ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh Mucopolysaccharide (MPS) là một nhóm bệnh rối loạn chuyển hóa hiếm gặp trên thế giới do thiếu hụt enzym của lysosom cần thiết để giáng hóa glycosaminoglycans (GAGs). Bệnh đƣợc chia thành nhiều thể phụ thuộc enzym thiếu hụt. Bệnh gây tổn thƣơng đa cơ quan và tiến triển nặng dần dẫn đến tàn phế hoặc tử vong sớm trƣớc 10 tuổi [1],[2]. Đây là bệnh hiếm gặp với tần suất mắc trên thế giới là khoảng 1,81 đến 4,5/100000 trẻ sơ sinh sống [1].
Bệnh hiếm gặp nên dễ bị bỏ sót, các triệu chứng không đặc hiệu nên khó chẩn đoán, bệnh nhân thƣờng bị chẩn đoán muộn. Để chẩn đoán xác định thể bệnh không thể dựa vào các xét nghiệm thông thƣờng mà phải dựa vào các xét nghiệm kỹ thuật cao nhƣ đo nồng độ GAGs nƣớc tiểu, xét nghiệm hoạt độ enzym trong máu, phân tích phân tử để xác định đột biến gen gây bệnh. Những xét nghiệm đó hiện nay ở Việt Nam chƣa làm đƣợc, do đó khi đƣợc chẩn đoán xác định thì bệnh nhân đã có nhiều di chứng nặng nề ở tất cả các cơ quan của cơ thể [3],[4]. Bệnh di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thƣờng trừ thể MPS II là di truyền lặn trên nhiễm sắc thể giới tính X [2],[3].
Trên thế giới hiện nay điều trị MPS đã có nhiều tiến bộ. Các liệu pháp điều trị mới hiện đang đƣợc áp dụng tùy theo từng thể bệnh bao gồm: ghép tế bào gốc tạo máu, enzym thay thế, liệu pháp gen, liệu pháp giảm cơ chất, liệu pháp phân tử nhỏ chaperon và điều trị triệu chứng trong đó nổi bật là liệu pháp enzym thay thế và ghép tế bào gốc tạo máu. Tuy nhiên việc điều trị cũng chỉ có hiệu quả cao với những bệnh nhân đƣợc phát hiện bệnh sớm đặc biệt là bệnh đƣợc phát hiện trƣớc 2,5 tuổi [5],[6],[7]. Nếu phát hiện muộn hơn thì các phƣơng pháp điều trị đều bị hạn chế [8],[9],[10],[11].
2 Tại Việt Nam bệnh nhân MPS thƣờng đƣợc chẩn đoán muộn. Nghiên cứu về MPS còn rất ít và đều trên một số lƣợng rất ít bệnh nhân. Tuy nhiên, tại khoa Nội tiết - Chuyển hóa - Di truyền, Bệnh viện Nhi Trung ƣơng trong những năm gần đây lƣợng bệnh nhân MPS ngày càng nhiều với nhiều lứa tuổi khác nhau. Gánh nặng bệnh tật trên các bệnh nhân, gia đình và xã hội khá nặng nề.
Chúng ta mới bƣớc đầu điều trị liệu pháp enzym thay thế cho 12 bệnh nhân còn chủ yếu là điều trị triệu chứng, chúng ta chƣa sàng lọc trƣớc sinh hoặc sàng lọc sơ sinh cho bệnh này đƣợc nên một số gia đình có nhiều con cùng bị bệnh. Xuất phát từ thực tế đó, cùng với sự hỗ trợ của đề tài nghị định thƣ Việt -Mỹ về bệnh rối loạn chuyển hóa nên đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng và phát hiện đột biến gen của bệnh Mucopolysaccharide ở trẻ em” đƣợc tiến hành với 2 mục tiêu: 1. Mô tả đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng của bệnh Mucopolysaccharide ở trẻ em. Xác định đột biến gen gây bệnh Mucopolysaccharide ở trẻ em được điều trị tại Bệnh viện Nhi Trung ương.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1. Định nghĩa Bệnh Mucopolysaccharide (MPS) là một nhóm bệnh chuyển hóa di truyền do thiếu hụt 1 trong 11 enzym của lysosom cần thiết để giáng hóa glycosaminoglycans (GAGs). Sự rối loạn chuyển hóa này dẫn đến tích tụ GAGs tại các tế bào, các mô và các cơ quan trong cơ thể. Tùy vào mức độ tích tụ GAGs mà các triệu chứng lâm sàng đƣợc biểu hiện với các mức độ khác nhau.
