CHƯƠNG 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Ung thư vòm họng (Nasopharyngeal carcinoma – NPC) là loại khối u ác tính xuất phát từ lớp biểu mô của vùng vòm họng, khu vực phía sau khoang mũi và phần trên của họng; một loại ung thư phổ biến trong các loại ung thư vùng đầu và cổ với tỷ lệ mắc bệnh ở các quốc gia thuộc vùng Đông Nam Á ngày một gia tăng (Globocan, 2012). Cũng dựa trên thống kê này của Globocan, ở Việt Nam, NPC là loại ung thư đứng đầu trong các loại ung thư vùng đầu cổ với tỷ lệ mắc bệnh ung thư vòm họng số liệu năm 2012 tính chung cho cả hai giới là 3,9% (4931 trường hợp) và tỷ lệ tử vong là 3,0% (2885 trường hợp). Ba nhóm nguyên nhân chính gây nên NPC có thể được tóm lược trong: (1) Yếu tố di truyền nội tại (có liên quan đến DNA người); (2) Yếu tố nhiễm (Epstein-Barr Virus – EBV) và (3) Yếu tố môi trường (Tao and Chan, 2007; Frappier, 2012).
Các chẩn đoán thường quy bao gồm: chẩn đoán hình ảnh (chụp X quang, chụp cộng hưởng từ…), giải phẫu bệnh, hóa mô miễn dịch, … Bệnh nhân NPC trong giai đoạn sớm của bệnh thường không có triệu chứng hoặc có những triệu chứng không rõ ràng, dễ bị bỏ sót bởi các triệu chứng đa phần là không đặc trưng như sưng cổ, tắc nghẹn mũi, chảy máu cam, ù tai… (Sham et al., 1990; Chu et al. Bệnh nếu được phát hiện ở những giai đoạn cuối, sẽ làm ảnh hưởng đến khả năng điều trị bệnh và khả năng sống sót của bệnh nhân. Do đó, việc tìm kiếm một hay một vài dấu chứng sinh học (biomarker) nhằm sử dụng chúng như một chỉ thị hỗ trợ trong sàng lọc, chẩn đoán sớm và kể cả nghiên cứu thử nghiệm các hình thức trị liệu mới đối với ung thư nói chung và NPC nói riêng là rất cần thiết. Yếu tố nhiễm EBV và ung thư vòm họng Trong những năm gần nay, có rất nhiều công trình nghiên cứu công bố về mối quan hệ giữa EBV và NPC và khẳng định nhiễm EBV là căn nguyên dẫn đến ung thư vòm họng; sự hiện diện của EBV có thể là một dấu chứng sinh học, xuất hiện sớm, mang tính tiên lượng bệnh NPC (Mutirangura et al, 1998; Lo and Huang, 2002; Wong et al, 2005; Cho, 2007; Chan and Wong, 2014; Chan, 2014; Yang et al, 2015).
Tuy nhiên, EBV cũng là một loại virus có tính phổ nhiễm rộng trong cộng đồng và được tìm thấy nhiễm ở hơn 90% người trưởng thành, có tính chất mạn tính hoặc nhiễm 1 cấp thời (Thompson and Kurzrock, 2004). Hay nói một cách khác, EBV ở trạng thái nhiễm tiềm tan và chỉ biểu hiện bệnh khi chuyển sang trạng thái tái hoạt hóa (tức là trạng thái tan), trong đó, virus kích hoạt một số gen như EBNA-1 (Epstein-Barr Nuclear Antigen-1) mã hóa cho protein sớm EBNA-1 và một loạt các gen muộn khác như LMP (Latent membrane protein), BARTs (BamHI-A Right-ward Transcripts),., nhằm giúp chúng nhân lên, nhiễm và tiến triển thành ung thư cho người bệnh bị nhiễm chúng (Brooks et al, 1992; Chou et al, 2008; Sivachandran et al, 2012). Bảng sau (Bảng 1) trình bày một cách tóm tắt các protein EBV và chức năng của chúng Bảng 1. Các protein EBV và chức năng của chúng Protein Chức năng EBNA-1 Sao chép bộ gen của EBV, phân chia episome của virus trong nguyên phân, góp phần tạo nên sự bất tử của tế bào chủ.
