Luận án tiến sĩ nghiên cứu đột biến gen idh p53 methyl hóa promoter gen mgmt và kết quả điều trị u tế bào thần kinh đệm bậc cao

Luận án tiến sĩ nghiên cứu đột biến gen IDH, p53, methyl hóa promoter gen MGMT và kết quả điều trị u tế bào thần kinh đệm bậc cao.

• Tác giả: Trần Anh Đức
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Đức Liên
• Trường học: Học viện Quân y
• Chuyên ngành: Ngoại Khoa
• Đề tài: Nghiên Cứu Đột Biến Gen IDH, P53, Methyl Hóa Promoter Gen MGMT Và Hiệu Quả Điều Trị U Tế Bào Thần Kinh Đệm Bậc Cao
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ y học
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Đột biến gen IDH và vai trò trong u tế bào thần kinh đệm bậc cao

Đột biến gen IDH là một trong những yếu tố sinh học phân tử quan trọng trong u tế bào thần kinh đệm bậc cao. Các nghiên cứu chỉ ra rằng đột biến này thường xuất hiện ở bệnh nhân u tế bào thần kinh đệm độ II-IV và có liên quan đến tiên lượng tốt hơn. Đột biến IDH làm thay đổi quá trình chuyển hóa tế bào, dẫn đến sự tích tụ chất chuyển hóa D-2-Hydroxyglutarate (D2HG), ảnh hưởng đến quá trình methyl hóa DNA và biểu hiện gen. Các nghiên cứu gần đây cho thấy bệnh nhân có đột biến IDH có thời gian sống thêm dài hơn so với nhóm không có đột biến này. Điều này đặc biệt rõ rệt khi kết hợp với các phương pháp điều trị như hóa trị và xạ trị. Nghiên cứu của Sanson M. và cộng sự (2009) đã chứng minh rằng đột biến IDH là yếu tố tiên lượng độc lập, không phụ thuộc vào tuổi, độ mô học hay tình trạng methyl hóa promoter gen MGMT.

1.1. Cơ chế phân tử của đột biến IDH

Đột biến gen IDH thường xảy ra ở gen IDH1 và IDH2, dẫn đến sự thay đổi chức năng enzyme isocitrate dehydrogenase. Thay vì chuyển hóa isocitrate thành alpha-ketoglutarate (αKG), enzyme đột biến chuyển hóa isocitrate thành D-2-Hydroxyglutarate (D2HG). Chất này tích tụ trong tế bào, gây ức chế các enzyme phụ thuộc αKG, ảnh hưởng đến quá trình methyl hóa DNA và biểu hiện gen. Điều này dẫn đến sự thay đổi trong quá trình tăng sinh và biệt hóa tế bào, góp phần vào sự phát triển của u tế bào thần kinh đệm.

1.2. Ứng dụng lâm sàng của đột biến IDH

Trong lâm sàng, đột biến IDH được sử dụng như một dấu ấn sinh học để tiên lượng và lựa chọn phương pháp điều trị phù hợp. Bệnh nhân có đột biến IDH thường đáp ứng tốt hơn với hóa trị và xạ trị, đặc biệt là khi sử dụng temozolomide (TMZ). Nghiên cứu của Cairncross và cộng sự (2014) cho thấy thời gian sống thêm trung bình của nhóm bệnh nhân có đột biến IDH được điều trị kết hợp hóa xạ trị cao hơn đáng kể so với nhóm không có đột biến này.

II. Đột biến gen p53 và tác động đến điều trị u tế bào thần kinh đệm

Đột biến gen p53 là một yếu tố quan trọng khác trong u tế bào thần kinh đệm bậc cao. Gen p53 đóng vai trò chính trong việc duy trì sự ổn định của bộ gen và kiểm soát chu kỳ tế bào. Đột biến p53 dẫn đến mất chức năng của protein p53, gây ra sự tăng sinh không kiểm soát của tế bào ung thư. Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng đột biến p53 có liên quan đến sự nhạy cảm của tế bào ung thư với hóa trị alkyl hóa, đặc biệt là temozolomide (TMZ). Bệnh nhân có đột biến p53 thường có thời gian sống thêm ngắn hơn so với nhóm không có đột biến này, nhưng lại đáp ứng tốt hơn với các liệu pháp điều trị cụ thể.

