ĐẶT VẤN ĐỀ Tăng sản thượng thận bẩm sinh (TSTTBS) là một nhóm các bệnh di truyền lặn nhiễm sắc thể thường, đặc trưng bởi sự thiếu hụt một trong số các enzyme cần thiết cho quá trình tổng hợp các hormon tuyến vỏ thượng thận, như cortisol và aldosterol. TSTTBS gồm nhiều thể khác nhau, trong đó thiếu hụt enzym 21-hydroxylase (21-OH) là thể hay gặp nhất, chiếm hơn 95% các trường hợp TSTTBS [1]. Tần suất mắc bệnh chung trên thế giới là từ 1/14.000 trẻ sơ sinh sống. Ngày nay, nhờ vào chương trình sàng lọc sơ sinh (SLSS) nên bệnh TSTTBS ngày càng được phát hiện sớm hơn, từ đó làm giảm tần suất các cơn suy thượng thận cấp và giảm tỉ lệ tử vong do trẻ được điều trị sớm vì tránh được tình trạng mất muối nặng, còn ở trẻ gái được điều trị và xác định được nguyên nhân mơ hồ giới tính sớm [2].
Tại Việt Nam, chương trình sàng lọc bệnh TSTTBS ở trẻ sơ sinh lần đầu tiên được triển khai tại Bệnh viện Từ Dũ, thành phố Hồ Chí Minh vào năm 2005 bằng phương pháp định lượng nồng độ 17-OHP trong giọt máu thấm khô. Tại Bệnh viện Nhi Trung ương chương trình sàng lọc bệnh TSTTBS được thực hiện vào năm 2019 cho thấy sàng lọc 27024 trẻ sơ sinh thì phát hiện được ba trẻ mắc bệnh, như vậy sơ bộ tỷ lệ mới mắc là 1:9008 trẻ đẻ sống [3]. Chương trình sàng lọc TSTTBS đầy đủ bao gồm nhiều bước. Để trẻ được chẩn đoán xác định bệnh TSTTBS sớm cần có sự liên kết chặt chẽ giữa gia đình với các cơ sở y tế thực hiện SLSS và cơ sở y tế có đủ năng lực xét nghiệm khẳng định chẩn đoán.
Tuy nhiên quy trình liên kết này vẫn đang là một vấn đề tồn tại trong chương trình sàng lọc TSTTBS hiện nay. Điều này dẫn đến hậu quả là hầu hết trẻ nhập viện đã có các biểu hiện của suy thượng thận nặng, mất nước, mất muối nặng và nguy cơ tử vong cao [3]. Tại Việt Nam chưa có nghiên cứu nào đánh giá lâm sàng và hoá sinh của các bệnh nhân nhập viện mà được phát hiện bệnh TSTTBS qua SLSS cũng như vai trò xét nghiệm phân tử trong 2 dự báo kiểu hình ở những trẻ đó. Vì vậy, việc hoàn thiện chương trình SLSS mang tính cấp thiết, để có cái nhìn tổng thể về các biểu hiện lâm sàng, những bất thường hoá sinh và biến đổi gen ở trẻ TSTTBS cho các bác sĩ và giúp ích vào quá trình điều trị sớm cho bệnh nhân, chúng tôi thực hiện đề tài: “Đặc điểm kiểu gen và kiểu hình của bệnh nhân tăng sản thượng thận bẩm sinh do thiếu 21-hydroxylase tại Bệnh viện Nhi Trung ương” với các mục tiêu sau: 1.
Mô tả đột biến gen CYP21A2, kiểu gen và liên quan kiểu gen và kiểu hình của bệnh nhân TSTTBS thiếu 21-hydroxylase. Nhận xét mức độ nặng kiểu hình của các bệnh nhân thiếu 21-hydroxylase phát hiện qua SLSS và không qua SLSS. Bệnh tăng sản thượng thận bẩm sinh thể thiếu 21-hydroxylase 1. Định nghĩa và bệnh nguyên Tăng sản thượng thận bẩm sinh (TSTTBS) (congenital adrenal hyperplasia - CAH) là một nhóm bệnh ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp cortisol, di truyền gen lặn trên NST thường.
