ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (BPTNMT) là một trong những nguyên nhân chính gây tử vong và bệnh tật mạn tính trên toàn thế giới. Trong năm 2015 có hơn 3,17 triệu ngƣời chết trên toàn thế giới do BPTNMT (tức là khoảng 5% tổng số ca tử vong trên toàn thế giới mỗi năm). Đến nay, BPTNMT là nguyên nhân gây tử vong đứng hàng thứ 3 trên thế giới, đứng sau bệnh cơ tim thiếu máu cục bộ và đột quỵ [142]. Tại Việt Nam tỉ lệ mắc bệnh BPTNMT là 6,7% trong dân số ngƣời lớn [153], trong đó ở miền bắc Việt Nam là 7,1 % [62].
Các thuốc thƣờng đƣợc sử dụng trong điều trị BPTNMT là thuốc giãn phế quản (kích thích Beta 2, kháng cholinergic, methylxanthine) và thuốc kháng viêm (corticosteroids, ức chế phosphodiesterase-4…) giúp cải thiện triệu chứng, giảm tần số đợt cấp và mức độ nặng của đợt cấp, cải thiện khả năng gắng sức và tình trạng sức khỏe. Tuy nhiên, tổ chức GOLD 2020 cho biết: cho đến nay, chƣa có loại thuốc nào có chứng cứ lâm sàng làm giảm sự tắc nghẽn tiến triển của bệnh này [54]. Do đó, các nhà nghiên cứu đang chú ý nhiều đến hƣớng nghiên cứu các gen có liên quan đến giảm chức năng phổi, các gen có vai trò trong cơ chế bệnh sinh dẫn đến BPTNMT [34], nhằm mục đích can thiệp vào các gen này. Cơ chế bệnh sinh dẫn đến BPTNMT do nhiều yếu tố, bao gồm: mất cân bằng proteinase - antiproteinase, tình trạng viêm dai dẳng và tình trạng stress oxy hóa [16], [49], mất cân bằng miễn dịch, giả thuyết về cytokine, và giả thuyết nhiễm khuẩn [137].
Các nhà nghiên cứu chú ý nhiều đến yếu tố mất cân bằng proteinase - antiproteinase do rối loạn biểu hiện các gen Matrix Metalloproteinase (MMP) [34] dẫn đến gia tăng sản suất proteinase. Trong số các gen MMP sản xuất (giải mã) các proteinase nhƣ: MMP-1, MMP- 2, MMP-7, MMP-8, MMP-9, MMP-12, MMP-13…, các nhà nghiên cứu chú ý nhiều nhất đến gen MMP-12 (gen Matrix Metalloproteinase-12), lí do là, gen MMP- 12 bị kích hoạt bởi khói thuốc lá - yếu tố nguy cơ chính dẫn đến gia tăng sản xuất proteinase MMP-12 gây ra mất cân bằng proteinase - antiproteinase, từ đó, dẫn đến thoái hóa protein ở chất nền (elastin, collagens) ở phổi, phá hủy cấu trúc mô, mất tính đàn hồi của phổi dẫn đến BPTNMT[15], [34], [115], [122]. Đến nay, có nhiều tác giả nghiên cứu về các gen MMP nhƣ: gen MMP-1, MMP- 2, MMP-7, MMP-8, MMP-9 và MMP-12 [33], [34], [68] cho thấy mức độ biểu hiện của một số các gen MMP này đều có tăng đáng kể trong huyết thanh [39], [99], dịch rửa phế quản [17], [99], [143], đàm kích thích (khạc ra) [39], [68] và trong hơi thở cô đặc [137]. Nghiên cứu của tác giả Hautamaki RD (1997) [61] sử dụng chất ức chế gen MMP-12 (MMP-12 inhibitor) trên chuột cho thấy có hiệu quả ngăn chặn đƣợc sự gia tăng tế bào đại thực bào ở phổi và bệnh khí phế thũng do khói thuốc lá.
Nghiên cứu của tác giả Churg A (2012) [34] kết luận: Nếu can thiệp vào BPTNMT với chất ức chế gen MMP-12 (MMP-12 inhibitor) có thể là một liệu pháp hữu hiệu cho BPTNMT và tái cấu trúc đƣờng thở nhỏ [129], [155]. Nghiên cứu của tác giả Kraen M (2019) [85] về khói thuốc lá liên quan đến 2 bệnh là BPTNMT và xơ vữa động mạch cảnh, tác giả kết luận “proteinase MMP-12 và MMP-1 là chỉ dấu sinh học có thể hữu ích trong lâm sàng, và cần có các nghiên cứu tiếp theo để làm sáng tỏ vai trò proteinase của chúng”. Tổ chức GOLD 2020 [54] cho biết gen MMP-12 liên quan đến giảm chức năng phổi, hoặc liên quan đến yếu tố nguy cơ BPTNMT. Gen MMP-12 liên quan đến giảm chức năng phổi, vàgen MMP-12 bị kích hoạt bởi khói thuốc lá [54].
