Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Bệnh thiếu hụt enzym beta-ketothiolase (còn gọi là khiếm khuyết enzym mitochondrial acetoacetyl-CoA thiolase - T2 hay acetyl-CoA acetyltransferase 1) là một bệnh lý rối loạn chuyển hóa bẩm sinh di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường, gây ra bởi các đột biến ở gen ACAT1 (T2) nằm tại vị trí 11q22. Bệnh được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1971 bởi Daum R.S. và đến năm 1990 gen gây bệnh mới được phân lập bởi Fukao T. Sự thiếu hụt enzym này làm tổn thương quá trình giáng hóa thể ceton tại các mô ngoại vi và làm gián đoạn phản ứng phân cắt 2-methylacetoacetyl-CoA thành propionyl-CoA và acetyl-CoA trong con đường dị hóa isoleucin. Hậu quả chuyển hóa dẫn tới sự tích tụ và đào thải qua nước tiểu các chất chuyển hóa trung gian gồm 2-methylacetoacetat (2MAA), 2-methyl-3-hydroxybutyrat (2M3HB) và tiglylglycin (TIG), đồng thời làm tăng nồng độ các acylcarnitin chuỗi nhánh tương ứng trong máu như tiglylcarnitin (C5:1) và 2-methyl-3-hydroxybutyryl-carnitin (C5:OH).
Về mặt lâm sàng, bệnh đặc trưng bởi các đợt nhiễm toan ceton cấp tính nặng xen kẽ những giai đoạn hoàn toàn không có triệu chứng. Các cơn cấp thường khởi phát sau các yếu tố kích hoạt như nhiễm trùng hô hấp, viêm dạ dày ruột, sốt hoặc chế độ ăn quá nhiều protein, thường gặp nhất ở trẻ từ 5 đến 24 tháng tuổi (đỉnh điểm từ 6 đến 11 tháng tuổi). Biểu hiện cấp tính bao gồm nôn mửa, tiêu chảy, mất nước, thở nhanh sâu kiểu Kussmaul, lơ mơ và có thể tiến triển nhanh chóng tới hôn mê, co giật hoặc tử vong nếu không được xử trí kịp thời. Dù là bệnh lý hiếm gặp với tỷ lệ toàn cầu ước tính dưới 1/1.000.000 trẻ sơ sinh, tỷ lệ này ghi nhận cao hơn ở một số quần thể, như miền Bắc Việt Nam (ước tính 1/190.000) với hơn 71 trường hợp từng được chẩn đoán. Việc phát hiện sớm bệnh thông qua các xét nghiệm hóa sinh giữ vai trò quyết định đối với tiên lượng lâu dài của trẻ.
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Mai Quỳnh Anh thực hiện tại Trường Đại học Y Hà Nội nhằm giải quyết hai mục tiêu nghiên cứu cụ thể:
- Mô tả đặc điểm sàng lọc acylcarnitin sử dụng kỹ thuật khối phổ đôi (MS/MS) của bệnh nhân thiếu beta-ketothiolase tại Bệnh viện Nhi Trung ương.
- Mô tả đặc điểm acid hữu cơ niệu sử dụng kỹ thuật sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC/MS) của bệnh nhân thiếu beta-ketothiolase tại Bệnh viện Nhi Trung ương.
Đối tượng nghiên cứu gồm 30 bệnh nhân từ độ tuổi sơ sinh đến 14 tuổi, được chẩn đoán và điều trị thiếu hụt enzym beta-ketothiolase tại Bệnh viện Nhi Trung ương. Phạm vi thời gian thu thập dữ liệu bệnh án kéo dài từ tháng 04/2017 đến tháng 01/2023, thời gian tiến hành hồi cứu và phân tích số liệu từ tháng 01/2023 đến tháng 05/2023.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và sinh bệnh học
Cơ sở sinh học phân tử của bệnh gắn liền với gen ACAT1 dài khoảng 27 kb, cấu trúc gồm 12 exon bị chia cắt bởi 11 intron, mã hóa chuỗi cDNA dài 1,5 kb tạo nên phân tử protein tiền thân 427 acid amin (trong đó có chuỗi peptid tín hiệu dẫn đầu dài 33 acid amin). Phân tử enzym beta-ketothiolase sau khi trưởng thành tồn tại dưới dạng cấu trúc homotetramer có trọng lượng phân tử 41 kDa, hoạt động chủ yếu trong ty thể của tế bào gan, thận, tim và tuyến thượng thận.
