What if I told you that the pandemic will save the lives of millions of people? It's a difficult thing to consider, given how many loved ones we've already lost. But throughout the course of human history, massive public health crises have resulted in innovation in health care and technology. For example, the Black Death gave rise to the Gutenberg press and the 1918 flu pandemic led to modern vaccine technology. The COVID-19 pandemic has and will be no different. Just look at our vaccines -- normally developed over many years, and the mRNA vaccines were deployed in a mind-blowing 11 months.
Sẽ ra sao nếu tôi nói với bạn rằng đại dịch này sẽ cứu mạng hàng triệu người? Thật khó để có thể nghĩ về điều này vì chúng ta đã mất đi bao người thân yêu. Nhưng trong suốt quá trịnh lịch sử của loài nguòi khủng hoảng sức khỏe cộng đồng đã dẫn đến một cuộc cách mạng trong chăm sóc sức khỏe và công nghệ. Ví dụ như, dịch bệnh “Cái Chết Đen” đã dẫn đến sự ra đời của máy in Gutenberg và dịch cúm năm 1918 đã đưa đến công nghệ vắc-xin hiện đại. Đại dịch Covid-19 đã và sẽ không khác biệt. Hãy nhìn vào vắc-xin của chúng ta thường đã được phát triển qua nhiều năm và vắc-xin mRNA đã được phát triển đầy kinh ngạc chỉ trong vòng 11 tháng.
How is that even possible? It was possible because scientists have been working for many years to get us to the point where we could use mRNA quickly in an emergency situation. Specifically, we've been working on how to help mRNA with its biggest problem, which is that it doesn't normally go to the right places inside of our bodies. Fortunately, we got around that problem just in time, and I'd like to tell you about the technology that we use to do it.
Làm sao có thể chứ? Sở dĩ, điều này khả thi là vì các nhà khoa học đã làm việc nhiều năm để đưa chúng ta đến giai đoạn mà chúng ta có thể áp dụng mRNA nhanh chóng trong những tình huống nguy cấp. Đặc biệt, chúng ta đã nghiên cứu để giải quyết những vấn đề lớn nhất của mRNA là thông thường nó không đi đến đúng nơi trong cơ thể của ta. May mắn thay, chúng ta đã vượt qua được vấn đề đó kịp thời và tôi muốn giới thiệu đến bạn công nghệ đã được dùng để làm điều đó.
When mRNA is administered, it's injected into our muscles or our bloodstream, but we actually need it to go inside of our cells. Unfortunately, mRNA is fragile, and our bodies will destroy it before it goes very far. You can think of mRNA like a glass vase that you'd like to send in the mail without a box and bubble wrap. It'll break long before it's been delivered. And without an address on the box, your postal delivery service will have no idea where to take it. And so if we're going to use mRNA as a therapeutic, it needs our help. It needs protection, and it needs to be told where to go. And that's where I come in.
Khi đưa mRNA vào cơ thể, nó được tiêm vào trong các cơ hay hệ tuần hoàn của ta nhưng chúng ta cần nó phải đi thẳng vào trong các tế bào. Đáng tiếc là, mRNA rất mong manh, và cơ thể ta sẽ phá hủy nó trước khi nó có thể tiến xa được. Bạn thử nghĩ về mRNA là cái bình thủy tinh mà bạn muốn đặt nó vào một cái bưu kiện mà không có hộp đựng và gói nhựa bóng. Nó sẽ vỡ ngay trước nó được gửi đi. Và không có địa chỉ nào trên bưu kiện, dịch vụ bưu điện sẽ không biết gửi đến đâu và nếu chúng ta định sử dụng mRNA như là một phương pháp trị liệu, nó cần sự giúp đỡ. Nó cần sự bảo vệ và nó cũng cần biết đích đến của mình. Đó là nơi tôi nhắm đến.
For over five decades, scientists and engineers like myself have been creating the shipping materials for nucleic acid drugs, like DNA and RNA. Through trial and error, we've created packages that deliver intact vases to the wrong address; that delivered to the right address but with a broken vase; packages that get ripped apart by attacking dogs; and packages that throw out the mail carrier's back. It's taken many years to get the science right. Let me show you the result, these tiny balls of fat that we call lipid nanoparticles. Let me tell you what they are and how they work.