Tuy nhiên, mối liên quan giữa khói thuốc lá dẫn đến kích hoạt sự tăng biểu hiện gen MMP-12 dẫn đến BPTNMT là mối liên quan không đồng nhất, và mối liên quan biểu hiện gen MMP-12 với biểu hiện lâm sàng của BPTNMT là chƣa rõ ràng; lí do là, trong bệnh học, có rất nhiều ngƣời không bao giờ hút thuốc lá vẫn mắc bệnh BPTNMT, và ngƣợc lại, cũng có rất nhiều ngƣời hút thuốc lá vẫn không mắc bệnh BPTNMT. Vì vậy, chúng tôi thực hiện nghiên cứu này nhằm tìm kiếm mối liên quan giữa khói thuốc lá dẫn đến kích hoạt gia tăng biểu hiện gen MMP-12 dẫn đến BPTNMT, và tìm kiếm sự liên quan giữa biểu hiện gen MMP-12 với biểu hiện lâm sàng của BPTNMT.Từ đó, có thêm cơ sở số liệu về vấn đề này, để góp phần hiểu rõ hơn về vai trò của gen MMP-12 ở BPTNMT (của nhóm dân số nghiên cứu). MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1. Mô tả đặc điểm dịch tễ, lâm sàng và đặc điểm biểu hiện gen MMP-12 trong tế bào đàm ở các nhóm nghiên cứu.
Khảo sát mối liên quan giữa khói thuốc lá với biểu hiện gen MMP-12 dẫn đến BPTNMT ở các nhóm nghiên cứu. Đánh giá mối liên quan giữa biểu hiện gen MMP-12 với biểu hiện lâm sàng, và với độ nặng của bệnh ở nhóm bệnh nhân BPTNMT. Đánh giá mối liên quan giữa biểu hiện gen MMP-12 với dấu hiệu sớm của tắc nghẽn đƣờng dẫn khí nhỏ. TỔNG QUAN TÀI LIỆU TỔNG QUAN BỆNH PHỔI TẮC NGHẼN MẠN TÍNH 1.1 Định nghĩa bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (BPTNMT) Tổ chức GOLD 2020 định nghĩa: “Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính là một bệnh thƣờng gặp, bệnh có thể ngăn ngừa và điều trị đƣợcdù không chữa khỏi hẳn đƣợc), đặc tính của bệnh là những triệu chứng hô hấp và tình trạng giới hạn luồng khí dai dẳng do bất thƣờng đƣờng dẫn khí và / hoặc phế nang, thƣờng do phơi nhiễm với phân tử độc hại hoặc khí độc hại, và bị ảnh hƣởng bởi yếu tố thể tạng, bao gồm sự phát triển bất thƣờng của phổi.
Những bệnh đồng mắc nghiêm trọng có thể tác động đến tỉ lệ mắc bệnh và tử vong” [54]. Trên thế giới, hút thuốc lá là yếu tố nguy cơ phổ biến nhất gây ra bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính. Tuy nhiên, ở nhiều nƣớc đang phát triển, ô nhiễm không khí do việc đốt củi than và nhiên liệu sinh khối khác đƣợc xác định là những yếu tố nguy cơ [8],[27], [42], [43], [103], [113], [114].2 Dịch tễ học Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (BPTNMT) là một trong những nguyên nhân chính gây tử vong trên toàn thế giới. Theo tổ chức GOLD 2020, BPTNMT là nguyên nhân gây tử vong đứng hàng thứ 3 trên thế giới [54], Trên thế giới có 6 - 10 % dân số ngƣời lớn mắc bệnh BPTNMT, 3,17 triệu ngƣời chết do BPTNMT vào năm 2015, tăng 11, 6% so với năm 1990 [12], [18], [36], [37], [53],tại Việt Nam có 6,7% dân số ngƣời lớn mắc bệnh BPTNMT [153], trong đó miền bắc Việt Nam có 7,1% dân số ngƣời lớn từ 21 đến 70 tuổi mắc bệnh BPTNMT [62].3 Yếu tố nguy cơ Phơi nhiễm với các phân tử độc hại, khí độc hại Khói thuốc lá là yếu tố nguy cơ hàng đầu dẫn đến BPTNMT, nguy cơ hút thuốc lá liên quan đến lƣợng thuốc lá đã hút, tuổi khởi đầu hút, tổng số gói thuốc đã hút trong nhiều năm và tình trạng hút thuốc hiện tại, có ý nghĩa tiên lƣợng tử vong do bệnh BPTNMT.
