Nghiên cứu đột biến và biểu hiện gen EGFR ở ung thư biểu mô tuyến phổi

Nghiên cứu chi tiết về đột biến gen EGFR và mức độ biểu hiện ở bệnh nhân ung thư biểu mô tuyến phổi. Phân tích mối tương quan và kết quả lâm sàng.

• Tác giả: Nguyễn Văn Hòa
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Quang Huy
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Di truyền học
• Đề tài: Nghiên cứu đột biến và mức độ biểu hiện gen EGFR trên bệnh nhân ung thư biểu mô tuyến ở phổi tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Phú Thọ
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về đột biến gen EGFR trong ung thư phổi

Đột biến gen EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) là một trong những biến đổi di truyền quan trọng nhất trong ung thư biểu mô tuyến phổi. Gen EGFR đóng vai trò then chốt trong điều hòa sự phát triển và phân chia tế bào. Khi xảy ra đột biến, gen này hoạt động bất thường, dẫn đến tăng trưởng không kiểm soát của tế bào ung thư. Nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Hà Nội cho thấy tỷ lệ đột biến EGFR ở bệnh nhân ung thư biểu mô tuyến phổi tương đối cao, đặc biệt ở những bệnh nhân chưa hút thuốc lá. Hiểu rõ về các đột biến này giúp xác định chiến lược điều trị phù hợp và cải thiện tiên lượng bệnh cho bệnh nhân.

1.1. Cấu trúc và chức năng của gen EGFR

Gen EGFR mã hóa cho protein thụ thể yếu tố tăng trưởng trên bề mặt tế bào. Protein này bao gồm miền ngoài tế bào liên kết với ligand, miền xuyên màng và miền trong tế bào có hoạt tính tyrosin kinase. Khi ligand liên kết với EGFR, nó kích hoạt các con đường tín hiệu intracellular như MAPK/ERK và PI3K/AKT, thúc đẩy sự phát triển và sống sót của tế bào. Đột biến EGFR làm tăng hoạt tính của những con đường này, góp phần vào sự phát triển của ung thư.

1.2. Các loại đột biến EGFR phổ biến

Đột biến EGFR phổ biến nhất bao gồm đột biến exon 19 (deletion) và đột biến exon 21 (L858R substitution). Những đột biến này làm tăng hoạt tính tyrosin kinase và nhạy cảm với thuốc ức chế EGFR-TKI. Các loại đột biến khác như đột biến exon 18, 20 thường liên quan đến kháng thuốc. Việc phát hiện chính xác loại đột biến giúp dự đoán đáp ứng điều trị với các loại thuốc nhắm mục tiêu.

II. Đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng liên quan đến đột biến EGFR

Bệnh nhân ung thư biểu mô tuyến phổi có đột biến EGFR thường có những đặc điểm lâm sàng riêng biệt. Theo nghiên cứu tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Phú Thọ, tỷ lệ đột biến EGFR cao hơn ở nữ giới, những người chưa hút thuốc lá, và bệnh nhân có tuổi trẻ hơn. Các triệu chứng lâm sàng bao gồm ho kéo dài, khó thở, đau ngực. Trên mặt cận lâm sàng, bệnh nhân thường có các nốt u ở phổi được phát hiện qua chụp CT scan. Việc xác định đột biến EGFR có giá trị tiên lượng quan trọng, vì bệnh nhân mang đột biến này có tiên lượng tốt hơn và đáp ứng tốt với điều trị bằng thuốc ức chế kinase.

2.1. Mối liên hệ giữa đột biến EGFR và tình trạng hút thuốc

Nghiên cứu từ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên cho thấy tỷ lệ đột biến EGFR cao hơn ở bệnh nhân chưa hút thuốc lá (non-smokers) so với những người hút thuốc. Đây là một đặc điểm phân biệt quan trọng trong ung thư phổi không liên quan thuốc lá. Bệnh nhân không hút thuốc có đột biến EGFR thường có tiên lượng tốt hơn và đáp ứng điều trị tốt hơn với EGFR-TKI inhibitors.

2.2. Mối liên hệ giữa đột biến EGFR và tuổi tác giới tính

Đột biến EGFR thường gặp ở nữ giới và bệnh nhân tuổi trẻ hơn so với nhóm khác. Dữ liệu từ luận văn thạc sĩ cho thấy bệnh nhân nữ có tỷ lệ đột biến EGFR cao hơn so với nam giới. Tuổi tác trẻ cũng là yếu tố dự báo đột biến EGFR. Những khác biệt này gợi ý rằng cơ chế bệnh sinh của ung thư phổi có thể khác nhau giữa các nhóm dân số.