Bệnh ảnh hưởng trực tiếp đến hai con đường chuyển hóa năng lượng chủ chốt:
- Quá trình chuyển hóa thể ceton: Tại gan, enzym T2 tham gia xúc tác phản ứng ngưng tụ acetyl-CoA tạo thành acetoacetyl-CoA. Khi thiếu hụt T2 tại gan, enzym 3-ketoacyl-CoA thiolase chuỗi trung bình (T1) có thể bù đắp chức năng tổng hợp thể ceton. Tuy nhiên, tại các mô ngoại vi, enzym T2 giữ vai trò quyết định trong việc phân cắt acetoacetyl-CoA thành 2 phân tử acetyl-CoA để đi vào chu trình Krebs tạo năng lượng (quá trình ketolysis). Khi thiếu hụt T2, thể ceton gồm acetoacetat (AcAc) và 3-hydroxybutyrat (3HB) không thể thoái hóa, tích tụ ồ ạt trong máu gây toan chuyển hóa khoảng trống anion tăng cao.
- Quá trình dị hóa isoleucin: Enzym T2 là enzym duy nhất xúc tác biến đổi 2-methylacetoacetyl-CoA thành propionyl-CoA và acetyl-CoA. Tắc nghẽn tại bước này làm ứ đọng các dẫn xuất trung gian như 2-methyl-3-hydroxybutyryl-CoA, tiglyl-CoA và 2-methylacetoacetyl-CoA, dẫn đến bài xuất các acid hữu cơ tương ứng (2M3HB, TIG, 2MAA) qua thận vào nước tiểu và liên hợp carnitin tạo C5:1, C5:OH trong huyết tương.
Phương pháp nghiên cứu và quy trình thực nghiệm
Đề tài áp dụng thiết kế nghiên cứu hồi cứu mô tả loạt ca bệnh (case series), thu thập toàn bộ các trường hợp thỏa mãn tiêu chuẩn chọn mẫu theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện. Tiêu chuẩn lựa chọn bao gồm bệnh nhân có kết quả định lượng acid hữu cơ niệu tăng 2MAA, 2M3HB, TIG và/hoặc được xác nhận có đột biến gen ACAT1.
Các quy trình cận lâm sàng chuyên sâu được tiến hành bao gồm:
- Kỹ thuật khối phổ đôi (MS/MS): Định lượng acylcarnitin và acid amin từ mẫu máu thấm khô (DBS) lấy từ gót chân trẻ, để khô tự nhiên ít nhất 4 giờ. Mẫu được đục lỗ tròn đường kính 3 mm bằng máy DBS 100, chiết tách bằng dung dịch chứa nội chuẩn acid amin và acylcarnitin (pha loãng 1:100), ủ lắc 20 phút ở 650 vòng/phút. Dịch chiết được phân tích trên hệ thống máy LCMSMS 8040 của Shimadzu hoạt động ở chế độ giám sát phản ứng đa chiều (MRM) với phần mềm Shimadzu LabSolutions. Thời gian chạy phân tích mỗi mẫu là 1,5 phút.
