Untitled 39 khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo Số 9 năm 2020 Ứng dụng CnVs trong y tế Công nghệ sinh học hiện đại và CNVS tiên tiến có tầm quan trọng đặc biệt trong sản xuất chế phẩm sinh học và c[.]
khoa học - công nghệ đổi sáng tạo ỨNg DụNg CôNg NgHệ VI SINH TroNg y Tế Và MộT Số kHuyếN NgHị Lê Thanh Hịa1, Ngơ Đình Bính1, Nguyễn Đức Hoàng2, Lê Trọng Tài2, Tạ Việt Dũng2 Viện Công nghệ sinh học, VaST Cục Ứng dụng Phát triển công nghệ, Bộ KH&CN Công nghệ vi sinh (CNVS) có vai trị quan trọng sản xuất chế phẩm sinh học cung ứng dịch vụ y tế bảo vệ sức khỏe cộng đồng Công nghệ định 50% số lượng chất lượng sản phẩm thuốc/kháng sinh thực phẩm chức năng; 80% sản phẩm sinh học có hoạt tính cao; gần 100% sản phẩm vắc xin probiotic cho người Tại Việt Nam, CNVS ứng dụng chủ yếu vào sản xuất chất hoạt tính sinh học, chế phẩm chẩn đoán, vắc xin probiotic cho người Bài viết giới thiệu trạng ứng dụng CNVS y tế Việt Nam đưa số đề xuất nhằm phát triển lĩnh vực Ứng dụng CnVs y tế Công nghệ sinh học đại CNVS tiên tiến có tầm quan trọng đặc biệt sản xuất chế phẩm sinh học cung ứng dịch vụ y tế bảo vệ sức khỏe cộng đồng Việt Nam quốc gia giới Nhờ ứng dụng công nghệ sinh học CNVS mà thời gian tiếp cận cho sản phẩm từ nghiên cứu đến triển khai sản xuất từ chuyển giao quyền đến thử nghiệm sản phẩm thương mại rút ngắn đáng kể (nhiều sản phẩm tạo sau vài tháng năm) Các ứng dụng CNVS y tế Việt Nam (ngoài ngành dược sản xuất kháng sinh) tập hợp nhóm ngành sau: Nhóm chất hoạt tính sinh học: bao gồm sản phẩm tạo công nghệ tái tổ hợp vi khuẩn nấm men, công nghệ bật ứng dụng từ năm đầu kỷ XXI Các sản phẩm có hoạt chất sinh học chủ yếu insulin, hormone sinh trưởng, chất kích thích miễn dịch cytokine (IL2, IL6), chất kháng virus interferon Vi sinh vật (VSV) chủ yếu sử dụng để thực trình tạo giống tái tổ hợp vi khuẩn (phần lớn E coli) nấm men Việt Nam làm chủ số trình tạo giống số sản phẩm; doanh nghiệp có cổ phần ngoại liên doanh hầu hết nhập trọn gói hệ thống cơng nghệ, giống, dây chuyền bao gói sản phẩm Mức độ yêu cầu công nghệ phân ngành sản xuất thực phẩm chức hỗ trợ điều trị, vitamin cấp độ 3; phân ngành sản xuất hormone, insulin, chế phẩm miễn dịch, chế phẩm chuyển hoá cấp độ hồn thiện để đạt mức cao Nhóm chế phẩm chẩn đoán: chủ yếu sản xuất kháng thể đơn dịng tạo kit chẩn đốn nhanh (ICT) Ở Việt Nam, y tế có nhiều kit chẩn đốn dựa vào kháng thể đơn dịng kit phát có thai, kit chẩn đốn bệnh truyền nhiễm Chẩn đoán miễn dịch học kháng thể, kháng nguyên tái tổ hợp (ELISA) có tham gia CNVS áp dụng rộng rãi hỗ trợ dịch vụ y tế Chẩn đoán sinh học phân tử, đặc biệt chẩn đoán gen gây bệnh loại sinh phẩm