III. Phương pháp phát hiện đột biến gen EGFR

Để phát hiện đột biến gen EGFR, các nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật giải trình tự gen (DNA sequencing). Quy trình bắt đầu bằng tách chiết DNA từ mẫu mô ung thư bệnh nhân. Mẫu mô được cố định, tẩm xát và tiến hành xét nghiệm mô bệnh học để xác nhận chẩn đoán ung thư biểu mô tuyến. Sau đó, DNA được sao chép bằng kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction) với các cặp mồi cụ thể nhắm vào các exon quan trọng của gen EGFR (exon 18, 19, 20, 21). Cuối cùng, sản phẩm PCR được giải trình tự để xác định chính xác loại đột biến. Phương pháp này có độ nhạy cao và đặc hiệu cao trong phát hiện đột biến EGFR.

3.1. Kỹ thuật xét nghiệm mô bệnh học và immunohistochemistry

Xét nghiệm mô bệnh học (histopathology) là bước đầu tiên để xác nhận ung thư biểu mô tuyến phổi. Mẫu mô được nhuộm H&E để kiểm tra hình thái tế bào. Tiếp theo, kỹ thuật immunohistochemistry được sử dụng để đánh giá mức độ biểu hiện protein EGFR trên màng tế bào. Cường độ nhuộm được phân loại từ 0 đến 3+, giúp xác định mức biểu hiện EGFR và dự báo đáp ứng điều trị.

3.2. Kỹ thuật giải trình tự gen và PCR

Kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction) được sử dụng để sao chép chuỗi DNA chứa các exon của gen EGFR. Các cặp mồi đặc hiệu được thiết kế để nhân bản các vùng DNA chứa các đột biến phổ biến. Sau đó, sản phẩm PCR được giải trình tự bằng kỹ thuật Sanger sequencing hoặc Next Generation Sequencing (NGS) để xác định chính xác vị trí và loại đột biến trong gen EGFR.

IV. Ý nghĩa lâm sàng và hướng điều trị dựa trên đột biến EGFR

Phát hiện đột biến gen EGFR có ý nghĩa lâm sàng rất quan trọng trong điều trị ung thư biểu mô tuyến phổi. Bệnh nhân mang đột biến EGFR được điều trị bằng thuốc ức chế EGFR-TKI (Tyrosine Kinase Inhibitor) như gefitinib, erlotinib, afatinib với hiệu quả cao hơn so với hóa trị liệu thông thường. Theo kết quả nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Hà Nội, bệnh nhân có đột biến EGFR (exon 19 hoặc exon 21) có tỷ lệ đáp ứng điều trị cao và thời gian sống thêm không tiến triển dài hơn. Việc xác định đột biến EGFR cũng giúp phát hiện sớm kháng thuốc và điều chỉnh chiến lược điều trị kịp thời. Ngoài ra, bệnh nhân có mức biểu hiện EGFR cao thường có đáp ứng tốt hơn với EGFR-TKI.

4.1. Lựa chọn thuốc dựa trên loại đột biến EGFR

Bệnh nhân với đột biến EGFR (exon 19 deletion hoặc exon 21 L858R) được xem là nhạy cảm với EGFR-TKI và là những ứng cử viên tốt cho điều trị nhắm mục tiêu (targeted therapy). Thuốc thế hệ thứ nhất như gefitinib và erlotinib được sử dụng làm điều trị lựa chọn đầu tiên. Khi có kháng thuốc, thuốc thế hệ thứ hai như afatinib có thể được sử dụng. Bệnh nhân không mang đột biến EGFR thường được điều trị bằng hóa trị liệu thông thường hoặc immunotherapy.