- Kỹ thuật sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC/MS): Phân tích acid hữu cơ niệu từ mẫu nước tiểu tươi (tối thiểu 2 ml, tối ưu 10 ml) không chứa chất bảo quản. Hàm lượng creatinin niệu được đo bằng quang phổ kế UV-Vis để chuẩn hóa thể tích mẫu (tương đương 0,2 mg creatinin). Mẫu được xử lý phân giải ure bằng enzym urease (1 U/µl) ở 37°C trong 30 phút, bổ sung nội chuẩn (margaric acid, tetracosane C24, tropic acid), thực hiện phản ứng tạo dẫn xuất oxime với dung dịch hydroxylamin 5%, acid hóa bằng HCl 6N và chiết tách hai lần bằng hỗn hợp dung môi ethyl acetat và diethyl ether. Sau khi làm khô bằng khí nitơ ở 60°C, cắn được silyl hóa bằng 100 µl dung dịch BSTFA + 1% TMCS ở 80°C trong 30 phút. Mẫu phân tích được tiêm 1 µl vào hệ thống GCMS Shimadzu với chương trình gia nhiệt từ 100°C (giữ 4 phút), tăng 4°C/phút đến 280°C (giữ 11 phút), tổng thời gian phân tích là 60 phút.
Số liệu thu thập được lưu trữ trên phần mềm Microsoft Excel và xử lý thống kê bằng phần mềm SPSS, áp dụng kiểm định One-Way ANOVA để đánh giá tương quan sinh hóa theo nhóm tuổi và giới tính.
Nội dung chính theo từng chương
Đặt vấn đề và Tổng quan về rối loạn chuyển hóa bẩm sinh
Chương tổng quan hệ thống hóa các khái niệm y học nền tảng về rối loạn chuyển hóa bẩm sinh (RLCHBS), phân loại theo hóa sinh bệnh học (rối loạn chuyển hóa carbohydrat, protein, acid béo, lysosom, ty thể) và theo sinh lý bệnh học (nhiễm độc do tích tụ chất chuyển hóa, thiếu hụt sản xuất năng lượng, tích tụ các chất đa phân tử). Tác giả làm rõ vị trí của bệnh thiếu hụt beta-ketothiolase thuộc nhóm rối loạn chuyển hóa acid hữu cơ và acid amin chuỗi nhánh, đồng thời là khiếm khuyết trong thoái hóa thể ceton.
Phần tổng quan đi sâu vào các đặc tính di truyền học phân tử, cấu trúc gen ACAT1 và phân loại các dạng đột biến gồm sai nghĩa, vô nghĩa, dịch khung và đột biến tại vị trí cắt nối (splicing). Đề tài nhấn mạnh tính chất phân bố đột biến theo quần thể: ở bệnh nhân người Việt Nam (chủ yếu là dân tộc Kinh), hai đột biến chiếm ưu thế là c.622C>T (p.Arg208*) chiếm gần 66% và c.1006-1007insA (p.Val336fs) chiếm khoảng 19% tổng số alen đột biến. Tác giả cũng phân tích chi tiết các kỹ thuật chẩn đoán xác định bệnh hiện nay, bao gồm đo hoạt độ enzym T2 trong nguyên bào sợi da khi có mặt ion Kali (tiêu chuẩn vàng sinh hóa), giải trình tự gen tìm đột biến điểm, kỹ thuật MLPA phát hiện mất/lặp đoạn lớn, và vai trò của hai công cụ sàng lọc không xâm lấn là MS/MS và GC/MS.
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương phương pháp trình bày cụ thể quy trình chọn bệnh nhân tại Bệnh viện Nhi Trung ương. Trong giai đoạn từ năm 2017 đến đầu năm 2023, có 30 bệnh nhân đủ tiêu chuẩn được đưa vào nghiên cứu. Tác giả ghi nhận các chẩn đoán ban đầu tại khoa khám bệnh hoặc hồi sức trước khi có kết quả chuyển hóa, phản ánh tính chất không đặc hiệu của cơn cấp: sốc nhiễm khuẩn, viêm phế quản phổi, viêm thanh quản cấp, viêm màng não chưa phân loại, nhiễm khuẩn huyết não mô cầu, nôn chưa rõ nguyên nhân, suy hô hấp cấp hoặc theo dõi rối loạn chuyển hóa acid amin.
