Khóa luận: Phân tích gen NAT2 và đáp ứng điều trị Isoniazid ở bệnh nhân lao

Khóa luận y khoa phân tích ảnh hưởng của đa hình gen NAT2 đến đáp ứng điều trị Isoniazid ở bệnh nhân lao, khám phá quy trình phân tích chi tiết.

• Tác giả: Kiều Hồng Nhung
• Người hướng dẫn: PSG. Đinh Đoàn Long
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Y Đa Khoa
• Đề tài: Xây dựng quy trình phân tích một số đa hình gen N-acetyltransfarase 2 liên quan đến đáp ứng điều trị Isoniazid ở người bệnh lao
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Bí quyết hiểu gen NAT2 và đáp ứng điều trị Isoniazid

Isoniazid (INH) là thuốc kháng lao hàng đầu, đóng vai trò then chốt trong các phác đồ điều trị của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO). Tuy nhiên, hiệu quả và độc tính của Isoniazid lại khác biệt đáng kể giữa các cá nhân. Sự khác biệt này phần lớn được quyết định bởi yếu tố di truyền, cụ thể là các biến thể của gen N-Acetyltransferase 2 (NAT2). Lĩnh vực dược lý di truyền lao (pharmacogenetics) ra đời để giải mã mối liên hệ này, hướng tới mục tiêu cá thể hóa điều trị lao. Gen NAT2 mã hóa cho enzym cùng tên, có vai trò chính trong việc chuyển hóa Isoniazid tại gan thông qua quá trình acetyl hóa. Hoạt động của enzym NAT2 quyết định tốc độ một cá nhân chuyển hóa và thải trừ thuốc. Các nghiên cứu, bao gồm khóa luận của Kiều Hồng Nhung (2019), đã chỉ ra rằng sự đa hình của gen này tạo ra các kiểu hình acetyl hóa khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến nồng độ Isoniazid trong máu. Việc hiểu rõ cơ chế di truyền này là bước đi nền tảng để tối ưu hóa liều lượng INH, giảm thiểu phản ứng có hại của thuốc (ADR) và nâng cao tỷ lệ điều trị thành công cho người bệnh lao.

1.1. Tổng quan về dược lý di truyền lao Pharmacogenetics

Dược lý di truyền lao là một chuyên ngành nghiên cứu về cách các biến thể di truyền của một cá nhân ảnh hưởng đến đáp ứng của họ với các thuốc điều trị lao. Mục tiêu chính là dự đoán hiệu quả và nguy cơ độc tính của thuốc dựa trên hồ sơ di truyền, từ đó cho phép bác sĩ điều chỉnh phác đồ cho phù hợp. Thay vì áp dụng một liều lượng tiêu chuẩn cho tất cả mọi người, dược lý di truyền cho phép một cách tiếp cận chính xác hơn. Trong bối cảnh điều trị lao, Isoniazid là một ví dụ điển hình. Các biến thể trong gen như NAT2, CYP2E1, và GSTM1 đều có thể thay đổi cách cơ thể xử lý thuốc, dẫn đến việc nồng độ thuốc trong máu quá cao (gây độc) hoặc quá thấp (giảm hiệu quả, nguy cơ kháng thuốc Isoniazid). Việc tích hợp xét nghiệm di truyền vào thực hành lâm sàng hứa hẹn sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong quản lý bệnh lao.

1.2. Vai trò của gen NAT2 trong chuyển hóa Isoniazid

Gen NAT2, nằm trên nhiễm sắc thể số 8, mã hóa cho enzym N-Acetyltransferase 2. Enzym này chủ yếu hoạt động ở gan và ruột, xúc tác cho phản ứng acetyl hóa—một con đường chuyển hóa quan trọng giúp biến đổi nhiều loại thuốc và chất ngoại lai thành các hợp chất ít độc hơn và dễ đào thải. Đối với Isoniazid, NAT2 đóng vai trò trung tâm. Nó gắn một nhóm acetyl vào phân tử INH, tạo thành acetyl-isoniazid, một chất chuyển hóa không có hoạt tính kháng khuẩn và ít độc tính. Tốc độ của quá trình này hoàn toàn phụ thuộc vào các biến thể di truyền (alen) của gen NAT2 mà một cá nhân mang. Do đó, hoạt tính của enzym NAT2 quyết định trực tiếp đến thời gian bán thải và nồng độ đỉnh của INH trong huyết tương, từ đó ảnh hưởng đến cả hiệu quả điều trị lẫn nguy cơ gặp tác dụng phụ.