2.1. Vai trò của p53 trong kiểm soát chu kỳ tế bào

Gen p53 được mệnh danh là 'người bảo vệ bộ gen' do vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chu kỳ tế bào và sửa chữa DNA. Khi DNA bị tổn thương, p53 kích hoạt quá trình sửa chữa hoặc dẫn đến quá trình apoptosis (chết tế bào theo chương trình) nếu tổn thương không thể sửa chữa. Đột biến p53 làm mất chức năng này, dẫn đến sự tích tụ các đột biến và tăng sinh tế bào không kiểm soát, góp phần vào sự phát triển của u tế bào thần kinh đệm.

2.2. Ảnh hưởng của đột biến p53 đến hiệu quả điều trị

Các nghiên cứu gần đây cho thấy đột biến p53 ảnh hưởng đến hiệu quả của hóa trị alkyl hóa, đặc biệt là temozolomide (TMZ). Bệnh nhân có đột biến p53 thường nhạy cảm hơn với TMZ, dẫn đến cải thiện thời gian sống thêm. Tuy nhiên, đột biến p53 cũng liên quan đến sự tiến triển nhanh của bệnh, làm giảm thời gian sống thêm tổng thể. Do đó, việc xác định tình trạng đột biến p53 có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn phác đồ điều trị phù hợp.

III. Methyl hóa promoter gen MGMT và hiệu quả điều trị

Methyl hóa promoter gen MGMT là một yếu tố tiên lượng quan trọng trong u tế bào thần kinh đệm bậc cao. MGMT là enzyme tham gia vào quá trình sửa chữa DNA, và sự methyl hóa promoter gen MGMT dẫn đến sự bất hoạt của gen này, làm tăng độ nhạy của tế bào ung thư với hóa trị alkyl hóa, đặc biệt là temozolomide (TMZ). Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bệnh nhân có methyl hóa promoter gen MGMT có thời gian sống thêm dài hơn so với nhóm không có methyl hóa, đặc biệt khi được điều trị kết hợp hóa trị và xạ trị.

3.1. Cơ chế của methyl hóa promoter gen MGMT

Methyl hóa promoter gen MGMT dẫn đến sự bất hoạt của gen MGMT, enzyme tham gia vào quá trình sửa chữa DNA. Khi MGMT bị bất hoạt, các tổn thương DNA do hóa trị alkyl hóa không được sửa chữa, dẫn đến sự chết tế bào. Điều này làm tăng độ nhạy của tế bào ung thư với các liệu pháp điều trị như temozolomide (TMZ), từ đó cải thiện hiệu quả điều trị.

3.2. Ứng dụng lâm sàng của methyl hóa promoter gen MGMT

Trong lâm sàng, methyl hóa promoter gen MGMT được sử dụng như một yếu tố tiên lượng để lựa chọn phác đồ điều trị phù hợp. Bệnh nhân có methyl hóa promoter gen MGMT thường được khuyến cáo điều trị kết hợp hóa trị và xạ trị để tối đa hóa hiệu quả điều trị. Nghiên cứu của Hegi M. và cộng sự (2005) đã chứng minh rằng bệnh nhân có methyl hóa promoter gen MGMT được điều trị kết hợp TMZ và xạ trị có thời gian sống thêm dài hơn đáng kể so với nhóm không có methyl hóa.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Tế bào thần kinh đệm là một trong hai thành phần quan trọng hợp thành hệ thần kinh trung ƣơng của con nguời. U tế bào thần kinh đệm là một trong những u não nguyên phát trong trục hay gặp nhất, phân chia thành nhóm u bậc thấp (độ I và độ II) và bậc cao (độ III và độ IV) theo tổ chức Y tế thế giới. Đây là những khối u không đồng nhất xuất phát từ tế bào thần kinh đệm, phát triển chủ yếu từ dòng tế bào hình sao (Astrocytoma) và tế bào thần kinh đệm ít nhánh (Oligodendroglioma). Tỉ lệ mắc mới hàng năm của u nguyên bào thần kinh đệm khoảng 3,2/100.000 dân, chiếm tỷ lệ cao nhất trong các loại u não ác tính nguyên phát, bệnh tiến triển rất nhanh, ngƣời bệnh chỉ có thời gian sống trung bình từ 6 tháng tới 1 năm mặc dù đã đƣợc điều trị rất tích cực và tỉ lệ sống sau 5 năm chỉ ở mức 5,5% [1].

