Tại sao vắc xin cần phải được bảo quản lạnh?

Vắc xin đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng bằng cách ngăn ngừa các bệnh truyền nhiễm. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu quả của vắc xin, việc bảo quản đúng cách là vô cùng cần thiết. Một trong những yêu cầu quan trọng nhất là vắc xin phải được bảo quản lạnh. Vậy tại sao vắc xin cần phải được bảo quản lạnh?

Duy trì chuỗi lạnh

Vắc xin phải được bảo quản trong các điều kiện cụ thể để tránh bị hỏng, thường được nhà sản xuất quy định rõ ràng. Trong suốt các giai đoạn từ sản xuất, phân phối, lưu trữ cho đến khi sử dụng, các điều kiện này phải được tuân thủ nghiêm ngặt và quá trình này được gọi là chuỗi lạnh.

Nếu chuỗi lạnh bị gián đoạn tại bất kỳ điểm nào trong quá trình vận chuyển hoặc lưu trữ, do tiếp xúc với nhiệt độ cực đoan, thì hiệu lực của vắc xin có nguy cơ bị giảm hoặc thậm chí vắc xin có thể sẽ hoàn toàn mất hiệu quả.

Phần lớn các loại vắc xin phải được bảo quản lạnh ở nhiệt độ từ 2 - 8⁰C, với nhiệt độ trung bình lý tưởng là 5⁰C và ít dao động. Các tủ lạnh phòng thí nghiệm được thiết kế đặc biệt thường được sử dụng cho mục đích này, với sự dao động nhiệt độ tối thiểu trong suốt các ngày và mùa, không tạo ra nhiệt độ cực đoan ở bất kỳ bề mặt nào bên trong và có thể có màn hình hiển thị nhiệt độ bên ngoài tự động ghi lại nhiệt độ bên trong theo khoảng thời gian nhất định.

Nhiều loại vắc xin sống có thể chịu được việc đông lạnh và tùy theo hướng dẫn cụ thể của nhà sản xuất, chúng được đông lạnh ở nhiệt độ từ -15 đến -50⁰C. Trong số các vắc xin được tiêm phổ biến, chỉ có varicella (thủy đậu), zoster (giời leo) và đậu mùa là được đông lạnh, còn hầu hết các loại khác được bảo quản trong tủ lạnh.

Tăng cường hiệu quả của các chất bổ trợ

Hầu hết các vắc xin không tái sinh: Virus hoặc vi khuẩn bất hoạt, các chuỗi protein tinh khiết, kháng nguyên carbohydrate và kháng nguyên protein tái tổ hợp, được tiêm cùng với các tác nhân hỗ trợ như muối nhôm. Muối nhôm đã được sử dụng trong vắc xin trên toàn thế giới trong gần một thế kỷ, giúp tạo ra liên kết ion với kháng nguyên trong vắc xin, cải thiện đáng kể độ ổn định và hiệu lực.

Trong những năm gần đây, một công dụng có thể rất quan trọng của muối nhôm đã được phát hiện, vì chúng dường như giúp thúc đẩy phản ứng miễn dịch của cơ thể sau khi tiêm vắc xin. Muối nhôm tác động lên tế bào đơn nhân, đại thực bào và bạch cầu hạt để kích thích sản xuất cytokine, tạo ra một môi trường kích thích miễn dịch tại chỗ. Chúng cũng có thể gây hoại tử cục bộ của các tế bào mô đệm, dẫn đến sự giải phóng axit uric, từ đó kích hoạt các inflammasome.

Trong bất kỳ trường hợp nào, muối nhôm rất nhạy cảm với việc bị tổn thương do đông lạnh, vì chu kỳ đông lạnh - rã đông gây ra sự kết tụ và lắng đọng của các hạt keo. Nhiệt độ cao gần như không gây ảnh hưởng đến cấu trúc của gel nhôm.

Ngăn ngừa sự suy giảm hiệu lực

Trên thực tế, thiệt hại do đông lạnh thường có tác động lớn hơn nhiều so với thiệt hại liên quan đến nhiệt đối với vắc xin, mặc dù hầu hết các nhà sản xuất khuyến cáo không để vắc xin ở nhiệt độ phòng quá ba mươi phút, trừ một số trường hợp đặc biệt. Ở nhiệt độ cực cao, gần và trên 45⁰C, các protein có trong vắc xin bị biến tính khá nhanh, cuối cùng mất hoàn toàn hiệu lực do cấu trúc kháng nguyên không còn tồn tại.

Kumar và cộng sự (1982) phát hiện rằng vắc xin uốn ván có thể tồn tại ở nhiệt độ 35⁰C trong vài tuần, trong khi ở 45⁰C, chúng mất 5% hiệu lực mỗi ngày trong hai tuần đầu tiên của quá trình lưu trữ. Khi tiếp xúc với nhiệt độ 60⁰C, vắc xin trở nên hoàn toàn vô hiệu sau ba đến năm giờ. Ngược lại, khi được lưu trữ ở -30⁰C trong mười hai giờ, vắc xin uốn ván mất khoảng 30% hiệu lực.

Các protein có trong vắc xin có thể bị tổn thương trực tiếp bởi các chu kỳ đông - rã đông qua nhiều cơ chế khác nhau. Trong quá trình đông lạnh nhanh, các tinh thể băng nhỏ được hình thành, tạo ra bề mặt tiếp xúc lớn hơn với các protein và do đó có khả năng tiếp xúc cao hơn, gây tổn thương và làm biến dạng một phần.

Các tinh thể băng lớn gây tổn thương nghiêm trọng hơn, bao bọc các protein và có thể làm hỏng hộp chứa vắc xin. Khi rã đông, quá trình tái kết tinh tạo ra sức căng và lực cắt lên các protein.

Giảm nguy cơ phát triển vi khuẩn

Lưu trữ vắc xin ở nhiệt độ mát cũng giảm nhu cầu sử dụng các chất bảo quản khác và giảm nguy cơ phát triển vi khuẩn trong vắc xin. Nhiều hóa chất khác nhau có thể có mặt trong vắc xin, chẳng hạn như dấu vết của kháng sinh từ quá trình sản xuất, chất ổn định như sorbitol và chất điều chỉnh độ axit như histidine, tất cả đều có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cực đoan.

Việc bảo quản lạnh vắc xin không chỉ đảm bảo hiệu lực và an toàn của vắc xin mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Hiểu rõ và tuân thủ các quy định về bảo quản vắc xin sẽ giúp chúng ta tận dụng tối đa lợi ích của vắc xin trong việc phòng ngừa các bệnh truyền nhiễm.