II. Thách thức từ gen NAT2 Độc tính gan do Isoniazid

Một trong những thách thức lớn nhất trong điều trị lao bằng Isoniazid là nguy cơ tổn thương gan do thuốc (DILI), đặc biệt là độc tính gan do Isoniazid (Isoniazid-induced hepatotoxicity). Khoảng 10-20% người bệnh dùng INH có biểu hiện tăng men gan, và 1-2% có thể tiến triển thành viêm gan nặng, đe dọa tính mạng. Nguy cơ này không phân bố ngẫu nhiên mà liên quan chặt chẽ đến kiểu gen NAT2. Khi hoạt tính enzym NAT2 bị suy giảm do các biến thể di truyền, quá trình acetyl hóa Isoniazid bị chậm lại. Điều này khiến Isoniazid tồn tại trong máu lâu hơn với nồng độ cao hơn. Quan trọng hơn, cơ thể sẽ chuyển sang một con đường chuyển hóa phụ thông qua enzym Cytochrom P450 2E1 (CYP2E1), tạo ra các chất trung gian có độc tính cao như hydrazin. Sự tích tụ các chất độc này là nguyên nhân trực tiếp gây tổn thương tế bào gan. Do đó, những người mang kiểu gen NAT2 quy định kiểu hình người acetyl hóa chậm có nguy cơ bị DILI cao hơn đáng kể so với người acetyl hóa nhanh.

2.1. Quá trình chuyển hóa Isoniazid và nguy cơ DILI

Sau khi được hấp thu, Isoniazid chủ yếu được chuyển hóa tại gan qua hai con đường chính. Con đường an toàn là acetyl hóa bởi enzym NAT2 để tạo thành acetyl-isoniazid. Con đường thứ hai, trở nên chiếm ưu thế ở những người có hoạt tính NAT2 thấp, là thủy phân tạo ra hydrazin. Hydrazin sau đó bị oxy hóa bởi enzym CYP2E1, tạo ra các gốc tự do và các hợp chất phản ứng gây tổn thương tế bào gan. Theo nghiên cứu của Toure A. và cộng sự (2016), những cá nhân có kiểu hình acetyl hóa chậm có nồng độ INH trong huyết tương cao hơn, dẫn đến tăng chuyển hóa qua con đường tạo hydrazin độc hại. Sự kết hợp giữa hoạt tính NAT2 thấp và hoạt tính CYP2E1 cao tạo ra một "cơn bão độc tính" trong gan, giải thích tại sao một số người bệnh lại đặc biệt nhạy cảm với tác dụng phụ này.

2.2. Các kiểu hình acetyl hóa và phản ứng có hại của thuốc

Dựa trên kiểu gen NAT2, con người được phân thành ba nhóm chính về kiểu hình acetyl hóa: người acetyl hóa nhanh (rapid acetylator), trung bình (intermediate acetylator), và người acetyl hóa chậm (slow acetylator). Người acetyl hóa chậm mang hai alen NAT2 đột biến, làm giảm đáng kể hoặc mất hoàn toàn hoạt tính của enzym. Họ có nguy cơ cao nhất gặp các phản ứng có hại của thuốc (ADR) liên quan đến Isoniazid, không chỉ là độc tính gan mà còn cả độc tính thần kinh ngoại biên do nồng độ thuốc cao. Ngược lại, người acetyl hóa nhanh mang hai alen NAT2 hoạt động bình thường, chuyển hóa thuốc rất nhanh. Điều này làm giảm nguy cơ độc tính, nhưng có thể dẫn đến nồng độ thuốc dưới ngưỡng điều trị, làm tăng nguy cơ thất bại điều trị hoặc phát triển kháng thuốc Isoniazid nếu liều lượng không được tối ưu.

