Ảnh hưởng của men vi sinh đến hiệu quả của vắc-xin

Probiotics là những vi sinh vật sống có lợi ích tích cực cho vật chủ thường được sử dụng như một thành phần của thực phẩm lên men. Chúng có tác động đến cả hệ thống miễn dịch bẩm sinh và thích ứng, đồng thời giảm nhiễm trùng [1,2]. Một nghiên cứu phân tích tổng hợp bao gồm 1.979 người trưởng thành đã chỉ ra rằng men vi sinh và prebiotic thúc đẩy khả năng sinh miễn dịch một cách hiệu quả bằng cách ảnh hưởng đến tỷ lệ chuyển đổi huyết thanh và bảo vệ huyết thanh ở người lớn được tiêm vắc-xin cúm (Hình 1) [3].

Hình 1. Hình ảnh minh họa vắc-xin cúm (nguồn: Bộ Y tế Việt Nam)

Bifidobacteria (BIF) là một trong những loại men vi sinh và vi khuẩn có lợi cho sức khỏe con người và động vật, có vai trò phòng chống nhiễm trùng, điều hòa chuyển hóa lipid và giảm các triệu chứng dị ứng bằng cách kích thích hệ thống miễn dịch niêm mạc của vật chủ và đáp ứng miễn dịch toàn thân [4,5]. Sử dụng B. longum BB536 ở trẻ sơ sinh cho thấy sự gia tăng số lượng interferon-γ (IFN-γ), là cytokine đại diện cho phản ứng T helper 1, tế bào bài tiết và tỷ lệ tế bào bài tiết IFN-γ/IL-4 [6]. Ngoài ra, sự kết hợp của B. longum BL999 và Lactobacillus rhamnosus (L. rhamnosus) [LPR (CGMCC1.3724)] sử dụng sau khi tiêm vắc-xin viêm gan B dẫn đến phản ứng tạo kháng thể được cải thiện [7]. 

Kết quả của một nghiên cứu trên những người trưởng thành được tiêm vắc-xin cúm theo mùa là như nhau. Bifidobacterium lactis BB-12 và Lactobacillus paracasei (L. paracasei) 431 tăng cường kháng thể cụ thể và tỷ lệ chuyển đổi huyết thanh sau khi tiêm phòng cúm nhưng không có sự khác biệt về nồng độ INF-γ, IL-2 và IL-10 [8]. Trong một thử nghiệm lâm sàng tiến cứu ngẫu nhiên, mù đôi, có đối chứng với giả dược, tác dụng của men vi sinh Bifidobacterium bifidum, B. infantis, B. longum, và Lactobacillus acidophilus (L. acidophilus) đối với hiệu quả tiêm chủng không thể được chứng minh bằng thống kê [8].

Các chủng Lactobacillus là một thành phần chiếm ưu thế trong hệ vi sinh vật đường ruột của con người và được xác định là nhân tố trong sự phát triển của hệ thống miễn dịch của con người [9]. Chúng phát huy tác dụng kích thích miễn dịch sớm có thể liên quan trực tiếp đến phản ứng viêm ban đầu trong đại thực bào ở người [10]. Khi cho gà sử dụng men vi sinh Lactobacillus spp thì thấy biểu hiện phức hợp tương hợp mô học chính (MHC) II gia tăng trên đại thực bào và tế bào B. Số lượng tế bào điều hòa CD4+ và CD25+ T cũng giảm ở lá lách [11]. 

Trong một nghiên cứu khác, chức năng sinh học của Lactobacillus plantarum (L. plantarum) đã được đánh giá và kết quả cho thấy hiệu giá globulin miễn dịch A (sIgA) bài tiết trong phân tăng đáng kể ở trẻ sơ sinh trong nhóm sử dụng men vi sinh [12]. Một nghiên cứu khác trên mô hình gà cho thấy hỗn hợp lợi khuẩn Lactobacillus spp có thể tăng cường biểu hiện gen IFN-γ nhưng không ảnh hưởng đến quá trình sản xuất kháng thể sau khi tiêm phòng cúm [13].

Một nghiên cứu thí điểm trên những người trưởng thành đã tiêm vắc-xin cúm đã báo cáo rằng L. rhamnosus GG có thể là một chất bổ trợ có ảnh hưởng để cải thiện khả năng sinh miễn dịch của vắc-xin cúm [14]. Chủng lợi khuẩn L. rhamnosus GG cũng cải thiện phản ứng của tế bào T nhưng không cải thiện khả năng sản xuất kháng thể trên mô hình lợn được cấy ghép hệ vi sinh vật đường ruột và được tiêm vắc-xin AttHRV (Attenuated Human Rotavirus, vắc xin rotavirus được biến đổi gen giảm độc lực, sử dụng cho người). Tuy nhiên, việc sản xuất kháng thể kháng lại rotavirus được kích thích tăng lên ở trẻ sơ sinh uống L. rhamnosus GG [15]. Một nghiên cứu khác xác nhận rằng sự kết hợp của L. acidophilus CRL431 và L. rhamnosus GG đã tăng cường sản xuất IgA và IgM sau khi tiêm vắc-xin cúm [16].

