Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Khái niệm và lịch sử 1. Khái niệm Thalassemia (còn được biết với tên “Bệnh thiếu máu vùng biển” hay “bệnh thiếu máu Cooley”) dùng để mô tả một nhóm các bệnh lý thiếu máu tan máu hồng cầu nhỏ bẩm sinh, có đặc tính di truyền, do sự rối loạn tổng hợp các globulin cấu thành của phân tử hemoglobin [114]. Thalassemia là bệnh thiếu máu tan máu di truyền, do giảm hoặc mất hẳn sự tổng hợp của một loại chuỗi globin, tuỳ theo sự thiếu hụt tổng hợp chuỗi alpha (α) globin hay beta (β) globin, mà có tên gọi là alpha thalassemia hay beta thalassemia [47].
Lịch sử bệnh beta thalassemia Thalassemia được phát hiện tương đối sớm, năm 1925 Lee và Cooley đã mô tả 5 trẻ biểu hiện thiếu máu, kèm theo có lách to, gan to. Hai năm sau (1927), Cooley phát hiện thêm 3 trường hợp khác ngoài triệu chứng như trên, còn thấy da bị nhiễm sắc tố, xương sọ dày lên, có biến đổi sức bền hồng cầu. Sau này, bệnh có biểu hiện lâm sàng như trên được gọi là “bệnh thiếu máu Cooley”. Năm 1936, Whippe và Bradford phát hiện ra nhiều bệnh nhân thiếu máu ở vùng Địa Trung Hải có biểu hiện lâm sàng giống “bệnh thiếu máu Cooley” và đặt tên cho loại thiếu máu này là Thalassemia (tiếng Hy Lạp có nghĩa là “thiếu máu vùng biển”) [114].
Năm 1940, Wintrobe và cộng sự cho rằng thiếu máu Cooley là beta thalassemia thể nặng, đồng hợp tử, và các biểu hiện mà Cooley mô tả đầu tiên là những biểu hiện của hiện tượng thiếu máu mạn tính, nhiễm sắt và biến dạng xương [42]. Để chứng minh có hiện tượng tan máu, ngay từ năm 1950, Hamilton dùng phương pháp đánh dấu hồng cầu Cr51 đã xác định được đời sống hồng cầu ở bệnh nhân Thalassemia thể nặng luan an 5 bị rút ngắn, thời gian bán hủy hồng cầu 2 - 7 ngày. Năm 1968, Angelovoy A và cộng sự, nghiên cứu đời sống hồng cầu ở những trẻ em thiếu máu Cooley thu được kết quả tương tự. Thời gian sống của hồng cầu rút ngắn bằng 1/3 so với thời gian sống của hồng cầu bình thường.
Qua thực nghiệm với nhiều nghiên cứu đã xác định rằng sở dĩ hồng cầu trong β-thalassemia bị vỡ sớm là do khuyết tật bên trong hồng cầu [56]. Sơ lược về hemoglobin và phân loại bệnh lý huyết sắc tố 1.1 Sơ lược về hemoglobin Hemoglobin (Hb) là một protein phức hợp, tạo thành bởi 4 chuỗi peptit gồm 2 chuỗi α và 2 chuỗi β (hoặc tương tự β-like), đảm nhiệm nhiều chức năng sinh học quan trọng: vận chuyển O2 và CO2. Hemoglobin có nhóm ngoại lai là Hem, protein là Globin, ngoài ra còn có phân tử 2,3-DPG. Mỗi nhân Hem có chứa một phân tử Fe2+.
Globin là thành phần protein của phân tử hemoglobin, quyết định đặc tính và loại hemoglobin. 2,3-DPG được tạo ra trong quá trình thoái hóa glucose, làm giảm ái lực của Hb với O2 [107]. Trong quá trình phát triển cá thể ở người, các loại chuỗi polypeptide có sự chuyển đổi, loại chuỗi này thay thế chuỗi kia ở từng giai đoạn của cuộc sống. Phân tích cấu trúc của các loại Hb khác nhau ở người, các tác giả chia chuỗi polypeptide thành các loại như sau: Chuỗi alpha (α), chuỗi beta (β), chuỗi gamma (γ), chuỗi delta (δ), chuỗi epsilon (ε), chuỗi zeta (δ).