III. Cách đa hình gen NAT2 ảnh hưởng đến phác đồ điều trị lao

Sự đa dạng di truyền trong gen NAT2 là yếu tố cốt lõi quyết định một cá nhân thuộc nhóm acetyl hóa nhanh hay chậm. Sự đa dạng này chủ yếu đến từ các đa hình đơn nucleotide (SNP), là những thay đổi tại một vị trí nucleotide duy nhất trong chuỗi DNA. Hàng chục alen (biến thể) của gen NAT2 đã được xác định, nhưng một số alen đột biến có tần suất xuất hiện cao và ảnh hưởng rõ rệt nhất đến chức năng enzym, bao gồm NAT25, NAT26, và NAT27. Các SNP này có thể làm thay đổi axit amin trong cấu trúc của enzym, dẫn đến giảm hoạt tính hoặc giảm độ ổn định của protein. Ví dụ, alen NAT26 (590G>A) làm giảm độ bền của enzym NAT2. Sự hiện diện của các alen này, dù ở dạng đồng hợp tử (hai bản sao đột biến) hay dị hợp tử (một bản sao đột biến), sẽ quyết định kiểu hình acetyl hóa của người bệnh và do đó, ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn phác đồ điều trị lao tối ưu. Việc xác định kiểu gen NAT2 trở thành một công cụ tiên lượng mạnh mẽ cho các bác sĩ lâm sàng.

3.1. Phân loại các đa hình gen NAT2 NAT2 polymorphism phổ biến

Trong số các biến thể, ba SNP được nghiên cứu nhiều nhất và được coi là chỉ dấu quan trọng cho kiểu hình acetyl hóa chậm ở nhiều quần thể là: NAT2*5 (341T>C), NAT2*6 (590G>A), và NAT2*7 (857G>A). Mỗi SNP này đều làm giảm chức năng của enzym NAT2 thông qua các cơ chế khác nhau. NAT25 làm giảm hoạt tính xúc tác, NAT26 làm giảm độ bền của protein enzym, và NAT27 cũng làm giảm hoạt tính. Một cá nhân mang bất kỳ hai alen nào trong số này (ví dụ, kiểu gen NAT25/6 hoặc NAT26/*6) sẽ được phân loại là người acetyl hóa chậm. Việc xác định sự hiện diện của các đa hình gen NAT2 này là trọng tâm của các xét nghiệm di truyền ứng dụng trong điều trị lao.

3.2. Sự khác biệt giữa người acetyl hóa chậm và nhanh

Sự khác biệt cơ bản nằm ở dược động học của Isoniazid. Ở người acetyl hóa chậm, thời gian bán thải của INH kéo dài đáng kể, dẫn đến diện tích dưới đường cong nồng độ-thời gian (AUC) cao hơn nhiều so với liều tương tự ở người acetyl hóa nhanh. Nghiên cứu của Parkin và cộng sự cho thấy nồng độ Isoniazid trong máu của nhóm acetyl hóa chậm cao hơn 4-6 lần so với nhóm acetyl hóa nhanh sau 2-6 giờ uống thuốc. Điều này làm tăng nguy cơ độc tính. Ngược lại, ở người acetyl hóa nhanh, INH bị loại bỏ nhanh chóng khỏi cơ thể. Nồng độ thuốc có thể giảm xuống dưới mức ức chế tối thiểu vi khuẩn lao trước liều tiếp theo, có khả năng làm giảm hiệu quả điều trị INH và tạo điều kiện cho vi khuẩn kháng thuốc phát triển. Do đó, một liều chuẩn có thể là quá liều với người này nhưng lại là dưới liều với người khác.

IV. Hướng dẫn xét nghiệm gen NAT2 để cá thể hóa điều trị lao

Để áp dụng kiến thức về dược lý di truyền lao vào thực tế, việc xét nghiệm gen NAT2 là bước đi bắt buộc. Xét nghiệm này cho phép xác định chính xác kiểu gen NAT2 của người bệnh, từ đó suy ra kiểu hình acetyl hóa và dự đoán đáp ứng với Isoniazid. Hiện nay, có nhiều phương pháp phân tích SNP tiên tiến, trong đó hai phương pháp phổ biến và được đề cập trong khóa luận của Kiều Hồng Nhung (2019) là PCR-RFLP và giải trình tự gen. PCR-RFLP là kỹ thuật có chi phí hợp lý, cho kết quả tương đối nhanh, phù hợp để sàng lọc các SNP đã biết như NAT2*5, *6, *7. Trong khi đó, giải trình tự gen được xem là "tiêu chuẩn vàng", cung cấp thông tin chi tiết về toàn bộ trình tự gen được phân tích, có thể phát hiện cả những đột biến hiếm gặp. Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào điều kiện cơ sở vật chất và mục tiêu nghiên cứu. Kết quả từ xét nghiệm này là cơ sở khoa học vững chắc để cá thể hóa điều trị lao, giúp bác sĩ quyết định liều INH phù hợp cho từng người bệnh.