4.2. Giá trị tiên lượng và theo dõi bệnh

Đột biến EGFR là chỉ dấu tiên lượng tích cực cho ung thư phổi biểu mô tuyến. Bệnh nhân có đột biến EGFR có thời gian sống trung bình dài hơn và chất lượng cuộc sống tốt hơn khi được điều trị bằng EGFR-TKI. Theo dõi mức biểu hiện EGFR và đột biến EGFR có thể giúp dự báo kháng thuốc sớm. Xét nghiệm lại định kỳ có thể phát hiện đột biến mới liên quan đến kháng thuốc và hướng dẫn điều chỉnh liệu pháp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Hiện nay trên toàn thế giới, bệnh ung thƣ đã vƣợt qua bệnh tim mạch để trở thành căn nguyên gây tử vong hàng đầu với tỷ lệ mắc bệnh cao và độ tuổi mắc bệnh ngày càng giảm [34]. Với tốc độ phát triển dân số và sự gia tăng tuổi thọ nhƣ hiện nay thì ƣớc tính đến năm 2050, thế giới sẽ có thêm khoảng 27 triệu trƣờng hợp ung thƣ mới mắc và khoảng 17,5 triệu bệnh nhân tử vong mỗi năm [34]; trong đó phải kể đến ung thƣ phổi (UTP), căn nguyên gây tỷ lệ mắc và tử vong hàng đầu với thể ung thƣ phổi không tế bào nhỏ (UTPKTBN) chiếm đến 85% các trƣờng hợp. Những nghiên cứu thực hiện cho thấy việc áp dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong chẩn đoán và điều trị đã mang lại những lợi ích cho bệnh nhân mắc ung thƣ. Các nhà khoa học có thể đánh giá một cách tổng quát sự tƣơng tác gen, các con đƣờng dẫn truyền tín hiệu nội bào và ảnh hƣởng của các dòng thác tín hiệu trong tế bào đến quá trình tái bản, sao chép và phiên mã, từ đó tác động lên quá trình sinh trƣởng, biệt hóa, di chuyển và chết theo chƣơng trình của tế bào.

Với mỗi một biến đổi gen xảy ra đều có thể làm thay đổi sự cân bằng các hoạt động sống tế bào, biến một tế bào lành trở thành tế bào ác tính hoặc gây chết tế bào. Mặt khác, có những biến đổi gen lại khiến các tế bào trở nên nhạy cảm hoặc đề kháng hơn với những tác nhân ngoại bào nhƣ tác nhân lý, hóa. Trong đó, sự thay đổi tính đáp ứng của tế bào với các các thuốc điều trị ung thƣ là một ví dụ điển hình. Đây là cơ sở khoa học để các nhà khoa học nghiên cứu và ứng dụng các loại thuốc mới tác động trực tiếp lên các thụ thể tế bào nhằm ức chế sự phát triển của tế bào ung thƣ gọi là liệu pháp điều trị ung thƣ đích (targeted cancer therapy).

Ƣu điểm của phƣơng pháp này là liều điều trị thấp, đặc hiệu, ít độc hại và đặc biệt có hiệu quả đƣợc nâng cao một cách rõ rệt, thể trạng ngƣời bệnh đƣợc tăng cƣờng và kéo dài thời gian sống cho bệnh nhân. Việc phân tích tình trạng các gen đóng vai trò chủ chốt trong quá trình phát sinh khối u thƣ giúp các bác sĩ lựa chọn pháp đồ điều trị phù hợp nhất để nâng cao hiệu quả điều trị đích cho ngƣời bệnh. Qua nhiều công trình nghiên cứu cũng nhƣ sự kiểm duyệt khắt khe của các Tổ chức quản lý y dƣợc uy tín trên thế giới (FDA- Hoa Kì, EMEA-Liên Minh Châu Âu), liệu pháp điều trị trúng đích (LPĐTTĐ) đã 1 chứng tỏ hiệu quả rất tốt trong việc điều trị cho các bệnh nhân UTPKTBN giai đoạn cuối: kích thƣớc các khối u giảm đáng kể, thời gian sống kéo dài hơn, chất lƣợng cuộc sống đƣợc cải thiện,… Tuy nhiên, mức độ đáp ứng với thuốc điều trị đích ở mỗi bệnh nhân UTPKTBN phụ thuộc phần lớn vào tình trạng một số gen, mà quan trọng nhất là gen EGFR. Việc xác định đột biến gen EGFR hay sự tƣơng tác protein bị đột biến có ý nghĩa rất lớn giúp bác sĩ lựa chọn đƣợc phác đồ điều trị thích hợp để nâng cao hiệu quả điều trị đích cho bệnh nhân.