Việc điều trị bệnh là sự phối hợp nhiều phƣơng pháp (đa mô thức), trong đó phẫu thuật, xạ trị và hóa trị vẫn là những phƣơng pháp cơ bản [2], [3]. Phẫu thuật là lựa chọn đầu tiên, quan trọng nhất cho các trƣờng hợp u tế bào thần kinh đệm bậc cao. Ngay cả khi khối u nằm ở những vị trí không có khả năng lấy hết khối u (u thân não, giao thoa thị giác) thì phẫu thuật vẫn đƣợc chỉ định nhằm làm giảm thể tích khối u chèn ép, và để xác định bản chất mô bệnh học của khối u. Phẫu thuật có thể là lấy hoàn toàn, gần hoàn toàn, một phần u hoặc sinh thiết u.

Nguyên tắc phẫu thuật loại bỏ rộng rãi đối với u thần kinh đệm ác tính đã đƣợc thực hiện trong nhiều thập kỷ, từ u tiểu não đến u bán cầu đại não [4], [5]. Mục đích của việc cắt bỏ là loại bỏ càng nhiều khối u càng tốt để giảm bớt ảnh hƣởng của khối u và thu đƣợc mô não để làm giải phẫu bệnh lý (tiêu chuẩn vàng) [6]. Xạ trị và hóa trị là hai phƣơng pháp điều trị phối hợp, nhằm tiêu diệt những tế bào u còn lại và hạn chế sự tái phát của u [7]. Xạ trị sau phẫu thuật đã phát triển mạnh mẽ trong những thập kỉ qua từ khi lần đầu tiên đƣợc áp dụng vào năm 1970 và xạ trị đơn độc đƣợc coi nhƣ phƣơng pháp điều trị tiêu chuẩn cho tới năm 2005 [8].

Trƣớc đây khi xạ trị bổ trợ sau phẫu thuật u thần kinh đệm độ cao, 2 ngƣời ta có khuynh hƣớng xạ trị toàn não. Tuy nhiên, hiện nay cùng với sự tiến bộ của các phƣơng pháp và kỹ thuật xạ trị khác nhau, liệu pháp xạ trị trƣờng chiếu liên quan hay xạ trị trƣờng chiếu khu trú đã trở thành phƣơng pháp xạ trị tiêu chuẩn đối với u tế bào thần kinh đệm độ cao sau phẫu thuật [9]. Hóa trị cũng là một phƣơng pháp có vai trò quan trọng trong điều trị u tế bào thần kinh đệm. Trong lịch sử, phƣơng pháp sử dụng hóa chất đã đƣợc nghiên cứu từ lâu nhƣng còn nhiều hạn chế do phần lớn các thuốc không thể đi qua hàng rào máu não.

Trong đó, các phác đồ procarbazine, lomustine (CCNU), (PCV) vincristine là đã đƣợc chứng minh chƣa thực sự có hiệu quả cải thiện thời gian sống thêm so với xạ trị đơn thuần [10], [11]. Nhƣng quan điểm điều trị của thế giới có thay đổi lớn khi từ năm 2005, nhiều nghiên cứu cho thấy việc kết hợp xạ trị với Temozolomide kéo dài thời gian sống của bệnh nhân [12]. Hóa trị có thể đƣợc thực hiện vào các thời điểm khác nhau so với các phƣơng pháp điều trị khác. Điều trị bổ trợ thƣờng đƣợc áp dụng sau phẫu thuật có hoặc không kết hợp xạ trị nhằm tiêu diệt các tế bào ung thƣ còn sót lại.