Toàn bộ quy trình vận hành phòng xét nghiệm được mô tả chi tiết: từ thu thập mẫu máu gót chân thấm khô, bảo quản đĩa giếng, bảo quản chất chuẩn làm việc (bền trong 2 tuần ở 2–8°C), tỷ lệ pha loãng nội chuẩn, đến các thông số nhiệt độ và thời gian phản ứng silyl hóa trong phân tích nước tiểu. Nội dung chương tạo cơ sở thực nghiệm vững chắc để đánh giá độ tin cậy của các chỉ số sinh hóa thu được.
Kết quả nghiên cứu và Bàn luận
Chương kết quả và bàn luận phân tích ba nhóm dữ liệu chính:
1. Đặc điểm chung của nhóm bệnh nhân nghiên cứu
Nghiên cứu ghi nhận phân bố đồng đều về mặt giới tính trong 30 bệnh nhân với 15 nam và 15 nữ (tỷ lệ nam:nữ là 1:1). Về độ tuổi khi được ghi nhận dữ liệu:
- Nhóm nhỏ hơn hoặc bằng 6 tháng tuổi chiếm tỷ lệ cao nhất: 11/30 bệnh nhân (36,7%).
- Nhóm từ 6 đến 12 tháng tuổi chiếm tỷ lệ tiếp theo: 7/30 bệnh nhân (23,3%).
- Các nhóm tuổi còn lại phân bố rải rác: 1 tuổi (3/30), 2 tuổi (5/30), 3 tuổi (2/30), 4 tuổi (1/30) và có 1 trường hợp phát hiện ở độ tuổi 14 (1/30).
Như vậy, có tới 60,0% bệnh nhân được chẩn đoán trong giai đoạn dưới 12 tháng tuổi, hoàn toàn trùng khớp với y văn quốc tế về thời điểm trẻ bắt đầu giảm kháng thể từ mẹ, tiếp xúc với các tác nhân nhiễm trùng đầu đời và chuyển đổi chế độ ăn dặm giàu đạm.
Đối với các xét nghiệm sinh hóa máu thường quy, dữ liệu ghi nhận được từ hồ sơ bệnh án rất hạn chế do các xét nghiệm này chỉ định không đồng bộ: ure (3 ca có kết quả: 1 tăng, 2 bình thường); glucose máu (4 ca: 1 tăng, 3 bình thường); creatinin (3 ca: 2 tăng, 1 bình thường); điện giải đồ Na+, K+ (3 ca: 1 giảm, 2 bình thường), Cl- (3 ca: 2 tăng, 1 bình thường); men gan GOT (4 ca: 1 tăng, 3 bình thường), GPT (4 ca bình thường); amoniac máu (4 ca: 1 giảm, 3 bình thường); lactat máu (4 ca: 1 tăng, 1 giảm, 2 bình thường). Do cỡ mẫu xét nghiệm thường quy quá nhỏ, tác giả không tiến hành phân tích thống kê đối với nhóm chỉ số này.
2. Đặc điểm sàng lọc acylcarnitin và acid amin máu bằng MS/MS (n=23)
Trong 30 bệnh nhân, có 23 trường hợp có đầy đủ dữ liệu định lượng bằng MS/MS:
- Hồ sơ acid amin: Đa số các acid amin máu dao động trong giới hạn bình thường (chiếm trung bình 69,7% các kết quả phân tích). Một số biến đổi không hằng định được ghi nhận như alanin tăng ở 5/23 ca; acid glutamic tăng ở 5/23 ca; leucin giảm ở 7/23 ca; valin tăng ở 4/23 ca và giảm ở 3/23 ca.
- Hồ sơ acylcarnitin: Ghi nhận sự gia tăng vượt trội và mang tính đặc hiệu cao của hai dẫn xuất acylcarnitin:
- Tiglylcarnitin (C5:1): Tăng ở 19/23 bệnh nhân (chiếm 82,6%). Giá trị nồng độ dao động từ 0,07 đến 0,94 µmol/L, nồng độ trung bình đạt 0,36 µmol/L (tăng gấp khoảng 1,4 lần so với giới hạn trên của khoảng tham chiếu bình thường).