Thiếu cortisol gây nên sự tăng tiết hormon hướng vỏ thượng thận (ACTH) của tuyến yên và tăng sản vỏ thượng thận, tăng các chất chuyển hóa trung gian trước chỗ tắc và tăng androgen gây ra các triệu chứng lâm sàng [1], [4]. TSTTBS bao gồm 7 bệnh di truyền lặn NST thường do đột biến gen sản xuất các enzym tham gia vào quá trình tổng hợp cortisol bao gồm 21- hydroxylase (21-OH), 11B-hydroxylase (11BOH), 17a-hydroxylase (17OH; 17, 20-lyase), 3ß-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (3BHSD2), protein điều hòa tổng hợp steroid (StAR), enzym nhánh bên P450 cholesterol (SCC), và enzym P450 oxidoreductase (POR) [5]. Sự kích thích sản xuất cortisol do điều hòa ACTH của tuyến yên và tăng cường sản xuất theo nhánh tắt không bị thiếu enzym dẫn tới tăng bất thường các hormon khác dẫn tới các biểu hiện đa dạng trên lâm sàng. Sự thiếu hụt cortisol sẽ dẫn tới cơn suy thượng thận cấp khi cơ thể bị stress, sốt trong khi thiếu hụt aldosteron dẫn tới triệu chứng mất muối nước.
Sự tăng sản xuất các androgen là nguyên nhân phát triển bộ phận sinh dục ngoài giống nam ở nữ và dậy thì sớm ở nam giới mắc bệnh. Quá trình tạo steroid ở vỏ thượng thận diễn ra ở 3 lớp: zona glomerulosa ngoài cùng (sinh tổng hợp mineralocorticoid), zona fasciculata (sinh tổng hợp glucocorticoid) và zona lưới trong cùng (sinh tổng hợp tiền chất steroid giới tính). Bắt đầu chuyển hoá từ cholesterol thành các hormone steroid hoạt tính, các đồng yếu tố và các protein hỗ trợ. Từng quá trình chuyển hoá sẽ xảy ra ở lớp vỏ thượng thận tương ứng với từng vùng của vỏ thượng thận.
Các đột biến 4 đã được mô tả trong hầu hết các gen mã hóa các protein tham gia chuyển hoá (Hình 1. TSTTBS thiếu hụt enzym 21-hydroxylase (21-OH) là thể TSTTBS phổ biến nhất chiếm khoẳng 90-99%. 21-OH là enzym P450 (CYP21, P450 21) để chuyển hoá progesteron và 17-hydroxyprogesteron (17-OHP) ra 11- desoxycorticosteron (DOC) và 11-deoxycortisol là các tiền chất để tổng hợp ra aldosteron và cortisol. Khi hai hormon này đều bị thiếu hụt sẽ hình thành thể mất muối nặng trên lâm sàng [3].1: Sơ đồ tổng hợp các hormon của tuyến vỏ thượng thận [3] Cơ chế rối loạn tổng hợp các hormon vỏ thượng thận khi thiếu enzym 21-OH làm giảm hormon cortisol, aldosteron và tăng testosteron.
Các protein phụ cần thiết cho hoạt động của enzym cytochrome P450 được hiển thị bên cạnh mỗi enzym như sau: POR, P450 oxyoreductase, yêu cầu có enzyme CYP trong mạng lưới nội chất; FDXR/FDX1, ferredoxin reductase và ferredoxin, 5 yêu cầu có các enzym CYP của ty thể. Cytochrome B5 (CYP5A) yêu cầu có hoạt động đầy đủ enzyme 17, 20-lyase của CYP17A1. Các bước bị ảnh hưởng bởi thiếu 21-OH, bao gồm cả steroid được tăng tiết trong trường hợp này, được biểu thị bằng các đường màu đỏ và chữ màu đỏ. Những khung hình màu khác có những ý nghĩa sau: màu xám - các bước đầu tiên của quá trình tổng hợp steroid chung cho tất cả các vùng của vỏ thượng thận; màu da cam - các bước trong zona glomerulosa dẫn đến sản xuất aldosteron; màu xanh lam - các bước trong zona fasciculata dẫn đến sản xuất cortisol; màu đỏ - các bước trong zona reticularis và các mô ngoài thượng thận dẫn đến tổng hợp nội tiết tố nam; màu tím - “cửa sau” hoặc con đường thay thế từ 17-OHP đến dihydrotestosterone (để rõ ràng, con đường chuyển hoá từ progesterone không được hiển thị); màu xanh lá cây - chuyển hoá dẫn đến 11- oxoandrogen [1].
Tóm lại, khi không có hoạt tính 21-OH của P450C21, sẽ có ba con đường dẫn đến bài tiết androgen: 1) Con đường từ cholesterol đến DHEA vẫn còn nguyên vẹn. Mặc dù nhiều DHEA bị bất hoạt thành DHEA sulfate, nhưng việc tăng sản xuất DHEA sẽ dẫn đến một số DHEA được chuyển đổi thành testosterone và dihydrotestosterone (DHT). 2) Mặc dù lượng tối thiểu 17-OHP được chuyển đổi thành androstenedione trong tuyến thượng thận bình thường, số lượng lớn 17-OHP được tạo ra trong TSTTBS cho phép một số 17-OHP được chuyển đổi thành androstenedione và sau đó là testosterone. 3) Con đường chuyển hoá phụ phụ thuộc vào sự giảm 5 và 3 của 17-OHP thành 17OH- allopregnanolone.
