CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về viêm gan vi rút B mạn 1.1 Tình hình nhiễm HBV trên thế giới Viêm gan vi rút B mạn là một vấn đề sức khỏe toàn cầu. Theo báo cáo của Tổ chức y tế thế giới vào năm 2015 [60], có hơn 2 tỉ người đã nhiễm vi rút viêm gan B và gần 240 triệu người bị nhiễm HBV mạn tính, đặc biệt ở các nước có thu nhập thấp và trung bình. Các biến chứng chính của nhiễm HBV mạn là xơ gan và ung thư biểu mô tế bào gan (HCC). Khoảng 20% đến 30% trong số những người bị viêm gan vi rút B mạn sẽ phát triển các biến chứng này và ước tính khoảng 650000 người sẽ tử vong hàng năm.
Tỉ lệ hiện mắc HBV trên toàn thế giới ước tính khoảng 3,6%; cao nhất ở khu vực Châu Phi và Tây Thái Bình Dương (lần lượt là 8,8% và 5,3%). Tỉ lệ hiện mắc HBV được chia thành bốn mức: thấp (< 2%), trung bình - thấp (2 - 4,9%), trung bình - cao (5% - 7,9%) và cao (≥ 8%). Khu vực Đông Nam Á có tỉ lệ hiện mắc là 2,0% và tỉ lệ hiện mắc thấp nhất là ở khu vực Châu Mỹ với 0,7% dân số bị nhiễm HBV mạn [61]. Tại vùng tỉ lệ hiện mắc cao đường lây truyền quan trọng nhất là từ mẹ sang con trong thời kỳ chu sinh, tiếp đến là nhiễm ở lứa tuổi nhi đồng.
Ở vùng lưu hành thấp, thường gặp ở khu vực Tây Âu, Bắc Âu, Châu Mỹ khả năng nhiễm HBV thường do lây truyền theo chiều ngang từ người nhiễm HBV sang người lành chưa có miễn dịch qua tiếp xúc các dịch tiết và máu có chứa HBV. Đối tượng nguy cơ cao bao gồm người nghiện chích ma túy, đồng tính luyến ái, có nhiều bạn tình [2].1 Bản đồ phân bố tình trạng nhiễm HBV trên thế giới (Nguồn: World Health Organization, 2017)[61] 1.2 Tình hình nhiễm HBV tại Việt Nam Theo báo cáo của Tổ chức y tế thế giới [61], Việt Nam được xếp vào vùng lưu hành cao, với tỉ lệ nhiễm HBV ≥ 8%. Một số nghiên cứu ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam cho thấy tỉ lệ mang HBsAg là 18,8% trong nghiên cứu của Hipgrave D B. (2003) [26]; 19,05% trong nghiên cứu của Nguyen V T.
(2007) [43] và 8,8% trong nghiên cứu của Duong T H. Năm 2015, một nghiên cứu thực hiện trên dân số tỉnh Bình Thuận, ghi nhận tỉ lệ hiện mắc là 15,3% [22]. Cũng trong nghiên cứu của Hipgrave D B. (2003) [26] tỉ lệ mang HBsAg tăng dần theo tuổi: 12,5 % ở trẻ nhũ nhi; 18,4% ở trẻ em; 20,5 % ở thanh niên và 18,8% ở người trưởng thành, cho thấy ngoài lây nhiễm chu sinh, những đường lây khác cũng là những đường lây quan trọng.3 Đặc điểm của HBV và chu trình sao chép 1.1 Hình thái vi rút HBV là vi rút có ái tính với gan, thuộc họ Hepadnaviridae là một loại vi rút mang cấu trúc DNA có vỏ bọc, có đặc tính tăng sinh ở gan nhưng có thể tồn tại ngoài gan, chu trình phát triển thông qua phản ứng sao chép ngược hình thành cấu trúc di truyền trung gian pre-genomic RNA [9].