4.1. Các phương pháp PCR RFLP và giải trình tự gen

Phương pháp PCR-RFLP (Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn) hoạt động dựa trên nguyên tắc: đầu tiên, đoạn gen NAT2 chứa SNP mục tiêu được nhân lên hàng triệu lần bằng kỹ thuật PCR. Sau đó, sản phẩm PCR được ủ với một enzym cắt giới hạn đặc hiệu. Enzym này chỉ cắt DNA tại một trình tự nhận biết nhất định. Nếu SNP làm thay đổi trình tự này, enzym sẽ không thể cắt. Kết quả được phân tích bằng điện di trên gel, sự khác biệt về số lượng và kích thước của các đoạn DNA sẽ tiết lộ kiểu gen của cá nhân. Trong khi đó, phương pháp giải trình tự gen, đặc biệt là giải trình tự Sanger, đọc trực tiếp từng nucleotide của đoạn gen, cho phép xác định chính xác tất cả các biến thể có mặt. Đây là phương pháp có độ chính xác cao nhất.

4.2. Tầm quan trọng của việc xác định kiểu gen trước điều trị

Việc xác định kiểu gen NAT2 trước khi bắt đầu phác đồ điều trị lao mang lại nhiều lợi ích. Đối với người acetyl hóa chậm, bác sĩ có thể cân nhắc giảm liều Isoniazid (ví dụ, từ 5 mg/kg/ngày xuống 2.5-3 mg/kg/ngày) để giảm nguy cơ độc tính gan do Isoniazid và độc tính thần kinh, đồng thời theo dõi chức năng gan chặt chẽ hơn. Đối với người acetyl hóa nhanh, đặc biệt là trong các phác đồ dùng thuốc cách quãng, việc duy trì liều chuẩn hoặc thậm chí tăng liều có thể cần thiết để đảm bảo hiệu quả điều trị INH và ngăn ngừa kháng thuốc. Cách tiếp cận chủ động này không chỉ tăng độ an toàn mà còn tối ưu hóa kết quả điều trị, giảm tỷ lệ thất bại và chi phí y tế liên quan đến việc xử lý các tác dụng phụ.

V. Top kết quả nghiên cứu gen NAT2 và ứng dụng tại Việt Nam

Các nghiên cứu về đa hình gen NAT2 đã được thực hiện trên toàn thế giới, cho thấy sự khác biệt rõ rệt về tần suất alen giữa các chủng tộc. Tại Việt Nam, nghiên cứu của Kiều Hồng Nhung (2019) trên 100 người bệnh lao đã cung cấp những dữ liệu ban đầu quan trọng. Kết quả cho thấy tỷ lệ kiểu hình acetyl hóa chậm trong quần thể nghiên cứu là 37%, một con số đáng kể. Điều này có nghĩa là hơn một phần ba số bệnh nhân lao có nguy cơ cao gặp tác dụng phụ khi điều trị bằng liều Isoniazid tiêu chuẩn. Alen đột biến phổ biến nhất là NAT26 (tần suất 32%) và NAT27 (12%). Những phát hiện này nhấn mạnh sự cần thiết của việc triển khai xét nghiệm gen NAT2 trong thực hành lâm sàng tại Việt Nam. Việc ứng dụng các kết quả này vào việc xây dựng phác đồ điều trị lao cá thể hóa sẽ là một bước tiến lớn, giúp cải thiện chất lượng điều trị và an toàn cho người bệnh.

