Kháng thể đơn dòng là gì? Cơ chế và ứng dụng trong y học

Kháng thể đơn dòng là một nghiên cứu y học hiện đại được sử dụng để điều trị bệnh ung thư, rối loạn viêm và tự miễn. Vậy cụ thể đây là gì, cơ chế hoạt động và ứng dụng trong điều trị như thế nào? Hãy cùng ECO Pharma tìm hiểu chi tiết ngay sau đây.

Kháng thể đơn dòng là gì?

Kháng thể đơn dòng là các phân tử protein được tạo ra trong phòng thí nghiệm nhằm bắt chước khả năng tự nhiên của hệ miễn dịch trong việc nhận diện và tiêu diệt kháng nguyên, thường là các tế bào bất thường như tế bào ung thư hoặc virus. Đây là một loại kháng thể nhân tạo có khả năng gắn chính xác vào một mục tiêu cụ thể (antigen) trên bề mặt tế bào, giúp hệ miễn dịch nhận diện và tấn công.⁽¹⁾

Nhờ khả năng gắn chính xác vào mục tiêu cụ thể, loại kháng thể này trở nên khác biệt so với các phương pháp điều trị truyền thống như hóa trị hoặc thuốc kháng viêm, thường tấn công rộng nên dễ gây tác dụng phụ toàn thân.

Quy trình sản xuất

Quy trình sản xuất gồm nhiều giai đoạn, được thực hiện trong điều kiện kiểm soát nghiêm ngặt nhằm đảm bảo tính đồng nhất, độ tinh khiết và hoạt tính sinh học của sản phẩm cuối cùng.

• Tạo dòng tế bào sinh kháng thể: Bước đầu tiên là thu nhận tế bào B từ chuột hoặc người, sau đó chọn lọc những tế bào có khả năng tạo ra kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên mục tiêu.
• Lai tế bào: Các tế bào B được dung hợp với tế bào u tủy để tạo thành tế bào lai). Dòng tế bào này có khả năng sinh trưởng bền vững và sản xuất liên tục một loại kháng thể đặc hiệu.
• Nuôi cấy tế bào: Tế bào lai được nuôi trong môi trường vô trùng, giàu dưỡng chất để nhân lên và tiết kháng thể vào môi trường nuôi cấy.
• Thu hoạch và tinh chế: Kháng thể được tách chiết khỏi dịch nuôi cấy, sau đó trải qua quá trình tinh sạch để loại bỏ tạp chất, protein dư thừa và endotoxin.
• Kiểm tra chất lượng và hoạt tính: Sản phẩm được đánh giá về độ tinh khiết, tính đặc hiệu và khả năng gắn kháng thể. Đồng thời, các thử nghiệm an toàn được tiến hành để đảm bảo kháng thể không gây phản ứng miễn dịch ngoài ý muốn khi dùng trên người.

Hiện nay, công nghệ sinh học tái tổ hợp được ứng dụng rộng rãi, cho phép sản xuất kháng thể người hóa hoặc kháng thể hoàn toàn người, giúp giảm đáng kể nguy cơ kích ứng miễn dịch và tăng hiệu quả điều trị.

Cơ chế hoạt động ra sao?

Kháng thể đơn dòng hoạt động dựa trên khả năng nhận diện và gắn kết với kháng nguyên đặc hiệu trên bề mặt tế bào bệnh. Tùy theo loại kháng thể và mục tiêu điều trị, chúng có thể tác động thông qua 3 cơ chế chính:

• Trung hòa kháng nguyên trực tiếp: Kháng thể gắn vào kháng nguyên hoặc protein gây bệnh, từ đó ức chế hoạt động của chúng. Cơ chế này giúp ngăn chặn các tín hiệu tăng trưởng bất thường hoặc sự nhân lên của tế bào bệnh.⁽²⁾
• Kích hoạt hệ miễn dịch tiêu diệt tế bào bệnh: Sau khi gắn lên tế bào đích, kháng thể có thể thu hút các tế bào miễn dịch như tế bào NK hoặc đại thực bào đến tiêu diệt tế bào mang kháng nguyên. Ngoài ra, kháng thể còn có thể hoạt hóa hệ thống bổ thể, góp phần phá hủy tế bào mục tiêu.
• Vận chuyển thuốc hoặc chất phóng xạ đến tế bào bệnh: Một số kháng thể được thiết kế dưới dạng “liên hợp”, mang theo thuốc hóa trị, độc chất hoặc hạt phóng xạ. Cách này giúp đưa tác nhân điều trị trực tiếp đến tế bào bệnh, tăng hiệu quả tiêu diệt đồng thời giảm ảnh hưởng lên tế bào lành.

Nhờ cơ chế nhắm trúng đích, kháng thể đơn dòng trở thành một hướng điều trị tiên tiến, mang lại hiệu quả cao và được ứng dụng rộng rãi trong các bệnh lý như ung thư, nhiễm trùng và rối loạn miễn dịch.

Phân loại

Kháng thể đơn dòng có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, nhưng hai cách phổ biến nhất là dựa trên cấu trúc (nguồn gốc) và chức năng của chúng.

1. Theo cấu trúc/ nguồn gốc

Quá trình “nhân hóa” kháng thể nhằm mục tiêu giảm nguy cơ bị cơ thể người nhận diện là vật lạ và đào thải. Trước đây, được phân loại theo nguồn gốc trên cơ sở tỷ lệ protein người và động vật trong phân tử kháng thể, và điều này được phản ánh qua hậu tố trong tên thuốc.⁽³⁾

• Các kháng thể thuần chuột có hậu tố -omab, ví dụ Muromonab-CD3. Do toàn bộ cấu trúc từ chuột nên chúng dễ bị hệ miễn dịch người phát hiện là ngoại lai và đào thải, làm giảm hiệu quả và tăng phản ứng phụ.
• Các kháng thể lai chuột-người mang hậu tố -ximab. Chúng kết hợp phần lớn là người với phần variable từ chuột, do đó phản ứng miễn dịch thấp hơn so với loại thuần chuột. Ví dụ Rituximab.
• Kháng thể nhân hóa có hậu tố -zumab. Hầu hết cấu trúc là người, chỉ phần nhỏ trong vùng nhận kháng nguyên (CDRs) giữ từ chuột. Ví dụ Trastuzumab. Nhờ vậy, nguy cơ đào thải thấp hơn và thời gian tác dụng dài hơn.
• Kháng thể hoàn toàn người có hậu tố -umab, ví dụ Adalimumab. Chúng được tạo ra bằng công nghệ tái tổ hợp hoặc chuột chuyển gen người, cấu trúc toàn bộ là người, nên tương thích sinh học cao và ít nguy cơ phản ứng miễn dịch.

2. Theo chức năng/ ứng dụng

Về chức năng/ứng dụng, có thể phân loại theo chức năng như sau:⁽⁴⁾

• Kháng thể đơn dòng “trần” (naked mAb): là những kháng thể tinh khiết, không gắn thêm thuốc hay hạt phóng xạ. Chúng hoạt động đơn độc bằng cách gắn vào kháng nguyên trên tế bào bệnh, từ đó giúp hệ miễn dịch nhận diện và tiêu diệt tế bào đó. Ví dụ điển hình gồm Trastuzumab dùng trong ung thư vú HER2 dương tính, hoặc Rituximab dùng trong u lympho
• Kháng thể liên hợp (conjugated mAb): là các kháng thể được gắn thêm một thuốc hóa trị hoặc hạt phóng xạ để đưa trực tiếp tới tế bào bệnh. Kháng thể này như “máy dẫn đường”, mang tác nhân điều trị đến đúng nơi mục tiêu và giảm thiểu tổn thương mô lành. Ví dụ có Brentuximab vedotin gắn thuốc MMAE, hoặc Ado‑trastuzumab emtansine (Kadcyla) gắn thuốc DM1.
• Kháng thể đa đặc hiệu (bispecific mAb): là loại kháng thể được thiết kế để gắn vào hai kháng nguyên khác nhau cùng một lúc – một đầu gắn tế bào bệnh, một đầu gắn tế bào miễn dịch. Cơ chế này giúp đưa tế bào miễn dịch và tế bào bệnh lại gần nhau để tiêu diệt tế bào bệnh hiệu quả hơn. Ví dụ như Blinatumomab dùng trong một số loại bạch cầu cấp.