- 2-Methyl-3-hydroxybutyryl-carnitin (C5:OH): Tăng ở 20/23 bệnh nhân (chiếm 87,0%). Giá trị nồng độ dao động từ 0,17 đến 1,56 µmol/L, nồng độ trung bình đạt 0,73 µmol/L (tăng gấp khoảng 1,47 lần giới hạn trên bình thường).
- Phân tích kết hợp cho thấy có 18/23 bệnh nhân (78,3%) tăng đồng thời cả hai chỉ số C5:1 và C5:OH; 1 bệnh nhân chỉ tăng đơn độc C5:1; 2 bệnh nhân chỉ tăng đơn độc C5:OH; và 2 bệnh nhân không tăng cả hai chỉ số này tại thời điểm lấy mẫu xét nghiệm.
3. Đặc điểm phân tích acid hữu cơ niệu bằng GC/MS
Phân tích sắc ký khí khối phổ trên mẫu nước tiểu của nhóm bệnh nhân ghi nhận sự bài tiết bất thường của các sản phẩm thoái hóa isoleucin. Dữ liệu tổng hợp từ 26 bệnh nhân có kết quả GC/MS cho thấy: nồng độ chất chuyển hóa 2-methylacetoacetic acid (2MAA) tăng ở 6/26 bệnh nhân; tiglylglycin (TIG) tăng ở 13/26 bệnh nhân; trong khi đó sự xuất hiện và gia tăng của 2-methyl-3-hydroxybutyric acid (2M3HB) được xác nhận là dấu hiệu hằng định và có giá trị chẩn đoán xác định cao nhất đối với bệnh lý thiếu hụt beta-ketothiolase.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đã cung cấp số liệu thực nghiệm toàn diện về các chỉ số sinh hóa đặc hiệu trên một nhóm bệnh nhân mắc bệnh lý chuyển hóa hiếm gặp tại Việt Nam, được tổng hợp trong bảng đối chiếu dưới đây:
| Chỉ số cận lâm sàng |
Số ca ghi nhận |
Tỷ lệ bất thường / Số ca thực hiện |
Giá trị nhỏ nhất (Min) |
Giá trị lớn nhất (Max) |
Giá trị trung bình |
| Giới tính (Nam / Nữ) |
30 |
15 Nam / 15 Nữ (1:1) |
- |
- |
- |
| Tuổi ≤ 12 tháng |
30 |
18 / 30 (60,0%) |
Sơ sinh |
14 tuổi |
Đa số ≤ 12 tháng |
| Tiglylcarnitin (C5:1) |
23 |
19 / 23 tăng (82,6%) |
0,07 µmol/L |
0,94 µmol/L |
0,36 µmol/L |
| 2-Methyl-3-OH-butyryl (C5:OH) |
23 |
20 / 23 tăng (87,0%) |
0,17 µmol/L |
1,56 µmol/L |
0,73 µmol/L |
| Tăng đồng thời C5:1 & C5:OH |
23 |
18 / 23 ca (78,3%) |
- |
- |
- |
| Acid 2-methylacetoacetic (2MAA) |
26 |
6 / 26 tăng (23,1%) |
- |
- |
- |
| Tiglylglycin (TIG) niệu |
26 |
13 / 26 tăng (50,0%) |
- |
- |
- |
| Acid amin máu chung |
23 |
69,7% trong giới hạn bình thường |
- |
- |
Biến đổi không đặc hiệu |
Giải pháp và khuyến nghị chuyên môn của tác giả
Từ các kết quả nghiên cứu, tác giả đưa ra các khuyến nghị về quy trình quản lý và tiếp cận chẩn đoán lâm sàng:
- Khuyến nghị sàng lọc sơ sinh diện rộng: Ứng dụng kỹ thuật MS/MS trên mẫu giọt máu khô gót chân là công cụ hữu hiệu hàng đầu để phát hiện sớm trẻ mang đột biến trước khi các cơn toan ceton cấp tính bộc phát. Cần chú trọng cặp dấu ấn sinh học C5:1 và C5:OH.