Tuy nhiên, không phải tất cả những ngƣời hút thuốc đều mắc bệnh BPTNMT, chỉ có 10-20% ngƣời hút thuốc trong thời gian dài, tiến triển thành BPTNMT, do nguyên nhân yếu tố di truyền đóng vai trò chủ yếu. Phơi nhiễm nghề nghiệp gồm bụi vô cơ và hữu cơ, những tác nhân hóa chất và hơi hóa học [31], [140]. Ô nhiễm trong nhà do sự đốt, nấu nƣớng trong môi trƣờng không thông thoáng, ô nhiễm không khí do đốt cháy nhiên liệu các xe cộ lƣu thông [2], [31]. Gen Mặc dù sự khiếm khuyết gen Alpha - 1 Antitrypsin (1AT) (gen 1AT sản xuất ra antiproteinase) chỉ gặp ở một số ít ngƣời trong dân số, nhƣng nó chứng minh sự tác động qua lại giữa gen và môi trƣờng gây ra bệnh BPTNMT [16], [22].
Ở Mỹ, tỉ lệ thiếu hụt 1AT là 1 - 2% ở ngƣời bệnh khí phế thũng [34], [35], [42], [140]. Những trƣờng hợp thiếu 1AT trầm trọng có thể gây BPTNMT ở tuổi nhỏ [31], [43], [140]. Nhiều biến thể gen (genetic variations) có liên quan giải mã antiproteinase, các biến thể gen này định vị trên gen PI hoặc gen SERPINA1- là gen đƣợc giải mã thành 1AT; alen M là thƣờng gặp nhất có mức 1AT bình thƣờng, alen S có mức 1AT giảm nhẹ, alen Z có mức 1AT giảm đáng kể và xảy ra với tần số >1% ngƣời da trắng, hiếm có cá thể không có alen, những ngƣời không có alen không sản sinh (giải mã) đƣợc 1 AT. Những cá thể có 2 alen Z, 1 alen Z và không có alen là hình thức phổ biến nhất của khiếm khuyết 1 AT nặng trong cơ thể [45], [145].
Stress oxy hóa Phổi liên tục phơi nhiễm với các chất oxy hóa. Stress oxy hóa làm tăng cao đột ngột các ROS (Reactive Oxygen Species) - là sản phẩm trong quá trình oxy hóa, sản phẩm ROS trực tiếp làm tổn thƣơng phổi. Stress oxy hóa không chỉ trực tiếp làm tổn thƣơng phổi mà còn hoạt hóa cơ chế phân tử khởi đầu gây ra viêm. Vì vậy, sự mất cân bằng giữa chất oxy hóa và chất chống oxy hóa đóng vai trò trong bệnh sinh BPTNMT [4], [36], [37], [84], [110], [156] Chất oxy hóa trong cơ chế bệnh sinh BPTNMT có thể xuất phát từ 2 nguồn: (1) nguồn ngoại sinh do môi trƣờng bên ngoài: khói thuốc lá, bụi, khí độc hại…, (2) nguồn nội sinh: từ ty lạp thể của các tế bào thực bào, tế bào viêm và tế bào khác, trong quá trình chuyển hóa tạo năng lƣợng, sản suất ra các ROS (Reactive oxygen species) quá mức, dẫn đến tổn hại cấu trúc tế bào, DNA, RNA [36], [37], [ 54], [84].
Sự trƣởng thành và phát triển của phổi Sự trƣởng thành của phổi có liên quan đến thai kỳ, lúc sinh và thời kỳ thơ ấu; những ngƣời có sự phát triển của phổi bị tổn thƣơng từ lúc nhỏdo viêm nhiễm hay phơi nhiễm với ô nhiễm không khí, đến khi trƣởng thành sẽ có tình trạng giảm chức năng phổi và những ngƣời này có nguy cơ cao mắc bệnh BPTNMT [31], [32]. Giới tính Trƣớc đây, các nghiên cứu cho biết BPTNMT có tần xuất và tử vong cao hơn ở nam giới so với phụ nữ [12], [31]. Các nghiên cứu gần đây cho biết tần xuất bằng nhau ở nam và nữ [33], một vài nghiên cứu cho rằng phụ nữ nhạy cảm với khói thuốc lá hơn nam giới [45].