Kháng nguyên đơn dòng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như điều trị ung thư, bệnh tự miễn, nhiễm trùng và chẩn đoán. Nhờ khả năng nhắm trúng đích cao và chọn lọc tốt hơn so với nhiều phương pháp truyền thống, kháng nguyên đơn dòng là công cụ quan trọng trong điều trị hiện đại.

Ứng dụng lâm sàng

Trong y học hiện đại, liệu pháp kháng thể đơn dòng đã trở thành một bước tiến quan trọng, mở ra nhiều cơ hội điều trị mới cho các bệnh lý phức tạp như ung thư, bệnh tự miễn và nhiễm trùng. Nhờ khả năng nhận diện chính xác các tế bào bất thường, giúp tăng hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ so với nhiều phương pháp truyền thống khác.

Trong lĩnh vực ung thư học, kháng thể đơn dòng hoạt động bằng cách gắn kết với các protein đặc hiệu trên bề mặt tế bào ung thư, giúp hệ miễn dịch nhận diện và tiêu diệt chúng.

Một số loại thuốc tiêu biểu có thể kể đến như trastuzumab, được sử dụng trong điều trị ung thư vú dương tính với thụ thể HER2; rituximab, dùng cho u lympho và các bệnh lý ác tính của hệ tạo máu hoặc pembrolizumab, một thuốc ức chế điểm kiểm soát miễn dịch PD-1, giúp kích hoạt lại phản ứng miễn dịch của cơ thể chống lại tế bào ung thư. Việc ứng dụng những loại thuốc này đã góp phần cải thiện đáng kể tỷ lệ sống và chất lượng sống cho người bệnh ung thư.

Trong điều trị và phòng ngừa bệnh nhiễm trùng, kháng thể đơn dòng đóng vai trò như một “lá chắn” giúp bảo vệ cơ thể trước sự tấn công của virus. Cụ thể, nirsevimab và palivizumab giúp bảo vệ trẻ sơ sinh khỏi virus RSV, trong khi evusheld được dùng để phòng ngừa COVID-19 ở người suy giảm miễn dịch

Ngoài việc dùng trong điều trị, kháng thể đơn dòng còn đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán y học. Các xét nghiệm có thể phát hiện những protein đặc hiệu trong mẫu máu hoặc mô sinh thiết, giúp xác định nguyên nhân bệnh, theo dõi tiến triển và đánh giá hiệu quả điều trị. Điều này trở nên quan trọng trong các lĩnh vực như ung thư học, miễn dịch học và bệnh truyền nhiễm.⁽⁵⁾

Tác dụng phụ

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, liệu pháp kháng thể đơn dòng vẫn có thể gây một ra số tác dụng phụ cần được theo dõi:

• Phản ứng tại chỗ tiêm hoặc truyền như đỏ, đau, sưng ở vị trí tiêm hoặc truyền dịch.
• Sốt, ớn lạnh, mệt mỏi thường xuất hiện sau truyền tĩnh mạch, giống triệu chứng “cúm” nhẹ.
• Ảnh hưởng tới tế bào lành vì kháng thể nhắm vào kháng nguyên mà có thể cả tế bào khỏe mạnh cũng mang kháng nguyên giống hoặc tương tự, nên có nguy cơ tổn thương mô lành.
• Rối loạn miễn dịch hoặc phản ứng dị ứng gồm giảm bạch cầu, phản ứng quá mẫn (dị ứng/anafylaxis), hội chứng giải phóng cytokine (CRS) trong những trường hợp nghiêm trọng.
• Các tác dụng phụ khác có thể bao gồm rối loạn tim, phổi, tăng huyết áp, chảy máu, khả năng nhiễm trùng cao hơn.

