Nghiên Cứu Đặc Điểm Hình Thái Não Bộ và Đa Hình Gen Trong Bệnh Tâm Thần Phân Liệt

• Tác giả: Đặng Tiến Trường
• Người hướng dẫn: TS. Trần Hải Anh
• Trường học: Học viện Quân y
• Chuyên ngành: Khoa học Y sinh
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Hình Thái Não Bộ và Đa Hình Gen Trong Bệnh Tâm Thần Phân Liệt
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Bệnh tâm thần phân liệt
• 1.2. Những khái niệm chung về tâm thần phân liệt
• 1.3. Bệnh sinh bệnh tâm thần phân liệt
• 1.4. Hình thái đại não và những liên quan trong bệnh tâm thần phân liệt
• 1.4.1. Hình thái đại thể và kích thước của đại não
• 1.4.2. Các rãnh và đường phân chia bán cầu đại não
• 1.4.3. Các thùy và các hồi của bán cầu đại não
• 1.4.4. Đặc điểm hình thái não bộ ở bệnh nhân tâm thần phân liệt
• 1.5. Biến đổi một số gen trong bệnh tâm thần phân liệt
• 1.5.1. Gen DISC1 và các đa hình trong bệnh tâm thần phân liệt
• 1.5.2. Gen COMT và các đa hình trong bệnh tâm thần phân liệt
• 1.6. Nghiên cứu hình thái não và gen trong tâm thần phân liệt ở Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Nghiên cứu hình thái não bộ
• 2.3. Nghiên cứu đa hình gen
• 2.4. Tiêu chuẩn lựa chọn bệnh nhân nghiên cứu
• 2.5. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.6. Thiết bị và vật liệu nghiên cứu
• 2.6.1. Thiết bị nghiên cứu hình thái não
• 2.6.2. Vật liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu gen
• 2.7. Phương pháp nghiên cứu
• 2.7.1. Phương pháp nghiên cứu hình thái não
• 2.7.2. Phương pháp nghiên cứu đa hình gen
• 2.8. Xử lý số liệu
• 2.9. Đạo đức trong nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Đối tượng nghiên cứu hình thái não
• 3.3. Đối tượng nghiên cứu đa hình gen
• 3.4. Đặc điểm hình thái não ở các đối tượng nghiên cứu
• 3.4.1. Thể tích các cấu trúc não chung
• 3.4.2. Thể tích và độ dày chất xám vỏ não thùy trán
• 3.4.3. Thể tích và độ dày chất xám vỏ não thùy thái dương
• 3.4.4. Thể tích và độ dày chất xám vỏ não ở các phần của hồi đai
• 3.4.5. Thể tích các nhân xám
• 3.4.6. Thể tích các phần của thể chai
• 3.5. Đặc điểm đa hình một số gen của đối tượng nghiên cứu
• 3.5.1. Đặc điểm đa hình rs821616 gen DISC1
• 3.5.2. Đặc điểm đa hình rs4680 gen COMT
• 3.6. Về tuổi và giới của đối tượng nghiên cứu
• 3.6.1. Về tuổi và giới của nhóm nghiên cứu hình thái não
• 3.6.2. Về tuổi và giới của nhóm nghiên cứu gen
• 3.7. Về hình thái não trong tâm thần phân liệt
• 3.7.1. Về hình thái não chung trong bệnh tâm thần phân liệt
• 3.7.2. Về hình thái thùy trán trong bệnh tâm thần phân liệt
• 3.7.3. Về hình thái thùy thái dương trong bệnh tâm thần phân liệt
• 3.7.4. Về hình thái hồi đai trong bệnh tâm thần phân liệt
• 3.7.5. Về hình thái một số cấu trúc dưới vỏ trong bệnh tâm thần phân liệt
• 3.7.6. Về hình thái thể chai trong bệnh tâm thần phân liệt
• 3.8. Về đa hình gen trong bệnh tâm thần phân liệt
• 3.8.1. Về đa hình rs821616 gen DISC1 trong bệnh tâm thần phân liệt
• 3.8.2. Về đa hình rs4680 gen COMT trong bệnh tâm thần phân liệt
• 3.9. Đặc điểm hình thái não ở bệnh nhân tâm thần phân liệt
• 3.10. Đặc điểm đa hình gen DISC1 và COMT trong bệnh tâm thần phân liệt
• 4. KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Tâm Thần Phân Liệt và Não Bộ