5.1. Tần số đa hình gen NAT2 ở người bệnh lao Việt Nam

Nghiên cứu của Kiều Hồng Nhung (2019) đã xác định tần suất các alen và kiểu hình trong nhóm 100 người bệnh lao. Kết quả phân bố kiểu hình như sau: 25% là người acetyl hóa nhanh, 38% là acetyl hóa trung bình, và 37% là người acetyl hóa chậm. Về tần số alen, NAT26 chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các alen gây kiểu hình chậm (32%), tiếp theo là NAT27 (12%) và NAT25 (6%). Dữ liệu này tương đồng với các quần thể khác ở Đông Á, nơi alen NAT26 và NAT27 phổ biến hơn alen NAT25 (vốn phổ biến ở người châu Âu). Những con số này cung cấp bằng chứng cụ thể về cấu trúc di truyền của gen NAT2 trong cộng đồng người Việt, làm cơ sở cho các khuyến nghị lâm sàng.

5.2. Mối liên quan giữa kiểu hình và nồng độ Isoniazid trong máu

Nhiều nghiên cứu quốc tế đã chứng minh mối tương quan chặt chẽ giữa kiểu hình acetyl hóa và dược động học của Isoniazid. Một nghiên cứu của Geetha Ramachandran (2012) cho thấy nồng độ Isoniazid trong máu sau 2 giờ dùng thuốc ở nhóm acetyl hóa chậm (10.2 µg/mL) cao hơn đáng kể so với nhóm trung bình (8.1 µg/mL) và nhóm nhanh (4.1 µg/mL). Điều này khẳng định rằng người acetyl hóa chậm tiếp xúc với nồng độ thuốc cao hơn và trong thời gian dài hơn, làm tăng nguy cơ tích lũy độc tính. Ngược lại, nồng độ thuốc thấp ở người acetyl hóa nhanh có thể không đủ để diệt vi khuẩn lao hiệu quả, đặc biệt trong các mô khó thâm nhập. Do đó, việc xác định kiểu hình acetyl hóa là rất quan trọng để dự đoán nồng độ thuốc và điều chỉnh liều cho phù hợp.

VI. Tương lai ngành dược lý di truyền Tối ưu điều trị Isoniazid

Tương lai của việc điều trị bệnh lao đang hướng tới sự chính xác và cá nhân hóa. Dược lý di truyền lao không còn là một khái niệm lý thuyết mà đang dần trở thành một công cụ lâm sàng hữu hiệu. Với sự phát triển của công nghệ, chi phí xét nghiệm gen NAT2 ngày càng giảm, giúp nó trở nên dễ tiếp cận hơn. Mục tiêu cuối cùng là xây dựng được các thuật toán hoặc hướng dẫn lâm sàng rõ ràng, cho phép các bác sĩ dựa vào kết quả kiểu gen NAT2 để tính toán liều Isoniazid tối ưu cho từng bệnh nhân. Một phác đồ điều trị lao được cá thể hóa sẽ không chỉ giảm thiểu được tỷ lệ tổn thương gan do thuốc mà còn có thể cải thiện hiệu quả điều trị INH, giảm thời gian điều trị và ngăn chặn sự phát triển của các chủng lao kháng thuốc. Việc tích hợp xét nghiệm di truyền vào quy trình chẩn đoán và điều trị thường quy sẽ đánh dấu một kỷ nguyên mới trong cuộc chiến chống lại bệnh lao.

6.1. Hướng tới phác đồ điều trị lao cá thể hóa hoàn toàn

Mục tiêu của cá thể hóa điều trị lao là điều chỉnh liều lượng thuốc dựa trên hồ sơ di truyền của từng bệnh nhân để đạt được hiệu quả tối đa và độc tính tối thiểu. Đối với Isoniazid, điều này có nghĩa là: giảm liều cho người acetyl hóa chậm để tránh độc tính, duy trì liều chuẩn cho người acetyl hóa trung bình, và có thể xem xét tăng liều hoặc sử dụng phác đồ dùng thuốc hàng ngày (thay vì cách quãng) cho người acetyl hóa nhanh. Một nghiên cứu tại Nhật Bản đã chứng minh rằng phác đồ điều trị dựa trên kiểu gen đã loại bỏ hoàn toàn các trường hợp INH-DILI ở nhóm acetyl hóa chậm và giảm tỷ lệ thất bại điều trị ở nhóm acetyl hóa nhanh so với phác đồ chuẩn. Đây là minh chứng mạnh mẽ cho tiềm năng của phương pháp này.

