Những nhà nghiên cứu ngăn chặn đại dịch ho gà

Tâm huyết nghiên cứu khoa học

Năm 1932, cuộc Đại suy thoái kinh tế toàn cầu đang ở năm thứ tư. Cuối tháng 11/1932, thời tiết lạnh giá, sau một ngày dài làm việc trong phòng thí nghiệm Bộ Y tế ở thành phố Grand Rapids, bang Michigan, Mỹ, hai nhà vi khuẩn học Pearl Kendrick và Grace Eldering còn dành thời gian đến thăm các bệnh nhi để chẩn đoán xem có phải các em đã mắc căn bệnh nguy hiểm chết người hay không. 

Hai nhà khoa học này nhận thấy nhiều gia đình đang sống trong hoàn cảnh rất khó khăn. Họ mang theo những đĩa petri đặc biệt cầm trên tay, gọi là đĩa ho (dạng hình trụ có nắp đậy - với môi trường nuôi cấy vi sinh ở phía dưới). Hai nhà khoa học này đi đến một số hộ gia đình để thu thập vi khuẩn gây bệnh ho gà, căn bệnh nguy hiểm nhất đối với trẻ em thời kỳ đó. Dưới ánh sáng lờ mờ của đèn dầu, họ yêu cầu những đứa trẻ bị bệnh ho ra từng đĩa, làm mờ gel agar với các giọt lỏng chứa vi khuẩn. Chiếc đĩa petri sau đó được đậy nắp và chuyển đến phòng thí nghiệm để nuôi cấy vi khuẩn thành các cụm khuẩn phù hợp cho phân tích.

Mục đích của Eldering và Kendrick là phân lập và nuôi cấy vi khuẩn gây bệnh ho gà để chế tạo vaccine. Vào đầu thập niên 1930, ước tính có khoảng 7.500 trẻ em ở Mỹ đã chết vì bệnh ho gà mỗi năm, nhiều hơn so với bệnh bạch hầu, sốt phát ban, lao hoặc bại liệt. Việc chẩn đoán ho gà cũng vấp phải nhiều khó khăn nếu chỉ dựa vào các triệu chứng. Ban đầu, triệu chứng thường là chảy nước mũi và ho nhẹ. Các phụ huynh thỉnh thoảng thấy con ngưng thở nhưng sau đó họ lại yên tâm khi con trở lại bình thường. Bác sĩ cũng có thể bỏ qua và cho rằng đó chỉ là cảm lạnh, không có gì đáng lo lắng. Nhưng từ một đến hai tuần sau, cơn ho có thể thành từng cơn dai dẳng, dữ dội, gây khó khăn cho việc thở. Sau đó, đứa trẻ phải cố gắng để hít không khí xuống cổ họng với tiếng ho rít.

Đến giữa thế kỷ 20, ho gà vẫn là căn bệnh không thể ngăn chặn. Ho gà còn lây lan nguy hiểm đến mức một em bé mắc căn bệnh này có thể khiến nửa lớp học rồi cả lớp bị nhiễm. Cả hai nhà khoa học Kendrick và Eldering đều sống sót khi mắc bệnh ho gà lúc còn nhỏ nên họ hiểu rõ căn bệnh này gây ra đau đớn như thế nào. Do đó, họ có một niềm khao khát muốn giúp đỡ trẻ em không bị rơi vào hoàn cảnh bệnh tật giống như mình. "Tôi vẫn còn nhớ những cơn ho khủng khiếp xảy ra. Tôi ho đến mức tưởng rằng cuộc sống của tôi có thể sẽ kết thúc", bà Eldering nói.

Trong lúc thu thập mẫu vi khuẩn từ các đứa trẻ bị ho gà, Kendrick và Eldering được nghe những câu chuyện buồn từ các bậc phụ huynh bị mất việc làm. "Chúng tôi đã tìm hiểu về bệnh ho gà ngay tại thời điểm diễn ra cuộc Đại khủng hoảng kinh tế toàn cầu", Eldering cho biết.

Công việc điều chế vaccine ho gà bắt đầu như một dự án phụ của Kendrick và Eldering tại phòng thí nghiệm của Bộ Y tế Michigan. "Khi ngày làm việc kết thúc, chúng tôi mới tiến hành nghiên cứu vaccine. Chúng tôi về nhà ăn tối và trở lại với những thí nghiệm thú vị", Elderick trả lời phỏng vấn tờ báo địa phương Grand Rapids vào năm 1984.