Tâm thần phân liệt (TTPL) là một rối loạn tâm thần nghiêm trọng ảnh hưởng đến cách một người suy nghĩ, cảm nhận và hành xử. Bệnh gây biến đổi nhân cách sâu sắc, khiến người bệnh dần tách khỏi thế giới bên ngoài. Hiện nay, trên thế giới có khoảng 70 triệu người mắc bệnh TTPL, chiếm khoảng 1% dân số. Cơ chế bệnh sinh của TTPL vẫn còn nhiều khía cạnh chưa sáng tỏ. Các nghiên cứu tập trung vào hình thái não bộ và di truyền học tâm thần phân liệt, khám phá những thay đổi ở cả mức độ phân tử và đại thể. Nghiên cứu này tập trung vào việc khám phá mối liên hệ giữa đặc điểm hình thái não bộ và đa hình gen ở bệnh nhân TTPL Việt Nam. Việc làm sáng tỏ những yếu tố này có thể mở ra con đường mới cho chẩn đoán và điều trị.

1.1. Các Khái Niệm Cơ Bản về Tâm Thần Phân Liệt

Thuật ngữ “Schizophrenia” có nghĩa là sự chia cắt về mặt tâm thần. Đây là một bệnh loạn thần nặng tiến triển từ từ, có khuynh hướng mạn tính. Bệnh làm cho người bệnh dần tách khỏi cuộc sống bên ngoài, thu dần vào thế giới bên trong, làm cho tình cảm trở nên khô lạnh dần, khả năng làm việc, học tập ngày càng sút kém, có những hành vi, ý nghĩ kỳ dị, khó hiểu. Bệnh khá phổ biến, tỷ lệ người mắc bệnh TTPL là 0,6–1,5% dân số. Bệnh chủ yếu khởi phát ở lứa tuổi trẻ từ 15–25 tuổi, là lứa tuổi học tập và lao động, tỷ lệ mắc ở nam và nữ là tương tự. Bệnh có các rối loạn đặc trưng như rối loạn tư duy, rối loạn cảm xúc và hành vi.

1.2. Vai Trò Của Di Truyền Học Trong Bệnh Sinh Tâm Thần Phân Liệt

Các bệnh nhân rối loạn tâm thần thường có yếu tố di truyền liên quan đến TTPL hoặc các bệnh tâm thần khác như rối loạn nhân cách dạng phân liệt. Người có mối quan hệ càng gần gũi về huyết thống với bệnh nhân tâm thần thì nguy cơ bị bệnh TTPL càng cao. Các cặp sinh đôi cùng trứng thì tỷ lệ này là 50%. Tỷ lệ này cao hơn bốn lần so với những cặp sinh đôi không cùng trứng. Tuy nhiên gen di truyền không phải là yếu tố duy nhất trong bệnh sinh TTPL. Các yếu tố sinh học hoặc xã hội có thể đóng vai trò là yếu tố thúc đẩy hoặc ngăn chặn sự xuất hiện bệnh.

II. Thách Thức Giải Mã Hình Thái Não Bộ và Đa Hình Gen

Cơ chế bệnh sinh của TTPL vẫn còn nhiều thách thức chưa được giải quyết. Các nghiên cứu về hình thái não bộ sử dụng neuroimaging tâm thần phân liệt như MRI và fMRI cho thấy những thay đổi về thể tích và cấu trúc não ở bệnh nhân TTPL. Đồng thời, các nghiên cứu di truyền học tâm thần phân liệt xác định các gene liên quan tâm thần phân liệt, đặc biệt là các đa hình gen. Việc tích hợp hai lĩnh vực này là cần thiết để hiểu rõ hơn về cơ chế bệnh sinh phức tạp của TTPL. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định các biomarker tâm thần phân liệt dựa trên đặc điểm hình thái não bộ và đa hình gen, góp phần vào việc chẩn đoán sớm và điều trị hiệu quả hơn.

2.1. Ảnh Hưởng Của Thay Đổi Cấu Trúc Não Bộ Trong Tâm Thần Phân Liệt

Trong các nghiên cứu giải phẫu bệnh ở bệnh nhân TTPL và qua chụp MRI não, người ta nhận thấy có sự suy giảm chức năng cùng với sự thay đổi cấu trúc của vùng vỏ não trán. Nghiên cứu hình ảnh và giải phẫu não cũng cho thấy nhiều vùng khác có sự biến đổi trên các bệnh nhân TTPL, như não thất, thùy thái dương. Ở những người TTPL, các cấu trúc dưới vỏ như đồi thị, các hạch nền, hay cả tiểu não cũng thấy có thay đổi và cấu trúc liên quan tới trí nhớ như vùng hải mã thấy có sự thay đổi về hình thái và cả ở góc độ phân tử.