6.2. Khuyến nghị lâm sàng dựa trên xét nghiệm gen NAT2

Dựa trên các bằng chứng hiện có, các khuyến nghị lâm sàng có thể được đưa ra. Việc thực hiện xét nghiệm gen NAT2 nên được cân nhắc, đặc biệt cho những bệnh nhân có yếu tố nguy cơ cao bị tổn thương gan do thuốc (DILI) như người cao tuổi, người có bệnh gan nền, hoặc người nghiện rượu. Kết quả xét nghiệm sẽ giúp phân loại bệnh nhân vào các nhóm nguy cơ. Các bác sĩ cần được đào tạo để diễn giải kết quả kiểu gen và áp dụng vào việc điều chỉnh liều lượng. Việc xây dựng các hướng dẫn quốc gia về ứng dụng dược lý di truyền trong điều trị lao là một bước đi cần thiết để chuẩn hóa thực hành và đảm bảo mọi người bệnh đều được hưởng lợi từ những tiến bộ của y học chính xác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về enzym N-Acetyltransferase 2 (NAT2) Như chúng ta đã biết, hiệu lực của nhiều loại thuốc và các chất ngoại lai từ môi trường tới cơ thể ngoài việc phụ thuộc vào các cơ chế truyền tin (cơ chế dược lực học), còn phụ thuộc vào sự chuyển hóa và thải trừ thuốc của cơ thể (các cơ chế dược động học). Trong các con đường chuyển hóa và thải trừ thuốc, sự acetyl hoá các thuốc bởi enzym N-Acetyltransferase (NAT, EC 2.5) [24, 62] là một cơ chế chuyển hoá quan trọng giúp cơ thể tránh khỏi các phản ứng quá khích với thuốc và các chất độc hại từ môi trường.

Nhiều loại thuốc và hóa chất trong cơ thể có thể được NAT chuyển thành các chất không độc và loại khỏi cơ thể, trong đó có cả các chất có khả năng gây ung thư và gây độc cho cơ thể [14]. NAT là enzym xúc tác phản ứng acetyl hóa, qua đó có xu hướng chuyển một chất gây độc cho cơ thể thành chất không hoặc ít độc. NAT xúc tác phản ứng gồm N-Acetyl hóa, O-Acetyl hóa và N,O-Acetyl hóa, trong đó N-acetyl hóa (Hình 1.1) được chỉ ra là con đường hiệu quả nhất thực hiện biến đổi sinh học các hợp chất amin thơm, hydralazin và một số chất gây ung thư [14]. NAT ở người bao gồm 2 loại là N-Acetyltransferase 1 (NAT1) và N-Acetyltransferase 2 (NAT2).

Enzym NAT1 có vai trò trong sự chuyển hóa các hợp chất folat, trong khi đó NAT2 đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa một số hợp chất amin thơm và dị vòng như isoniazid (một loại thuốc chống lao), hydralazin và endralazin (thuốc điều trị tăng huyết áp), procainamid (thuốc điều trị loạn nhịp tim), aminoglutethimid ( một chất ức chế tổng hợp hormon của tuyến thượng thận), nitrazepam (thuốc an thần) và dapson (thuốc điều trị bệnh phong) (Bảng 1. NAT2 được phân bố chủ yếu ở gan, một phần ở ruột non và đại tràng trong khi NAT1 có ở hầu hết các mô trong cơ thể [14]. Các gen mã hóa cả hai protein đều có khung đọc mở dài 870 bp trên nhánh ngắn (vùng 22) của nhiễm sắc thể số 8 (vùng 8p22) [54]. Các biến thể di truyền trên gen NAT1 và NAT2 quyết định kiểu hình acetyl hóa của mỗi cá thể ảnh hưởng đến đáp ứng với nhiều thuốc và các chất có nguy cơ gây ung thư.

Tùy vào trình tự các nucleotid trên NAT2 của mỗi cá thể mà phân chia ra ba nhóm kiểu hình là acetyl hóa là nhanh, trung bình và chậm [15]. Mối liên quan giữa kiểu hình acetyl hóa (được quyết định bởi NAT2) và nguy cơ mắc các bệnh khác nhau đã được báo cáo từ nhiều năm nay. Năm 1960, lần đầu tiên các đa hình của NAT2 được nghiên cứu liên quan đến chuyển hóa isoniazid, sau đó các nghiên cứu tiếp theo chứng minh sự liên quan đến các thuốc khác được đưa ra nhiều hơn, và ngày càng chứng minh được tầm quan trọng của NAT đối với cơ chế giải độc của cơ thể [12]. 3 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma Hình 1.