Trong hơn năm thập kỷ qua, các nhà khoa học và kỹ sư như tôi đã tạo ra các chất liệu vận chuyển loại thuốc axit nucleic, như DNA và RNA. Qua quá trình thử và lỗi, chúng tôi đã tạo ra các gói hàng gửi bình nguyên vẹn nhưng đến sai địa chỉ; giao đến đúng địa chỉ nhưng bình bị vỡ; gói hàng bị xé toạc do bị tấn công; và những gói hàng bị ném ra sau lưng của người vận chuyển thư. Phải mất nhiều năm mới đưa đến kết quả khoa học đúng. Để tôi cho bạn xem kết quả, những quả bóng nhỏ của chất béo mà chúng ta gọi là các hạt nano lipid. Hãy để tôi cho bạn biết chúng là gì và chúng hoạt động như thế nào.
So first of all, "nano" just means really, really small. Think of how small a person is compared to the diameter of the earth. That's how small a nanoparticle is compared to the person. These nanoparticles are made up of several fatty molecules called lipids. Fat is an awesome packing material -- nice and bouncy. Interestingly, our cells are also surrounded by fat to keep them flexible and protected. Years ago, scientists had the idea to create lipid nanoparticles that would act like a Trojan horse. Because the lipids in the nanoparticle look similar to the membranes that surround our cells, the cells are willing to bring the nanoparticle inside, and that's when the mRNA is released into the cell. So what, exactly, are the lipids in these nanoparticles? There are four ingredients in addition to the mRNA, and I'll tell you about each one.
Vì vậy, trước hết, “nano” chỉ có nghĩa là thực sự, thực sự nhỏ. Hãy nghĩ xem một người nhỏ bé như thế nào so với đường kính của trái đất. Đó là cách một hạt nano nhỏ bé so với con người. Các hạt nano này được tạo thành từ một số phân tử béo được gọi là lipid. Chất béo là một chất liệu đóng gói tuyệt vời đẹp và căng mọng. Điều thú vị là các tế bào của chúng ta cũng được bao quanh bởi chất béo để giữ cho chúng linh hoạt và an toàn. Nhiều năm trước, các nhà khoa học đã có ý tưởng tạo ra các hạt nano lipid có thể hoạt động giống như một con ngựa thành Troy. Vì các lipid trong hạt nano trông tương tự các màng bao quanh tế bào của chúng ta, các tế bào sẵn sàng đưa hạt nano vào bên trong, và đó là lúc mRNA được giải phóng vào tế bào. Vậy chính xác, chất béo trong các hạt nano này là gì? Có bốn thành phần ngoài mRNA, và tôi sẽ nói về từng thành phần.
First, there's a lipid called a phospholipid. This is the primary ingredient in our cell membranes, which are the walls of fat that separate the insides of our cells from everything that surrounds them. Phospholipids have a head that likes water and a tail that likes other fatty things. So when you throw a bunch of phospholipids together in water, they form this beautiful structure called a lipid bilayer. Here, the heads face the inside and the outside of the cell, which is water, and the fat-loving parts of the molecule hang out together in the middle. In lipid nanoparticles, phospholipids have a similar role of keeping all of the other ingredients organized.
Đầu tiên, có một loại lipid được gọi là phốt-pho lipid. Đây là thành phần chính trong màng tế bào của chúng ta, là thành phần chất béo ngăn cách bên trong tế bào khỏi mọi thứ xung quanh chúng. Phốt-pho lipid có phần đầu thích nước và phần đuôi thích những thứ béo khác. Vì vậy, khi bạn ném các phốt-pho lipid vào trong nước với nhau, chúng hình thành cấu trúc đẹp đẽ được gọi là lớp kép lipid. Ở đây, các phần đầu hướng vào bên trong và bên ngoài tế bào, là nước, và các phần phân tử ưa chất béo nằm lại với nhau ở giữa. Trong các hạt nano lipid, phốt-pho lipid có vai trò tương tự như giữ cho tất cả các thành phần khác có sắp xếp.
