Thuốc ra đời trong trường hợp nào

Trong vòng 60 năm qua, công nghệ khoa học đã và đang phát triển một cách chóng mặt. Hàng loạt các sản phẩm công nghệ cao được ra đời như điện thoại cảm ứng, máy tính siêu năng, đồng hồ điện thoại,... Tuy nhiên, trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, mà cụ thể là dược học, số lượng thuốc mới ra đời ngày càng giảm đi. Cụ thể, từ năm 1950 tới 2008, có 1222 hoạt chất mới [1103 phân tử hóa học và 119 hoạt chất sinh học] được FDA [Food and Drug Administration, Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ] chấp thuận, tức chỉ trung bình 21 thuốc mới được ra đời hàng năm [1]. Con số này thật đáng lo ngại khi trên thế giới có hàng trăm loại bệnh tật, và nguy hiểm hơn khi những loại bệnh không có thuốc trị ngày càng gia tăng. Gần đây, việc xuất hiện chủng siêu vi khuẩn Escherichia coli kháng colistin, một loại kháng sinh dự phòng chỉ dành cho vi khuẩn đã kháng những kháng sinh khác, dấy lên một tình trạng báo động trong giới y học [2]. Phải chăng con người đang thua cuộc trong cuộc chiến chống lại bệnh tật?

Một cách ngắn gọn, quy trình nghiên cứu và sản xuất thuốc mới có thể được tóm tắt qua 4 bước cơ bản:

            1. Tìm kiếm hoạt chất tiềm năng [Drug discovery]: hàng loạt các chất trong tự nhiên [chiết xuất từ cây cỏ, động vật,...] và nhân tạo [tổng hợp hóa học] được tiến hành thử nghiệm trong phòng nghiên cứu trên các mô hình bệnh tật khác nhau, bao gồm cả thiết kế thuốc trên máy tính. Mục đích chính là nhằm tìm ra các hoạt chất có tác dụng tốt nhất, liều lượng thấp nhất và an toàn nhất.

            2. Thử nghiệm tiền lâm sàng [Preclinical test]: các hoạt chất tiềm năng sẽ được tiến hành thử nghiệm trên động vật, bao gồm cả loài gậm nhấm [chuột, thỏ] và không gậm nhấm [chó, khỉ]. Mục đích chính là xác định khả năng điều trị cũng như độ an toàn của hoạt chất trên cơ thể sống, đặc biệt là cơ thể có hệ thống giống con người.

            3. Thử nghiệm lâm sàng [Clinical trials]: các hoạt chất có tác dụng tốt trên động vật sẽ được tiến hành thử nghiệm trên người tình nguyện. Giai đoạn này được chia nhỏ thành 3 bước, với số lượng người tham gia tăng dần [khoảng 50 người cho bước 1 đến khoảng vài ngàn người cho bước 3], nhằm đánh giá hiệu quả, liều lượng cũng như độ an toàn của thuốc.

            4. Đăng ký thuốc và đưa ra thị trường [Regulatory approval and marketing]: sau khi có đầy đủ các dữ liệu khoa học, thuốc được đăng ký với cơ quan pháp lý, được bảo hộ độc quyền trong khoảng 10 – 15 năm, được sản xuất và bán ra thị trường.

Toàn bộ giai đoạn chiếm thời gian khoảng 13 – 15 năm, từ khoảng 10000 hoạt chất tiềm năng ở bước 1 đến duy nhất 1 thuốc ở bước 4, và chi phí khoảng 2 tới 3 tỷ USD [3]. Chi phí này bao gồm cả các thử nghiệm thất bại trong quá trình nghiên cứu. Do vậy, số lượng thuốc mới trên thị trường ngày càng giảm sút.

