau ...................................................54

ix


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Nguồn gốc các biến thể và tốc độ lây lan so với dòng ban đầu
( />Bảng 1.2 Các đột biến trên gen S và trên vùng RDB của gen S ở trên biến thể
Omicron ......................................................................................................................8
Bảng 2.1 Thông tin đối tượng tham gia thử nghiệm phát hiện kháng thể trung hoà 18
Bảng 2.2 Thành phần Invitrogen SARS-CoV-2 Neutralizing Antibody ELISA Kit 19
Bảng 2.3 Thành phần Invitrogen Human SARS-CoV-2 Spike (trimer) Ig Total
ELISA Kit .................................................................................................................20
Bảng 2.4 Thông tin các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu .......................................20
Bảng 3.1 Kết quả phân tích tương quan giữa nồng độ kháng thể kháng protein S và
mức độ kháng thể trung hoà trên 188 mẫu thử .........................................................31
Bảng 3.2 Tương quan tuyến tính giữa nồng độ kháng thể đặc hiệu protein S và mức
độ biểu hiện kháng thể trung hoà ..............................................................................32
Bảng 3.3 Đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hoà ở người hoàn tất liệu trình tiêm
chủng (fully - vaccinated) .........................................................................................35
Bảng 3.4 Mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà theo bản chất vaccine ..................36
Bảng 3.5 Tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và độ tuổi .................39
Bảng 3.6 Tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và khoảng cách hai
mũi tiêm ....................................................................................................................41
Bảng 3.7 Tương quan mức độ biểu hiện kháng thể trung hoà và khoảng thời gian
sau tiêm .....................................................................................................................42
Bảng 3.8 Tương quan biểu hiện kháng thể trung hoà và giới tính............................43
Bảng 3.9 Đáp ứng miễn dịch trung hồ trên những người tiêm ba mũi (Booster) ...45
Bảng 3.10 Đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hồ ở các nhóm vaccine theo bản
chất công nghệ ..........................................................................................................47

Bảng 3.11 Đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hồ ở các nhóm vaccine theo bản
chất công nghệ ..........................................................................................................50
Bảng 3.12 Đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hồ ở các nhóm đối tượng nhiễm
SARS - CoV - 2 ........................................................................................................52
Bảng 3.13 Mô tả thay đổi động học đối tượng tham gia tái đánh giá mức độ kháng
thể trung hoà .............................................................................................................55
Bảng 3.14 Đáp ứng miễn dịch kháng thể trung hoà trên đối tượng nhiễm biến chủng
Omicron ....................................................................................................................59

x


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ACE2

Angiotensin-converting enzyme 2

AZ

AstraZeneca (ChAdOx1 )

ECDC

The European Centre for Disease Prevention and Control

ELISA

Enzyme – Linked Immunosorbent Assay

MD


Moderna (mRNA - 1273)

mRNA

Messenger RNA

NN

Nanocovax

NSP

nonstructural protein

ORF

Open reading frame

PF

Pfizer (BNT162b2)

RNA

Ribonucleic acid

VC

VeroCell (BBIBP-CorV)