Ở người bình thường có 6 loại Hb được tìm thấy trong hồng cầu thời kỳ phôi thai, thai nhi và trưởng thành. Sự tổng hợp các chuỗi Globin thay đổi theo các giai đoạn phát triển, loại chuỗi ở giai đoạn sau thay thế cho loại chuỗi ở giai đoạn trước. Các chuỗi globin xuất hiện tuần tự trong quá trình phát triển cá thể và sau khi cặp đôi với nhau sẽ tạo thành các loại Hb sau: luan an 6 Bảng 1.Cấu trúc globin và thời kỳ xuất hiện Hb sinh lý Cấu trúc Hb sinh lý Thời kỳ xuất hiện globin Hb Gower 1 ζ2ε2 Phôi thai 2-3 tuần, tồn tại 1-2 tháng đầu của thai Hb Gower 2 α2ε2 Phôi thai 2-3 tuần, tồn tại 1-2 tháng đầu của thai Hb Portland ζ2γ2 Phôi thai 2-3 tuần HbF α2γ2 Thai nhi 5 tuần, là Hb chủ yếu ở thai nhi HbA1 α2β2 Thai nhi 6 tuần, là Hb chủ yếu ở người bình thường HbA2 α2δ2 Thai nhi lúc gần sinh, Hb ở người bình thường Như vậy, sau khi sinh chỉ còn 3 loại hemoglobin bình thường đó là HbA1, HbA2 và HbF. Thành phần các loại hemoglobin có một tỷ lệ giới hạn nhất định theo lứa tuổi, sự thay đổi tỷ lệ này có thể sẽ trở thành bệnh lý.
Sau khi sinh tỷ lệ thành phần hemoglobin thay đổi rất nhanh, ở thời kỳ thai nhi, hemoglobin chủ yếu là HbF. Khi sinh, HbF có tỷ lệ rất cao, chiếm 60-80% lượng Hb, HbA1 chỉ có 20-40% lượng Hb, HbA2 rất ít 0,03-0,6%. Sau thời kỳ sơ sinh, lượng HbF giảm nhanh, từ lúc 1 tuổi đến lúc trưởng thành HbF chỉ dưới 2%. Bình thường, hồng cầu của người trưởng thành chứa khoảng 96- 98% HbA1; 0,5 - 3,5% HbA2 và 0,1 - 0,5% HbF [44].
Phân loại thalassemia và các bệnh huyết sắc tố bất thường. Thalassemia không phải là một bệnh đơn lẻ mà là một nhóm các rối loạn, mỗi bệnh xuất phát từ sự bất thường di truyền của việc sản xuất globin. Các điều kiện tạo thành một phần của phổ các bệnh được gọi chung là bệnh huyết sắc tố (hemoglobinopathies), có thể được phân loại thành hai loại [114]. Bệnh huyết sắc tố bất thường Hay còn gọi là bệnh về chất lượng huyết sắc tố.
Do các đột biến điểm làm thay thế acid amin trong chuỗi globin dẫn tới sự thay đổi về cấu trúc hemoglobin tạo nên một số bệnh huyết sắc tố bất thường như sau [114]. Bệnh hemoglobin C (HbC): do thay thế acid glutamic thành lysin của chuỗi β. Bệnh hầu như chỉ tìm thấy ở Châu Phi. Người mang gen HbC không có triệu chứng.
HbC kết hợp với thalassemia gây ra thiếu máu tán huyết nhẹ và vừa. Hậu quả là HbS ít bị hoà tan khi bị oxy hóa khử, kết tủa và đa trùng hợp nhanh chóng trong hồng cầu gây thay đổi hình dạng thành hình liềm. Những hồng cầu hình liềm gồ ghề đưa đến thiếu máu huyết tán và tắc mạch [93]. Bệnh hemoglobin Constant spring (Hb Cs): 5 - 10% ở Đông Nam Á, do đột biến ở bộ ba dừng của chuỗi ở ARN thông tin tạo ra một chuỗi α bị kéo dài (αCS).
Vì sự tổng hợp globin α bị ngăn cản (chỉ thực hiện được 1%) nên Hb Constant spring biểu hiện giống mất 1 gen α. Bệnh hemoglobin Lepore: Là chuỗi globin hoà trộn giữa nửa chuỗi γ có N- tận cùng với nửa chuỗi β có C- tận cùng. Tương tự với Hb Constant spring, bệnh có chuỗi β bình thường thấp (2,5%). Biến thể này có thể xảy ra ở nhiều dân tộc thuộc Bắc Âu.
Hb Lepore có thể xảy ra đơn độc hoặc kết hợp với đột biến β thalassemia khác dẫn đến những triệu chứng tương tự β thalassemia [89]. Bệnh thalassemia Thalassemia bao gồm các khiếm khuyết di truyền về sự tổng hợp của một hoặc nhiều chuỗi globin. Bình thường cơ thể tổng hợp chuối α và β là tương đương nhau, tỷ lệ α/β là 1/1. Bệnh do giảm hoặc không sinh được chuỗi α gọi là α thalassemia, bệnh do giảm hoặc không sinh được chuỗi β gọi là β thalassemia.