Đồng thời, EBNA-1 còn có chức năng duy trì lượng bản sao episome trong tế bào chủ. EBNA-2 Yếu tố đồng hoạt hóa phiên mã (Transcriptional co-activator) giúp tăng cường biểu hiện vượt mức của gen virus và tế bào, góp phần tạo nên sự bất tử của tế bào chủ. Đây cũng chính là một trong các protein biểu hiện ở giai đoạn sớm của quá trình xâm nhiễm của EBV. EBNA-3A Góp phần tạo nên sự bất tử của tế bào chủ, tương tác với CBF1 EBNA-3B Tương tác với CBF1 và một số chức năng vẫn chưa được tìm hiểu.
Khóa lại hoạt động của p53 và Rb. EBNA-3C Đóng góp vào sự bất tử tế bào chủ, vượt qua điểm kiểm soát pRB trong chu kì tế bào. EBNA-LP Tương tác với EBNA-2 nhằm bất hoạt p53 và Rb, tương tác với các yếu tố phiên mã trong con đường tín hiệu Notch, phân phối EBNA-3 trong nhân, góp phần tạo nên sự bất của tử tế bào chủ. LMP-1 Mô phỏng tín hiệu của CD40 ligand, tăng mức độ của bcl-2 và a20, đóng vai trò như một thụ thể hoạt động liên tục, góp phần tạo nên sự bất tử tế bào chủ.
LMP-2A và B Đưa EBV vào trạng thái tiềm tan; thể hiện chức năng trong quá trình ung thư hóa trong bệnh lý về Hodgkin và ung thư vòm họng. 2 EBER-1 và 2 Tạo phức hợp với L22, kết hợp với PKR, khóa lại con đường apoptosis và các chức năng chính vẫn chưa được tìm hiểu. CSTs/BARTs Một protein có khả năng thay đổi tín hiệu Notch và là protein được biểu hiện rất cao trong bệnh NPC. Bên cạnh tính phổ nhiễm rộng trong cộng đồng và được tìm thấy nhiễm ở hơn 90% người trưởng thành như vừa đề cập, nhiều nghiên cứu trước đây đã cho thấy EBV hiện diện trong các loại ung thư khác nhau, như u lympho bạch huyết Burkitt (Burkitt’s lymphoma), u vòm họng, bệnh lý tăng sinh lympho (lymphoproliferative disease), bệnh lý Hodgkin (Klein, 1989; Thompson and Kurzorock, 2004, Yap et al, 2007).
Thêm vào đó, ở các dạng ung thư khác nhau, sự biểu hiện các gen của EBV cũng rất khác nhau (Klein, 1989; Brooks et al, 1992, Yen et al, 2009). Ở dạng tiềm tan số 2, được công bố là có liên quan đến u vòm họng, EBV biểu hiện các gen EBNA-1, LMPs dưới sự điều khiển của promoter Qp. Sự khác nhau trong biểu hiện của các gen liên quan đến các dạng tiềm tan khác nhau được tóm tắt ở bảng 2, như sau: Bảng 1. Các dạng tiềm tan và sự biểu hiện của gen liên quan Tiềm tan EBNA-1 EBNA-2 EBNA-3- LMP-1 LMP-2 BARTs 6 Dạng 1 + - - - - + Dạng 2 + - - + + + Dạng 3 + + + + + + Ghi chú: (+) Phiên mã biểu hiện gen; (-) Không biểu hiện gen Các dạng tiềm tan: Dạng 1: U lympho bạch huyết Burkitt (Burkitt’s lymphoma) Dạng 2.
