Nghiên cứu xác định các gen nguy cơ ở bệnh nhân alzheimer việt nam bằng kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới

ỦY BAN NHÂN DÂN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC GEN NGUY CƠ Ở BỆNH NHÂN ALZHEIMER VIỆT NAM BẰNG KỸ THUẬT GIẢI TRÌNH TỰ THẾ HỆ MỚI Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Viện Di truyền Y học Chủ nhiệm nhi

ỦY BAN NHÂN DÂN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC GEN NGUY CƠ

Ở BỆNH NHÂN ALZHEIMER VIỆT NAM

BẰNG KỸ THUẬT GIẢI TRÌNH TỰ THẾ HỆ MỚI

Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Viện Di truyền Y học

Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS Giang Hoa

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2020

LỜI CẢM ƠN

Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn Sở Khoa học và Công nghệ, Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ Tp Hồ Chí Minh đã phê duyệt, tài trợ và luôn giám sát, động viên thực hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ quan trọng này

Cảm ơn bệnh viện Đại học Y dược Tp Hồ Chí Minh đã phê duyệt “Đạo đức nghiên cứu” và cho phép thực hành khám, chẩn đoán, tuyển chọn bệnh nhân Alzheimer tại khoa Thần kinh của bệnh viện

Cảm ơn Viện Di truyền Y học (MGI) và Công ty Giải pháp gen (GS) đã cử người tham gia nghiên cứu và cho phép sử dụng miễn phí các thiết bị của Viện và công

ty vào mục đích nghiên cứu

Cảm ơn các bệnh nhân bị bệnh Alzheimer và gia đình đã tự nguyện tham gia nghiên cứu, cung cấp các thông tin cần thiết trong quá trình nghiên cứu

Thay mặt nhóm nghiên cứu

TS Giang Hoa

ỦY BAN NHÂN DÂN

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

VIỆN DI TRUYỀN Y HỌC

NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẦU TƯ TỪ

NGÂN SÁCH SỰ NGHIỆP KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

CỦA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO THỐNG KÊ

KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG

NGHỆ

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC GEN NGUY CƠ

Ở BỆNH NHÂN ALZHEIMER VIỆT NAM BẰNG KỸ THUẬT GIẢI TRÌNH TỰ THẾ HỆ MỚI

Chủ nhiệm đề tài

TS Giang Hoa

Cơ quan chủ trì nhiệm vụ

VIỆN DI TRUYỀN Y HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KH&CN

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu xác định các gen nguy cơ ở bệnh nhân

Alzheimer Việt Nam bằng kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới

2 Dạng nhiệm vụ: R&D, lĩnh vực: Y Dược

3 Chủ nhiệm nhiệm vụ:

- Họ và tên: Giang Hoa

- Ngày tháng năm sinh: 05/10/1982 Giới tính:

Nam

- Học hàm: Học vị: Tiến sỹ Chuyên ngành: Sinh tin học

Năm đạt học vị: 2013

- Chức danh khoa học: Năm được phong chức danh:

- Tên cơ quan đang công tác: Viện Di Truyền Y Học

- Chức vụ: Phó Viện trưởng

- Địa chỉ cơ quan: 186-188 Nguyễn Duy Dương, Phường 3, Quận 10,

TPHCM

- Điện thoại cơ quan: 02866608050 Fax:

- Địa chỉ nhà riêng: 154/63 Phong Phú, Phường 12, Quận 8, TPHCM

- Điện thoại nhà riêng:

- Điện thoại di động: 0918933242

- E-mail: gianghoa@suckhoeditruyen.vn

4 Tổ chức chủ trì nhiệm vụ

- Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Viện Di Truyền Y Học

- Điện thoại: 02866608050 Fax:

- E-mail: mgi@suckhoeditruyen.vn

- Website: www.suckhoeditruyen.vn

- Địa chỉ: 186-188 Nguyễn Duy Dương, Phường 3, Quận 10, TPHCM

- Họ và tên thủ trưởng tổ chức: GS Trương Đình Kiệt

2 Kinh phí và sử dụng kinh phí:

a) Tổng số kinh phí thực hiện: 2368 triệu đồng, trong đó:

+ Kinh phí hỗ trợ từ ngân sách khoa học: 2368 triệu đồng

Thời gian (Tháng/năm)

Kinh phí (Triệu đồng)

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

 Lý do thay đổi (nếu có):

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định )

Số

TT

Số, thời gian ban hành văn bản

3 485/QĐ-SKHCN,

20/05/2020

Quyết định về việc điều chỉnh

QĐ 1122/QĐ-SKHCN: thời gian thực hiện đề tài là 24 tháng kể từ ngày ký hợp đồng (các nội dung khác vẫn giữ nguyên)