WHO

World Health Organization

xi


MỞ ĐẦU
1.Đặt vấn đề
Năm 2019, SARS – CoV – 2 được xác định là tác nhân lây nhiễm khẩn cấp mới trên
toàn cầu đánh dấu hơn 100 năm kể từ sau đại dịch cúm năm 1918, thế giới lại đang
phải đối mặt với tình trạng tương tự. Tại thời điểm ngày 11 tháng 3 năm 2021, hơn
100.000 người bị lây nhiễm ở hơn 100 quốc gia đã được ghi với trường hợp tử vong
hơn 4000 người [1], WHO đã chính thức cơng bố tình trạng “đại dịch” gây ra bởi
coronavirus. Các ca nhiễm trùng từ đó đã phát triển theo cấp số nhân trên khắp các
quốc gia và lục địa. Khả năng kiểm sốt nhanh chóng đại dịch đã bị hạn chế bởi
nhiều yếu tố, bao gồm thiếu kiến thức sinh học chi tiết về SARS-CoV-2 và các phản
ứng miễn dịch của vật chủ, thiếu cơng cụ chẩn đốn nhanh chóng và xác định ca
bệnh, cũng như thiếu các phương pháp điều trị hiệu quả. Những trở ngại này cũng là
động lực cho cộng đồng y tế và khoa học đã tạo ra kiến thức và thông tin với tốc độ
chóng mặt và tham gia vào mức độ chia sẻ chưa từng có trên các nền tảng cơng bố
khoa học đa dạng nhất về SARS – CoV – 2 [2].
SARS-CoV-2 gây nhiễm trùng đường hô hấp trên và dưới, thường đi kèm với sốt,
ho, mất khứu giác và vị giác. Hầu hết các trường hợp nhiễm trùng vẫn ở mức độ
nhẹ, có tới 20–40% bệnh nhân khơng có triệu chứng. Tuy nhiên, một số bệnh nhân
có diễn biến tăng nặng và phát triển viêm tồn thân, tổn thương mơ, suy hơ hấp cấp
tính, biến chứng huyết khối tắc mạch, tổn thương tim và / hoặc cơn bão cytokine,
dẫn đến tử vong. Nguy cơ mắc bệnh COVID-19 mức độ nghiêm trọng cịn phụ
thuộc vào các bệnh đi kèm (ví dụ, tiểu đường, cao huyết áp và béo phì), tuổi tác,

dân tộc, các yếu tố di truyền, tình trạng tiêm chủng và các tình trạng khác. làm cho
việc hiểu cơ chế bệnh cơ bản trở nên quan trọng đối với phân tầng nguy cơ và phân
loại lâm sàng [3].
Việc gia tăng tỷ lệ mắc bệnh và tử vong trên quy mô lớn liên quan đến COVID-19
khiến việc phát triển vắc xin SARS-CoV-2 trở thành ưu tiên y tế tồn cầu. Trong
vịng chưa đầy 1 năm, một số vắc-xin hiệu quả nhắm mục tiêu protein đột biến

1


SARS-CoV-2 từ nhiều nền tảng (mRNA được bao bọc bởi hạt nano lipid, vắc-xin
virion bất hoạt hoặc vaccine vector virus) đã được cấp phép sử dụng khẩn cấp
(EUA) hoặc phê duyệt và được triển khai cho hàng tỷ người trên tồn thế giới. Ở
các quốc gia có tỷ lệ tiêm chủng cao, số ca nhiễm trùng, nhập viện và tử vong đã
giảm rõ rệt, mặc dù sự thành công của việc tiêm chủng đã bị đe dọa bởi sự xuất hiện
của các biến thể bao gồm B.1.351 (Beta), B.1.1.28 (Gamma), B.1.617.2 (Delta) và
B.1.1.529 (Omicron) mới nhất cũng như sự chần chừ của bộ phận cá nhân antivaccine. Với việc diễn tiến biến chủng mới ngày một đa dạng, các sản phẩm vaccine
mới cũng như điều kiện tiếp cận vaccine khác nhau của các quốc gia đã đặt ra câu
hỏi về mức độ hiệu quả của đáp ứng miễn dịch vaccine, miễn dịch hậu nhiễm hay
chiến lược đa dạng hoá trạng thái đáp ứng miễn dịch cộng đồng. Để giải đáp các trở
ngại trên, công cụ đo lường miễn dịch là một trong những giải pháp khả thi nhằm
cung cấp góc nhìn khoa học, thực tế và có ý nghĩa nhất với việc đánh giá mức độ
miễn dịch cá thể trong tổng hợp các giải pháp phòng chống SARS- CoV-2. Đề tài
“ĐÁNH GIÁ ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH CỦA CƠ THỂ TRÊN NGƯỜI TIÊM
VACCINE VÀ NGƯỜI NHIỄM COVID – 19 BẰNG ELISA PHÁT HIỆN
KHÁNG THỂ TRUNG HOÀ” được thực hiện với mong muốn đóng góp thơng tin
khoa học cơ bản về miễn dịch hậu nhiễm, miễn dịch nhân tạo do vaccine cũng như
những sự lựa chọn tối ưu trong năng lực quốc gia về triển khai tiêm chủng tồn dân
ứng phó với đại dịch Covid – 19.
2. Nội dung nghiên cứu

• Sử dụng kit ELISA phát hiện kháng thể đặc hiệu protein S và kit ELISA phát
hiện kháng thể trung hòa trong mẫu huyết thanh/huyết tương của cá thể được
tiêm chủng 1 mũi, 1 liệu trình, tiêm tăng cường và cá thể đã nhiễm tự nhiên
SARS-CoV-2. Từ đó đánh giá
o Hiệu quả các loại vaccine khác nhau, bao gồm các hình thức tiêm
thuần và tiêm trộn các vaccine.
o Mối tương quan giữa khả năng tạo đáp ứng miễn dịch của vaccine với
các yếu tố giới tính, độ tuổi, thời gian sau tiêm.