- Phối hợp xét nghiệm GC/MS chẩn đoán xác định: Đối với mọi trường hợp nghi ngờ rối loạn chuyển hóa có biểu hiện toan chuyển hóa không rõ nguyên nhân, cần chỉ định phân tích acid hữu cơ niệu bằng GC/MS nhằm tìm kiếm sự có mặt của 2M3HB, 2MAA và TIG để phân biệt với toan ceton đái tháo đường, sốc nhiễm khuẩn hay các bệnh acid máu hữu cơ khác (như toan isovaleric, toan methylmalonic).
- Cảnh giác với kết quả âm tính ngoài cơn cấp: Nghiên cứu chỉ rõ có 2/23 bệnh nhân không tăng C5:1 và C5:OH trong máu. Điều này chứng minh rằng nồng độ các chất chuyển hóa trung gian có thể trở về mức bình thường trong giai đoạn ổn định ngoài cơn cấp; do đó kết quả xét nghiệm sinh hóa âm tính không loại trừ hoàn toàn khả năng thiếu hụt beta-ketothiolase, cần kết hợp giải trình tự gen hoặc đo hoạt độ enzym khi nghi ngờ cao trên lâm sàng.
- Nguyên tắc can thiệp điều trị: Cần hạn chế protein trong chế độ ăn ở mức vừa phải (1,5–2 g/kg/ngày) để giảm thiểu nạp isoleucin; truyền glucose nồng độ cao nhằm ức chế quá trình tạo ceton và cung cấp năng lượng; bổ sung L-carnitin hỗ trợ đào thải các dẫn xuất acyl độc hại ra khỏi ty thể.
Đóng góp mới của khóa luận
So với các báo cáo đơn lẻ trước đây, khóa luận là công trình hồi cứu tập hợp số lượng bệnh nhân thiếu beta-ketothiolase tương đối lớn (30 bệnh nhân) tại một trung tâm nhi khoa tuyến cuối của Việt Nam. Khóa luận cung cấp các khoảng nồng độ định lượng cụ thể của C5:1 và C5:OH trên hệ thống LCMSMS 8040, xác lập tỷ lệ tăng đồng thời hai chỉ số này (78,3%), đồng thời làm rõ tỷ lệ xuất hiện các acid hữu cơ niệu trên máy GCMS, tạo cơ sở thực tế cho việc xây dựng ngưỡng cut-off trong quy trình xét nghiệm sàng lọc bệnh chuyển hóa tại các cơ sở y tế trong nước.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận tự ghi nhận một số hạn chế gắn liền với phạm vi thu thập dữ liệu:
- Nghiên cứu tiến hành theo phương pháp hồi cứu số liệu, do đó các xét nghiệm sinh hóa máu thường quy (glucose, ure, điện giải đồ, khí máu, amoniac, lactat) không được thực hiện đầy đủ và đồng bộ ở tất cả các bệnh nhân tại cùng thời điểm khởi phát cơn cấp, dẫn đến việc không thể thực hiện phân tích thống kê mối tương quan giữa các thông số thường quy này với mức độ nặng của bệnh.
- Cỡ mẫu định lượng MS/MS chỉ dừng lại ở 23 bệnh nhân và dữ liệu acid niệu GC/MS ở 26 bệnh nhân do một số ca bệnh thiếu mẫu bệnh phẩm hoặc hồ sơ lưu trữ chưa hoàn chỉnh dữ liệu thô.
- Đề tài chưa theo dõi dọc được biến thiên nồng độ C5:1, C5:OH và acid niệu của cùng một bệnh nhân giữa thời điểm bùng phát cơn cấp so với thời điểm ổn định sau điều trị can thiệp.
Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung: Mở rộng cỡ mẫu nghiên cứu tiến cứu; thiết lập nghiên cứu đoàn hệ theo dõi nồng độ các chất chuyển hóa trước và sau can thiệp dinh dưỡng; kết hợp phân tích đối chiếu kiểu gen (ACAT1) với nồng độ các chất sinh hóa và mức độ nghiêm trọng trên lâm sàng (kiểu gen - kiểu hình sinh hóa); và hoàn thiện việc chuẩn hóa quy trình định lượng hoạt độ enzym T2 trong bạch cầu hoặc nguyên bào sợi da tại Việt Nam.
Giá trị tham khảo
Bản khóa luận mang lại giá trị thực tiễn chuyên môn cao cho nhiều đối tượng trong lĩnh vực y sinh học:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật xét nghiệm y học và Hóa sinh lâm sàng: Khóa luận là tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình kỹ thuật chuẩn bị mẫu máu thấm khô (DBS) và mẫu nước tiểu, các bước vận hành hệ thống khối phổ đôi LCMSMS (với chế độ phân tích MRM, sử dụng nội chuẩn kép) và hệ thống GC/MS (phản ứng dẫn xuất hóa oxim và trimethylsilyl hóa bằng BSTFA + 1% TMCS).
- Bác sĩ Nhi khoa và Bác sĩ Cấp cứu - Hồi sức: Cung cấp thông tin cận lâm sàng định hướng giúp phân biệt bệnh thiếu beta-ketothiolase với các bệnh cảnh dễ nhầm lẫn như sốc nhiễm trùng, viêm não - màng não, suy hô hấp hay toan ceton do đái tháo đường, đặc biệt lưu ý nguy cơ cơn cấp xuất hiện ở trẻ dưới 12 tháng tuổi khi có stress chuyển hóa.
- Các nhà nghiên cứu về Bệnh hiếm và Di truyền y học: Bổ sung dữ liệu dịch tễ học và sinh hóa của quần thể bệnh nhân Việt Nam vào cơ sở dữ liệu y văn quốc tế, đóng góp minh chứng thực tế về các chỉ số sàng lọc sơ sinh bằng công nghệ khối phổ.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao thiếu hụt enzym beta-ketothiolase chỉ gây tổn thương quá trình thoái hóa ceton tại mô ngoại vi mà không làm mất hoàn toàn khả năng tạo ceton tại gan?
Tại gan, enzym beta-ketothiolase (T2) tham gia tạo acetoacetyl-CoA từ 2 phân tử acetyl-CoA. Tuy nhiên, khi enzym T2 bị thiếu hụt, tế bào gan vẫn còn một enzym thiolase khác là 3-ketoacyl-CoA thiolase chuỗi trung bình ty thể (T1) có thể bù đắp chức năng phân cắt và ngưng tụ trong quá trình beta-oxy hóa acid béo để tổng hợp thể ceton. Ngược lại, tại các mô ngoại vi, T2 là enzym giữ vai trò chủ chốt để phân giải acetoacetyl-CoA thành acetyl-CoA đi vào chu trình Krebs; sự thiếu hụt T2 tại đây không có enzym thay thế tương đương, làm cản trở quá trình phân giải ceton (ketolysis) ở mức độ lớn hơn nhiều so với quá trình tạo ceton, dẫn đến tích tụ thể ceton và gây toan máu từng đợt.
2. Hai chỉ số acylcarnitin nào trong máu có giá trị chỉ dấu đặc hiệu nhất khi sàng lọc bệnh bằng kỹ thuật MS/MS?
Hai chỉ dấu acylcarnitin đặc hiệu nhất được xác định trong nghiên cứu là tiglylcarnitin (C5:1) và 2-methyl-3-hydroxybutyryl-carnitin (C5:OH). Trong 23 bệnh nhân có dữ liệu MS/MS, nồng độ C5:1 tăng ở 82,6% số ca (nồng độ trung bình 0,36 µmol/L, tăng gấp ~1,4 lần ngưỡng trên bình thường) và C5:OH tăng ở 87,0% số ca (nồng độ trung bình 0,73 µmol/L, tăng gấp ~1,47 lần ngưỡng trên bình thường). Có 78,3% bệnh nhân tăng đồng thời cả hai chỉ số này.