Một trong những phƣơng pháp điều trị mới đang đƣợc áp dụng phổ biến hiện nay là những thuốc điều trị nhắm đích dựa trên những hiểu biết về những biến đổi di truyền của tế bào ung thƣ. Ở ung thƣ phổi không tế bào nhỏ nói chung và ung thƣ biểu mô tuyến của phổi nói riêng, phác đồ điều trị bằng thuốc nhắm đích TKIs (Tyrosine Kinase Inhibitors) dựa trên những đột biến về gen EGFR (Epidermal growth factor receptor) đang đƣợc sử dụng rộng rãi và mang lại những hiệu quả rõ rệt trong việc kéo dài thời gian sống thêm và cải thiện chất lƣợng cuộc sống của bệnh nhân ung thƣ phổi. Bên cạnh đó việc đánh giá sự biểu hiện của gen EGFR cũng góp phần quan trọng trong việc đƣa ra những tiên lƣợng tiến triển của bệnh cũng nhƣ định hƣớng liều lƣợng thuốc cho bệnh nhân. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh có mối liên quan chặt chẽ giữa đột biến gen EGFR với mức độ đáp ứng của các thuốc ức chế tyrosine kinase ở EGFR của khối u.

Các đột biến gen EGFR làm tăng ái lực của thuốc với EGFR của khối u, do đó những bệnh nhân có đột biến gen EGFR thƣờng đáp ứng tốt với các thuốc này. Khoảng 40% bệnh nhân ung thƣ phổi không tế bào nhỏ có đột biến gen EGFR. Gần đây, các nghiên cứu tập trung nhiều vào đột biến gen EGFR ở bệnh nhân ung thƣ phổi biểu mô tuyến, vì đây là đột biến phổ biến (khoảng 30 đến 64%) và là yếu tố dự đoán tính đáp ứng với các thuốc ức chế tyrosine kinase [67]. Để giúp cho các bác sỹ lâm sàng lựa chọn phác đồ điều trị phù hợp và hiệu quả, cũng nhƣ góp phần tiên lƣợng bệnh nhân đƣợc tốt hơn, chúng tôi nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu đột biến và mức độ biểu hiện gen EGFR trên bệnh nhân ung thư biểu mô tuyến ở phổi tại bệnh viện đa khoa tỉnh Phú Thọ” với mục tiêu: 2 1.

Mục tiêu nghiên cứu: - Phân tích tỷ lệ đột biến của gen EGFR trên bệnh nhân ung thƣ biểu mô tuyển ở phổi tại bệnh viện đa khoa tỉnh Phú Thọ. - Đánh giá mức độ biểu hiện của protein EGFR và mối liên quan với đặc điểm bệnh nhân ung thƣ biểu mô tuyển ở phổi 2. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu một số đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng và đột biến gen EGFR ở bệnh nhân ung thƣ biểu mô tuyến - Tách chiết DNA từ mẫu mô ung thƣ và xác định đột biến gen EGFR bằng kỹ thuật giải trình tự gen - Đánh giá mức độ biểu hiện protein EGFR và sự tƣơng quan với đặc điểm bệnh nhân. + Xác định mức độ biểu hiện protein EGFR + Mối liên quan giữa đột biến EGFR với đặc điểm bệnh nhân + Mối liên quan giữa biểu hiện protein EGFR với đặc điểm bệnh nhân 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.

Tổng quan về ung thƣ phổi 1.1 Tình hình ung thƣ phổi trên thế giới Ung thƣ phổi là loại ung thƣ phổ biến nhất trên thế giới. Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), năm 2018 có đến 1,8 triệu ngƣời chết do ung thƣ phổi trong tổng số 9,6 triệu ngƣời chết do ung thƣ [24]. Đây là loại ung thƣ phổ biến nhất ở nam giới trên toàn cầu (chiếm 14,5% tổng số). Tỷ lệ mắc cao nhất là ở Trung Âu và Đông Âu (53,3/100.000 ngƣời) và Đông Á (50,4/100.

Tỷ lệ mắc thấp nhất là ở Trung Phi và Tây Phi (2,0 và 1,7/100. Ở phụ nữ, ung thƣ phổi đứng thứ ba sau ung thƣ vú và ung thƣ đại trực tràng (chiếm 8,4% tổng số). Tỷ lệ mắc ung thƣ phổi ở phụ nữ thấp hơn ở nam giới và có sự khác nhau ở các vùng địa lý khác nhau, chủ yếu phản ánh lịch sử tiếp xúc khác nhau với thuốc lá. Do đó, tỷ lệ mắc cao nhất là ở Bắc Mỹ (33,8/100.000 ngƣời) và Bắc Âu (23,7/100.000 ngƣời), tỷ lệ mắc tƣơng đối cao ở khu vực Đông Á (19,2/100.000 ngƣời) và thấp nhất ở Tây Phi và Trung Phi (1,1 và 0,8/100.