Ưu điểm và hạn chế

1. Ưu điểm

Liệu pháp kháng thể đơn dòng có ưu điểm lớn ở khả năng nhận diện chính xác kháng nguyên, nhờ đó chúng có thể tác động trực tiếp vào tế bào bệnh mà hầu như không làm tổn thương mô lành. Tính đặc hiệu này góp phần giảm tác dụng phụ và cải thiện hiệu quả điều trị so với nhiều thuốc truyền thống.

Đồng thời, cũng có tính linh hoạt cao trong thiết kế. Chúng có thể được biến đổi để tăng ái lực, kéo dài thời gian tồn tại trong cơ thể hoặc được liên hợp với thuốc hóa trị hay chất phóng xạ để tăng tác dụng tiêu diệt tế bào bệnh. Các ứng dụng của liệu pháp này rất rộng, bao gồm điều trị ung thư, bệnh tự miễn, nhiễm trùng và hỗ trợ chẩn đoán, phù hợp với nhiều nhóm bệnh nhân lâm sàng khác nhau.

2. Hạn chế

Kháng thể đơn dòng cũng tồn tại một số hạn chế. Quá trình sản xuất đòi hỏi công nghệ cao, nuôi cấy tế bào đặc hiệu và tinh chế phức tạp, dẫn đến chi phí điều trị cao và khó tiếp cận với nhiều bệnh nhân. Ngoài ra, hiệu quả của kháng thể phụ thuộc vào sự ổn định của kháng nguyên đích. Nếu tế bào bệnh xảy ra đột biến hoặc thay đổi cấu trúc kháng nguyên, thuốc có thể giảm hoặc mất tác dụng.

Một số trường hợp còn ghi nhận tác động ngoài ý muốn khi kháng thể vô tình gắn vào tế bào lành có mang kháng nguyên tương đồng, gây ảnh hưởng đến mạch máu, thận hoặc mô khác trong cơ thể.

Một số loại kháng thể đơn dòng tại Việt Nam hiện nay

Hiện nay, Việt Nam có một số loại nổi bật đã được sử dụng trong lâm sàng như sau:

• Evusheld được dùng để phòng ngừa COVID-19 cho những người có nguy cơ cao. Việt Nam đã cấp giấy xác nhận lưu hành cho thuốc này vào ngày 25/10/ 2022.
• Trastuzumab nhắm tới protein HER2, sử dụng trong điều trị ung thư vú dương tính HER2. Ở Việt Nam, thuốc này đã được bao gồm trong danh mục hoàn trả bảo hiểm xã hội với mức hoàn trả khoảng 60%.
• Rituximab nhắm tới kháng nguyên CD20 trên tế bào B, được sử dụng trong u lympho và viêm khớp dạng thấp. Tại Việt Nam, hiện đã có thông tin và nguồn cung cấp các thuốc biosimilar của Rituximab trên thị trường.

Bài liên quan: Kháng thể đơn dòng RSV là gì?

Kháng thể đơn dòng là một công cụ đột phá trong y học hiện đại, cung cấp giải pháp nhắm đích chính xác và hiệu quả cao cho nhiều bệnh lý, từ ung thư, bệnh tự miễn, nhiễm trùng đến các ứng dụng chẩn đoán. Mặc dù chi phí sản xuất cao và có thể gây tác dụng phụ, ưu điểm vượt trội về độ đặc hiệu và khả năng điều chỉnh linh hoạt giúp kháng thể đơn dòng trở thành lựa chọn hàng đầu trong liệu pháp sinh học.