Trong huyết thanh người nhiễm HBV có thể thấy 3 dạng cấu trúc: - Hình cầu vỏ kép, còn gọi là tiểu thể Dane: dạng vi rút hoàn chỉnh, đường kính 42nm. Màng bọc ngoài là cấu trúc chứa HBsAg, glycoprotein và lipid, phần lõi bên trong là nucleocapsid gồm một phân tử DNA sợi đôi, kháng nguyên HBcAg, HBeAg và một số men như polymerase, proteinase. - Các tiểu thể hình cầu (đường kính 22nm) chiếm đa số. - Các tiểu thể hình sợi cũng có đường kính 22nm nhưng chiều dài thay đổi, có khi dài hơn 200nm, do các tiểu thể hình cầu chồng chất lên nhau hình thành.
Hai tiểu thể này là cấu trúc chứa kháng nguyên bề mặt của HBV được sản xuất dư thừa ở bào tương của tế bào gan [9].2 Cấu trúc bộ gen của HBV Bộ gen HBV được cấu tạo từ một phân tử DNA vòng, chuỗi đôi, có 4 khung đọc mở chồng lên nhau, mã hóa các gen S, gen C, gen P và gen X. Chiều dài bộ gen khoảng 3,200 nucleotide (3,2kb). Cấu trúc phân tử DNA này bao gồm 2 chuỗi có chiều dài khác nhau: Chuỗi dài nằm ngoài, có cực tính âm, tạo nên một vòng tròn liên tục có chiều dài cố định là 3,2kb, mã hóa đầy đủ cho các thông tin di truyền của vi rút. Chuỗi ngắn nằm trong có cực tính dương, chiều dài thay đổi từ 50 - 100% chiều dài bộ gen [9].
Cấu trúc vòng của DNA được đảm bảo là nhờ sự ghép nối hai đầu 5’ của 2 sợi DNA trên một đoạn có chiều dài 200 nucleotide, được gọi là vùng liên kết. Vùng này nằm giữa hai trình tự DR1 và DR2 gồm có 10 - 11 nucleotide. Hai trình tự. này có vai trò chủ yếu trong việc khởi phát quá trình tổng hợp của chuỗi DNA tương ứng.
Chỉ có sợi DNA âm mới được mã hóa. Trên sợi DNA này có bốn đoạn gen tương ứng với bốn khung đọc mở, là các vùng mã hóa để tổng hợp các protein của vi rút. Quá trình đọc mã được bắt đầu từ bộ ba nucleotide AUG, được gọi là codon khởi động và chấm dứt bằng codon kết thúc là TAG. Bộ gen của vi rút với chiều dài có hạn nhưng chứa các vùng gen chồng lắp lên nhau nên có khả năng tổng hợp được nhiều loại protein quan trọng.
Protein của kháng nguyên bề mặt do gen pre - S1, pre - S2 và gen S tổng hợp, protein của kháng nguyên lõi do gen pre - C và C tổng hợp, men polymerase do gen P tổng hợp và protein có tác dụng chuyển hóa do gen X tổng hợp [9].2 Cấu trúc bộ gen HBV (Nguồn: Cornberg M, 2017) [20] Gen S Gen S bao gồm vùng S, pre - S1 và pre - S2 mã hóa để tổng hợp các protein bề mặt hay HBsAg. Đoạn gen S tổng hợp nên protein S (Small) có chiều dài 24kd gồm 226 acid amin. Đây là protein chủ yếu vì nó chiếm đa số. Vùng S có ít nhất 5 quyết định kháng nguyên của HBsAg.
Tùy theo sự phân bố của các quyết định kháng nguyên mà người ta phân biệt các phân týp khác nhau. Đoạn gen S và pre - S2 tổng hợp nên protein M (Medium) có chiều dài 31kd gồm 281 acid amin. Vùng pre - S2 có vai trò giúp cho vi rút bám dính và xâm nhập vào trong tế bào gan qua liên kết với một loại albumin trong huyết thanh người (pHSA: polymerized Human Serum Albumin) để gắn vào các thụ thể của pHSA trên tế bào gan. Đoạn gen S, pre - S1, pre - S2 tổng hợp nên protein L (Large) có chiều dài 39kd gồm 289 - 400 acid amin.