2


o Hiệu quả của mũi tiêm tăng cường
o Mức độ miễn dịch ở đối tượng đã nhiễm cùng với lịch sử tiêm chủng
tương ứng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng mẫu:
• Huyết thanh/ huyết tương của cá thể đã thực hiện tiêm chủng: 1 mũi, 1 liệu
trình, tiêm tăng cường
• Huyết thanh/ huyết tương của cá thể đã nhiễm tự nhiên SARS – CoV - 2
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Mẫu thử được thu nhận từ các tình nguyện viên theo từng giai đoạn:
• Giai đoạn 1: nhóm đối tượng đã tiêm vaccine mũi đầu tiên hoặc / và hồn tất
1 liệu trình, cá nhân đã nhiễm SARS – CoV – 2 nhưng chưa tham gia tiêm
vaccine
• Giai đoạn 2: nhóm đối tượng đã hồn tất liệu trình tiêm chủng, một số cá thể
nhiễm mới sau tiêm hoặc tiêm tăng cường sau khi nhiễm, cá thể đã tiêm mũi
tăng cường
• Giai đoạn 3: theo dõi cá nhân tiêm mũi tăng cường, mũi phối hợp, các nhân
nhiễm mới hoặc tái nhiễm do biến chủng mới

Các đánh giá dựa trên định lượng kháng thể trung hồ thơng qua kỹ thuật ELISA
với tên gọi thử nghiệm trung hoà thay thế (surrogate virus neutralization test).
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• Cung cấp thơng tin cơ bản về đáp ứng miễn dịch cá thể hình thành thơng qua
tự nhiễm hay miễn dịch nhân tạo bằng vaccine chống lại SARS – CoV – 2
• Đánh giá sơ bộ, riêng rẽ mức độ hình thành năng lực miễn dịch ở các ứng
viên vaccine được sử dụng ở Việt nam

3


• Cung cấp thông tin về mức độ hiệu quả cũng như triển vọng của việc mở
rộng tiêm chủng thông qua việc tiêm trộn, tiêm tăng cường nhằm có quyết
định lựa chọn giải pháp vaccine tối ưu.

4


CHƯƠNG 1
1.1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

SARS – CoV – 2

Thế giới hiện đang đối mặt với một tình huống khủng hoảng y tế xuất hiện lần đầu
tiên vào cuối tháng 12 năm 2019 bắt nguồn từ một vài trường hợp mắc bệnh viêm
phổi không rõ nguyên nhân ở Vũ Hán, Trung Quốc. Các bệnh nhân có các triệu
chứng chung như sốt, ho khan, đau họng, khó thở và mệt mỏi. Mẫu quệt hầu họng
và hậu môn được thu thập cùng với máu và dịch rửa phế quản (BALF –