Second, there's a lipid called cholesterol. Why, if cholesterol has a bad reputation, would we want to use it in a therapeutic nanoparticle? It turns out that while cholesterol can be bad when it's in our bloodstream, it's actually a really good thing for our cell membranes. And that's because those phospholipids I just told you about, they are entirely too free with themselves, and they are prone to falling apart. Cholesterol is a stiff molecule that wedges itself in between the other lipids to fill in the gaps and hold them all together. It plays a similar role in our lipid nanoparticles. It provides structural support so the nanoparticles don't fall apart in between the injection and when they get into our cells.
Thứ hai, có một chất béo được gọi là cholesterol. Tại sao, khi cholesterol được biết đến là xấu, ta lại muốn dùng nó trong một hạt nano trị liệu? Hóa ra mặc dù cholesterol có thể có hại khi nó trong máu của chúng ta, nó thực sự là một thứ tốt cho màng tế bào. Và đó là bởi vì những phốt-pho lipid mà tôi vừa nói với bạn, chúng hoàn toàn quá tự do, và dễ dàng phân rã. Cholesterol là một phân tử cứng tự chèn vào giữa các lipid khác để lấp đầy các khoảng trống và giữ chúng lại với nhau. Nó đóng một vai trò tương tự trong các hạt nano lipid của chúng ta. Nó cung cấp hỗ trợ cấu trúc để các hạt nano không bị vỡ ra khi tiêm và khi chúng xâm nhập vào tế bào của chúng ta.
Third, there's a lipid called an ionizable lipid. Here, "ionizable" means that when these particles are in the bloodstream, they're neutrally charged, which helps with their safety. Then they switch to a positive charge inside of our cells, which helps them release the mRNA. Ionizable lipids are special because they have to be made in the lab, and scientists around the world have tested tens of thousands of these materials to find ones that are good at delivering mRNA safely. And because they're made in the lab, they tend to be proprietary to the company that invented them. So, for example, Moderna and BioNTech, the company that partnered with Pfizer, they discovered different ionizable lipids, and that is the only important ingredient in their COVID-19 vaccines that differ. And even then, their ionizable lipids aren't even that different, which is reassuring, because when independent groups of scientists converge on similar solutions, it's easier to trust the result.
Thứ ba, có một loại lipid được gọi là lipid có thể ion hóa. Ở đây, “ion hóa” có nghĩa là khi các hạt này ở trong máu, chúng mang điện tích trung tính, giúp đảm bảo an toàn cho chúng. Sau đó, chúng chuyển sang một điện tích dương bên trong tế bào của chúng ta, giúp chúng giải phóng mRNA. Chất lipid ion hóa đặc biệt vì chúng phải được tạo ra trong phòng thí nghiệm và các nhà khoa học trên khắp thế giới đã thử nghiệm hàng chục nghìn vật liệu này để tìm ra loại chất béo tốt trong việc vận chuyển mRNA một cách an toàn. Và vì được làm tại phòng thí nghiệm, chúng có xu hướng là độc quyền của công ty phát minh ra chúng. Vì vậy, lấy ví dụ, Moderna và BioNTech, công ty hợp tác với Pfizer, họ đã phát hiện ra các chất lipid có mức ion hóa khác nhau, và đó là thành phần quan trọng nhất khiến vắc-xin COVID-19 của họ khác biệt. Và thậm chí như vậy, chất lipid có thể ion hóa không quá khác biệt, điều này khiến bạn yên tâm, bởi vì khi các nhóm nhà khoa học độc lập thống nhất với nhau về các giải pháp tương tự, kết quả sẽ đáng tin cậy hơn.