3. Nếu kết quả xét nghiệm acylcarnitin máu bằng MS/MS hoàn toàn bình thường, có thể loại trừ bệnh thiếu beta-ketothiolase không?
Không thể loại trừ hoàn toàn bệnh nếu chỉ dựa vào kết quả MS/MS bình thường. Nghiên cứu thực nghiệm chỉ ra có 2 trong số 23 bệnh nhân (chiếm 8,7%) hoàn toàn không có sự gia tăng của cả C5:1 và C5:OH trong máu tại thời điểm làm xét nghiệm. Điều này giải thích do đặc điểm bệnh xuất hiện theo từng đợt cấp ngắt quãng; ngoài cơn cấp, sự ứ đọng các chất chuyển hóa trung gian của con đường dị hóa isoleucin có thể giảm thấp về mức thông thường, đặc biệt ở những bệnh nhân mang đột biến còn một phần hoạt tính enzym (đột biến thể nhẹ). Khi nghi ngờ trên lâm sàng, bắt buộc phải phối hợp phân tích acid hữu cơ niệu bằng GC/MS và xét nghiệm đột biến gen ACAT1.
4. Nhóm tuổi nào chiếm tỷ lệ mắc bệnh cao nhất trong nghiên cứu tại Bệnh viện Nhi Trung ương?
Trong số 30 bệnh nhân được khảo sát, nhóm trẻ dưới hoặc bằng 6 tháng tuổi chiếm tỷ lệ cao nhất với 11/30 bệnh nhân (36,7%), tiếp theo là nhóm từ 6 đến 12 tháng tuổi với 7/30 bệnh nhân (23,3%). Tổng cộng nhóm trẻ dưới 12 tháng tuổi chiếm 60,0% tổng số ca bệnh. Bệnh nhân lớn tuổi nhất được ghi nhận trong nghiên cứu là 14 tuổi.
5. Dấu hiệu acid hữu cơ nào trong nước tiểu đo bằng GC/MS có giá trị tin cậy nhất để chẩn đoán xác định bệnh?
Trong số các acid hữu cơ niệu dẫn xuất từ quá trình dị hóa isoleucin gồm 2-methylacetoacetic acid (2MAA), tiglylglycin (TIG) và 2-methyl-3-hydroxybutyric acid (2M3HB), thì sự gia tăng của 2M3HB được ghi nhận là dấu hiệu ổn định và có giá trị nhất trong chẩn đoán xác định bệnh thiếu hụt beta-ketothiolase. Trong nghiên cứu, 2MAA chỉ phát hiện tăng ở 6/26 bệnh nhân (23,1%) và TIG tăng ở 13/26 bệnh nhân (50,0%), do 2MAA là hợp chất không bền, dễ bị phân hủy hoặc biến đổi trong quá trình lưu trữ và xử lý mẫu nước tiểu.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Mai Quỳnh Anh đã khảo sát toàn diện các đặc điểm hóa sinh đặc hiệu trên 30 bệnh nhân thiếu hụt beta-ketothiolase điều trị tại Bệnh viện Nhi Trung ương giai đoạn 2017–2023. Nghiên cứu khẳng định giá trị sàng lọc ưu việt của kỹ thuật khối phổ đôi (MS/MS) thông qua sự gia tăng đồng thời của cặp chỉ số tiglylcarnitin (C5:1, 82,6%) và 2-methyl-3-hydroxybutyryl-carnitin (C5:OH, 87,0%), kết hợp cùng xét nghiệm sắc ký khí khối phổ (GC/MS) phát hiện các acid hữu cơ niệu đặc trưng (đặc biệt là 2M3HB, TIG và 2MAA). Công trình cung cấp bằng chứng thực nghiệm quan trọng hỗ trợ công tác chẩn đoán sớm, phân biệt chính xác bệnh lý chuyển hóa hiếm gặp này với các tình trạng nhiễm toan cấp tính khác trong thực hành lâm sàng nhi khoa.