Vượt khó để thành công

Do tình hình kinh tế khó khăn trong Đại suy thoái nên nguồn ngân sách tài trợ cho các nghiên cứu khoa học rất hạn hẹp trước cuộc Chiến tranh Thế giới lần thứ hai. Khi Kendrick và Eldering phát hiện Đệ nhất phu nhân Eleanor Roosevelt đến thăm thành phố Grand Rapids, họ đã mời bà đến tham quan phòng thí nghiệm của mình. Bà Roosevelt không chỉ nhận lời mời mà còn tích cực tìm hiểu về công việc của Kendrick và Eldering. Sau đó, bà đã giúp các nhà khoa học nhận được khoản tiền tài trợ liên bang ít ỏi. "Kendrick và Eldering rất giỏi thu xếp với nguồn ngân sách eo hẹp. Họ điều chế vaccine ho gà trong bối cảnh thiếu thốn nhiều thứ. Những con chuột thí nghiệm khan hiếm đến mức chúng được coi là một thứ xa xỉ. Vào thời điểm đó, các nhà nghiên cứu chủ yếu chỉ dùng chuột trong các thử nghiệm kháng sinh penicillin", Carolyn Shapiro-Shapin, nhà sử học nghiên cứu về cuộc đời của Kendrick và Eldering, cho biết.

Bà Kendrick và Eldering đã trải qua nhiều đêm dài mệt mỏi trong phòng thí nghiệm để khuấy các thùng nguyên liệu thô. "Hiện tại, nếu các nhà khoa học cần nuôi cấy vi khuẩn, họ có thể mua một loại bột có sẵn làm từ tinh bột khoai tây hoặc agar để dùng làm môi trường nuôi cấy. Nhưng vào thập niên 1930, Kendrick và Eldering tạo ra môi trường nuôi cấy từ đầu bằng cách tự luộc khoai tây và rong biển. Thay vì sử dụng máu người làm môi trường nuôi cấy, họ chuyển sang dùng máu cừu, vì nó ít tốn kém hơn và có sẵn. Đây là một trong những cải tiến trong phòng thí nghiệm, tạo điều kiện để họ mở rộng đáng kể chương trình xét nghiệm", Shapiro-Shapin nói.

Cuối cùng, Kendrick và Eldering đã nuôi cấy thành công và xác định được các chủng vi khuẩn Bordetella pertussis gây bệnh ho gà ở trẻ nhỏ từ các đĩa ho. Họ làm bất hoạt loại vi khuẩn này để tạo ra vaccine ho gà sau nhiều năm làm việc trong phòng thí nghiệm.

Tháng 1/1933, Kendrick và Eldering tạo ra vaccine thử nghiệm đầu tiên. Vaccine do Kendrick và Eldering điều chế bao gồm tế bào vi khuẩn ho gà bị triệt tiêu bằng chất sát trùng thông thường, được làm sạch, khử trùng và lơ lửng trong dung dịch nước muối. Kendrick và Eldering thuyết phục nhiều y tá, bác sĩ và các cư dân của thành phố Grand Rapids tham gia một thử nghiệm lâm sàng trên quy mô lớn năm 1934. Đa số các bậc phụ huynh đã tình nguyện cho con của họ tiêm thử vaccine. Kết quả thu được thật sự ấn tượng. Trong lần thử nghiệm đầu tiên, chỉ có 3 trong số 1.592 đứa trẻ được tiêm chủng bị nhiễm ho gà. Trong lần thử nghiệm thứ hai kéo dài 3 năm, hơn 90% trong số 5.815 trẻ được tiêm chủng có khả năng miễn dịch với bệnh ho gà.

Kể từ đó, vaccine ho gà của Kendrick và Eldering được sử dụng rộng rãi tại các cơ sở y tế địa phương của bang Michigan và Học viện Nhi khoa Mỹ. Năm 1944, Hiệp hội Y khoa Mỹ đã bổ sung vaccine của Kendrick và Eldering vào danh sách khuyến nghị tiêm chủng. Kết quả là các trường hợp mắc ho gà tại Mỹ giảm hơn một nửa trong thập niên đó. Kendrick đã đến nhiều quốc gia, từ Mexico đến Nga, để giới thiệu về vaccine phòng ho gà và gặt hái thành công.

Tiếp đó, Kendrick và Eldering tuyển dụng nhà hóa học người Mỹ gốc Phi Loney Clinton Gordon vào làm việc tại phòng thí nghiệm của họ. Gordon đã hỗ trợ hai nhà khoa học thử nghiệm hàng nghìn mẫu nuôi cấy vi khuẩn ho gà để tìm kiếm chủng vi khuẩn tối ưu phục vụ mục đích điều chế vaccine. Với sự đóng góp của Gordon, phòng thí nghiệm của Kendrick và Eldering đã tạo ra vaccine DTP (nay là vaccine DTaP) có khả năng phòng, chống 3 loại bệnh cùng lúc, bao gồm bạch hầu, uốn ván và ho gà một cách an toàn. Vaccine DTaP ngày nay được tiêm vào giai đoạn đầu đời và bảo vệ 85% trẻ em trên thế giới.

Kendrick và Eldering nhanh chóng trở nên nổi tiếng trong lĩnh vực y tế công cộng. Kendrick thậm chí còn tích cực tham gia xây dựng các sáng kiến vaccine cùng với Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA) và Tổ chức Y tế Thế giới.