CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về ung thư hiện đại 1. Ung thư và tình hình ung thư trên thế giới Thuật ngữ “ung thư” ngày nay được sử dụng để chỉ một nhóm bệnh phát sinh do sự biến đổi của các gen đặc thù, có thể tạo ra một tập hợp các tế bào phân chia một cách không kiểm soát (khối u) phát triển từ một mô hay từ một tế bào bình thường.
Khối u ác tính khi phát triển xâm lấn sẽ tiếp cận với mạch máu, từ đó có thể di chuyển và phát triển tại các mô ở xa, gây rối loạn chức năng của các mô khác và dẫn đến tử vong [19, 41]. Những con số thống kê cụ thể chứng minh “Ung thư là một trong những nguyên nhân chính gây ra tử vong ở người” vào những năm gần đây đã được Cơ quan nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) báo cáo vào năm 2013. Cụ thể, đã có khoảng 14 triệu trường hợp mới mắc ung thư và 8,2 triệu trường hợp tử vong do ung thư vào năm 2012, ảnh hưởng đến các quần thể người ở tất cả các nước và các vùng trên thế giới [18, 26]. Tính riêng trong giới tính nam, năm 2012, chẩn đoán mắc ung thư ở nam giới phổ biến nhất là ung thư phổi (16,7%), ung thư tuyến tiền liệt (15,0%) và ung thư đại tràng (10,0%).
Ung thư ở những vị trí này cũng là nguyên nhân phổ biến nhất gây tử vong cho nam giới với 23,6% ở ung thư phổi, tiếp theo là ung thư gan (11,2%) và ung thư dạ dày (10,1%). Đối với phụ nữ, chuẩn đoán mắc ung thư phổ biến nhất là ung thư vú (25,2%), ung thư đại trực tràng (9,2%), ung thư phổi (8,7%) và ung thư cổ tử cung (7,9%). Ung thư tại những vị trí này cũng tương tự là nguyên nhân phổ biến nhất gây tử vong ở phụ nữ với 14,7% ở ung thư vú và 13,8% ở ung thư phổi [26, 27,43]. Đến năm 2015, xếp sau bệnh tim và đột quỵ, ung thư trở thành nguyên nhân gây tử vong thứ hai trên toàn cầu với 8,8 triệu người chết, phổ biến xảy ra ở ung thư phổi với 1,69 triệu ca tử vong, sau đó đến ung thư gan (788.000 ca tử vong), u ruột kết (774.000 ca NGHIÊN CỨU BIỂN HIỆN PROTEIN P53 TÁI TỔ HỢP Ở NẤM MEN PICHIA PASTORIS X33 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TRẦN THỊ THÚY NGA – LUẬN VĂN THẠC SĨ tử vong), ung thư dạ dày (754.000 ca tử vong) và ung thư vú (571.000 ca tử vong).
Ước tính chung về tỉ lệ tử vong do ung thư trên toàn thế giới thì có khoảng 70% số ca xảy ra ở các nước có thu nhập thấp và trung bình, khoảng 30% số ca phát sinh từ năm nguy cơ sinh hoạt và chế độ ăn uống như: chỉ số cơ thể cao, ăn ít trái cây và rau quả, thiếu hoạt động thể lực, sử dụng thuốc lá và bia rượu. Thuốc lá là một yếu tố gây ung thư phổ biến nhất và chiếm khoảng 22% số ca tử vong. Nhiễm trùng gây ung thư lên đến 25% các trường hợp ung thư ở những nước thu nhập thấp và trung bình [20]. Vào năm 2015, chỉ có 35% các quốc gia thu nhập thấp báo cáo có dịch vụ chuẩn đoán bệnh lý tại thành phố và các khu trung tâm.