Thời gian thực hiện

5 17/09/2019 Giám định giữa kỳ Hội đồng giám định

đồng ý tiếp tục nghiên cứu và đề nghị cấp kinh phí đợt 2

6 Thẩm tra quyết toán

Quyết định về việc phê duyệt

kế hoạch lựa chọn nhà thầu các gói thầu phục vụ nhiệm vụ khoa học công nghệ

8 26/QĐ-VDTYH,

19/09/2020

Quyết định thay đổi nhà thầu IDNA chuyển giao cho nhà thầu IHOPE

9 25/QĐ-MGI,

13/10/2020

Quyết định thành lập Tổ chuyên gia thẩm định quy trình

10 27/QĐ-MGI,

20/10/2020

Quyết định thành lập Hội đồng nghiệm thu cơ sở

11 Thẩm tra quyết toán

1 BV Đại học Y dược

TPHCM (Khoa nội thần

kinh)

BV Đại học Y dược TPHCM (Khoa nội thần kinh)

5 Cá nhân tham gia thực hiện nhiệm vụ:

Số

TT

Tên cá nhân đăng

ký theo Thuyết minh

Tên cá nhân đã tham gia thực hiện

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt

được

Ghi chú

1 TS Giang

Hoa

TS Giang Hoa

Thực hiện các nội dung 3, 4

và 6

- Hoàn thành xây dựng quy trình giải trình tự NGS 15 gen liên quan đột biến gây bệnh

- Hoàn thành áp dụng quy trình trên 151 người tham gia nghiên cứu gồm 101 bệnh và

50 chứng

- Hoàn thành phân tích dữ liệu của 101 mẫu với 51 bệnh nhân thuộc nhóm EOAD, 50 bệnh nhân thuộc nhóm LOAD

Thực hiện các nội dung 2, 3

và 4

- Hoàn thành quy trình tư vấn

di truyền trước và sau xét nghiệm Gen cho bệnh nhân Alzheimer

- Hoàn thành thu thập thông tin về gia sử sức khỏe và bệnh

sử của 101 bệnh nhân Alzheimer

- Hoàn thành việc tư vấn, vẽ cây gia hệ của mỗi gia đình bệnh nhân

3 TS Trần

Công Thắng

TS Trần Công Thắng

Thực hiện các nội dung 1, 2,

4 và 6

- Hoàn thành quy trình tuyển chọn người tham gia nghiên cứu

- Hoàn thiện các tiêu chí để chẩn đoán lâm sàng cho 101 đôi tượng tham gia nghiên cứu

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt

được

Ghi chú

- Hoàn thiện tuyển chọn 101 đối tượng nghiên cứu

4 TS Nguyễn

Hoài Nghĩa

TS Nguyễn Hoài Nghĩa

Thực hiện các nội dung 3 và

4

- Hoàn thành xây dựng quy trình giải trình tự NGS 15 gen liên quan đột biến gây bệnh

- Hoàn thành áp dụng quy trình trên 151 người tham gia nghiên cứu gồm 101 bệnh và

Thực hiện các nội dung 1, 2,

4 và 6

- Hoàn thành quy trình tuyển chọn người tham gia nghiên cứu

- Hoàn thiện các tiêu chí để chẩn đoán lâm sàng cho 101 đôi tượng tham gia nghiên cứu

- Hoàn thiện tuyển chọn 101 đối tượng nghiên cứu

Thực hiện các nội dung 2 và

4

- Hoàn thành nhiệm vụ quản

lý đề tài, các giấy tờ cần thiết, quyết toán kinh phí

- Hoàn thành việc thực hiện các bước trong quy trình giải trình tự gen cho 151 đối tượng tham gia nghiên cứu

Thực hiện nội dung 5

- Hoàn thành thiết kế 6 bộ mồi cho các biến thể cần ngoại kiểm

- Hoàn thành đánh giá ngoại kiểm 101 phản ứng Sanger, tính toán độ nhạy và độ đặc

Số

TT

Tên cá nhân đăng

ký theo Thuyết minh

Tên cá nhân đã tham gia thực hiện

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt

được

Ghi chú

Thực hiện nội dung 5

- Hoàn thành thiết kế 6 bộ mồi cho các biến thể cần ngoại kiểm

- Hoàn thành đánh giá ngoại kiểm 101 phản ứng Sanger, tính toán độ nhạy và độ đặc hiệu của quy trình NGS

9 CN Nguyễn

Thành Luân

CN Nguyễn Thành Luân

Thực hiện các nội dung 3 và

Thực hiện các nội dung 3 và

 Lý do thay đổi (nếu có):