Ung thư vòm họng. Bệnh lý tăng sinh lympho, tình trạng nhiễm đơn nhân (Infectious mononucleosis) Tuy vậy, số liệu trên được ghi nhận ở các cộng đồng dân cư khác mà không bao gồm Việt Nam. Rõ ràng là việc phát hiện sự có mặt của virus EBV, sự hiện diện và biểu hiện một cách đồng thời của các gen tiềm năng như EBNA-1, LMP, BARTs,…, trên các loại mẫu lâm sàng không những là một chủ đề nghiên cứu cơ bản cần thiết, mà còn có ý nghĩa ứng dụng nhằm phát triển các phương pháp tiên lượng, chẩn đoán 3 sớm NPC (Thompson and Kurzorock, 2004, Yap et al, 2007; Yen et al, 2009). Hơn nữa, với ý nghĩa sử dụng trong tiên lượng bệnh (ung thư), việc sàng lọc tính nhiễm EBV (bằng kĩ thuật PCR) hay xác định tính nhiễm cấp hay tiềm tan của virus (ví dụ ở mức mRNA, bằng kĩ thuật RT-PCR), đồng thời xác định sự biểu hiện của các gen mang tính đặc thù cho từng loại u bằng RT-PCR, đều có thể thực hiện được trong giai đoạn sớm, trên loại mẫu không xâm lấn như dịch phết tế bào.
Đối với trường hợp NPC thì sẽ là dịch phết tế bào vòm họng. Với ý nghĩa như vừa được phân tích, rõ ràng, việc ghi nhận sự hiện diện và biểu hiện của các gen EBV là rất cần thiết được tiến hành trên người bệnh Việt Nam. Từ các kết quả nghiên cứu trên mẫu bệnh người Việt Nam, việc phát triển các kít nhằm chẩn đoán sàng lọc, tiên lượng bệnh dựa trên đặc tính nhiễm EBV này sẽ rất đặc trưng, có ý nghĩa phục vụ lâm sàng cao. Epigenetic và ung thư vòm họng Ở một phương diện tiếp cận khác, chúng tôi muốn nhấn mạnh đến các nghiên cứu về epigenetics.
Epigenetic được định nghĩa là các thay đổi trong biểu hiện gen nhưng không liên quan đến thay đổi trên trình tự DNA. Nghiên cứu về epigenetic trong ung thư hiện đang là một hướng nghiên cứu đang rất được quan tâm, nhằm hiểu biết hơn nữa về cơ chế bệnh lý, căn nguyên dẫn đến bệnh ở những bước rất khởi đầu, và chính vì vậy, hệ quả ứng dụng mà các nghiên cứu này mang đến là nhằm phát triển một phương pháp hiện đại trong tiên lượng, chẩn đoán sớm, cũng như thử nghiệm các liệu pháp điều trị mới cho ung thư nói chung và NPC nói riêng (Clark and Melki, 2002; Wong et al, 2002; Chang et al, 2003; Qiu et al, 2004; Wong et al, 2004; Herceg and Hainaut, 2007; Lasabova et al, 2010; Zhang et al, 2012; Lao et al, 2013; Kan et al, 2014; Truong et al, 2014; Truong et al, 2015; Kang et al, 2015; Jha et al, 2016; Cao et al, 2017; Gurtsevitch et al, 2017). Phần sau, chúng tôi sẽ đề cập đến hai cơ chế epigenetic: methyl hóa bất thường và sự biểu hiện của các micro RNA trong mối tương quan đến ung thư vòm họng. Cơ chế thứ nhất – Methyl hóa bất thường và ung thư vòm họng Có thể nói, sự methyl hóa bất thường là một trạng thái “bệnh lý” của gen, phản ứng lại các thay đổi tác động xấu của môi trường và hiện tượng methyl hóa bất thường này xảy ra rất sớm trước khi có sự thay đổi về thông tin di truyền chẳng hạn như đột biến gen (Badikovic et al, 2008).
4 Methyl hóa DNA có nhiều chức năng trong quá trình phát triển bình thường của tế bào, chúng đóng vai trò quan trọng trong điều hòa biểu hiện gen cho nhiều loại tế bào gồm sự phát triển phôi thai, quá trình phiên mã, cấu trúc NST, bất hoạt NST X và in dấu bộ gen,… Sự methyl hóa chiếm khoảng 70-80% tại các vị trí đảo CpG trong bộ gen người, đảo CpG là vùng giàu CpG với chiều dài khoảng 0,5-3 kb và thường tập trung ở các vùng promoter của các gen (Baylin, 2005). Các đảo CpG thường hiện diện trong vùng promoter của gần 50% số gen và được duy trì ở trạng thái không methyl hóa (unmethylation). Sự methyl hóa DNA thường gây cản trở sự gắn kết các nhân tố phiên mã và ức chế quá trình phiên mã, tạo mRNA.