Tổng chi phí kinh tế hàng năm dành cho ung thư ước tính khoảng 1,16 nghìn tỷ USD. Do đó, chỉ có khoảng 20% các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình có những giải pháp cần thiết để thúc đẩy chính sách về ung thư [18, 43]. Việt Nam đang phải đối mặt với nhiều khó khăn về chữa trị bệnh với số lượng người mắc ung thư ngày một tăng. Theo thống kê của Đại học Y Hà Nội, năm 2005, số ca tử vong do ung thư là 45.413 người; năm 2006, con số này là 48.306 người, trong đó phổ biến nhất là ung thư gan, sau đó đến ung thư phổi và ung thư dạ dày [34].
Tuy nhiên, các phương thức điều trị ung thư hiện nay còn tốn kém, hầu hết dựa vào phương pháp truyền thống là hóa trị, xạ trị và phẫu thuật. Các phương pháp này gây đau đớn kéo dài cho người bệnh, và chỉ kéo dài tuổi thọ được trong thời gian ngắn hoặc khả năng tái phát cao do không thể tiêu diệt triệt để tế bào ung thư. Điều này đòi hỏi cần phải có giải pháp điều trị mới, tăng hiệu quả chữa trị bệnh và giảm thiểu kinh phí. Các con đường cơ bản hình thành ung thư 1.
Cơ sở di truyền học phân tử hình thành ung thư Gen ung thư là dạng alen đặc biệt của các gen bình thường xuất hiện do đột biến, làm tăng nguy cơ ung thư hoặc làm thúc đẩy sự phát sinh ung thư. Các gen ung thư phát sinh từ tế bào mầm sinh dục sẽ có mặt trong hầu hết các tế bào của cơ thể và truyền lại NGHIÊN CỨU BIỂN HIỆN PROTEIN P53 TÁI TỔ HỢP Ở NẤM MEN PICHIA PASTORIS X33 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TRẦN THỊ THÚY NGA – LUẬN VĂN THẠC SĨ cho thế hệ sau, ngược lại, nếu từ tế bào soma sẽ không được truyền cho thế hệ sau. Gen ung thư được xuất phát từ hai nhóm gen là gen tiền ung thư và gen ức chế khối u [19]. Gen tiền ung thư có chức năng điều khiển quá trình sinh trưởng và biệt hóa trong tế bào.
Các đột biến chuyển gen tiền ung thư thành gen ung thư (oncogene) gây nên rối loạn chuyển hóa ở tế bào và tạo ra ung thư. Protein được mã hóa bởi gen ung thư thường có mức biểu hiện chức năng tăng lên so với protein được mã hóa bởi gen tiền ung thư. Sự tái sắp xếp phức tạp của hệ gen có thể tạo ra gen ung thư. Điển hình là họ gen MYC (ví dụ gen tiền ung thư C-MYC) mã hóa cho các yếu tố phiên mã ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ biểu hiện của gen, qua đó tác động đến sự tăng sinh tế bào và liên quan đến sự phát sinh của khối u.
Cấu trúc di truyền của MYC bị sắp xếp lại theo một số cách dẫn đến mức biểu hiện cao bất thường các protein MYC, làm hoạt hóa các gen tiền ung thư. Số gen MYC có thể tăng lên do hiện tượng lặp đoạn NST mang gen MYC hoặc do vị trí của nó được xếp lại gần một promoter mạnh dẫn đến tăng lượng sản phẩm protein. Những đột biến NST kiểu này ở tế bào soma có thể được nhân lên ổn định cùng quá trình chọn lọc dòng tế bào ung thư [19, 28]. Các gen tiền ung thư cũng có thể được hoạt hóa bởi cơ chế nhân bản gen.
