Đặt vấn đề Ung thƣ cổ tử cung(UTCTC) là loại ung thƣ phổ biến thứ hai trong các loại ung thƣ ở phụ nữ. Năm 2018, ƣớc tính có khoảng 570.000 trƣờng hợp mắc mới và 311.000 ca tử vong trên toàn thế giới. Trong số này, 85% ghi nhận đƣợc ở các nƣớc có thu nhập thấp và trung bình. Ung thƣ cổ tử cung đang giảm dần ở các nƣớc phát triển, nơi có các chƣơng trình kiểm soát hiệu quả.
Tuy nhiên, ung thƣ cổ tử cung đang gia tăng ở các nƣớc không có chƣơng trình kiểm soát hoặc chƣơng trình kiểm soát không hiệu quả [21]. Ung thƣ cổ tử cung là ung thƣ phát sinh ở cổ tử cung, nơi kết nối tử cung và âm đạo. Hầu hết tất cả các trƣờng hợp ung thƣ cổ tử cung (99%) đều có liên quan đến nhiễm Human papilloma virus (HPV), một loại virus phổ biến lây truyền qua đƣờng tình dục. HPV đƣợc định type (genotype) dựa trên sự khác biệt về trình tự DNA của virus.
Đến nay các nhà khoa học đã xác định đƣợc trên 100 type HPV khác nhau trong đó hơn 80 type đã đƣợc giải trình tự toàn bộ hệ gene và các type còn lại cũng đã đƣợc giải mã một phần. Dựa trên khả năng gây ra các tổn thƣơng mô học, đặc biệt là khả năng gây ung thƣ cổ tử cung, HPV đƣợc chia làm hai nhóm: nhóm HPV nguy cơ cao (High-risk HPV) gồm các type HPV-6, -18, -31, -45, -33, -35, -39, -51, -52, -56, -58, - 66, -68, -70. trong đó HPV-16, -18 chiếm tỷ lệ cao nhất [1]. Các type HPV nguy cơ cao là nguyên nhân chính gây ra các tổn thƣơng nghiêm trọng và phát triển thành ung thƣ cổ tử cung.
Nhóm HPV nguy cơ thấp (Low-risk HPV) gồm các type HPV-1, -2, -6, -8, -9, -11, -42, -43, -44, -48, -49, -50, - 64. Các type nguy cơ thấp là tác nhân gây nên đa số các dạng sùi mào gà sinh dục (HPV-6, -11), mụn cóc ở chân (HPV-1), mụn cơm ở tay (HPV-2) và các dạng viêm nhiễm khác. Tuy nhiên, cách phòng ngừa nhiễm HPV hiệu quả nhất là tiêm ngừa vacxin. Với những tiến bộ của y khoa hiện đại, ung thƣ cổ 2 tử cung có thể đƣợc chữa khỏi nếu bệnh đƣợc phát hiện sớm.
Do đó bên cạnh việc tầm soát ung thƣ cổ tử cung bằng xét nghiệm tế bào học cổ tử cung (xét nghiệm PAP) thì việc phát hiện tình trạng nhiễm HPV và định type virus này cũng có vai trò rất quan trọng. Trên cơ sở các kết quả thu đƣợc từ những đề tài nghiên cứu về HPV trƣớc tôi thực hiện đề tài “Xác định kiểu gene virus HPV (Human papilloma virus) trên các bệnh nhân đến khám tại Bệnh viện Đại học Y Thái Bình bằng phƣơng pháp PCR Reverse Dot Blot và Multiplex Real- time PCR” 2. Mục tiêu nghiên cứu Xác định kiểu gene virus HPV ở phụ nữ đến khám tại Bệnh viện trƣờng Đại học Y Thái Bình bằng phƣơng pháp PCR Reverse Dot Blot và Multiplex Realtime PCR. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu và phát hiện tình trạng nhiễm HPV ở nhóm phụ nữ đƣợc lựa chọn bằng kỹ thuật Realtime-PCR.
Xác định các genotype HPV ở những trƣờng hợp nhiễm virus này bằng kỹ thuật lai phân tử Reverse Dot Blot Xác định các genotype HPV bằng kỹ thuật Multiplex Realtime- PCR 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cấu tạo của HPV Human Papilloma Virus (HPV) là nhóm virus có kích thƣớc nhỏ, thuộc họ Papovaviridae. HPV là loại Papillomavirus gây tổn thƣơng biểu mô da và niêm mạc của ngƣời, loại virus này lây lan qua con đƣờng tiếp xúc trực tiếp, đặc biệt qua quan hệ tình dục [22]. HPV là virus không vỏ, đối xứng xoắn ốc có đƣờng kính 52-55 nm.
