Luận án tiến sĩ sinh học nghiên cứu đột biến mức độ biểu hiện gen egfr và tình trạng methyl hóa một số gen liên quan trên bệnh nhân ung thư biểu mô tuyến ở phổi

Luận án tiến sĩ nghiên cứu sinh học nghiên cứu đột biến mức độ biểu hiện gen egfr và tình trạng methyl hóa một số gen liên, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng dụng

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Quang
• Người hướng dẫn: PGS. Chu Hoàng Hà
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu đột biến, mức độ biểu hiện gen EGFR và tình trạng methyl hóa một số gen liên quan trên bệnh nhân ung thư biểu mô tuyến ở phổi
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Đột biến gen EGFR trong ung thư phổi biểu mô tuyến

Đột biến gen EGFR là một trong những yếu tố quan trọng trong nghiên cứu ung thư phổi, đặc biệt là ung thư phổi biểu mô tuyến. Các đột biến này thường xảy ra ở vùng hoạt hóa Tyrosine Kinase của gen EGFR, dẫn đến sự kích hoạt bất thường của con đường tín hiệu tế bào, thúc đẩy sự phát triển và di căn của khối u. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các đột biến này có liên quan mật thiết đến đặc điểm bệnh nhân, bao gồm giới tính, tuổi tác và thói quen hút thuốc. Đặc biệt, đột biến gen EGFR thường gặp nhiều hơn ở nhóm bệnh nhân không hút thuốc, phụ nữ và người trẻ tuổi. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn phác đồ điều trị nhắm đích bằng các chất ức chế Tyrosine Kinase (TKIs).

1.1. Tần suất và loại đột biến gen EGFR

Nghiên cứu đã xác định được các loại đột biến gen EGFR phổ biến, bao gồm đột biến điểm và đột biến mất đoạn. Trong đó, đột biến điểm tại vị trí L858R và đột biến mất đoạn tại exon 19 là hai dạng phổ biến nhất. Tần suất đột biến này chiếm khoảng 85-90% trong tổng số các đột biến gen EGFR được phát hiện. Các đột biến này không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển của khối u mà còn liên quan đến khả năng đáp ứng điều trị của bệnh nhân. Việc xác định chính xác loại đột biến giúp tối ưu hóa phác đồ điều trị và cải thiện tiên lượng bệnh.

1.2. Tương quan giữa đột biến gen EGFR và đặc điểm bệnh nhân

Nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ giữa đột biến gen EGFR và các đặc điểm bệnh nhân như giới tính, tuổi tác và thói quen hút thuốc. Kết quả cho thấy, tỷ lệ đột biến cao hơn đáng kể ở nhóm bệnh nhân không hút thuốc, phụ nữ và người trẻ tuổi. Điều này gợi ý rằng, đột biến gen EGFR có thể là yếu tố chính trong cơ chế bệnh sinh của ung thư phổi biểu mô tuyến ở nhóm bệnh nhân này. Việc hiểu rõ mối liên hệ này giúp xác định nhóm bệnh nhân có nguy cơ cao và tối ưu hóa chiến lược điều trị.

II. Methyl hóa DNA trong ung thư phổi biểu mô tuyến

Methyl hóa DNA là một cơ chế biểu sinh quan trọng trong sự phát triển của ung thư phổi biểu mô tuyến. Quá trình này liên quan đến việc thêm nhóm methyl vào vùng promoter của các gen, dẫn đến sự bất hoạt của các gen ức chế khối u. Nghiên cứu đã tập trung vào việc phân tích tình trạng methyl hóa của các gen như EGFR, BRCA1, MGMT, MLH1 và RASSF1A. Kết quả cho thấy, sự methyl hóa của các gen này có liên quan mật thiết đến sự tiến triển của bệnh và tiên lượng xấu ở bệnh nhân. Đặc biệt, methyl hóa vùng promoter của gen EGFR được phát hiện có mối liên hệ chặt chẽ với sự biểu hiện quá mức của protein EGFR, góp phần vào sự phát triển của khối u.

2.1. Methyl hóa gen ức chế khối u

Nghiên cứu đã xác định tình trạng methyl hóa của các gen ức chế khối u như BRCA1, MGMT, MLH1 và RASSF1A. Kết quả cho thấy, sự methyl hóa của các gen này dẫn đến sự bất hoạt của chúng, góp phần vào sự hình thành và phát triển của ung thư phổi biểu mô tuyến. Đặc biệt, methyl hóa gen RASSF1A được phát hiện có mối liên hệ chặt chẽ với methyl hóa các gen BRCA1 và MLH1, gợi ý rằng các gen này có thể hoạt động đồng bộ trong cơ chế bệnh sinh của ung thư.