Một số phản ứng chuyển hóa được xúc tác bởi NAT2 [14] Bảng 1. Ảnh hưởng của kiểu hình acetyl hóa tới chuyển hóa một số thuốc [24] Kiểu hình Tên thuốc Ảnh hưởng acetyl hóa Dapson Chậm Gây độc hệ thần kinh Sulphamethoxazol Chậm Tăng mẫn cảm Hydralazin Chậm Liên quan đến lupus ban đỏ hệ thống Nhanh Giảm hiệu quả điều trị Isoniazid Chậm Ảnh hưởng đến phenytoin và rifampicin Ctrimoxazol Chậm Tăng các phản ứng không mong muốn Sulphasalazin Chậm Gây độc với gan, gây buồn nôn, nôn Procainamid Chậm Liên quan đến lupus ban đỏ hệ thống Phenelzin Nhanh Giảm đáp ứng điều trị p- Phenylenediamin Chậm Gây viêm da tiếp xúc Sự tiếp xúc với các chất độc hại từ thực phẩm hoặc từ môi trường làm việc (như khói thuốc lá, các hóa chất có chứa benzen.) sẽ làm con người dễ mắc một số bệnh, đặc biệt là ung thư. Và kiểu hình acetyl hóa có thể làm tăng hoặc giảm nguy cơ mắc ung thư đối với các cá thể có phơi nhiễm. Nguy cơ khác nhau giữa kiểu hình 4 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma acetyl hóa nhanh và chậm đã được nghiên cứu và chứng minh với một số bệnh như: ung thư bàng quang, ung thư đại tràng, ung thư vú, bệnh lupus ban đỏ hệ thống [14], bệnh Parkinson và Alzheimer [11].

Đối với chuyển hóa thuốc, tính đa hình di truyền của NAT2 được phát hiện lần đầu tiên ở những người bệnh lao điều trị bằng isoniazid [47]. Các nghiên cứu sau đó đều chứng minh mối liên quan giữa kiểu hình acetyl hóa và chuyển hóa isoniazid, từ đó đưa ra các phác đồ điều trị phù hợp cho mỗi kiểu hình nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng không tốt của isoniazid lên cơ thể. Tổng quan về gen N-Acetyltransferase 2 1. Vị trí, cấu trúc và vai trò của gen NAT2 Gen NAT2 trên vai ngắn nhiễm sắc thể số 8 (vùng 8p22) mã hóa enzym arylamine N-Acetyltransferase 2.

Gen NAT2 gồm hai exon, exon 1 (không mã hóa protein) dài 100 bp nằm ở vị trí 8 kb ngược dòng của vị trí bắt đầu dịch mã, exon 2 (mã hóa protein) là một khung đọc mở dài 870 bp như mô tả ở Hình 1. Cấu trúc và vị trí gen NAT2 trên nhiễm sắc thể số 8[16] Việc xác định các đa hình NAT2 rất quan trọng trong việc thiết lập các khái niệm cơ bản trong dược lý học của các thuốc chuyển hóa bởi NAT2, trong đó isoniazid là thuốc đầu tiên và điển hình. Enzym NAT2 có vai trò là trung tâm trong chuyển hóa thuốc này, vì vậy sự biến đổi bất thường trên gen NAT2 gây ra nhiều ảnh hưởng khác nhau của cá thể với khả năng đáp ứng thuốc, tác dụng không mong muỗn của thuốc và với sự gia tăng tỷ lệ một số bệnh khi đã tiếp xúc với yếu tố phơi nhiễm. 5 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 1.

Đa hình gen N-Acetyltransferase 2 Dự án giải trình tự hệ gen người hoàn thành vào năm 2004 và các nghiên cứu sau này đã chứng minh rằng DNA hệ gen của phần lớn (hơn 7,5 tỷ người) chúng ta đang sống khác biệt nhau chủ yếu là đa hình thay thế đơn nucleotit (Singles nucletotide polymorphisms – SNP), một loại ʺđột biến điểmʺ có thể hoặc không dẫn đến sự thay thế axit amin. SNP có ý nghĩa rất quan trọng vì nó là loại biến dị di truyền phổ biến và ổn định. Sự biến đổi các SNP chung trong cả hệ gen được coi có ảnh hưởng lớn đến phản ứng của mỗi người đối với bệnh tật, với các nhân tố môi trường (như vi khuẩn, vi rút, các độc tố và hóa chất), các thuốc và các liệu pháp điều trị khác nhau. Sự tiến bộ trong các nghiên cứu di truyền học và dược lý học đã chứng tỏ bản chất di truyền của sự khác biệt giữa các cá thể trong đáp ứng các yếu tố bất lợi của môi trường (như các chất độc) và đáp ứng thuốc.