Tùy theo các enzym thiếu hụt khác nhau mà bệnh đƣợc chia thành các thể khác nhau. Đây là bệnh di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thƣờng trừ thể MPS II là di truyền lặn trên nhiễm sắc thể giới tính X [2],[3],[5]. Tần suất của bệnh 1. Tóm tắt về lịch sử mô tả bệnh Trên thế giới, bệnh MPS đƣợc biết từ 1917 do Charles Hunter là một bác sĩ ngƣời Canada công bố.
Ông miêu tả triệu chứng trên 2 bệnh nhân là 2 anh em trai và tên ông đƣợc đặt cho bệnh [12]. Hai năm sau, Gertrud Hurler mô tả biểu hiện tƣơng tự ở hai trẻ gái không có họ hàng với nhau. Lúc đầu y văn cho rằng hai bệnh này là một nên gọi là Hunter-Hurler. Năm mƣơi năm sau đó, nhờ những phát hiện về hóa sinh ngƣời ta mới biết hai bệnh này khác nhau nhƣng cùng nằm trong một nhóm đƣợc gọi chung là MPS.
Đến năm 1952, Brante đã sử dụng thuật ngữ “Mucopolysaccharidosis” sau khi phát hiện đƣợc một chất giống nhƣ chondroitin sulfate ở gan của những bệnh nhân hội chứng Hurler [13],[14],[15]. Tần suất của bệnh Tần suất mắc MPS trên thế giới là khoảng 1,8 đến 4,5/100000 trẻ sơ sinh sống, tần suất mắc riêng của các thể phân bố tùy theo các vùng địa lý khác nhau (bảng 1. Tỷ suất MPS và các thể MPS của 1 số nước trên thế giới (tính trên 100000 trẻ sơ sinh sống) MPS Chia theo các thể MPS Tác giả Nƣớc Chung I II III IV VI VII Poorthuis et Hà 4,50 1,19 0,67 1,89 0,36 0,15 0,24 al.[1999] [16] Lan Applegarth et al. Anh 1,93 0,58 0,10 0,29 0,38 0,29 0,29 [2000] [16] Hsiang Yu Lin Đài 2,04 0,11 1,07 0,39 0,33 0,14 0 [2004] [16] Loan Baehner et al.
Cơ chế bệnh sinh 1. Glycosaminoglycans Glycosaminoglycans (GAGs - tên gọi cũ là mucopolysaccharides): Là những chuỗi polysaccharide đƣợc tạo ra do sự đa trùng hợp của những đơn vị disaccharide gắn với acid uronic và nhóm hexosamine, những nhóm đa đƣờng này thƣờng gắn với protein bởi những nối đồng hoá trị để tạo ra những phân tử proteoglycan. Các GAGs chính là dermatan sulfate (DS), heparan sulfate (HS), keratan sulfate (KS) và chondroitin sulfate (CS). Các GAGs đƣợc tổng hợp từ nguyên bào sợi (một thành phần của tế bào sợi).
GAGs tham gia cấu tạo chất căn bản là thành phần của chất nền ngoại bào (chất nền ngoại bào là thành phần chính của mô liên kết). Mô liên kết bao gồm mô liên kết chính thức, mô sụn và mô xƣơng. Mô liên kết có tác dụng vận chuyển, trao đổi chất giữa máu và mô, là môi trƣờng chuyển hóa các chất, làm nhiệm vụ đệm, chống đỡ và bảo vệ cơ thể [11]. - Dermatan sulfate (DS) có phần lớn ở da, gân, dây chằng, sụn xơ, tất cả cấu trúc chứa collagene type I.
- Chondroitin sulfate (CS) có nhiều ở sụn trong, sụn đàn hồi, xƣơng, giác mạc, da, thành động mạch chủ. - Heparan sulfate (HS) có khuynh hƣớng kết hợp với sợi võng và Collagene type III. Heparan sulfate có nhiều trong thành động mạch chủ, động mạch phổi, gan, lá đáy của màng đáy. GAGs sẽ đƣợc giáng hóa tại lysosome của các tế bào.
Quá trình giáng hóa GAGs diễn ra bình thƣờng khi có đủ các enzym tham gia xúc tác. Sự thiếu hụt 1 trong các enzym xúc tác gây nên sự tắc nghẽn trên con đƣờng 6 chuyển hóa dẫn đến các hậu quả là: Tích tụ các chất chuyển hóa gây độc ở trên chỗ tắc, sản sinh ra các sản phẩm chuyển hóa trung gian và thiếu hụt các sản phẩm bên dƣới chỗ tắc gây thiếu hụt sản phẩm cuối cùng, thiếu hụt năng lƣợng. Việc liên tục tích tụ GAGs không đƣợc giáng hóa làm phì đại lysosom dẫn đến phình to tế bào gây phì đại nội tạng. Sự thiếu hụt 1 trong 11 enzym gây ra các thể MPS khác nhau nhƣng đều có chung một loạt triệu chứng lâm sàng nhƣ gan lách to, biến dạng nét mặt, biến dạng xƣơng, hạn chế vận động của khớp, tổn thƣơng van tim, thị lực, thần kinh [18].