2.2. Tương quan giữa methyl hóa và biểu hiện gen EGFR

Nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ giữa methyl hóa vùng promoter của gen EGFR và sự biểu hiện quá mức của protein EGFR. Kết quả cho thấy, sự methyl hóa của gen EGFR dẫn đến sự bất hoạt của gen này, nhưng lại kích hoạt sự biểu hiện quá mức của protein EGFR trên bề mặt tế bào ung thư. Điều này góp phần vào sự phát triển và di căn của khối u, đồng thời ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng điều trị của bệnh nhân.

III. Ứng dụng lâm sàng và ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu về đột biến gen EGFR và methyl hóa DNA trong ung thư phổi biểu mô tuyến có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện chẩn đoán và điều trị bệnh. Việc xác định chính xác các đột biến gen và tình trạng methyl hóa của các gen liên quan giúp tối ưu hóa phác đồ điều trị nhắm đích, đặc biệt là sử dụng các chất ức chế Tyrosine Kinase (TKIs). Ngoài ra, nghiên cứu cũng gợi ý rằng, việc kết hợp TKIs với các chất loại bỏ nhóm methyl có thể mang lại hiệu quả điều trị cao hơn. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các liệu pháp điều trị ung thư phổi hiệu quả hơn.

3.1. Điều trị nhắm đích dựa trên đột biến gen EGFR

Việc xác định đột biến gen EGFR giúp lựa chọn phác đồ điều trị nhắm đích bằng các chất ức chế Tyrosine Kinase (TKIs). Các thuốc này đã được chứng minh là có hiệu quả cao trong việc kéo dài thời gian sống thêm và cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, bệnh nhân có đột biến gen EGFR thường đáp ứng tốt hơn với điều trị TKIs so với các phương pháp điều trị truyền thống.

3.2. Kết hợp điều trị nhắm đích và loại bỏ methyl hóa

Nghiên cứu gợi ý rằng, việc kết hợp TKIs với các chất loại bỏ nhóm methyl có thể mang lại hiệu quả điều trị cao hơn. Các chất loại bỏ nhóm methyl giúp khôi phục hoạt động của các gen ức chế khối u bị bất hoạt do methyl hóa, từ đó tăng cường hiệu quả của TKIs. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các liệu pháp điều trị ung thư phổi hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của luận án Ung thư phổi là loại ung thư có tỷ lệ mắc và tử vong cao nhất trên thế giới hiện nay. Theo ước tính của Tổ chức Y tế thế giới, năm 2018 có đến 2,1 triệu trường hợp mắc mới và 1,8 triệu người chết do ung thu phổi. Trong khi đó, số ca mắc mới và tử vong ở Việt Nam là 160 000 và 115 000 người. Ung thư phổi được chia làm hai nhóm chính là ung thư phổi tế bào nhỏ chiếm 10 – 15 % và ung thư phổi không tế bào nhỏ chiếm 85 – 90 %.

Trong đó, ung thư biểu mô tuyến của phổi là dạng phổ biến nhất, không chỉ gặp ở những người hút thuốc lá mà còn khá phổ biến ở những người không hút thuốc, phụ nữ và những người trẻ tuổi. Ung thư phổi nói chung và ung thư biểu mô tuyến của phổi nói riêng có tiên lượng và mức độ đáp ứng điều trị rất thấp, chỉ 10 – 15 % bệnh nhân ung thư phổi có thể sống sót qua 5 năm. Tuy vậy hiệu quả điều trị sẽ được cải thiện rõ rệt nếu như bệnh nhân được phát hiện ung thư sớm và sử dụng những phác đồ điều trị hiện đại. Một trong những phương pháp điều trị mới đang được áp dụng phổ biến hiện nay là những thuốc điều trị nhắm đích dựa trên những hiểu biết về những biến đổi di truyền của tế bào ung thư.

Ở ung thư phổi không tế bào nhỏ nói chung và ung thư biểu mô tuyến của phổi nói riêng, phác đồ điều trị bằng thuốc nhắm đích TKIs (Tyrosine Kinase Inhibitors) dựa trên những đột biến về gen EGFR (Epidermal growth factor receptor) đang được sử dụng rộng rãi và mang lại những hiệu quả rõ rệt trong việc kéo dài thời gian sống thêm và cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân ung thư phổi. Bên cạnh đó việc đánh giá sự biểu hiện của gen EGFR cũng góp phần quan trọng trong việc đưa ra những tiên lượng tiến triển của bệnh cũng như định hướng liều lượng thuốc cho bệnh nhân. Mặt khác, biểu hiện gen EGFR lại được điều khiển bởi mức độ methyl hóa vùng promoter của gen này. Cùng với EGFR, methyl hóa các gen ức chế khối u cũng được xem là nguyên nhân dẫn đến sự hình thành và phát triển của ung thư.