Các loại men vi sinh khác cũng đã được nghiên cứu về chủ đề này. Ví dụ, Escherichia coli Nissle (EcN) 1917 đã được sử dụng ở heo con Gn được điều trị bằng kháng sinh và hệ vi sinh vật trong phân của trẻ sơ sinh ở người được cấy ghép và phản ứng miễn dịch được đánh giá đối với Rotavirus ở người (HRV). Kết quả là, các phản ứng miễn dịch thể dịch và tế bào được tăng cường, và màng sinh học EcN tăng tần số của bộ nhớ hệ thống và các tế bào IgA + B [17,18]. Tương tự như vậy, Lactococcus lactis làm giảm mức độ nghiêm trọng và các triệu chứng ở những người tình nguyện mắc bệnh sốt xuất huyết so với nhóm dùng giả dược, thúc đẩy sự tiết ra các cytokine IFN-γ và TGF-β, đồng thời giảm nồng độ cytokine IgE và IL-4 trong huyết thanh ở các mô hình chuột [19,20]. 

Bacillus toyonensis (B. toyonensis) BCT-7112 cũng được chứng minh có tác dụng kích hoạt, cải thiện phản ứng miễn dịch dịch thể sinh ra kháng thể ở cừu kháng lại vắc-xin độc tố của Clostridium perfringens (rETX) và tăng hiệu giá kháng thể trung hòa cao hơn [21]. B. toyonensis và Saccharomyces boulardii cũng tăng cường thành công việc sản xuất kháng thể và biểu hiện các gen IFN-γ, IL2 và Bcl6 ở cừu được tiêm phòng Clostridium chauvoei [22]. Tương tự, Bacillus velezensis làm giảm đáng kể tải lượng vi rút circovirus của chim bồ câu (PiCV) trong phân và lá lách của chim bồ câu và thúc đẩy biểu hiện TLR 2 & 4 [23,24].