Bronchoalveolar Larva Fluid) từ tất cả bảy bệnh nhân, không phân biệt tuổi tác và
giới tính của họ, sau đó được gửi đến Viện Virus Vũ Hán để kiểm tra. Khi đợt bùng
phát đầu tiên diễn ra tại chợ hải sản vào mùa đơng, các hình thái tương tự như đợt
lây nhiễm Hội chứng hơ hấp cấp tính nặng (SARS) trước đó được ghi nhận, các nhà
khoa học đầu tiên sàng lọc các mẫu bằng cách sử dụng mồi pan-CoV qPCR. Kết
quả gây bất ngờ với năm mẫu được báo cáo dương tính với coronavirus. Phân tích
chi tiết bằng cách sử dụng trình tự di truyền và cây phát sinh lồi thơng qua cơng
nghệ giải trình tự thế hệ mới đã xác định tác nhân gây ra bệnh hô hấp này, một loại
coronavirus mới (2019-nCoV) [4]. Ngày 11 tháng 3 năm 2020, tổ chức WHO chính
thức cơng bố tình trạng đại dịch trên toàn cầu và đặt tên cho bệnh mới là Corona
Virus Disease 2019 hay Covid-19. Virus sau đó được đặt lại theo danh pháp quốc tế
với tên chính thức là SARS – CoV – 2 bởi ICTV (International Committee on
Taxonomy of Viruses). Đây cũng là chủng virus được định danh với tốc độ chưa có
tiền lệ bằng việc sử dụng tiến bộ khoa học nổi bật là cơng nghệ giải trình tự thế hệ
mới và ứng dụng tin sinh. Cũng bắt nguồn từ đó thơng tin di truyền cho việc phát
triển các test kit phát hiện cũng như các nghiên cứu về cấu trúc và gen chức năng
trong việc xâm nhiễm virus đến con người được liên tục cập nhật cho đến hiện nay.

5


1.1.1 Phân loại
1.1.1.1 Giả thuyết nguồn gốc
Nhờ vào việc nhanh chóng xác định trình tự bộ gen và phân tích phát sinh loài của
coronavirus mới SARS-CoV-2 đã chỉ ra rằng nó tương tự về mặt di truyền với
coronavirus SARS-CoV đã biết trước đây và đó cũng là lý do nó được xếp vào họ
Coronaviridae. Coronavirus chứa RNA sợi đơn dương (+ ve ssRNA) làm vật liệu di
truyền của nó, có chiều dài khoảng 30 kb được bọc kín bởi một lớp vỏ và phủ bên
ngoài màng acid béo giúp virus tránh được phản ứng miễn dịch của vật chủ và hỗ
trợ xâm nhập của nó bên trong tế bào chủ [5]. Phân họ Coronavirinae được chia

nhỏ thành bốn chi, cụ thể là alpha-, beta-, gamma- và delta- coronavirus (α-CoV, βCoV, γ-CoV và δ-CoV). Các virus có khả năng lây nhiễm sang người được xếp vào
chi α-CoV và β-CoV (SARS-CoV & MERS-CoV), trong khi virus thuộc các chi γCoV và δ-CoV chủ yếu được biết là lây nhiễm cho lợn và chim. SARS-CoV-2
thuộc giống β-CoV, vì nó có 88% nhận dạng trình tự với coronavirus từ dơi nhưng
chỉ giống 79% với SARS-CoV và 50% giống với MERS-CoV. Giả thuyết ban đầu
được xây dựng rằng vật chủ trực tiếp của virus này có thể là một con dơi, sau đó
truyền nó sang một số vật chủ trung gian khơng xác định đóng vai trò là nguồn
truyền virus cho người.
1.1.1.2 Biến thể SARS – CoV – 2 (Variants)
Theo quan điểm này, SARS-COV-2 là coronavirus của động vật chứ không phải
của người, tuy nhiên sau khi virus nhiễm sang người và lây lan thì chính virus đã có
những thích ứng bằng cách xảy ra và chọn lọc các đột biến trên bộ gen của nó (đặc
biệt là gen chịu trách nhiệm hình thành protein gai, protein S, là cấu trúc giúp virus
xâm nhập vào tế bào biểu mô hô hấp của người qua thụ thể ACE2 trên bề mặt tế
bào) để thay đổi thành những biến thể (variants) giúp chúng dễ lây lan hơn từ người
sang người. Các biến thể mới nhanh chóng được hình thành dựa trên tỷ lệ lây nhiễm
nhanh chóng, với con số tuyệt đối nhiễm trùng lớn dẫn đến xác suất xuất hiện biến
dị di truyền ngày càng cao một phần do sai hỏng chức năng sao chép bộ gen virus
một phần do quá trình tương tác giữa virus với ký chủ hình thành cơ chế trốn tránh