Methyl hóa các gen ức chế khối u như: BRCA1, MGMT, MLH1, RASSF1A…. đã được phát hiện trong nhiều loại ung thư trong đó có ung thư phổi. Thêm vào đó, tình trạng methyl hóa một số gen ức chế khối u dẫn đến tiên lượng xấu cho bệnh nhân và được xem là marker điển hình trong ung thư phổi. Đồng thời, 1 sự kết hợp thuốc điều trị nhắm đích TKIs với chất loại bỏ nhóm methyl đã mang lại hiệu quả ban đầu cao hơn so với việc chỉ sử dụng TKIs trên những dòng tế bào ung thư phổi điển hình.

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về đột biến gen EGFR trên bệnh nhân ung thư phổi. Tuy nhiên, không có nhiều nghiên cứu tổng thể về những biến đổi phân tử của gen EGFR và sự ảnh hưởng của hiện tượng methyl hóa các gen ức chế khối u BRCA1, MGMT, MLH1, RASSF1A lên những biến đổi này. Ở Việt Nam hiện nay, các nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức độ xác định đột biến gen EGFR để đưa ra phác đồ điều trị bằng TKIs. Vì vậy chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu đột biến, mức độ biểu hiện gen EGFR và tình trạng methyl hóa một số gen liên quan trên bệnh nhân ung thƣ biểu mô tuyến ở phổi” với mục tiêu: 1.

Phân tích tỷ lệ đột biến và mức độ biểu hiện của gen EGFR trên bệnh nhân ung thư biểu mô tuyển ở phổi. Đánh giá được tình trạng methyl hóa một số gen bao gồm: EGFR, BRCA1, MGMT, MLH1, RASSF1A và sự tương quan về methyl hóa giữa các gen này với đột biến và biểu hiện protein EGFR. Nội dung nghiên cứu 1. Sàng lọc bệnh nhân, thiết lập hồ sơ bệnh án hoàn chỉnh.

Thu thập mẫu bệnh phẩm ung thư phổi và mẫu phổi liền kề. Xác định tỷ lệ đột biến và mức độ biểu hiện của gen EGFR. Phân tích sự liên quan của các đặc điểm bệnh nhân nghiên cứu với đột biến và biểu hiện gen EGFR. Thiết lập và xây dựng điều kiện tối ưu cho phản ứng PCR đặc hiệu methyl nhằm xác định tình trạng methyl hóa vùng promoter các gen EGFR, BRCA1, MGMT, MLH1 và RASSF1A và sự tương quan của hiện tượng này với các đặc điểm bệnh nhân trong nghiên cứu.

Phân tích tương quan giữa đột biến và biểu hiện EGFR với tình trạng methyl hóa các gen liên quan bao gồm: EGFR, BRCA1, MGMT, MLH1 và RASSF1A. 2 Đóng góp mới của luận án Đây là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam xác định toàn diện các đặc điểm phân tử của EGFR là đột biến, methyl hóa và biểu hiện protein. Đồng thời, đánh giá được tình trạng methyl hóa 4 gen ức chế khối u quan trọng trong ung thư biểu mô tuyến của phổi. Nghiên cứu có một số đóng góp mới và ý nghĩ thực tiễn như sau: 1.

Mô tả tỷ lệ đột biến, mức độ biểu hiện của protein EGFR và sự methyl hóa của một số gen liên quan đến sự phát sinh ung thư, tiến triển bệnh và đáp ứng điều trị ung thư biểu mô tuyến ở phổi. Chỉ ra được mối liên quan giữa methyl hóa gen RASSF1A với methyl hóa các gen BRCA1 và MLH1. Sự khác nhau của methyl hóa vùng promoter gen EGFR và BRCA1 với sự biểu hiện protein EGFR trên bề mặt tế bào ung thư biểu mô tuyến ở phổi. Ung thƣ phổi 1.

Thực trạng ung thư phổi Ung thư phổi là loại ung thư phổ biến nhất trên thế giới. Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), năm 2018 có đến 1,8 triệu người chết do ung thư phổi trong tổng số 9,6 triệu người chết do ung thư (Hình 1. Đây vẫn ung thư phổ biến nhất ở nam giới trên toàn cầu (chiếm 14,5% tổng số). Tỷ lệ mắc cao nhất là ở Trung Âu và Đông Âu (53,3/100 000 người) và Đông Á (50,4/100 000 người).