Steroid này dễ dàng được chuyển hoá thành androstanediol, sau đó có thể bị oxy hóa thành DHT bằng 3 -HSD enzym [7]. Sơ đồ chuyển hoá hormon khi thiếu enzym 21-OH [7] 1. Di truyền TSTTBS là bệnh di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường. Bệnh chỉ xảy ra ở người mang đồng hợp tử hoặc dị hợp tử kép gen lặn (minh họa là: rr).
Nếu một người mang 1 gen bình thường (minh họa là: R) và 1 gen đột biến (r) gọi là dị hợp tử. Trong mỗi cá thể đều được di truyền 1 allele từ bố và 1 allele từ mẹ, do vậy ở cá thể mang gen gây bệnh dạng đồng hợp tử (rr) thì bố mẹ là hai dị hợp tử (Rr) bắt buộc. Trường hợp đột biến mới xảy ra rất hiếm gặp. Sơ đồ quy luật di truyền gen lặn nằm trên NST thường [3] 7 Đặc điểm của bệnh di truyền theo quy luật lặn là bệnh xảy ra không liên tục qua các thế hệ.
Thường gặp xuất hiện bệnh trong cùng một thế hệ. Tỷ lệ nam và nữ bị bệnh là như nhau [3]. Theo quy luật Mendel có thể theo dõi được khả năng mắc bệnh như sau: − Nếu cha mẹ là hai dị hợp tử (Rr x Rr) thì khả năng con bị bệnh (rr) là 25%, con dị hợp tử (Rr) mang gen lặn là 50%, con bình thường hoàn toàn (RR) là 25%. Trong quần thể trường hợp này hay gặp nhất.
− Nếu cha (hoặc mẹ) là người bình thường (RR) kết hôn với người mang gen dị hợp tử (Rr) thì khả năng sinh ra con bình thường (RR) là 50%, con bị dị hợp tử (Rr) là 50%. − Nếu cha (hoặc mẹ) là người bình thường kết hôn với người bị bệnh (rr) thì khả năng sinh con mang gen dị hợp tử (Rr) là 100%. Đột biến CYP21A2 Gen mã hoá để tổng hợp 21-OH – CYP21A2, là một gen phức tạp nằm gần vùng HLA (human leucocyte antigen – kháng thể nguyên bạch cầu người) trên nhiễm sắc thể số 6, song song với gen giả, CYP21A1P, có độ tương đồng 98% với gen hoạt động, nhưng không hoạt động do một số đột biến. CYP21A2 và CYP21A1P cùng một số gen khác nằm ở cùng Class III tạo thành cấu trúc dạng hai phân tử (bimodular) RCCX-RCCX.
Các thay đổi cấu trúc của gen CYP21A2 do sự rối loạn của nhân đôi, mất đoạn và sắp xếp lại gen trong nhiễm sắc thể 6p21.3 gây nên không tổng hợp được enzym 21-OH, hoặc enzym 21- OH được tổng hợp không có hoạt tính dẫn đến bệnh lý trên lâm sàng. Sơ đồ của mô-đun RCCX nằm trên nhánh ngắn của NST 6 trong khu vực HLA loại III [8]. Sao chép song song ảnh hưởng đến gen CYP21 và C4. Ở người, chỉ có CYP21A2 tạo ra protein chức năng, trong khi đó, CYP21A1P là một gen giả tương đồng bao gồm một số đột biến điểm bất hoạt có thể được một gen nhỏ chuyển sang gen hoạt động.
Cả C4A và C4B đều hoạt động. Tenascin, cũng được sao chép, được mã hóa trong chuỗi bổ sung. Phần dưới cùng của hình ảnh hiển thị các đột biến lặp lại được nhóm theo cách chúng ảnh hưởng đến chức năng của enzimatic: nghiêm trọng (đỏ), nghiêm trọng vừa phải (xanh lá cây) hoặc nhẹ (xanh dương). Các đột biến tái phát trong tất cả các quần thể được khoanh tròn.
Các mũi tên “Fragment A”, “FragmentB” và “FragmentC” đại diện cho các bộ khuếch đại cụ thể cho khuếch đại CYP21A2.