ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh cơ tim phì đại là một trong những bệnh lý di truyền thường gặp và nguy hiểm nhất, đặc trưng bởi sự dày lên bất thường của các thành cơ tim. Theo hướng dẫn của ESC về chẩn đoán và điều trị BCTPĐ năm 2014, dấu hiệu của bệnh trên siêu âm tim hoặc chụp cộng hưởng từ là độ dày thành tâm thất trái ≥ 15 mm, bệnh nhân không có nguyên nhân thứ phát như hẹp động mạch chủ, tăng huyết áp. Trên thế giới, tỷ lệ mắc BCTPĐ ước tính là 1 trên 500 và có khoảng 20 triệu người mắc [49]. Tuy nhiên, chỉ khoảng dưới 10% là được chẩn đoán và chỉ một nửa của số này được điều trị bởi vì triệu chứng lâm sàng của BCTPĐ rất đa dạng, từ không triệu chứng, khó thở, tức ngực cho tới suy tim và đột tử.
Phần lớn các bệnh nhân bị BCTPĐ không có biểu hiện gì và chỉ được phát hiện khi đã có biến chứng nặng. Do vậy việc phát hiện sớm bệnh, đặc biệt với những người thân bệnh nhân bị BCTPĐ có ý nghĩa rất quan trọng. Bệnh này là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu của người dưới 35 tuổi. Điều trị bệnh cơ tim phì đại chủ yếu là điều trị làm giảm các triệu chứng, hạn chế tiến triển của sự dày thành cơ tim bằng các thuốc và thay đổi lối sống, khi có biểu hiện tắc nghẽn do hẹp đường ra thất trái thì cần điều trị bằng phương pháp đốt cồn vách liên thất và phẫu thuật cắt vách liên thất [6].
BCTPĐ là bệnh di truyền đơn gen theo kiểu gen trội nằm trên nhiễm sắc thể thường, trong đó một đột biến duy nhất thường đủ để gây bệnh và người mang gen gây bệnh có 50% nguy cơ truyền đột biến này cho con. Bệnh có liên quan đến đột biến trên các gen mã hóa tổng hợp protein của các tơ cơ (sarcomere) trên sợi cơ tim hoặc đĩa Z với độ thâm nhập và biểu hiện của mỗi gen khá đa dạng [46]. 50% trường hợp BCTPĐ có các biến thể gây bệnh hoặc có khả năng gây bệnh trong gen MYH7 mã hóa chuỗi nặng beta-myosin và gen MYBPC3 mã hóa cho protein C liên kết với myosin, trong khi các gen khác chỉ chiếm ít hơn 5% cho mỗi gen [9]. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa xác định được toàn bộ các gen và đột biến liên quan đến BCTPĐ.
WGS cho phép xác định tất cả các biến thể trong hệ gen của bệnh nhân. Vì vậy, kỹ thuật này được áp dụng ngày càng rộng rãi trong các nghiên cứu y sinh vài năm gần đây, đặc biệt trong chẩn đoán các bệnh tim mạch bẩm sinh [23]. BCTPĐ là bệnh lý di truyền tương đối phức tạp, được thể hiện bằng sự đa dạng về biểu hiện kiểu hình cũng như sự tác động phức tạp của các gen. giải trình tự toàn bộ hệ gen với lợi thế cho phép trích xuất thông tin từ bất kỳ gen nào sẽ giúp chúng ta có cái nhìn đầy đủ hơn về hệ gen 1 của từng bệnh nhân.
Không chỉ các gen liên quan đến bệnh cơ tim phì đại, các gen liên quan đến các bệnh lý khác và một số vấn đề sức khỏe như dinh dưỡng, chuyển hóa, luyện tập thể thao và đáp ứng thuốc cũng được phân tích, từ đó xây dựng hồ sơ hệ gen cá nhân của từng đối tượng, hỗ trợ điều trị và chăm sóc sức khỏe theo hướng cá thể hóa. Do đó, đề tài “Ứng dụng kỹ thuật giải trình tự toàn bộ hệ gen ở một gia đình người bệnh cơ tim phì đại” được thực hiện với hai mục tiêu sau đây: 1. Xác định các biến thể di truyền liên quan đến bệnh cơ tim phì đại trên bốn thành viên của một gia đình người bệnh cơ tim phì đại. Thông qua giải trình tự toàn bộ hệ gen, xác định các biến thể liên quan đến một số vấn đề sức khỏe khác bao gồm bệnh lý tim mạch, ung thư, bệnh đơn gen thể lặn, bệnh chuyển hóa, dinh dưỡng - chuyển hóa, tập luyện thể dục thể thao và đáp ứng thuốc.