kit khác (PCR, LAMP) Số năm 2020 39 Khoa học - Công nghệ đổi sáng tạo phổ cập, đặc biệt bệnh hiểm nghèo, ung thư, bệnh phát sinh (do coronavirus virus gặp gây ra) Năng lực sản xuất chế phẩm chẩn đoán loại Việt Nam đạt mức trung bình bệnh thường gặp (viêm gan A B, lao, sốt rét, ký sinh trùng…), bệnh chủ yếu phải nhập kit sinh phẩm chẩn đoán tiếp cận quy trình sản xuất qua nghiên cứu chuyển giao Các sở tiêu biểu nghiên cứu, sản xuất vật liệu kit chẩn đoán chủ yếu viện nghiên cứu, trường đại học bệnh viện tuyến trung ương Nhóm vắc xin tái tổ hợp cho người: nhóm mà ứng dụng CNVS có tính định nhất, bao gồm CNVS tái tổ hợp sản xuất vắc xin DNA, sản xuất kháng nguyên vắc xin, vắc xin chứa virus khơng có hệ gen (VLP) hay loại vắc xin tái tổ hợp có vector truyền virus vi khuẩn Ở nhóm này, CNVS định tất công đoạn thành phần, từ tạo giống, bảo quản, lên men sản xuất đến thu hồi tạo sản phẩm Việt Nam làm chủ số loại vắc xin tiến tới tiếp nhận công nghệ tiên tiến để sản xuất số vắc xin thay nhập (vắc xin dại, vắc xin cúm) Mức độ yêu cầu công nghệ nhóm vắc xin cao, vắc xin vi khuẩn, đơn thấp giá (2, giá) địi hỏi mức độ cơng nghệ cấp 3, vắc xin virus tái tổ hợp đa giá địi hỏi mức độ cơng nghệ cấp tất phải đảm bảo theo tiêu chuẩn “Thực hành sản xuất tốt” (GMP) Nhóm probiotic cho người: nhóm mà ứng dụng CNVS có tính định, đối tượng 40 sản phẩm VSV lợi khuẩn Các CNVS cho sản xuất probiotic lợi khuẩn Lactobacillus gần Bifidobacterium ứng dụng từ lâu quy mô nhỏ lẻ Tuy nhiên, viện nghiên cứu, trường đại học, trung tâm dược quy mô nhỏ, phân xưởng kèm doanh nghiệp dược chủ yếu công nghệ nuôi cấy giống lên men sản xuất Mức độ yêu cầu cơng nghệ nhóm probiotic cho người mang u cầu thường quy - công nghệ lên men cấp độ đủ Tuy nhu cầu sử dụng, tạo sản phẩm probiotic cần đa dạng (dạng bột, sản phẩm đông khô, dịch dạng bào tử ) nên đòi hỏi phải nâng dần cấp độ 2, lên thị trường doanh nghiệp ứng dụng CnVs y tế Thị trường sản phẩm dược, probiotic y tế, vắc xin, thực phẩm chức thị trường nổi, thu hút nhà đầu tư Việt Nam Thị trường sản phẩm y dược (phân biệt với thị trường thiết bị hạ tầng y tế) dần chiếm tỷ trọng thương mại đáng kể nước ta, sản xuất cung ứng dược phẩm chiếm vị trí hàng đầu, với tăng trưởng số/năm, ước đạt 7,7 tỷ USD vào năm 2021 Hiện nay, Việt Nam có 260 doanh nghiệp hoạt động lĩnh vực vi sinh y tế thuộc nhóm ngành Trong đó, nhóm ứng dụng CNVS sản xuất dược chiếm tỷ lệ cao (180 doanh nghiệp, chiếm 69%), nhóm thực phẩm chức (73 doanh nghiệp, chiếm 28%), sản xuất vắc xin cho người (5 doanh nghiệp, chiếm 2%) thấp nhóm chế phẩm sinh Số năm 2020 học probiotic (3 doanh nghiệp, chiếm 1%) Theo điều tra, Việt Nam