Hóa trị cũng có thể đƣợc thực hiện đồng thời với các liệu pháp khác nhƣ xạ trị. Việc xác định phác đồ điều trị hóa xạ trị cho U tế bào thần kinh đệm bậc cao dựa vào rất nhiều yếu tố nhƣ tuổi, tình trạng bệnh lý kết hợp toàn thân, giai đoạn bệnh, các dấu ấn sinh học trong mô bệnh [13]. Trên thế giới, nghiên cứu về đột biến gen và giá trị của đột biến gen trong điều trị tiên lƣợng ở bệnh nhân UTBTKĐ đã đƣợc tiến hành từ đầu những năm 2000 và ngày càng đƣợc mở rộng. Kết quả của các nghiên cứu về các loại đột biến gen (IDH, TP53, MGMT, EGFR,…) đã chỉ ra rằng có sự liên quan đến tiên lƣợng và phác đồ điều trị hóa xạ trị ở những bệnh nhân u tế bào thần kinh đệm [14], [15].

Tại Việt Nam, phƣơng pháp điều trị đa mô thức để điều trị u tế bào thần kinh đệm bậc cao đã đƣợc áp dụng từ nhiều năm nay tại nhiều cơ sở y tế, nhƣng việc ứng dụng vai trò các loại đột biến gen trong việc tiên lƣợng và xác định phác đồ điều trị phù hợp trong UTBTKĐ với từng bệnh nhân còn hạn chế, vì vậy kết quả điều trị bệnh nhiều khi chƣa đạt đƣợc hiệu quả tối đa. Hiện nay, có rất ít nhiều công trình 3 khoa học trong nƣớc nghiên cứu đặc điểm và vai trò của các dấu ấn sinh học (IDH, TP53, MGMT…) trong chẩn đoán và điều trị UTBTKĐ bậc cao. Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc chủ yếu đánh giá đơn lẻ giá trị và vai trò từng loại đột biến gen và chƣa có nghiên cứu nào đánh giá đặc điểm và vai trò kết hợp của các loại đột biến gen thƣờng gặp (IDH, TP53, MGMT) ở bệnh UTBTKĐ bậc cao. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài ―Nghiên cứu đột biến gen IDH, TP53, Methyl hóa promoter gen MGMT và kết quả điều trị u tế bào thần kinh đệm bậc cao‖ nhằm hai mục tiêu sau: 1.

Khảo sát đặc điểm lâm sàng, cộng hưởng từ, đột biến gen IDH, TP53, methyl hoá promoter gen MGMT u tế bào thần kinh đệm bậc cao. Đánh giá kết quả điều trị và liên quan của đột biến gen IDH, TP53, methyl hoá promoter gen MGMT ở bệnh nhân u tế bào thần kinh đệm bậc cao được phẫu thuật kết hợp hóa, xạ trị. 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tình hình nghiên cứu về đột biến gen IDH, TP53 và methyl hóa promoter gen MGMT 1.

Trên thế giới Các nghiên cứu về đột biến gen ở bệnh nhân u não đã đƣợc nghiên cứu từ những năm 80 của thế kỷ trƣớc, tuy nhiên do kỹ thuật giải trình tự gen chƣa phát triển, nên các nghiên cứu này xuất hiện với số lƣợng ít, nghiên cứu đơn lẻ trên một gen. Từ năm đầu những năm 2000, nhờ sự phát triển của các kỹ thuật sinh học phân tử, các nghiên cứu về đột biến gen ở bệnh nhân u não dần trở nên phổ biến hơn. Năm 2008, bản đồ gen ung thƣ lần đầu tiên xác định đột biến gen IDH trong mẫu u nguyên bào thần kinh đệm. Sau đó, các nghiên cứu về đặc điểm, tỷ lệ, giá trị tiên lƣợng của các loại đột biến gen ở u tế bào thần kinh đệm đã đƣợc tiến hành ở nhiều nghiên cứu trên thế giới.