6


miễn dịch, hay tình huống tái tổ hợp trong trường hợp bùng phát đồng nhiễm các
chủng virus khác nhau. Theo đúng qui luật tiến hóa thì các biến thể xuất hiện càng
về sau thì càng lây lan nhanh hơn các biến thể xuất hiện trước và sẽ nhanh chóng
thay thế các biến thể trước. Biến thể đầu tiên của virus xuất hiện ngay sau khi
COVID-19 lan qua châu Âu và Mỹ từ cuối tháng 2/2020 là dòng D614G với đột
biến tại codon 614 trên gen S: aspartic acid (D) bị thay thế bằng Glycine (G), và sự
thay đổi này làm cho protein S bám vào ACE2 dễ dàng hơn hơn, giúp cho virus dễ
xâm nhập vào tế bào hơn [6]. Chỉ cần sau 4 tháng lây lan là SARS-COV-2 dòng G

đã thay thế hồn tồn dịng D và đột biến D614G cũng vẫn còn hiện diện trong các
biến thể được phát hiện sau này. Cho đến hiện nay, SARS-COV-2 đã xuất hiện 4
biến thể quan ngại (VOC; Variants of concern) là Alpha, Beta, Gamma và Delta với
tốc độ lây lan nhanh hơn dòng nguyên thủy theo thứ tự là 82%, 50%, 161% và
198% (Bảng 1.1). Ngoài 4 biến thể trên thì SARS-COV-2 cịn xuất hiện thêm một
số biến thể khác nữa như Epsilon, Kappa, Iota, Eta… và các biến thể này được xếp
vào các biến thể theo dõi (VOI: Variants of interest). Tuy nhiên cục diện đã thay đổi
hoàn toàn kể từ từ tháng 11/2021, khi xuất hiện biến thể Omicron tại Nam Phi [7],
khiến cho hiện nay WHO và ECDC chỉ còn lưu ý đến hai biến thể Delta và
Omicron vì các biến thể khác được ghi nhận là hầu như đã biến mất, và trong tương
lai có lẽ chỉ còn Omicron. Lý do là tốc độ lây lan của Omicron cực kỳ nhanh vì trên
gen S của Omicron xuất hiện rất nhiều đột biến. Nếu các biến thể Alpha, Beta,
Gamma và Delta chỉ có từ 10 đến 11 đột biến trên gen S với chỉ 1 đến 3 đột biến
trên vùng bám thụ thể (RBD: Receptor binding domain) của gen S thì Omicron lại
có đến 34 đột biến trên gen S và trên vùng RDB có đến 15 đột biến (Bảng 1.2).
Chính những đột biến này đã giúp cho Omicron không chỉ lây lan nhanh hơn biến
thể Delta gấp 2.5 lần mà cịn giúp chúng có thể tránh được các kháng thể do cơ thể
tạo ra nhờ chích ngừa hay do nhiễm COVID-19 trước đó, làm cho nhiều người đã bị
nhiễm tự nhiên hay được chích ngừa vẫn bị nhiễm Omicron.

7


Bảng 1.1 Nguồn gốc các biến thể và tốc độ lây lan so với dòng ban đầu
( />
Variant of Concern
Variant under

UK
South Africa

Brazil
India
South Afica
USA

Thời gian
phát hiện
Dec 2020
Jan 2021
Jan 2021
Oct 2020
Nov 2021
Mar 2020

Tốc độ
lây
82%
50%
161%
191%
500%
20%

India

Oct 2020

?

B.1.525


Nigeria

Dec 2020

?

B.1.526

USA

Nov 2020

?

Tên khác

Nguồn gốc

B.1.1.7
B.1.351
P.1
B.1.617.2
B.1.1529
B.1.429
B.1.427
B.1.617.1

Eta
Iota


Alpha
Beta
Gamma
Delta
Omicron
Epsilon
Investigation

VOC
VUI

Biến thể

Kappa

SARS – CoV – 2 Variant Classification and Definition
Bảng 1.2 Các đột biến trên gen S và trên vùng RDB của gen S ở trên biến thể
Omicron
Biến thể
Alpha

Đột biến

Đột biến quan ngại

10 (+3)

1 (+2) ở vùng RBD, 1 (+1) giảm hiệu quả moAb,
1 gần cleavage site, có D614G

1 ở vùng RBD, 2 giảm hiệu quả moAb, có
D614G
3 ở vùng RBD, 2 giảm hiệu quả moAb, 1 gần
cleavage site, có D614G
2 ở vùng RBD, 1 gần cleavage site, có D614G
10 ở vùng RBD, 2 giảm hiệu quả moAb, 2 gần
cleavage site, có D614G