2.2. Vai Trò Của Các Gen Liên Quan Trong Sự Phát Triển Tâm Thần Phân Liệt

Những nghiên cứu về biến đổi ở mức phân tử, di truyền và gen trong bệnh TTPL đã được đề cập từ khá sớm. Đặc biệt, biến đổi gen trong bệnh TTPL đã được nhiều nghiên cứu tập trung đánh giá trên nhiều khía cạnh như xác định sự liên quan giữa biến đổi gen và bệnh, sự tương tác giữa các gen trong bệnh TTPL, sự liên quan của các gen với triệu chứng của bệnh. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu chưa có sự thống nhất về nhiều khía cạnh, đặc biệt về chủng tộc và quần thể nghiên cứu.

2.3. Mối Liên Hệ Giữa Tương Tác Gen Môi Trường và Tâm Thần Phân Liệt

Các yếu tố sinh học hoặc xã hội có thể đóng vai trò là yếu tố thúc đẩy hoặc ngăn chặn sự xuất hiện bệnh. Nghiên cứu tập trung vào sự tương tác giữa tương tác gen môi trường tâm thần phân liệt, giải thích tại sao một số người có yếu tố di truyền dễ mắc bệnh hơn những người khác khi tiếp xúc với các yếu tố môi trường nhất định. Các yếu tố môi trường có thể bao gồm căng thẳng, lạm dụng chất kích thích, hoặc nhiễm trùng trong quá trình phát triển.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Não Bộ và Phân Tích Đa Hình Gen

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp kết hợp giữa nghiên cứu não bộ tâm thần phân liệt và phân tích đa hình gen. Nghiên cứu hình thái não bộ được thực hiện bằng cách sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) để đánh giá kích thước não bộ tâm thần phân liệt, khối lượng não bộ tâm thần phân liệt, và cấu trúc của các vùng não khác nhau. Phân tích đa hình gen tập trung vào các SNP tâm thần phân liệt trong các gen ứng cử viên, đặc biệt là DISC1 và COMT. Dữ liệu thu thập được phân tích thống kê để xác định mối liên hệ giữa đặc điểm hình thái não bộ và đa hình gen ở bệnh nhân TTPL.

3.1. Sử Dụng MRI Để Đánh Giá Cấu Trúc Não Bộ Trong Tâm Thần Phân Liệt

Nghiên cứu hình ảnh và giải phẫu não cũng cho thấy nhiều vùng khác có sự biến đổi trên các bệnh nhân TTPL, như não thất, thùy thái dương, đồi thị, các hạch nền, hay cả tiểu não. Cấu trúc liên quan tới trí nhớ như vùng hải mã thấy có sự thay đổi về hình thái và cả ở góc độ phân tử. Sử dụng các kỹ thuật như VBM tâm thần phân liệt (Voxel-Based Morphometry) và DTI tâm thần phân liệt (Diffusion Tensor Imaging) để phát hiện sự khác biệt về thể tích chất xám, chất trắng và kết nối não bộ.

3.2. Phân Tích Đa Hình Gen rs821616 DISC1 và rs4680 COMT

Những nghiên cứu về biến đổi di truyền trong bệnh TTPL có đề cập tới vai trò của những gen như DISC1 (disrupted-in-schizophrenia 1) và COMT (catechol-O-methyltransferase). Nghiên cứu tập trung vào phân tích các đa hình gen phổ biến trong các gen này, đặc biệt là rs821616 trong gen DISC1 và rs4680 trong gen COMT. Nghiên cứu cũng có thể xem xét các gen ứng cử viên khác được xác định trong các nghiên cứu trước đó.

IV. Kết Quả Liên Hệ Đặc Điểm Não và Đa Hình Gen ở TTPL

Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự khác biệt đáng kể về thể tích chất xám và thể tích chất trắng ở một số vùng não nhất định giữa bệnh nhân TTPL và nhóm đối chứng. Các đa hình gen trong DISC1 và COMT cũng có liên quan đến những thay đổi này. Nghiên cứu cũng xác định các mối tương quan giữa biểu hiện gen tâm thần phân liệt và chức năng não bộ tâm thần phân liệt, cung cấp bằng chứng về vai trò của ảnh hưởng di truyền tâm thần phân liệt trong bệnh sinh TTPL. Những kết quả này có thể được sử dụng để phát triển các biomarker tâm thần phân liệt mới và các phương pháp điều trị nhắm mục tiêu.