Có bốn con đƣờng khác nhau giáng hóa GAGs trong lysosome tùy thuộc vào từng phân tử bị giáng hóa: DS, HS, KS và CS. Các bƣớc để giáng hóa GAGs cần có sự tham gia của 11 enzyme khác nhau, trong đó có 4 enzym là glycosidases, 5 enzym là sulfatases, 1 enzym là nonhydrolytic transferase và 1 enzym là endoglycosidase (Enzym α-L-Iduronidase, Iduronate 2 sulfatase, Heparan N-sulfatase, α - N-acetyl glucosaminidase, α - glucosaminidase acetyl transferase, acetyl glucosamine 6 sulfatase, galactose 6 sulfatase, β-galactosidase, N acetylgalactosamine 4 sulfatase, β glucuronidase, Hyaluronidase). Quá trình giáng hóa của GAGs bị ức chế riêng rẽ hoặc kết hợp tùy thuộc vào sự thiếu hụt của enzyme đặc hiệu. Ở các bệnh nhân MPS, GAGs không đƣợc giáng hóa hoặc đã giáng hóa một phần sẽ bị tích tụ trong lysosome và/hoặc đƣợc bài tiết ra máu ngoại vi sau đó đƣợc bài tiết qua nƣớc tiểu.
Hiểu rõ quá trình giáng hóa của GAGs sẽ giúp thiết lập các phƣơng pháp sàng lọc mới để phát hiện sớm bệnh và theo dõi tiến triển của bệnh trong quá trình điều trị [3]. Các enzym tham gia vào quá trình giáng hóa Dermatan sulfate Dermatan sulfate bao gồm N-acetylgalactosamine sulfate xen kẽ với acid uronic. Sự giáng hóa của dermatan sulfate thể hiện tại hình 1. Sơ đồ quá trình dị hóa dermatan sulfate [3] Enzym α-L-Iduronidase (enzym thiếu hụt gây MPS I) tham gia thủy phân acid α -L-iduronic của dermatan sulfate (hình 1.
Enzym Iduronate 2 sulfatase (enzym thiếu hụt trong MPS II) loại bỏ nhóm Sulfate ra khỏi vị trí 2 của acid L-iduroni trong dermatan sulfate (hình 1. Enzym β-glucuronidase (enzym thiếu hụt trong MPS VII) loại bỏ acid glucuronic có trong dermatan sulfate (hình 1. Enzym arylsulfatase B (enzym thiếu hụt trong MPS VI) để thủy phân nhóm Sulfate trong vị trí 4 của N-acetylgalactosamine (hình 1. 8 80% GAGs tích lũy trong lysosome tế bào gan là dermatan sulfate nên khi rối loạn chuyển hóa sẽ gây ứ đọng trong gan gây triệu chứng gan to.
Dermatan sulfate cũng tham gia vào cấu tạo da và mô liên kết nên khi rối loạn chuyển hóa cũng sẽ gây ứ đọng tại các cơ quan này [7]. Các enzym tham gia vào quá trình dị hóa Heparan sulfate Sự giáng hóa của heparan sulfate thể hiện tại hình 1.2 [3],[19] Acid L-iduronic và acid glucuronic của heparan sulfate đƣợc thủy phân bởi α-l-iduronidase và β-glucuronidase tƣơng ứng (hình 1.3, phản ứng 2 và 7). Do đó khi thiếu α -l-iduronidase (MPS I) hoặc β-glucuronidase (MPS VII) quá trình giáng hóa heparan sulfate cũng nhƣ dermatan sulfate sẽ bị dừng lại. Iduronate sulfatase cần cho quá trình khử sulfate của iduronic acid 2- sulfate hóa trong heparan sulfate (hình 1.
Enzym này cũng tham gia vào quá trình giáng hóa dermatan sulfate. Bệnh nhân thiếu hụt iduronate sulfatase (MPS II) làm cho quá trình giáng hóa của cả dermatan sulfate và heparan sulfate bị dừng lại. Heparan N-sulfatase (enzym thiếu hụt trong MPS IIIA) có vai trò liên kết các nhóm sulfate với nhóm amin của glucosamine (hình 1. Enzym thƣờng đƣợc gọi là “sulfamate sulfohydrolase” hay “sulfamidase”.
N-acetyl glucosaminidase (enzym thiếu trong MPS IIIB) cần thiết cho việc loại bỏ các dƣ lƣợng N-Acetylglucosamine tồn tại trong Sulfate heparan hoặc đƣợc tạo ra trong quá trình suy thoái lysosomal của polyme này bằng hoạt động của acetyl-CoA transferase (hình 1.