SNP giải thích sự biến đổi trong hoạt động của enzym với chuyển hóa thuốc làm tăng hoặc giảm độ thanh thải thuốc, qua đó tác động đến đáp ứng điều trị [38]. Mặc dù tác động của từng SNP đến sự hình thành bệnh là tương đối yếu nhưng sự kết hợp của chúng có thể làm thay đổi đáng kể nguy cơ gây bệnh. Cùng với đó là sự liên quan đến khả năng đáp ứng, khả năng hấp thụ và chuyển hóa của nhiều thuốc. Do có cấu trúc đơn giản, chỉ thay đổi một nucleotit nên các kĩ thuật sinh học phân tử có thể xác định nhanh kiểu gen và dự đoán hiệu quả của kiểu gen lên đáp ứng thuốc của mỗi cá thể.

Các nhà di truyền y học hy vọng trong tương lai có thể hoàn thiện bản đồ các SNP có liên quan đến các bệnh lý, tiến đến việc giải mã chức năng của các gen ở mỗi cá thể giúp tiên lượng các nguy cơ mắc bệnh, từ đó có lời khuyên thích hợp trong vấn đề phòng bệnh và điều trị của từng cá thể. Đa hình NAT2 cho thấy một quan điểm mới về lĩnh vực dược lý học, đây là một trong những đa hình về chuyển hóa thuốc đầu tiên được ghi nhận tương đối hệ thống trong nhiều quần thể người [12]. Ngay từ năm 1953, các nghiên cứu bắt đầu chứng minh được mối liên quan giữa đa hình NAT2 với hiệu quả lâm sàng, cụ thể là sự gia tăng tần số và mức độ tác dụng phụ của thuốc chống lao isoniazid trên một số người bệnh [42]. Năm 1960, kết quả về mối liên quan trên được công bố bởi Evan và cộng sự [12], đến năm 1965 danh pháp quốc tế về gen NAT đã được công bố lần đầu tiên và được áp dụng trên toàn thế giới vào các nghiên cứu sau đó [30].

Các nghiên cứu tiếp theo về NAT2 đều chỉ ra rằng có 3 kiểu hình acetyl hóa là acetyl hóa nhanh (3 alen nhanh), acetyl hóa trung bình (2 alen nhanh, 1 alen chậm) và acetyl hóa chậm (nhiều hơn 1 alen chậm) [15]. Hiện nay, các nhà di truyền học đã xác định được alen kiểu dại hay còn gọi là kiểu alen không có đột biến, alen kiểu dại được qui ước là NAT2*4. Các đột biến dưới dạng SNP có thể xuất hiện duy nhất trong đoạn gen hoặc xuất hiện đồng thời với các đột biến khác được gọi là các halotype hay biến thể di truyền. Hiện nay, 6 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma trên thế giới đã tìm thấy tổng cộng 108 halotype, trong đó một số halotype được tìm ra đã được chứng minh ảnh hưởng của nó đối với kiểu hình acetyl hóa [5].

Một ví dụ điển hình về halotype được tìm thấy là alen NAT2*5, một trong các alen gây ra kiểu hình acetyl hóa chậm. Alen này được xác định khi có sự thay thế axit amin isoleucin thành threonin ở vị trí c.341T>C , halotypee NAT2*5A được xác định khi có 2 vị trí cùng xảy ra sự thay thế axit amin là c. Bên cạnh alen kiểu dại NAT2*4 là các halotype khác NAT2*12A-C, *13A, *18 liên quan đến kiểu hình acetyl hóa nhanh và các halotype NAT2*5A-J, *6A-E, *7, *12D, *14A-G, *17 và *19 có liên quan đến kiểu hình acetyl hóa chậm (Phụ lục 1).