Số bản sao của mỗi gen có thể tăng do hiện tượng nhân bản một vùng DNA (amplicon) của NST, dẫn đến lượng protein trong tế bào do gen đó mã hóa tăng theo. Ví dụ lặp vùng NST 2p24 của gen N-MYC là một gen tiền ung thư được chuyển thành gen ung thư gây phát sinh các u nguyên bào thần kinh. Hiện tượng lặp 20-500 bản sao gen ERBB2 phổ biến trong các trường hợp ung thư vú và ung thư buồng trứng, u tuyến phát sinh từ dạ dày và tuyến nước bọt [19,41]. Sự hoạt hóa gen tiền ung thư còn có thể được tạo ra bởi chuyển đoạn NST theo hai cơ chế, tùy thuộc vào vị trí của điểm đứt gãy NST: chuyển đoạn có thể đặt hai trình tự exon thuộc hai gen khác nhau dưới sự điều khiển của chung một promoter dẫn đến sự biểu hiện của một protein dung hợp; hoặc chuyển đoạn NST đặt một khung đọc mở hoàn chỉnh cạnh một promoter hoạt động mạnh.
Ví dụ điển hình là bệnh ung thư bạch cầu thể tủy trường diễn có dạng chuyển đoạn tương hỗ hình thành theo hai cách: dung hợp của các gen BCR và C-ABL từ NST số 22 và từ NST số 9 dẫn NGHIÊN CỨU BIỂN HIỆN PROTEIN P53 TÁI TỔ HỢP Ở NẤM MEN PICHIA PASTORIS X33 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TRẦN THỊ THÚY NGA – LUẬN VĂN THẠC SĨ đến sản phẩm của gen dung hợp BCR-ABL có tác động gây ung thư. Nhiều sản phẩn gen dung hợp BCR-ABL với các khung dung hợp khác nhau được tạo ra nhờ trên NST số 9 chỉ có một điểm đứt gãy duy nhất, còn trên NST số 22 có một cụm các điểm đứt gãy đặc thù [19, 22, 41]. Các gen ung thư là các gen trội về khả năng phát sinh khối u bởi chỉ một đột biến duy nhất có thể chuyển một gen tiền ung thư thành gen ung thư. Đột biến hoạt hóa các gen này luôn tạo ra ưu thế tăng sinh tế bào mặc dù vẫn tồn tại bản sao của các alen bình thường.
Do kiểu hình mà các gen ung thư quy định không bị át chế bởi sự có mặt của bản sao kiểu dại còn lại, nên có thể coi các gen ung thư là các gen trội [28, 47]. Các gen ức chế khối u bình thường điều khiển các quá trình cơ bản nhằm duy trì sự cân bằng nội mô bao gồm: duy trì tính toàn vẹn của vật chất di truyền, các bước của chu kỳ tế bào, sự biệt hóa tế bào, mối tương tác giữa các tế bào và quá trình apoptosis. Các đột biến làm bất hoạt gen ức chế khối u, biến gen đó trở thành một gen ung thư, gây ra mất cân bằng nội mô, từ đó dẫn đến sự phát sinh các khối u [19]. Sự bất hoạt một gen ức chế khối u trải qua hai bước tách biệt nhau: đột biến thứ nhất làm bất hoạt một alen xảy ra ở tế bào dòng sinh dục hoặc ở tế bào soma; đột biến thứ hai làm bất hoạt hoàn toàn gen ức chế khối u luôn xảy ra ở tế bào soma và gây nên mất alen bình thường còn lại, từ đó phát triển thành khối u.
Hiện tượng mất tính dị hợp tử (Loss of Heterozygosity, LOH) phản ánh sự mất đi của bản sao alen kiểu dại duy nhất còn lại của một gen ức chế khối u và có thể xuất hiện theo các cơ chế khác nhau: mất toàn bộ NST; tái tổ hợp trong nguyên phân hoặc các đột biến cục bộ. Kết quả là mất các gen ức chế khối u diễn ra nhanh hơn ở các tế bào ung thư so với ở các tế bào tiền khối u [19, 28]. Theo cơ chế di truyền, các gen ức chế khối u (dạng đột biến) thường là lặn trong khi các gen gây khối u là trội.