có doanh nghiệp tham gia sản xuất cung ứng vắc xin cho người với mặt hàng có ứng dụng CNVS q trình tạo giống sản xuất chất lượng cao (2% doanh nghiệp) Các mặt hàng vắc xin đa giá, phối hợp đa thành phần (4, 1) ưa chuộng tiện lợi, phòng nhiều bệnh, đặc biệt trẻ nhỏ Những doanh nghiệp chuyên biệt sản xuất probiotic cho người chiếm số lượng (1% doanh nghiệp) hình thành gần Mặc dù vậy, mặt hàng lợi khuẩn có mặt thị trường Việt Nam từ lâu, đặc biệt lợi khuẩn Lactobacillus gần Bifidobacterium Thị trường probiotic hứa hẹn đà tăng trưởng mạnh năm tới Hầu doanh nghiệp sản xuất nước tập trung vào thị trường nội địa Các doanh nghiệp với công nghệ chất lượng cao thường doanh nghiệp có vốn nhà nước, ngồi nhiệm vụ sản xuất, kinh doanh thương mại cịn có nhiệm vụ dự trữ sản phẩm y tế quốc gia Phần lại tham gia vào chuỗi giá trị với vai trị gia cơng thương mại hóa sản phẩm Ngồi ra, có số doanh nghiệp nhập hồn tồn cơng nghệ từ nước ngồi, sản xuất gia cơng nguồn ngun liệu nhập Các doanh nghiệp quy mô vừa sản xuất dựa vào nguồn nguyên liệu sẵn có nước với công nghệ chưa cải tiến mức độ thương mại hóa sản phẩm khơng cao Các cơng nghệ sản xuất quy khoa học - công nghệ đổi sáng tạo trình sản xuất tiên tiến nhập theo phương thức chuyển giao trọn gói có tham gia chuyên gia thuê dài hạn lực CnVs y tế Việt nam Hiện trạng lực ứng dụng CNVS y tế Việt Nam có thay đổi tích cực qua giai đoạn, gắn liền với nhu cầu/ yêu cầu sống, với thành tựu khoa học công nghệ giới Tuy nhiên, ứng dụng CNVS y tế tn thủ theo nhóm cơng nghệ sau: Công nghệ bảo quản giống: Việt Nam làm chủ hầu hết cơng nghệ thành phần, thành phần cơng nghệ bảo quản giống có tính định sống cịn cho sản xuất Cơng nghệ lạnh sâu, đông khô phá vỡ tế bào triển khai phù hợp có vai trị lớn CNVS y tế Việt Nam có lực làm chủ công nghệ bảo quản giống đánh giá mức 90-100% so với giới, vai trị ứng dụng công nghệ lạnh, lạnh sâu, đông khô đánh giá cao Cơng nghệ thành phần có vai trị quan trọng bảo quản lạnh sâu đông khô, tiếp đến bảo quản glycerol thạch Trong nghiên cứu, hầu hết công nghệ nêu ứng dụng, nhiên công nghệ lạnh sâu, đơng khơ, thạch glycerol có vai trị chủ chốt ứng dụng triệt để lĩnh vực Cơng nghệ tạo giống: nhìn chung Việt Nam chưa có đủ lực chủ động tạo giống với số chủng giống (ví dụ chủng giống sản xuất kháng sinh hệ mới), lực thuộc mức trung bình (khoảng 60%) so với giới Việc tạo giống phát giống VSV nội địa Việt Nam hạn chế, giống chủ yếu sử dụng để sản xuất quy mô nhỏ lẻ, thường có nguồn gốc từ đề tài nghiên cứu, tạo công nghệ truyền thống Một ngun nhân dẫn đến trình độ cơng nghệ tạo giống nước tương đối xa so với giới chi phí đầu tư cao, chưa có nhà đầu tư