Tỷ lệ mắc thấp nhất là ở Trung Phi và Tây Phi (2,0 và 1,7/100 000 người). Ở phụ nữ, ung thư phổi đứng thứ ba sau ung thư vú và ung thư đại trực tràng (chiếm 8,4% tổng số). Tỷ lệ mắc ung thư phổi ở phụ nữ thấp hơn ở nam giới và có sự khác nhau ở các vùng địa lý khác nhau, chủ yếu phản ánh lịch sử tiếp xúc khác nhau với thuốc lá. Do đó, tỷ lệ mắc cao nhất là ở Bắc Mỹ (33,8/100 000 người) và Bắc Âu (23,7/100 000 người), tỷ lệ mắc tương đối cao ở khu vực Đông Á (19,2/100 000 người) và thấp nhất ở Tây Phi và Trung Phi (1,1 và 0,8/100 000 người) [35].

Hiệp hội ung thư của Hoa Kỳ (American Cancer Society) ước tính trong năm 2017, đã có thêm 225 500 trường hợp mới mắc ung thư phổi chiếm 13% tổng số ca ung thư được phát hiện. Chỉ có 19% trường hợp bị phát hiện ung thư phổi có thể sống thêm quá 5 năm. Cũng theo thống kê của Hiệp hội ung thư của Hoa Kỳ, năm 2015 có đến 155 800 người chết do căn bệnh này, chiếm 25% số trường hợp tử vong do ung thư [102]. Số trường hợp tử vong do ung thư phổi lớn hơn tổng số trường hợp tử vong do ba loại ung thư phổ biến khác ở Hoa Kỳ bao gồm ung thư tuyến tiền liệt, ung thư vú và ung thư đại tràng cộng lại [102].

Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới 2018, ở Việt Nam, mỗi năm có khoảng 160 000 trường hợp mắc mới và có tới 115 000 người tử vong do ung thư. Việt Nam đứng ở vị trí 78/172 quốc gia, vùng lãnh thổ khảo sát với tỉ lệ tử vong 110/100 000 người (Hình 1. Ung thư phổi có tỉ lệ mắc đứng hàng thứ 2 ở nam giới và đứng hàng thứ 3 ở nữ giới nhưng lại có tỷ lệ tử vong cao thứ hai ở cả nam và nữ (sau ung thư gan). Số ca mắc mới ung thư phổi ở nam giới năm 2000 chỉ là 6 905 ca với tỉ lệ 29,3/100 000 dân, đến năm 2018 số ca mắc đã là 23 667 trường hợp 4 (14,4% tổng số ca ung thư) và tăng tỉ lệ lên 35,1/100 000 dân.

Dự báo, đến năm 2020, số trường hợp mắc mới có thể lên tới 23 000 ở nam giới và hơn 34 000 ở cả hai giới [35]. Cũng theo WHO, Việt Nam nằm ở nhóm nước có tần suất mắc ung thư phổi cao thuộc hàng thứ hai trên thế giới, với tỉ lệ mắc ở nam giới là 25,5 – 41,5/100 000 dân và ở nữ giới là 7,3 – 13,6/100 000 dân [35]. Tỷ lệ mắc và tử vong của một số loại ung thư phổ biến trên thế giới [35]. Số ca mắc mới ung thư tại Việt Nam năm 2018 [35].

Phân loại ung thư phổi Ung thư phổi được phân loại dựa trên kết quả xét nghiệm mô bệnh học [84]. Sự phân loại này có ý nghĩa quan trọng cho việc theo dõi, điều trị và tiên lượng bệnh. Ung thư phổi được hình thành từ khối u ác tính phát sinh từ tế bào biểu mô, gọi là ung thư biểu mô. Ung thư biểu mô phổi được phân loại theo kích thước và hình thái của các tế bào ác tính quan sát dưới kính hiển vi.

Để phục vụ cho mục đích điều trị, ung thư phổi được chia ra hai loại lớn: Ung thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC – Non-Small Cell Lung Cancer) và ung thư phổi tế bào nhỏ (SCLC – Small Cell Lung Cancer) (Hình 1. Ung thư phổi không tế bào nhỏ Ung thư phổi không tế bào nhỏ được chia thành các nhóm nhỏ hơn, trong đó ba phân nhóm chính là ung thư biểu mô tuyến, ung thư biểu mô tế bào vảy và ung thư biểu mô tế bào lớn [57]. Ung thư biểu mô tuyến (AD - Adenocarcinoma) chiếm khoảng 40% trường hợp mắc ung thư phổi và thường bắt nguồn từ mô phổi ngoại vi [57]. Ung thư biểu mô tuyến xảy ra phổ biến ở nữ giới và những người không hút thuốc [135].

Đây cũng là loại ung thư phổi có thời gian sống kéo dài hơn những nhóm khác [112]. Ung thư biểu mô tế bào vảy (SCC – Squamous Cell Cancer) chiếm khoảng 25 – 30% số trường hợp ung thư phổi. Chúng thường bắt đầu xuất hiện ở tế bào vẩy, là những tế bào phẳng nằm bên trong đường hô hấp của phổi.