Hiệp hội ung thƣ của Hoa Kỳ (American Cancer Society) ƣớc tính trong năm 2017, đã có thêm 225.500 trƣờng hợp mới mắc ung thƣ phổi chiếm 13% tổng số ca ung thƣ đƣợc phát hiện. Chỉ có 19% trƣờng hợp bị phát hiện ung thƣ phổi có thể sống thêm quá 5 năm. Theo thống kê của Hiệp hội ung thƣ của Hoa Kỳ, năm 2015 có đến 155.800 ngƣời chết do căn bệnh này, chiếm 25% số trƣờng hợp tử vong do ung thƣ [52]. Số trƣờng hợp tử vong do ung thƣ phổi lớn hơn tổng số trƣờng hợp tử vong do ba loại ung thƣ phổ biến khác ở Hoa Kỳ bao gồm ung thƣ tuyến tiền liệt, ung thƣ vú và ung thƣ đại tràng cộng lại [52].

Các thống kê cho thấy, UTP phổ biến hơn ở nam giới. Năm 2018, toàn thế giới ƣớc tính có khoảng 1.500 ca UTP đƣợc phát hiện ở nam giới chiếm khoảng 66% tổng số ca UTP mới đƣợc phát hiện, tỷ lệ nam/nữ khoảng 1,94/1 [14]. Tại các nƣớc đang phát triển, tỷ lệ nam/nữ thƣờng cao hơn con số trên, trong khi tại các nƣớc phát triển, tỷ lệ UTP ở nữ có xu hƣớng ngày một tăng nhanh [14]. Theo thống kê của Hiệp hội ung thƣ Hoa Kỳ, năm 2007, ƣớc tính có khoảng 114.760 ca UTP 4 mới phát hiện ở nam giới và 98.620 ca UTP mới phát hiện ở nữ giới [33] Trong khi đó, thống kê năm 2019, số ca UTP mới phát hiện ở nam giới là 116.440 và ở nữ là 111.

Tại Hoa Kỳ, tỷ lệ UTP mới phát hiện ở nữ giới đã xấp xỉ nam giới [69]. Tình hình ung thƣ phổi ở Việt Nam Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới 2018, ở Việt Nam, mỗi năm có khoảng 160.000 trƣờng hợp mắc mới và có tới 115.000 ngƣời tử vong do ung thƣ. Việt Nam xếp ở vị trí 78/172 quốc gia, vùng lãnh thổ khảo sát với tỉ lệ tử vong 110/100. Ung thƣ phổi có tỉ lệ mắc đứng hàng thứ 2 ở nam giới và đứng hàng thứ 3 ở nữ giới nhƣng lại có tỷ lệ tử vong cao thứ hai ở cả nam và nữ (sau ung thƣ gan).

Số ca mắc mới ung thƣ phổi ở nam giới năm 2000 chỉ là 6.905 ca với tỉ lệ 29,3/100.000 dân, đến năm 2018 số ca mắc đã là 23.667 trƣờng hợp (14,4% tổng số ca ung thƣ) và tăng tỉ lệ lên 35,1/100. Dự báo, đến năm 2020, số trƣờng hợp mắc mới có thể lên tới 23.000 ở nam giới và hơn 34.000 ở cả hai giới [24]. Cũng theo WHO, Việt Nam nằm ở nhóm nƣớc có tần suất mắc ung thƣ phổi cao thuộc hàng thứ hai trên thế giới, với tỉ lệ mắc ở nam giới là 25,5 – 41,5/100.000 dân và ở nữ giới là 7,3 – 13,6/100. Tỷ lệ mắc và tử vong của một số loại ung thƣ phổ biến trên thế giới năm 2020 [32].

Số ca mắc mới ung thƣ tại Việt Nam năm 2020 [30]. Bệnh nguyên, bệnh sinh ung thƣ phổi 1. Bệnh nguyên ung thƣ phổi Hút thuốc lá đƣợc coi là yếu tố nguy cơ chính gây nên UTP, khoảng 80- 85% ca đƣợc chẩn đoán UTP trên thế giới có hút thuốc lá. Mức độ tăng nguy cơ phụ thuộc vào: tuổi bắt đầu hút, số lƣợng thuốc hút và thời gian hút.

Nguy cơ UTP ở ngƣời hút thuốc lá cao gấp 10 lần so với ngƣời không hút thuốc.