4.1. Thay Đổi Thể Tích và Độ Dày Chất Xám Ở Bệnh Nhân Tâm Thần Phân Liệt

Có sự khác biệt đáng kể về thể tích và độ dày chất xám vỏ não thùy trán, thùy thái dương và các phần của hồi đai giữa bệnh nhân TTPL và nhóm đối chứng. Ngoài ra còn có sự thay đổi về thể tích các nhân xám và các phần của thể chai. Các thay đổi hình thái này có thể góp phần vào các triệu chứng và suy giảm chức năng quan sát được ở bệnh nhân TTPL.

4.2. Ảnh Hưởng của Đa Hình Gen DISC1 và COMT Đến Cấu Trúc Não Bộ

Nghiên cứu cho thấy các đa hình gen trong DISC1 và COMT có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và chức năng của não bộ, dẫn đến những thay đổi về cấu trúc và hoạt động của các vùng não liên quan đến TTPL. Cụ thể, một số đa hình gen có thể liên quan đến giảm thể tích chất xám ở thùy trán hoặc thay đổi kết nối não bộ. Các gen ảnh hưởng đến cấu trúc não bộ tâm thần phân liệt có thể được xem xét như các mục tiêu điều trị tiềm năng.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Hướng Tới Chẩn Đoán và Điều Trị TTPL

Nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng trong chẩn đoán tâm thần phân liệt và điều trị tâm thần phân liệt. Các biomarker tâm thần phân liệt dựa trên đặc điểm hình thái não bộ và đa hình gen có thể giúp chẩn đoán sớm và chính xác hơn. Hiểu rõ hơn về vai trò của gen liên quan tâm thần phân liệt có thể dẫn đến các phương pháp điều trị nhắm mục tiêu vào các cơ chế bệnh sinh cụ thể. Ngoài ra, nghiên cứu này có thể giúp xác định yếu tố nguy cơ tâm thần phân liệt và phát triển các chiến lược phòng ngừa.

5.1. Sử Dụng Biomarker Để Chẩn Đoán Sớm Bệnh Tâm Thần Phân Liệt

Các biomarker tâm thần phân liệt dựa trên đặc điểm hình thái não bộ và đa hình gen có thể được sử dụng để sàng lọc các cá nhân có nguy cơ cao phát triển TTPL. Chẩn đoán sớm có thể giúp bắt đầu điều trị sớm, cải thiện kết quả cho bệnh nhân. Hơn nữa, các biomarker có thể giúp phân biệt giữa các loại rối loạn tâm thần khác nhau, dẫn đến chẩn đoán chính xác hơn.

5.2. Phát Triển Các Phương Pháp Điều Trị Nhắm Mục Tiêu vào Gen Liên Quan

Hiểu rõ hơn về vai trò của gen liên quan tâm thần phân liệt có thể dẫn đến các phương pháp điều trị nhắm mục tiêu vào các cơ chế bệnh sinh cụ thể. Ví dụ, các loại thuốc mới có thể được phát triển để sửa chữa các khiếm khuyết trong chức năng não bộ do đa hình gen gây ra. Liệu pháp gen cũng có thể là một lựa chọn tiềm năng trong tương lai.

VI. Kết Luận Tương Lai Nghiên Cứu Não Bộ và Di Truyền TTPL

Nghiên cứu về đặc điểm hình thái não bộ và đa hình gen trong TTPL vẫn còn nhiều tiềm năng phát triển. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc xác định các tương tác gen môi trường tâm thần phân liệt, khám phá vai trò của các gen mới, và phát triển các phương pháp điều trị cá nhân hóa dựa trên cấu trúc di truyền và nghiên cứu não bộ tâm thần phân liệt. Việc hợp tác giữa các nhà khoa học trong các lĩnh vực khác nhau là cần thiết để giải quyết những thách thức phức tạp trong nghiên cứu TTPL.

6.1. Khám Phá Vai Trò Của Các Gen Mới Trong Bệnh Sinh Tâm Thần Phân Liệt

Mặc dù đã có nhiều gen liên quan đến TTPL được xác định, nhưng vẫn còn nhiều gen khác có thể đóng vai trò trong bệnh sinh của bệnh. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc xác định và nghiên cứu các gen mới này bằng cách sử dụng các phương pháp tiếp cận bộ gen rộng.

6.2. Phát Triển Các Phương Pháp Điều Trị Cá Nhân Hóa Dựa Trên Di Truyền

Do sự khác biệt di truyền giữa các cá nhân, bệnh nhân TTPL có thể phản ứng khác nhau với các phương pháp điều trị khác nhau. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc phát triển các phương pháp điều trị cá nhân hóa dựa trên cấu trúc di truyền của bệnh nhân, để đảm bảo rằng mỗi bệnh nhân nhận được phương pháp điều trị hiệu quả nhất cho mình.