Đây là hai thể bệnh chính, phổ biến của thalassemia. A) Alpha thalassemia Bệnh alpha thalassemia đặc trưng bởi sự giảm tổng hợp chuỗi globin do đột biến của các gen α-globin nằm trên cặp NST 16. Mỗi người bình thường có 4 gen α-globin, gọi là α1 và α2 (kí hiệu αα/αα). Chú thích α + hoặc α 0 -thalassemia được sử dụng trong thực hành chẩn đoán.
Tổn thương di truyền gây bệnh alpha thalassemia thường là do mất đoạn gen, trong đó gen α2 thường bị tổn thương hơn. Các đột biến mất đoạn có thể làm mất cả cụm gen α (cả 2 gen trên 1 NST) ký hiệu là --/αα, hay --/--. Có thể đột biến làm mất 1 gen α trên 1 NST ký hiệu là –α/αα (dị hợp tử) hay -α/-α (đồng hợp tử). Các đột biến không mất đoạn hiếm gặp, chỉ ảnh hưởng tới 1 gen α trên NST và được ký hiệu là αT.
Tùy theo số lượng gen α-globin bị đột biến mà bệnh alpha thalassemia biểu hiện ở các mức độ khác nhau, trên lâm sàng, α - thalassemia được chia làm 4 mức độ từ nhẹ đến nặng: Hb Bart’s, HbH, α - thalassemia 1 (đột biến xảy ra ở 2 trong 4 gen globin) và α - thalassemia 2 (đột biến chỉ xảy ra ở 1 gen α globin) Đột biến một gen α-globin : Trường hợp này được gọi là thalassemia thể ẩn, người mang 1 gen đột biến được gọi là người lành mang gen bệnh alpha thalassemia (alpha thalasemia silent carrier), ký hiệu α+-thalassemia, kiểu gen thường gặp là -3. Người mang gen sẽ không hề có biểu hiệu hoặc triệu chứng gì của bệnh thiếu máu. luan an 9 Đột biến hai gen α-globin: Xảy ra do đột biến 2 gen ; được gọi là dạng cis (ký hiệu --/αα), dạng trans ( ký hiệu là - α/-α). Kiểu gen --SEA/αα, - 3.7/αCSα khá phổ biến ở Đông Nam Á.
Trường hợp này được gọi là alpha thalassemia thể nhẹ (alpha-thalassemia minor), ký hiệu o - thalassemia, người mang 2 gen đột biến được gọi là người truyền bệnh α thalassemia (alpha thalassemia trait). Người mang gen sẽ có biểu hiện có thể có biểu hiện thiếu máu nhẹ, thường không có triệu chứng lâm sàng, ngoại trừ một số thay đổi về chỉ số huyết học. Đột biến ba gen α-globin (ký hiệu --/-α): Còn được gọi là bệnh Hemoglobin H (HbH), là sự kết hợp giữa o -thalassemia và + - thalassemia). Kiểu gen thường gặp ở Đông Nam Á là --SEA/-α3.7 và --SEA/αCSα.
Hồng cầu tổng hợp loại hemoglobin bất thường được gọi là hemoglobin H thay cho hemoglobin bình thường. Người bệnh có các biểu hiện thiếu máu và các triệu chứng sẽ ở mức độ từ trung bình đến nặng [95]. Đột biến mất bốn gen α-globin (ký hiệu --/--): Còn được gọi là bệnh hemoglobin Bart’s. Trường hợp này được gọi là bệnh α - thalassemia thể nặng; thể này phổ biến ở Đông Nam Á và Địa Trung Hải với kiểu gen phổ biến nhất là --SEA/--SEA và --MED/--MED.
Gây ra tình trạng phù thai, thai bị bệnh này thường tử vong ở tuần 23 - 38 hoặc sớm sau sinh với đặc điểm thiếu máu rất nặng, gan lách to, phù toàn thân, suy tim, đôi khi kèm theo các dị tật bẩm sinh khác làm thai chết lưu hoặc chết ngay sau sinh [110]. luan an 10 ζ ψζ αD ψα1 α2 α2 ᴓ Bình thường 4 gen bình thường α thalassemia im lặng 3 gen bình thường Đồng hợp tử α thalassemia nhẹ 2 gen bình thường Dị hợp tử Bệnh HbH 1 gen bình thường Bệnh Hb Bart’s 0 gen bình thường Hình 1.Kiểu hình, kiểu gen bệnh alpha thalassemia [75].