Năm 2009, kết quả của nghiên cứu của Sanson M. và cộng sự cùng với nghiên cứu của Parson và cộng sự về đột biến gen IDH ở bệnh nhân u tế bào thần kinh đệm, cho thấy bệnh nhân u thần kinh đệm độ II-IV có đột biến IDH1 hoặc IDH2 có thời gian sống sót tổng thể lâu hơn đáng kể so với bệnh nhân không có đột biến IDH [16], [17]. Tiên lƣợng của đột biến IDH độc lập với các yếu tố bao gồm tuổi, độ mô học và tình trạng methyl hóa promoter gen MGMT [18]. Tuy nhiên, vẫn phải xác định liệu đột biến IDH chỉ là một yếu tố tiên lƣợng hay đơn thuần là dự đoán về kết quả đáp ứng của các phƣơng pháp điều trị đích cụ thể.

Trong môi trƣờng In vitro, cảm ứng IDH đột biến làm tăng độ nhạy của u thần kinh đệm đến xạ trị [19]. Các nghiên cứu hồi cứu khác đã gợi ý rằng tỷ lệ đáp ứng đối với hóa trị alkyl hóa cũng cao hơn trong các khối u độ II có đột biến IDH so với nhóm không có đột biến gen này. Ngoài ra, thời gian sống thêm sau khi xạ trị hoặc hóa trị liệu 5 alkyl hóa cũng cao hơn đối với những ngƣời có khối u đột biến IDH so với những ngƣời không có đột biến IDH [20]. Năm 2012, trong thử nghiệm EORTC 26951, một thử nghiệm ngẫu nhiên so sánh việc bổ sung hóa trị liệu với procarbazine, CCNU, và vincristin để điều trị bổ trợ kết hợp với xạ trị trong u thần kinh đệm ít nhánh kém biệt hóa, sự hiện diện của đột biến IDH dự đoán thời gian tồn tại kéo dài ở nhóm hóa trị liệu [21].

Năm 2014, một nghiên cứu lớn của Cairncross và cộng sự, cho thấy trung bình thời gian sống còn của nhóm bệnh nhân có đột biến nhóm gen IDH điều trị kết hợp hóa xạ trị cao hơn hẳn so với nhóm đơn trị liệu bằng xạ trị (9,4 năm so với 5,7 năm). Ngƣợc lại với nhóm không có đột biến nhóm gen IDH, không có sự khác biệt giữa hai phƣơng án điều trị (1,3 và 1,8 năm) [22]. Đối với đột biến gen TP53, khi xem xét mối liên quan giữa đột biến TP53 và các phƣơng pháp điều trị, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng trạng thái của gen TP53 ảnh hƣởng đến hiệu quả của việc điều trị alkyl hóa DNA bằng cách sử dụng temozolomide (TMZ), hóa chất trị liệu hiệu quả nhất cho GBM. và cộng sự cho thấy các dòng tế bào GBM có đột biến TP53 có sự nhạy cảm nhiều hơn đáng kể với TMZ hơn các dòng tế bào không có biểu hiện đột biến gen TP53 [23].

Đối với tình trạng methyl hóa MGMT, năm 2005, nghiên cứu của Hegi M. và cộng sự đã chứng minh việc kết hợp xạ trị và hóa trị bằng temozolomide làm gia tăng lợi ích sống còn trên nhóm các BN có biểu hiện methyl hóa so với nhóm không có methyl hóa promoter gen MGMT (21,7 và 15,3 tháng), trong khi đó ở nhóm BN xạ trị đơn thuần, tình trạng methyl hóa chỉ liên quan rất ít đến việc cải thiện thời gian sống còn [24]. Qua nghiên cứu này cho thấy, tình trạng methyl hóa promoter gen MGMT chỉ là một yếu tố tiên đoán mạnh nhƣng không phải là một yếu tố tiên lƣợng trên các BN UNBTKĐ. 6 Năm 2013, nghiên cứu của Yin A.

khi phân tích gộp 13 nghiên cứu trên các BN UNBTKĐ lớn tuổi.