thỏa đáng, đầu tư Nhà nước dàn trải Các doanh nghiệp nước dạng vừa nhỏ, không đủ kinh phí đầu tư sợ có rủi ro cao thu hồi vốn nên ngại mở rộng nghiên cứu ứng dụng Công nghệ lên men: lực sản xuất Việt Nam hạn chế hệ thống sản xuất chưa đồng hạn chế tính tự động hóa Hiện trạng lực cơng nghệ đánh giá vào khoảng 70% công nghệ thành phần, trọng số vai trò sử dụng cịn thấp Từ dẫn đến lực vận hành, làm chủ cơng nghệ cịn mức thấp so với giới Hiện có hai loại hình doanh nghiệp, loại có hệ thống sản xuất đại, uy tín, ngang tầm quốc tế, có tiêu chuẩn trang bị GMP hoàn chỉnh, thị trường tiêu thụ lớn; số khác lực thấp, chưa hoàn chỉnh, cải tiến chậm, suất khơng cao hạn chế đa dạng sản phẩm thị trường tiêu thụ Công nghệ thu hồi tạo sản phẩm: cơng nghệ thu hồi tạo sản phẩm có tầm quan trọng công nghệ khác giai đoạn sản xuất trước Do vậy, trạng lực công nghệ thành phần hầu hết giai đoạn công nghệ thu hồi tạo sản phẩm y tế trì mức cao (trung bình 85%), kể dạng đóng gói thành phẩm (đông khô, vô hoạt, protein, enzyme, lỏng/nước, viên nang/nén, bột kháng sinh, cao, sirô, cốm…) trọng mức tối đa Hầu hết doanh nghiệp vừa lớn đầu tư dây chuyền tự động cho đóng gói sản phẩm thương mại thay lời kết Sự xuất bệnh trỗi dậy bệnh cũ có nguồn gốc từ VSV ngày gia tăng, nên cần tập trung ưu tiên phát triển sinh phẩm giúp chẩn đốn nhanh, chẩn đốn sớm xác tác nhân gây bệnh, bệnh tiềm ẩn; vắc xin ứng dụng phịng kiểm sốt bệnh; loại thuốc mới, chất hoạt tính sinh học dùng hỗ trợ điều trị kháng thể liệu pháp, kháng thể đơn dòng (mAbs), hormone, kháng sinh Do vậy, phát triển CNVS y tế bao gồm phần cứng phần mềm công nghệ phải song song đẩy mạnh, tập trung nắm bắt thành tựu khoa học công nghệ giới Việt Nam; đẩy mạnh ứng dụng cơng nghệ 4.0 trí tuệ nhân tạo sản xuất chế phẩm y dược (đặc biệt từ đến năm 2025 tầm nhìn đến 2030), quy trình GMP yêu cầu bắt buộc tồn cầu có ứng dụng cơng nghệ 4.0 giải yêu cầu sản xuất theo GMP Bên cạnh cần ưu tiên phát triển nguồn nhân lực trình độ cao đầu tư tài cho phát triển CNVS y tế ? Số năm 2020 41 ... chuyển giao trọn gói có tham gia chuyên gia thuê dài hạn lực CnVs y tế Vi? ??t nam Hiện trạng lực ứng dụng CNVS y tế Vi? ??t Nam có thay đổi tích cực qua giai đoạn, gắn liền với nhu cầu/ y? ?u cầu sống,... tựu khoa học công nghệ giới Tuy nhiên, ứng dụng CNVS y tế tuân thủ theo nhóm cơng nghệ sau: Cơng nghệ bảo quản giống: Vi? ??t Nam làm chủ hầu hết cơng nghệ thành phần, thành phần cơng nghệ bảo quản... cứng phần mềm công nghệ phải song song đ? ?y mạnh, tập trung nắm bắt thành tựu khoa học công nghệ giới Vi? ??t Nam; đ? ?y mạnh ứng dụng cơng nghệ 4.0 trí tuệ nhân tạo sản xuất chế phẩm y dược (đặc biệt