Nhằm giải quyết tình trạng cấp bách trên, các nhà nghiên cứu đã đưa ra một số chiến lược trong quá trình nghiên cứu, cụ thể [4]:

            1. Thử nghiệm hoạt chất cũ trên bệnh mới: các hoạt chất đã có mặt trên thị trường hay các hoạt chất không có tác dụng để điều trị bệnh A, có thể được thử trên mô hình bệnh B, với hy vọng tìm được “thuốc mới” trong những chất đã có. Sildenafil [Viagra®] ban đầu được thử trên mô hình bệnh tim mạch, nhưng lại được ra thị trường nhờ “tác dụng phụ” rối loạn cương dương [5].

            2. Nghiên cứu từ kinh nghiệm dân gian: để tiết kiệm thời gian và kinh phí tìm kiếm hoạt chất mới, các nhà khoa học đã nghiên cứu các tài liệu cổ xưa về các bài thuốc hiệu quả trong dân gian. Từ đó xoáy sâu vào một loại cây hay động vật cụ thể. Giải Nobel Y học năm 2015 về thuốc trị sốt rét artemisinin là một ví dụ điển hình về hướng nghiên cứu này [6].

            3. Thay đổi dược động học: dược động học là quá trình biến đổi, chuyển hóa của thuốc trong cơ thể. Một số hoạt chất đã được chứng minh là an toàn trên người [qua bước 1 trong thử nghiệm lâm sàng] nhưng lại không [hoặc ít] có tác dụng trị liệu. Nguyên nhân có thể do hoạt chất kém hấp thu vào máu, bị chuyển hóa quá nhanh thành chất khác, không đến được cơ quan bị bệnh, hay bị đào thải quá nhanh qua phân hoặc nước tiểu. Do đó, hướng nghiên cứu thay đổi cấu trúc của hoạt chất nhằm thay đổi dược động học đang được phát triển mạnh mẽ vì tiết kiệm được một lượng lớn thời gian và chi phí.

Cuộc chiến giữa con người và bệnh tật, như hai mặt của một đồng xu, luôn song hành cùng nhau. Và có một điều chắc chắn rằng, con người luôn có cách vượt qua những khó khăn trong cuộc chiến đó.

Tác giả: Phạm Duy Toàn [NCS, ĐH Naresuan, Thái Lan]

Phản biện: Nguyễn Thụy Việt Phương [TS, ĐH Y Dược, Tp. HCM]

Tài liệu tham khảo

1. Munos, B. [2010] Lessons from 60 years of pharmaceutical innovation. Nature Rev. Drug Discov. 8:959–968.

2. McGann, P et al. [2016] Escherichia coli Harboring mcr-1 and blaCTX-M on a Novel IncF Plasmid: First report of mcr-1 in the USA. Antimicrob. Agents Chemother. pii: AAC.01103–16.

3. Jack, WS et al. [2012] Diagnosing the decline in pharmaceutical R&D efficiency. Nature Rev. Drug Discov. 11:191–200.

4. Nicola, N. [2016] Can you teach old drugs new tricks? Nature 534:314–316.

5. Robert. [2008] History of Viagra, //www.sildenafilakaviagra.com/history-of-viagra, accessed 17.06.2016.

6. Youyou, T. [2015] Nobel Lecture: Discovery of Artemisinin - A Gift from Traditional Chinese Medicine to the World, //www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2015/tu-lecture.html, accessed 17.06.2016.

7. GlaxoSmithKline [2015] Chúng tôi đã phát minh thuốc mới như thế nào?, //vn.gsk.com/vi-vn/nghi%C3%AAn-c%E1%BB%A9u/ch%C3%BAng-t%C3%B4i-ph%C3%A1t-minh-thu%E1%BB%91c-m%E1%BB%9Bi-nh%C6%B0-th%E1%BA%BF-n%C3%A0o/, accessed 02.07.2016.

8. Thu Hà [2015] Tác hại khôn lường của “thần dược” Viagra, //eva.vn/tinh-yeu-gioi-tinh/tac-hai-khon-luong-cua-than-duoc-viagra-c3a233605.html, accessed 02.07.2016.

9. Nootriment Editorial Staff [2015] Artemisinin Effects, Health benefits and uses, //nootriment.com/artemisinin/, accessed 02.07.2016.