Tài liệu tham khảo

• Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, Merenstein DJ, Pot B, et al. Expert consensus document. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. (2014) 11:506–14. doi: 10.1038/nrgastro.2014.66
• Kanauchi O, Andoh A, AbuBakar S, Yamamoto N. Probiotics and paraprobiotics in viral infection: clinical application and effects on the innate and acquired immune systems. Curr Pharm Des. (2018) 24:710–7. doi: 10.2174/1381612824666180116163411
• Lei WT, Shih PC, Liu SJ, Lin CY, Yeh TL. Effect of probiotics and prebiotics on immune response to influenza vaccination in adults: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Nutrients. (2017) 9:1175. doi: 10.3390/nu9111175
• Majamaa H, Isolauri E. Probiotics: a novel approach in the management of food allergy. J Allergy Clin Immunol. (1997) 99:179–85. doi: 10.1016/S0091-6749(97)70093-9
• Makioka Y, Tsukahara T, Ijichi T, Inoue R. Oral supplementation of Bifidobacterium longum strain BR-108 alters cecal microbiota by stimulating gut immune system in mice irrespectively of viability. Biosci Biotechnol Biochem. (2018) 82:1180–7. doi: 10.1080/09168451.2018.1451738
• Wu BB, Yang Y, Xu X, Wang WP. Effects of Bifidobacterium supplementation on intestinal microbiota composition and the immune response in healthy infants. World J Pediatr. (2016) 12:177–82. doi: 10.1007/s12519-015-0025-3
• Soh SE, Ong DQ, Gerez I, Zhang X, Chollate P, Shek LP, et al. Effect of probiotic supplementation in the first 6 months of life on specific antibody responses to infant Hepatitis B vaccination. Vaccine. (2010) 28:2577–9. doi: 10.1016/j.vaccine.2010.01.020
• Youngster I, Kozer E, Lazarovitch Z, Broide E, Goldman M. Probiotics and the immunological response to infant vaccinations: a prospective, placebo controlled pilot study. Arch Dis Child. (2011) 96:345–9. 10.1136/adc.2010.197459O'Callaghan J, O'Toole PW. Lactobacillus: host-microbe relationships. Curr Top Microbiol Immunol. (2013) 358:119–54. 10.1007/82_2011_187
• O'Callaghan J, O'Toole PW. Lactobacillus: host-microbe relationships. Curr Top Microbiol Immunol. (2013) 358:119–54. 10.1007/82_2011_187
• Rocha-Ramírez LM, Pérez-Solano RA, Castañón-Alonso SL, Moreno Guerrero SS, Ramírez Pacheco A, García Garibay M, et al.. Probiotic lactobacillus strains stimulate the inflammatory response and activate human macrophages. J Immunol Res. (2017) 2017:4607491. 10.1155/2017/4607491 
• Bavananthasivam J, Alizadeh M, Astill J, Alqazlan N, Matsuyama-Kato A, Shojadoost B, et al.. Effects of administration of probiotic lactobacilli on immunity conferred by the herpesvirus of turkeys vaccine against challenge with a very virulent Marek's disease virus in chickens. Vaccine. (2021) 39:2424–33. 10.1016/j.vaccine.2021.03.046
• Kusumo PD, Bela B, Wibowo H, Munasir Z, Surono IS. Lactobacillus plantarum IS-10506 supplementation increases faecal sIgA and immune response in children younger than two years. Benef Microbes. (2019) 10:245–52. 10.3920/BM2017.0178
• Alqazlan N, Astill J, Taha-Abdelaziz K, Nagy É, Bridle B, Sharif S. Probiotic lactobacilli enhance immunogenicity of an inactivated H9N2 influenza virus vaccine in chickens. Viral Immunol. (2021) 34:86–95. 10.1089/vim.2020.0209
• Davidson LE, Fiorino AM, Snydman DR, Hibberd PL. Lactobacillus GG as an immune adjuvant for live-attenuated influenza vaccine in healthy adults: a randomized double-blind placebo-controlled trial. Eur J Clin Nutr. (2011) 65:501–7. 10.1038/ejcn.2010.289
• Isolauri E, Joensuu J, Suomalainen H, Luomala M, Vesikari T. Improved immunogenicity of oral D x RRV reassortant rotavirus vaccine by Lactobacillus casei GG. Vaccine. (1995) 13:310–2. 10.1016/0264-410X(95)93319-5 
• de Vrese M, Rautenberg P, Laue C, Koopmans M, Herremans T, Schrezenmeir J. Probiotic bacteria stimulate virus-specific neutralizing antibodies following a booster polio vaccination. Eur J Nutr. (2005) 44:406–13. 10.1007/s00394-004-0541-8
• El-Shall NA, Awad AM, El-Hack MEA, Naiel MA, Othman SI, Allam AA, et al. The simultaneous administration of a probiotic or prebiotic with live Salmonella vaccine improves growth performance and reduces fecal shedding of the bacterium in Salmonella-challenged broilers. Animals. (2019) 10:70. doi: 10.3390/ani10010070
• Xu J, Ren Z, Cao K, Li X, Yang J, Luo X, et al. Boosting Vaccine-Elicited Respiratory Mucosal and Systemic COVID-19 Immunity in Mice With the Oral Lactobacillus plantarum. Front Nutr. (2021) 8:789242. doi: 10.3389/fnut.2021.789242
• Rather IA, Choi S-B, Kamli MR, Hakeem KR, Sabir JS, Park Y-H, et al. Potential Adjuvant Therapeutic Effect of Lactobacillus plantarum Probio-88 Postbiotics against SARS-CoV-2. Vaccines. (2021) 9:1067. doi: 10.3390/vaccines9101067
• Lépine AF, Konstanti P, Borewicz K, Resink J-W, de Wit NJ, Vos Pd, et al. Combined dietary supplementation of long chain inulin and Lactobacillus acidophilus W37 supports oral vaccination efficacy against Salmonella typhimurium in piglets. Sci Rep. (2019) 9:1–13. doi: 10.1038/s41598-019-54353-1
• Davidson LE, Fiorino AM, Snydman DR, Hibberd PL. Lactobacillus GG as an immune adjuvant for live-attenuated influenza vaccine in healthy adults: a randomized double-blind placebo-controlled trial. Eur J Clin Nutr. (2011) 65:501–7. doi: 10.1038/ejcn.2010.289
• Isolauri E, Joensuu J, Suomalainen H, Luomala M, Vesikari T. Improved immunogenicity of oral D x RRV reassortant rotavirus vaccine by Lactobacillus casei GG. Vaccine. (1995) 13:310–2. doi: 10.1016/0264-410X(95)93319-5
• de Vrese M, Rautenberg P, Laue C, Koopmans M, Herremans T, Schrezenmeir J. Probiotic bacteria stimulate virus-specific neutralizing antibodies following a booster polio vaccination. Eur J Nutr. (2005) 44:406–13. doi: 10.1007/s00394-004-0541-8.
• Michael H, Paim FC, Langel SN, Miyazaki A, Fischer DD, Chepngeno J, et al. Escherichia coli Nissle 1917 Enhances Innate and Adaptive Immune Responses in a Ciprofloxacin-Treated Defined-Microbiota Piglet Model of Human Rotavirus Infection. mSphere. (2021) 6:e00074–21. doi: 10.1128/mSphere.00074-21