Vỏ gồm 72 đơn vị capsomer. Mỗi đơn vị capsid gồm một pentamer của protein cấu trúc L1 kết hợp với protein L2. Cả hai protein cấu trúc đều do virus tự mã hóa: Protein capsid chính (L1) có kích thƣớc khoảng 55 kDa và chiếm khoảng 80% tổng số protein của virus. Protein capsid phụ (L2) có kích thƣớc khoảng 70 kDa.
Cả hai protein cấu trúc đều do virus tự mã hóa: Protein capsid chính (L1) chiếm khoảng 80% tổng số protein của virus. Protein capsid phụ (L2) chiếm khoảng 20%. Tiểu phần lớn có một vòng xoắn cuộn có thể chuyển đổi thành tiểu phần nhỏ trong quá trình sao chép. Ngoài ra, một tiểu phần thứ 3 có hệ số lắng là 14S sẽ xuất hiện chịu trách nhiệm sao chép lại DNA tế bào chủ khi bao trong Virion.
Khi đó, capsid chứa DNA tế bào chủ đƣợc gọi là Virion giả hay Pseudovirion [24].1: Cấu trúc L1, L2 của Human Papilloma virus (Nguồn ảnh: http://www.ro/proceduri/depistare-si-tipizare-hpv. Bộ gene HPV có vật liệu di truyền là DNA, một mạch đôi không hoàn chỉnh, tồn tại dạng siêu xoắn hình vòng (circular ds-DNA). Bộ gene của virus chiếm khoảng 12% trọng lƣợng của hạt virus, chiều dài từ 7800 đến 8000 cặp base (bp) trong đó guanosine và cytosine chiếm 42%. DNA của virus liên kết với histone của tế bào chủ tạo thành cấu trúc phức hợp giống Chromatin (Chromatin-like complex).
Cấu trúc bộ gene nhóm Papillomavirus giống nhau ở các loài vật chủ, tất cả các khung đọc mở ORF (Open Reading Frame) của virus đều trên một chuỗi DNA. Điều này có nghĩa là tất cả các gene của virus nằm trên một mạch DNA và quá trình phiên mã xảy ra trên một mạch duy nhất. Bộ gene của HPV có 10 khung đọc mở ORF đƣợc chia làm hai loại là khung đọc mở sớm và khung đọc mở muộn tùy theo vị trí của ORF trong bộ gene. Bộ gene của HPV đƣợc chia làm ba vùng: 1.
Vùng điều hòa thượng nguồn URR (Upstream Regulatory Region) hay còn đƣợc gọi là vùng điều hòa dài LCR (Long Control Region), chứa DNA không mã hóa, có chức năng điều hòa quá trình sao chép DNA và quá trình phiên mã. Đây là vùng biến động nhất, chiếm khoảng 10% chiều dài của bộ gene, tƣơng đƣơng 800 đến 1000 bp tùy theo từng genotype khác nhau. Trình tự vùng URR bao gồm: Trình tự tăng cƣờng: là nơi gắn của các nhân tố phiên mã nhƣ AP- 1, NF1, otc 1, TEF1, TEF2, YY1… Promoter bao gồm cấu trúc TATA và vùng khởi đầu cho quá trình phiên mã tổng hợp RNA (P97 ở HPV-16 và P105 ở HPV-18). Điểm khởi đầu sao chép ORI, các tiểu phần kích hoạt và một số chuỗi gene câm (Silencing gene).
Vùng gene sớm (Early region): Gồm 6 gene, ký hiệu là E1, E2, E4, E5, E6, E7 và các khung đọc mở ORF. Sản phẩm của vùng gene này là các 5 protein chức năng giúp cho quá trình nhân lên của DNA virus, gây hiện tƣợng tăng sinh tế bào và gây biến đổi tế bào, hình thành tế bào bất tử. [27] Gene E1 HPV là virus sử dụng hoàn toàn các thành phần tế bào chủ để sao chép DNA. Gene E1 là một trong hai vùng gene bảo tồn nhất của HPV (cùng với L1) mã hóa các protein chức năng có vai trò cần thiết cho quá trình sao chép DNA và plasmid.