​

Dân số thế giới tăng nhanh, đi kèm là tình trạng già hóa dân số cùng môi trường sống ngày càng ô nhiễm nặng chính là nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy sự gia tăng nhu cầu về thuốc men trong chăm sóc sức khỏe cộng đồng. Trên thực tế, việc phát minh ra một loại thuốc là cả một quá trình nghiên cứu với sự đóng góp công sức của nhiều nhà khoa học với chi phí lớn. Tuy nhiên, một số loại thuốc mang tính cách mạng trong điều trị bệnh lại được khám phá trong hoàn cảnh bất ngờ.

Thuốc trị ung thư bạch cầu

Chlorambucil là loại thuốc điều trị ung thư bạch cầu được FDA chấp thuận lần đầu tiên vào năm 1957. Ung thư bạch cầu là ung thư của các tế bào máu, đây là một trong những loại ung thư hàng đầu ở người dưới 15 tuổi. Loại thuốc này được bắt nguồn từ việc sử dụng khí mù tạc trong chiến trường của Thế chiến lần thứ nhất. Khí mù tạc lần đầu tiên được quân đội Đức sử dụng chống lại binh lính Anh gần Ypres vào năm 1917 và sau  này cũng chống lại quân đội Pháp. Khí mù tạc là một chất độc tế bào, tác nhân làm phồng da, hình thành mụn nước trên da khi tiếp xúc.Khi nghiên cứu để giảm thiểu tác hại của khí mù tạc, các nhà khoa học tại Đại học Yale đã phát hiện ra những người lính bị phơi nhiễm khí mù tạc có lượng bạch cầu thấp. Điều này dẫn tới phát hiện, các hợp chất nitơ có thể được sử dụng để giết chết các tế bào bạch cầu bị biến đổi, ngăn ngừa các khối u phân chia và di căn. Nghiên cứu đã tạo ra chlorambucil và đến ngày nay, loại thuốc này vẫn được sử dụng để điều trị ung thư bạch cầu.

Sự ra đời của viagra là bước tiến quan trọng trong lĩnh vực dược phẩm trị cương dương.

Viagra trị rối loạn cương dương

Không nghi ngờ rằng viagra là một trong những khám phá về dược phẩm được sử dụng rộng rãi và đánh giá cao trên toàn thế giới. Tuy nhiên, nguồn gốc của loại thuốc này thì ít người biết đến. Viagra ra đời ở Merthyr Tydfil - một thị trấn nhỏ ở xứ Welsh, Anh. Các nhà khoa học thử nghiệm một loại thuốc phòng ngừa những cơn đau thắt ngực, tuy nhiên, sau khi sử dụng, những người tham gia nghiên cứu cho biết nam giới thường xuyên cương dương. Nghiên cứu sâu hơn, các nhà khoa học phát hiện thuốc này thực sự giúp cải thiện chức năng sinh lý của nam giới và “viên thuốc màu xanh” đã được ra đời. Viagra được đưa ra thị trường lần đầu tiên vào năm 1998 với công dụng chữa trị rối loạn cương dương.Giờ đây, sau 20 năm, loại thuốc này đã trở thành một trong những thuốc được kê toa nhiều nhất trên thế giới.

Botox dùng trong phẫu thuật thẩm mỹ

Ngày nay, hầu như ai cũng biết đến botox trong ngành phẫu thuật thẩm mỹ giúp là phẳng các nếp nhăn trên da, giúp trẻ hóa khuôn mặt, nhưng ít ai biết rằng botox thực sự là một chất độc thần kinh được tạo ra một dạng tinh khiết của độc tố botulinum có thể gây ngộ độc. Lần đầu tiên botox được sử dụng như một loại thuốc ngăn ngừa co thắt cơ trong cơ thể, đặc biệt là với những người bị co thắt dây chằng hoặc ống nghe. Tuy nhiên, việc tiêm botox quanh mắt đem lại hiệu quả bất ngờ, giúp giảm các vết nhăn quanh vùng da mặt. Phát hiện ra công dụng này, các bác sĩ đã ứng dụng botox trong phẫu thuật thẩm mỹ giúp giảm nếp nhăn trên khuôn mặt và làm làn da căng mịn màng. Với công hiệu đặc biệt này, phẫu thuật thẩm mỹ bằng botox đã trở thành một phương pháp phổ biến nhất với hơn 7 triệu thủ thuật được thực hiện tại Mỹ vào năm 2016.