Đây là vùng chủ yếu tạo nên liên kết giữa vi rút với các thụ thể trên bề mặt của tế bào gan, giúp vi rút xâm nhập vào tế bào gan. Ba loại protein này hiện diện với số lượng khác nhau trên bề mặt khác nhau của vi rút, trong đó protein S chiếm đa số, cả ba protein này tạo nên kháng nguyên HBsAg [9]. Gen C Ở đầu 5’ của gen C có 2 codon khởi động quá trình đọc mã. Trình tự các nucleotide giữa 2 codon này được gọi là vùng gen pre - C (precore).
Nếu quá trình đọc mã bắt đầu từ codon AUG thứ nhất ở vị trí 1814 và đọc suốt chiều dài của đoạn gen pre - C và C sẽ tổng hợp nên HBeAg. Sự hiện diện của HBeAg phản ánh tình trạng vi rút đang tăng sinh và liên quan tính lây nhiễm cao. Nếu quá trình đọc mã bắt đầu từ codon AUG thứ nhì ở vị trí 1901 và đọc suốt chiều dài của đoạn C sẽ tổng hợp nên HBcAg [9]. Gen P Sản phẩm của gen này là DNA polymerase, được dùng để tổng hợp DNA mới từ pre - genomeRNA mà sợi RNA này lại được tạo ra từ khuôn mẫu DNA của HBV dưới tác dụng của men RNA polymerase của tế bào gan.
Sản phẩm của gen P liên quan đến cơ chế sao chép ngược và tham gia tạo ra phần capsid bao bọc bên ngoài cấu trúc pre - genomeRNA [9]. Gen X Gen X mã hóa một polypeptide khoảng 145 - 154 acid amin tùy theo từng phân týp. Chức năng của gen này vẫn chưa được biết chính xác nhưng có lẽ giữ vai trò hoạt hóa trong quá trình nhân đôi vi rút. Protein X còn có liên quan đến sự điều hòa quá trình tăng trưởng của tế bào nên có thể đóng vai trò trong cơ chế sinh ung thư của tế bào gan bị nhiễm [9].4 Kiểu gen của HBV Dựa vào so sánh trình tự các nucleotide trên HBV DNA, người ta xác định có các genotype khác nhau được ký hiệu từ A đến H.
- Genotype A thường gặp ở các nước Tây Âu, Bắc Mỹ, Trung Phi, Ấn Độ. - Genotype B và C chủ yếu tìm thấy ở Châu Á Thái Bình Dương, Nhật Bản. - Genotype D thường thấy ở vùng Địa Trung Hải, Trung Đông, Ấn Độ. - Genotype E tìm thấy ở Châu Phi, đặc biệt là ở miền Nam sa mạc Sahara.
- Genotype F tìm thấy ở một số thổ dân Châu Mỹ và quần đảo Polynesia. - Genotype G ghi nhận ở Mỹ và Pháp. - Genotype H được báo cáo ở vùng Trung và Nam Mỹ [49]. Tại Việt Nam, nghiên cứu về genotype cho kết quả khác nhau, nhưng đa số tác giả công nhận genotype B chiếm 2/3 trường hợp nhiễm HBV và chiếm tỉ lệ gấp đôi so với genotype C [1], [4], [5], [10].
Kiểu gen có liên quan đến mức độ sao chép của HBV, hiện diện của HBeAg hay đột biến Precore/BCP cũng như bệnh gan tiến triển do HBV. Bệnh nhân có genotype C có tỉ lệ HBeAg dương cao, mật độ HBV DNA cũng cao hơn những bệnh nhân có genotype B. Bệnh nhân mang genotype C cũng có tỉ lệ đột biến BCP cao hơn và nguy cơ HCC cao gấp 3,59 lần so với người mang genotype B [15], [29]. nghiên cứu gần đây cho thấy có sự liên quan của genotype với sự xuất hiện đột biến Precore/BCP và qua đó xuất hiện các đợt bùng phát viêm gan vi rút B mạn [35], [54].4 Chu trình sao chép của HBV 1.1 Giai đoạn tạo ra một DNA vòng xoắn đồng hóa trị Sau khi xâm nhập vào tế bào gan nhờ cơ chế nhập bào, vi rút đã phóng thích phần vỏ bọc, chỉ còn phần lõi có chứa phần tử DNA để đi vào trong nhân tế bào.
Lúc đầu, cấu trúc DNA vòng có chuỗi trong ngắn hơn chuỗi ngoài.