Gene E1 gắn vào vị trí khởi đầu của quá trình nhân lên (ori), thực hiện quá trình chia tách DNA (helicase) và giúp các chuỗi gene của virus duỗi ra trong quá trình sao chép. Hoạt động tháo xoắn của gene E1 không phụ thuộc ATP. Tại cơ thể sống, gene E1 và E2 đóng vai trò quan trọng trong điều chỉnh quá trình nhân lên của virus. Gene E2 còn có khả năng gắn với chuỗi DNA đặc hiệu (vị trí gắn E2 - E2BSs) và protein E1.
Tuy nhiên, cả hai chức năng của E2 đều do gene E1 điều chỉnh. Trong quá trình sao chép virus, có nhiều thành phần tế bào phụ thuộc gene E1 nhƣ DNA polymerase, chaperone protein, histone H1 và yếu tố sao chép A vì gene E1 có khả năng trực tiếp thúc đẩy các thành phần này. Gene E2 Ngoài chức năng trong sao chép DNA của virus, gene E2 còn đóng vai trò chủ đạo trong quá trình phiên mã cũng nhƣ trong quá trình giải mã và duy trì chuỗi gene virus ở ngoài nhiễm sắc thể. Chức năng điều hòa giải mã của gene E2 đƣợc thực hiện do sự gắn kết với E2BSs trong chuỗi gene của virus có ái lực với gene E2 và những vị trí liên quan này xác định hiệu quả của gene E2 trong quá trình giải mã.
Ở chuỗi gene của HPV nhóm "nguy cơ cao", gene E2 có khả năng ức chế quá trình sao chép từ yếu tố thúc đẩy bộc lộ các gene sớm của virus, do đó khi gene HPV nhóm "nguy cơ cao" xâm nhập vào nhiễm sắc thể vật chủ sẽ làm tăng khả năng bộc lộ gene gây ung thƣ E6 và E7. 6 Gene E1^E4 Giống nhƣ các protein khác của HPV, protein điều hòa E1^E4 là sản phẩm đƣợc tạo ra từ mRNA kết nối khi vòng mở dịch chuyển gene E1 và E4, có chức năng giúp cho quá trình trƣởng thành và phóng thích virus ra khỏi tế bào mà không làm tan tế bào chủ. Gene E1^E4 chứa 3 dạng chính tác động vào chu kỳ sống của virus gồm: (1) Dạng gene chứa nhiều leucine ở đầu tận cùng N liên quan đến keratin và cần thiết cho nhân lên của DNA; (2) Vùng chừa nhiều proline ở đoạn trung tâm, chứa vị trí threonine cần thiết cho khoảng nghỉ của chu kỳ tế bào tại giai đoạn G2/M và giải mã của phức hợp cyclinB/cdk1 ở bào tƣơng; (3) Đầu tận cùng C chứa domain đơn dạng kiểu niêm mạc và điều hòa khả năng gene E1^E4 tạo ra sự olimerize, gắn với DEAD-box RNA helicase và tạo ra sự phá vỡ hệ thống sợi keratin. Gene E5 Gene E5 mã hóa cho sản phẩm là protein E5, một protein chuỗi đôi kỵ nƣớc, kích thƣớc nhỏ nằm ở phần màng Golgi và lƣới nguyên sinh chất của tế bào, cần thiết cho quá trình xâm nhập và tồn tại của virus trong tế bào chủ.
Protein E5 là yếu tố tác động ngay trong giai đoạn đầu của quá trình xâm nhiễm, tạo ra các phức hợp với các thụ thể của yếu tố kích thích tăng trƣởng và biệt hóa tế bào đồng thời giúp cho virus lẩn trốn đáp ứng miễn dịch của chủ thể. Mặt khác, protein E5 còn có vai trò trong việc ngăn chặn sự chết theo chƣơng trình (apoptosis) của tế bào khi có sự sai hỏng do chính virus gây ra. Khả năng của E5 gây nên sự biến đổi của tế bào do gene E5 có khả năng hoạt hóa receptor của yếu tố phát triển và ức chế ATPase không bào. Gene E6 Gene E6 mã hóa cho protein E6, gồm khoảng 150 acid amin hình thành cấu trúc Cys-X-X-Cys gắn với kẽm (Zn) điều hòa, mã hóa cho khung đọc mở ORF đầu tiên trong chuỗi gene của HPV và là một trong các protein gây ung thƣ chính của HPV.