Tiêm chủng đậu mùa

Vào cuối thế kỷ 18, Edward Jenner đã có những đóng góp đáng kể trong việc phát triển thuốc tiêm phòng bệnh đậu mùa - căn bệnh tàn phá khủng khiếp loài người trong nhiều thế kỷ trước, đặc biệt ở châu Âu. Sự khởi đầu của vắc-xin là ngày 14/5/1796, khi Edward Jenner tiêm chủng đậu mùa cho James Phipps - một bé trai 13 tuổi với loại virut đậu bò lây từ một phụ nữ trẻ bị lây nhiễm từ một con bò. Sau đó, James Phipps được coi là “an toàn” với đậu mùa. Ngay sau đó, vào năm 1798, Jenner dự đoán rằng sẽ dùng vắc-xin để đề phòng bệnh ở người. Khái niệm vắc-xin này được Louis Pasteur đưa ra khi ông mô tả lại phát minh của Jenner, vắc-xin sẽ miễn dịch với đậu mùa. Dự đoán của James đã trở thành hiện thực vào tháng 9/1979 khi WHO xác nhận đã chữa được bệnh đậu mùa nhờ phát minh từ 200 năm trước. Ngày nay, khoảng hơn 26 bệnh đã được dự phòng bằng vắc-xin.

Muối lithium trị rối loạn lưỡng cực

Việc điều trị rối loạn lưỡng cực [trước đây gọi là trầm cảm] đã thay đổi rất nhiều trong suốt lịch sử phát triển của ngành y học. Tuy nhiên, đến cuối thế kỷ 20, bệnh nhân vẫn chưa có biện pháp điều trị hiệu quả.Vào năm 1948, nhà tâm lý học người Úc - TS. John Cade đã nghĩ ra phương pháp mang tính cách mạng bằng cách sử dụng muối lithium.Phát hiện này khởi nguồn từ thử nghiệm của ông về việc kết hợp giữa urea và mania. Thử nghiệm trên lợn cho thấy muối lithium làm con vật trở nên thư giãn và sau đó Cade đã tự mình thử nghiệm và cho kết quả tương tự. Phát hiện này của ông đã mở đường cho việc điều trị rối loạn lưỡng cực hiện nay.

Kháng sinh penicillin

Có nhiều người nói về việc khám phá ra penicillin của Alexander Fleming năm 1928 nhưng rất ít người biết đến câu chuyện của Ernst Chain và Howard Florey - những người đã phát triển penicillin thành một loại thuốc. Khoảng năm 1938, Howard Florey - Giáo sư Bệnh học ở Đại học Oxford và Ernst Chain - nhà nghiên cứu sinh hóa người Đức đã nghiên cứu thành công một xưởng sản xuất penicillin. Khoảng giữa tháng 3/1940, Chain đã chiết được 100mg penicillin ở dạng bột màu nâu, mạnh hơn nhiều so với chất nước ép của Fleming, đủ để tiến hành thí nghiệm trên động vật. Florey đã tiêm khuẩn cầu chuỗi cho 8 con chuột bạch với liều lượng đủ gây chết, trong đó 2 con được tiêm thêm 1 liều penicillin, 2 con được tiêm 5 liều nhỏ penicillin trong 10 giờ tiếp theo. Sáng hôm sau, 4 con chuột không được dùng penicillin đã chết trong khi những con kia vẫn còn sống. Cả 3 người này đều được giải Nobel y học năm 1945 cho những đóng góp của họ về penicillin.