Vi-rút vắc-xin, đặc biệt là vi-rút vaccinia (VACV), đã nhanh chóng trở thành công cụ quan trọng đối với sức khỏe cộng đồng trong vài thế kỷ qua với sự phát triển và sử dụng rộng rãi vắc-xin đậu mùa. Là một loại virus có vỏ bọc phức tạp, bộ gen của virus vaccinia dài khoảng 190 kb và mã hóa khoảng 250 gen. Bộ gen lớn và độc đáo này cho phép virus vaccinia sinh sản một cách đáng kinh ngạc trong cơ thể con người, nhưng những bí mật chưa biết đằng sau tất cả là gì?
Vi rút vắc xin chỉ nhân lên trong tế bào chất của tế bào chủ, khiến nó khác biệt hoàn toàn với các vi rút DNA khác.
Kích thước virion của virus vaccinia là khoảng 360 × 270 × 250 nanomet và có khối lượng từ 5 đến 10 femtogram (fg). Cấu trúc đặc biệt của nó cho phép virus thực hiện quá trình sao chép gen và tổng hợp protein hiệu quả trong tế bào. Trong chu kỳ lây nhiễm, vi-rút đậu mùa tạo ra nhiều dạng lây nhiễm khác nhau, chẳng hạn như vi-rút trưởng thành nội bào (IMV), vi-rút bao bọc nội bào (IEV), vi-rút bao bọc tế bào (CEV) và vi-rút vỏ ngoại bào (EEV). Các dạng vi rút khác nhau này đóng vai trò quan trọng trong việc lây lan vi rút, đặc biệt là IMV, loại vi rút có vai trò quan trọng trong việc lây truyền từ vật chủ sang vật chủ.
Vi rút bệnh đậu mùa có khả năng khởi động lại nhân bản (Tái kích hoạt đa bội, MR). Trong quá trình này, ngay cả khi bộ gen của virus bị hư hỏng, nhiều loại virus vẫn có thể tương tác với nhau để tạo thành một bộ gen virus khả thi. Đặc tính này không chỉ tăng thêm sức mạnh cho quá trình sinh sản của virus mà còn góp phần giúp virus tiếp tục tồn tại trong vật chủ. Trong nghiên cứu của mình, các nhà khoa học phát hiện ra rằng virus bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như tia cực tím, nitơ nước máy hoặc tia gamma cũng có thể tạo ra virus con cháu hiệu quả thông qua MR, giúp chúng có lợi thế sống sót thông qua việc tái tổ hợp và sửa chữa gen virus.
Bộ gen của virus đậu mùa cũng chứa một số protein giúp nó chống lại các interferon của vật chủ. Chức năng chính của các protein này là ngăn chặn phản ứng miễn dịch của vật chủ đối với vi rút, điều này cho phép vi rút vaccinia nhân lên hiệu quả trong vật chủ và làm giảm khả năng nhận biết của hệ thống miễn dịch của vật chủ. Ví dụ, các protein như K3L và E3L có thể ức chế hoạt động của PKR một cách hiệu quả, tăng cường hơn nữa khả năng kháng vi rút đậu mùa.
Năm 1796, bác sĩ người Anh Edward Jenner lần đầu tiên phát hiện ra rằng bệnh đậu bò có thể bảo vệ chống lại bệnh đậu mùa nhỏ, đặt nền móng cho sự phát triển của vắc-xin. Theo thời gian, virus vaccinia dần dần được xác định là thành phần chính của vắc xin đậu mùa, mặc dù hồ sơ về nguồn gốc của nó tương đối mơ hồ. Các nhà khoa học suy đoán rằng các loại virus vaccinia, vaccinia và variola có thể có nguồn gốc từ cùng một loại virus tổ tiên, điều này giải thích các đặc tính tương tự của chúng.
Việc sử dụng vắc xin đậu mùa luôn xoay quanh một câu hỏi: Làm thế nào để bảo vệ con người một cách hiệu quả mà không gây nhiễm bệnh đậu mùa?
Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, việc ứng dụng virus vaccinia trong liệu pháp gen và kỹ thuật di truyền cũng nhận được sự quan tâm rộng rãi. Nghiên cứu của cộng đồng khoa học về virus đậu mùa không chỉ có lợi cho việc phòng ngừa bệnh đậu mùa mà còn cung cấp những ý tưởng mới cho việc phát triển các loại vắc xin hiện đại. Khi sử dụng dạng vắc xin minipox hiện đại, ACAM2000 và nhiều biến thể vi rút vaccinia khác, chúng ta đã có thể chứng kiến sức sống đáng kinh ngạc và khả năng thích ứng của vi rút vaccinia.
Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng vắc xin, chúng ta cũng phải xem xét các tác dụng phụ và rủi ro tiềm ẩn đối với các nhóm có khả năng miễn dịch thấp hơn. Khả năng sinh sản của virus vaccinia chắc chắn là đáng ngạc nhiên, nhưng với tư cách là một loại vắc xin, liệu nó có thực sự đạt được sứ mệnh bảo vệ con người không?