Beta

10

Gamma

11

Delta
Omicron

10
34

8


1.1.2 Cấu trúc và chức năng gen
Bộ gen SARS-CoV-2 bao gồm 12 khung đọc mở (ORF). Đầu kết thúc 5 ′ của bộ
gen virus, có mặt các ORF chồng lấn 1a và 1b mã hóa RNA polymerase và các
protein khơng cấu trúc khác của virus và chiếm khoảng 2/3 bộ gen. Các gen mã hóa
các protein cấu trúc như gai (S), màng (M), vỏ (E) và nucleocapsid (N), có mặt

trong một phần ba bộ gen cịn lại của nó kéo dài từ đầu 5' đến đầu 3', cùng với một
số gen mã hóa protein khơng cấu trúc (NSP) và protein phụ nằm rải rác ở giữa
(Hình 1.1). Như đã mơ tả ở nội dụng trên một số thay thế axit amin đã xảy ra trong
các gen coronavirus mới mã hóa protein S, NSP2, NSP3 và miền liên kết thụ thể
(RBD). Những đột biến này trong NSP2 & NSP3 cũng được cho là mang lại khả
năng lây nhiễm nâng cao của coronavirus mới.
Báo cáo mô tả SARS-CoV-2 khai thác thụ thể của men Angiotensin – Converting
enzyme 2 (ACE2) để xâm nhập vào bên trong tế bào người, trong khi MERS-CoV
liên kết đặc biệt với thụ thể Dipeptidyl Peptidase 4 (DPP4) [8]. Liên kết của hạt
virus với thụ thể cụ thể trên tế bào chủ đóng vai trị quan trọng trong việc điều chỉnh
khả năng gây bệnh của nó. Khảo sát các thụ thể tiềm năng cho các Betacoronavirus
khác nhau (β-CoV) bao gồm cả SARS-CoV-2 người ta phát hiện ra rằng sự xâm
nhập của virus đã được tăng cường trong các tế bào người biểu hiện thụ thể ACE2
thay vì DPP4 hoặc Aminopeptidase N (APN) trong trường hợp của coronavirus mới
[9]. Nghiên cứu Cryo-EM (Cryogenic electron microscopy) về protein S nhấn mạnh
rằng ái lực của ACE2 và protein S của SARS-CoV-2 lớn hơn 10–20 lần so với
SARS-CoV đã biết trước đây [10]. Kiến thức về các thụ thể tiềm năng mà virus có
thể liên kết cùng với các protease liên quan của nó sẽ cho phép phát triển các loại
thuốc chống virus cũng như dự đốn kháng thể trung hồ hình thành từ đáp ứng
miễn dịch với virus.

9


Hình 1.1 Cấu trúc phân tử của virus và so sánh hệ gen của SARS - CoV - 2 với
các chủng coronavirus trước đó
( />1.2

Đáp ứng miễn dịch chống SARS – CoV – 2


Một khi virus xâm nhập vào bên trong tế bào đích, hệ thống miễn dịch của vật chủ
sẽ nhận diện toàn bộ virus hoặc các yếu tố kháng nguyên (Epitopes), tạo ra phản
ứng miễn dịch tự nhiên (Innate) hoặc thích ứng (Adaptive). Các thụ thể nhận dạng
mầm bệnh (PRR – Pathogen recognition receptors) hiện diện trên các tế bào miễn
dịch, chủ yếu là các thụ thể Toll-like 3, 7 và 8 nhận dạng đầu tiên virus, dẫn đến
việc tăng cường sản xuất interferon (IFN). Chức năng của các tế bào miễn dịch bẩm
sinh của vật chủ bị suy giảm trong quá trình nhiễm trùng SARS-CoV và MERSCoV bởi các protein không cấu trúc của chúng ảnh hưởng đến việc sản xuất
cytokine [11]. Phản ứng miễn dịch dịch thể đối với SARS-CoV-2 đã được ghi nhận
là tương tự như đối với các bệnh nhiễm trùng coronavirus khác, liên quan đến việc
sản xuất IgG (Immunoglobulin G) và IgM (Immunoglobulin M) đặc trưng. Khi bắt
đầu nhiễm SARS-CoV, các tế bào B tạo ra phản ứng sớm chống lại protein N, trong

10