Bệnh cơ tim phì đại 1. Lịch sử và định nghĩa BCTPĐ là một trong những bệnh lý tim mạch di truyền phổ biến và nguy hiểm nhất, đặc trưng bởi sự dày lên bất thường của thành cơ tim. Bệnh này được báo cáo lần đầu tiên vào năm 1958 bởi Donald Teare tại bệnh viện Saint George, Anh [84]. Giải phẫu mô cơ tim của 8 bệnh nhân trẻ tuổi đã được ông mô tả, 7 trường hợp xảy ra cái chết đột ngột và một nửa trong số đó không có triệu chứng bệnh tim mạch rõ ràng cho đến khi đột tử.
Hình ảnh giải phẫu ở cả 8 bệnh nhân đều cho thấy sự sắp xếp kỳ lạ của các bó cơ và dày lên bất thường của vách liên thất. Lúc ấy, Donald Teare cho rằng đó là các dấu hiện của u lành nguyên phát ở tim. Đến năm 1964, bệnh cơ tim phì đại được mô tả lâm sàng lần đầu tiên bởi Braunwald E. và cs dưới tên gọi “hẹp eo động mạch chủ phì đại vô căn” [10].
Do biểu hiện lâm sàng đa dạng của bệnh, suốt 5 thập kỷ sau lần đầu được báo cáo, hơn 80 tên gọi khác nhau đã được sử dụng để mô tả thực thể bệnh này [50], gây ra nhiều khó khăn trong chẩn đoán xác định và quản lý bệnh. Cho đến nay, tên gọi “bệnh cơ tim phì đại” được cộng đồng khoa học chấp thuận rộng rãi do nó mô tả được đặc điểm tổng thể của bệnh mà không dẫn đến những suy luận sai lầm rằng tắc ngẽn đường ra thất trái là đặc điểm bất biến của bệnh như những tên gọi “hẹp eo động mạch chủ phì đại vô căn” hay “bệnh cơ tim tắc nghẽn phì đại”. Theo hướng dẫn của ESC về chẩn đoán và điều trị BCTPĐ năm 2014, BCTPĐ được định nghĩa là tăng độ dày thành thất trái mà không có điều kiện tải bất thường hoặc do nguyên nhân thứ phát như tăng huyết áp, hẹp động mạch chủ hay hẹp eo động mạch chủ. Ngày nay, tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã giúp con người có những nhận thức mới về BCTPĐ.
Các phương tiện chẩn đoán hiện đại ra đời như sinh học phân tử, điện tâm đồ liên tục 24 giờ, CMR, siêu âm tim, giúp phát hiện sớm và chẩn đoán chính xác BCTPĐ. Suốt 70 năm qua kể từ khi những trường hợp đầu tiên được báo cáo, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện, cung cấp cái nhìn tổng quan và ngày càng sáng tỏ về BCTPĐ. BCTPĐ đã thay đổi từ chứng rối loạn hiếm gặp và phần lớn không thể điều trị [84] đến bệnh di truyền phổ biến với các chiến lược quản lý cho phép nâng cao chất lượng cuộc sống và kéo dài tuổi thọ [51]. Dịch tễ học BCTPĐ được cho là bệnh tim mạch di truyền thường gặp nhất do phổ biến gấp 35 lần so với những bệnh tim mạch di truyền khác như rối loạn kênh Ion, bệnh cơ tim thất phải gây loạn nhịp, hội chứng Marfan hay bệnh cơ tim dãn.