Finally, one more ingredient. This one is a polymer called polyethylene glycol. So let's call it PEG. That's much easier. PEG is a water-loving molecule. So it surrounds the lipid nanoparticle and it holds it all together. You can think of the other three lipids as the box and the bubble wrap for the mRNA, and the PEG as the packing tape. You may have heard in the news about a tiny fraction of people that have allergic responses to the vaccine. There is some evidence that PEG could be contributing to these allergic reactions. And that's because people are routinely exposed to PEG in cosmetic and household products, and some people have already developed antibodies against PEG. But why would this happen to some people and not to others? It turns out that every person's immune system is different, and just the same way that some people are allergic to latex, other people are allergic to PEG. It's important to keep in mind, however, that PEG has had a long history of safe use as part of FDA-approved drug formulations, and these vaccine allergies could be caused by things other than PEG. More research is needed to get to the bottom of these side effects.
Cuối cùng, một thành phần nữa. Đây là một dạng polyme được gọi là polyethylene glycol. Vậy hãy gọi nó là PEG. Điều đó dễ dàng hơn nhiều. PEG là một phân tử ưa nước. Vì vậy, nó bao quanh hạt nano lipid và nó giữ tất cả lại với nhau. Bạn có thể coi ba chất béo khác là hộp và bọc bong bóng cho mRNA, và PEG là băng dính đóng gói. Bạn có thể đã nghe tin tức về một số lượng nhỏ người có dị ứng với vắc xin. Một số bằng chứng cho thấy PEG có thể góp phần vào những phản ứng dị ứng này. Và đó là bởi vì mọi người thường xuyên tiếp xúc với PEG trong các sản phẩm mỹ phẩm và gia dụng, và một số người đã phát triển kháng thể chống lại PEG. Nhưng sao điều này xảy ra với một số người mà không với người khác? Hệ thống miễn dịch của mỗi người khác nhau và như một số người bị dị ứng với latex, thì những người khác bị dị ứng với PEG. Tuy nhiên, cần phải nhớ rằng, PEG đã có lịch sử an toàn sử dụng lâu dài như một phần của các công thức thuốc được FDA chấp thuận và những dị ứng vắc xin này có thể do những thứ khác ngoài PEG gây ra. Cần nghiên cứu thêm để tìm hiểu sâu về những tác dụng phụ này.
All right, so let's take a step back and look at our whole nanoparticle. Beautiful, right? When these ingredients all fit together nicely, the result is a deliverywoman's dream. In the case of the vaccines, after these nanoparticles get injected into our muscle, they take the mRNA into our cells. There, the mRNA acts like an instruction manual that tells our cells to make a foreign protein, in this case, the coronavirus spike protein. When our immune cells see the spike protein, they rush to protect us from it, and they teach themselves to remember it, so that they can kill it if it ever returns. As we speak, the mRNA vaccines are out there saving lives from the coronavirus. They were our first and best tool to combat this nightmare, and they are our best hope of responding swiftly to viral variance because we can keep our lipid nanoparticle packaging the same, and all we have to do is swap out the mRNA that's inside.
Được rồi, hãy lùi lại một chút và nhìn vào toàn bộ hạt nano của chúng ta. Đẹp đúng không? Khi tất cả các thành phần này kết hợp vừa vặn với nhau, kết quả là một người giao hàng trong mơ. Trong trường hợp của vắc-xin, sau khi các hạt nano này được tiêm vào cơ của chúng ta, chúng sẽ đưa mRNA vào tế bào của chúng ta. Ở đó, mRNA hoạt động giống như một cuốn sổ tay hướng dẫn cho các tế bào của chúng ta tạo ra một protein lạ, trong trường hợp này là protein gai của coronavirus. Khi tế bào miễn dịch của chúng ta thấy protein tăng đột biến, chúng sẽ lao vào bảo vệ chúng ta khỏi nó, và chúng tự ghi nhớ nó, để có thể tiêu diệt nó nếu nó quay trở lại. Như đã nói, vắc-xin mRNA có sẵn để cứu mạng người khỏi coronavirus. Chúng là công cụ đầu tiên và tốt nhất để chống lại cơn ác mộng này, và chúng là niềm hi vọng lớn nhất để phản ứng nhanh với biến thể của virus vì chúng ta có thể giữ nguyên bao bì hạt nano lipid và tất cả những gì chúng ta phải làm là hoán đổi mRNA bên trong.
But here's the best part: for mRNA therapeutics, these vaccines are only the beginning. mRNA can be used to treat or cure many diseases. So in the future, we will likely have treatments for many terrible diseases, including cystic fibrosis, muscular dystrophy and sickle cell anemia. These diseases are caused by mutated proteins, and we can use mRNA to ask our cells to make the correct version of these proteins. We'll have treatments for cancer -- breast, blood, lungs -- you name it. Here, we'll use mRNA to teach our immune cells how to find and kill cancer cells. And then, if we're lucky, we'll have vaccines against some of the most deadly and feared pathogens across the globe, including malaria, Ebola and HIV. Some of these products are already in clinical trials, and the success of the COVID-19 vaccines will pave the way for future generations of these therapies.
Nhưng đây là phần hay nhất: đối với phương pháp điều trị mRNA, những loại vắc-xin này chỉ là khởi đầu. mRNA có thể được sử dụng để điều trị hoặc chữa nhiều bệnh. Trong tương lai, sẽ có thể có cách điều trị cho những căn bệnh khủng khiếp, bao gồm bệnh xơ nang, chứng loạn dưỡng cơ và bệnh thiếu máu hồng cầu. Những căn bệnh này là do các protein đột biến gây ra và chúng ta có thể sử dụng mRNA để yêu cầu các tế bào tạo ra phiên bản chính xác của các protein này. Chúng ta sẽ có cách điều trị ung thư - vú, máu, phổi - bạn có thể kể tiếp. Ở đây, chúng tôi sẽ sử dụng mRNA để hướng dẫn các tế bào miễn dịch của ta cách tìm và tiêu diệt tế bào ung thư. Và sau đó, nếu chúng ta may mắn, chúng ta sẽ có vắc-xin chống lại một số mầm bệnh gây chết người và đáng sợ nhất trên toàn cầu, bao gồm sốt rét, Ebola và HIV. Một số sản phẩm này đã được thử nghiệm lâm sàng và sự thành công của vắc-xin COVID-19 sẽ mở đường cho các liệu pháp này trong tương lai.
This is how the pandemic will save the lives of millions. It catalyzed the most rapid vaccine development in history and brought to life a niche, previously unapproved form of technology. And in our desperation, we gave that technology a chance. Now we're collecting long-term safety and efficacy data from hundreds of millions of people. And with these data, interest in the technology, funding for the technology and trust in the technology will continue to grow.
Đây là cách mà đại dịch sẽ cứu sống hàng triệu người. Nó đã làm chất xúc tác cho sự phát triển vắc-xin nhanh nhất trong lịch sử và làm sống lại một dạng công nghệ trước đây chưa được phê duyệt. Và trong cơn tuyệt vọng, chúng ta đã cho công nghệ đó một cơ hội. Hiện nay, chúng tôi đang thu thập dữ liệu an toàn và hiệu quả lâu dài từ hàng trăm triệu người. Và với những dữ liệu này, sự quan tâm đến công nghệ, tài trợ cho công nghệ và sự tin tưởng vào công nghệ sẽ tiếp tục tăng lên.
Looking ahead, the packaging and delivery of mRNA to the right organs and tissues will continue to be one of the most significant challenges to implementing this technology. And so my colleagues and I are going to be busy for a very long time. Ultimately, I'm here with a message of hope. We are on the cusp of a revolution. mRNA is about to change the world forever, and it's all thanks to these fatty little balls that take this miracle medicine to exactly where it's needed.
Nhìn về phía trước, việc đóng gói và phân phối mRNA đến các cơ quan và mô phù hợp sẽ tiếp tục là một trong những thách thức quan trọng nhất đối với việc triển khai công nghệ này. Vì vậy, đồng nghiệp và tôi sẽ bận rộn một thời gian rất dài. Cuối cùng, tôi ở đây với một thông điệp của hy vọng. Chúng ta đang trên đỉnh của một cuộc cách mạng. mRNA sắp thay đổi thế giới mãi mãi, và tất cả nhờ những hạt chất béo nhỏ này đã đưa loại thuốc kỳ diệu đến chính xác nơi cần thiết.
Thank you.
Xin cảm ơn.
(Applause)
(Tiếng vỗ tay)