Tỷ lệ mắc BCTPĐ ước tính chung cho toàn dân số thế giới là 1/500 (0,2%) dựa vào biểu hiện lâm sàng kiểu hình [49]. Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Christopher Semsarian và cs, tỷ lệ người mang gen bệnh cơ tim phì đại có thể lớn gấp 2,5 lần so với con số ước tính này [76]. Như vậy, thông qua ngoại suy, thế giới có khoảng 20 triệu người bị ảnh hưởng bởi BCTPĐ. BCTPĐ là bệnh lý có tính chất toàn cầu với người mắc được báo cáo tại nhiều quốc gia, đa dạng văn hóa, chủng tộc và trên cả hai giới.
Tính đến năm 2018, bệnh cơ tim phì đại đã được phát hiện ở 122 quốc gia có dân số chiếm 88% tổng dân số thế giới [49]. Ở các quốc gia còn lại, sự hiện diện của BCTPĐ không được khẳng định chắc chắn do hệ thống chăm sóc sức khỏe kém phát triển. Các quốc gia có BCTPĐ phân bố ở tất cả các khu vực lục địa đông dân cư, đa dạng về địa lý và văn hóa, có thể kể đến như Iceland, Việt Nam, Sri Lanka, Afghanistan, Botswana, Iran, Greenland và Mông Cổ. Phân bố BCTPĐ trên thế giới [49] 1.
Di truyền học BCTPĐ di truyền theo kiểu gen trội trên nhiễm sắc thể thường và thường một đột biến duy nhất đã đủ để gây bệnh. Bệnh chủ yếu gây bởi đột biến trên các gen mã hóa protein chuỗi nặng và chuỗi nhẹ của tơ cơ nên BCTPĐ thường được gọi chung là bệnh của protein tơ cơ [46]. Cấu trúc của tơ cơ được trình bày trong Hình 1. Hơn 1500 biến thể gây bệnh khác nhau trên gen mã hóa protein tơ cơ đã được báo cáo, trong đó biến thể 4 trên gen MYBPC3 và MYH7 chiếm khoảng 50% [85].
Ngoài tơ cơ, gen mã hóa protein đĩa Z và hoạt động giải phóng Ca2+ được chứng minh có liên quan đến BCTPĐ [85]. Đĩa Z nằm gần với bộ máy co cơ và đóng vai trò như một trạm gắn kết cho yếu tố phiên mã, protein nhận tín hiệu Ca2+, kinase và phosphatase nên đột biến trên các gen mã hóa protein đĩa Z sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định cấu trúc của tơ cơ [43]. Ion canxi đóng vai trò hoạt hóa quá trình co bóp của tế bào cơ tim nên các gen liên quan đến quá trình giải phóng Ca2+ cũng luôn được quan tâm trong nghiên cứu bệnh sinh BCTPĐ. Tuy nhiên, đột biến trên các gen ngoài tơ cơ này tương đối hiếm gặp.
Một số bệnh lý di truyền có thể gây ra kiểu hình tương tự BCTPĐ – hiện tượng này gọi là sao hình BCTPĐ và đôi khi chỉ xét nghiệm di truyền mới có thể phân biệt các chứng bệnh này với phì đại cơ tim nguyên phát. Một số gen liên quan đến BCTPĐ được trình bày trong Bảng 1. Di truyền học BCTPĐ tương đối phức tạp bởi biểu hiện kiểu hình đa dạng cũng như tác động phức tạp của các gen. Mặc dù BCTPĐ được coi là bệnh di truyền đơn gen nhưng bên cạnh đó, kiểu hình bệnh bị tác động bởi rất nhiều yếu tố khác như di truyền biểu sinh, các cơ chế điều hòa biểu hiện gen và yếu tố môi trường mà mức độ ảnh hưởng của chúng tới biểu hiện bệnh vẫn chưa được xác định [46].
Do đó, bất chấp những tiến bộ của công nghệ di truyền trong vài năm gần đây, mối quan hệ nhân quả giữa kiểu gen và kiểu hình vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn. Di truyền học BCTPĐ vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu với hy vọng đưa tới tri thức đầy đủ và toàn diện trong tương lai. Cấu trúc tơ cơ tim [101] 5 Bảng 1.