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

Số

1 Không Hội thảo “Bệnh Alzheimer: giải

mã và chiến lược điều trị”

Không sử dụng kinh phí của đề tài

Thời gian (Bắt đầu, kết thúc

- tháng năm) Người, cơ quan thực

hiện Theo kế

hoạch

Thực tế đạt được

1 Nội dung 1: tuyển

chưa có biểu hiện bệnh

Alzheimer, tuổi trên 65

Bắt đầu từ 12/2018 đến 10/2020

Hoàn thành 100% công việc

TS Nguyễn Thị Quỳnh Thơ (Viện Di truyền Y học)

TS BS Trần Công Thắng (Bệnh Viện DHYD)

BSCK1 Tống Mai Trang (Bệnh Viện DHYD)

2 Nội dung 2: tư vấn di

truyền: tư vấn trước xét

nghiệm và tư vấn sau

Hoàn thành 100% công việc

TS Nguyễn Thị Quỳnh Thơ (Viện Di truyền Y học)

TS BS Trần Công Thắng (Bệnh Viện DHYD)

BSCK1 Tống Mai Trang (Bệnh Viện DHYD)

ThS Nguyễn Thị Tuyết Lan (Viện Di truyền Y học)

Thời gian (Bắt đầu, kết thúc

- tháng năm) Người, cơ quan thực

hiện Theo kế

hoạch

Thực tế đạt được

3 Nội dung 3: thu nhận

Hoàn thành 100% công việc

TS Giang Hoa (Viện

Di truyền Y học)

TS Nguyễn Thị Quỳnh Thơ (Viện Di truyền Y học)

TS Nguyễn Hoài Nghĩa (Đại học Y Dược

TpHCM)

CN Nguyễn Thành Luân (Viện Di truyền Y học)

CN Võ Thanh Bình (Đại học KHTN TpHCM)

4 Nội dung 4: lập thư

viện, làm giàu gen mục

Hoàn thành 100% công việc

TS Giang Hoa (Viện

Di truyền Y học)

TS Nguyễn Thị Quỳnh Thơ (Viện Di truyền Y học)

TS Nguyễn Hoài Nghĩa (Đại học Y Dược

TpHCM)

TS BS Trần Công Thắng (Bệnh Viện DHYD)

BSCK1 Tống Mai Trang (Bệnh Viện DHYD)

CN Nguyễn Thành Luân (Viện Di truyền Y học)

Thời gian (Bắt đầu, kết thúc

- tháng năm) Người, cơ quan thực

hiện Theo kế

hoạch

Thực tế đạt được

CN Võ Thanh Bình (Đại học KHTN TpHCM)

ThS Nguyễn Thị Tuyết Lan (Viện Di truyền Y học)

5 Nội dung 5: kiểm tra

các biến thể di truyền

bằng phương pháp giải

trình tự Sanger và ngoại

kiểm bằng NGS

20 biến thể được lựa

chọn ngẫu nhiên (bao

gồm tất cả các biến thể

gây bệnh, một phần các

biến thể lành tính và các

biến thể chưa rõ chức

năng) Cho mỗi biến

thể, 3 mẫu mang biến

thể và 2 mẫu không

mang biến thể sẽ được

lựa chọn ngẫu nhiên để

kiểm tra sự hiện diện

của biến thể này bằng

Hoàn thành 100% công việc

PGS.TS Đỗ Thị Thanh Thủy (Đại học Y Dược TpHCM)

TS Đường Thị Hồng Diệp (Đại học Y Dược TpHCM)

6 Nội dung 6: Viết báo

cáo nghiệm thu và bài

báo khoa học, sách

chuyên khảo

Bắt đầu từ 09/2020 đến 10/2020

Hoàn thành 90% công việc

TS Giang Hoa (Viện

Di truyền Y học)

TS BS Trần Công Thắng (Bệnh Viện ĐHYD)

Thời gian (Bắt đầu, kết thúc

- tháng năm) Người, cơ quan thực

hiện Theo kế

hoạch

Thực tế đạt được

BSCK1 Tống Mai Trang (Bệnh Viện ĐHYD)

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA NHIỆM VỤ

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

a) Sản phẩm dạng I:

b) Sản phẩm dạng II:

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Chính xác 100%, phù hợp với ngoại kiểm

(Vượt mức)

ra

Cần đạt

Mẫu tương tự

(theo các tiêu chuẩn mới

nhất)

Trong nước

Thế giới

1

TT

Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học cần đạt Ghi chú

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

2 Quy trình tư vấn

di truyền bệnh nhân

Alzheimer

- Đảm bảo các nguyên tắc và các bước về tư vấn di truyền nói chung

và với thực tế tư vấn di truyền cho bệnh nhân Alzheimer tại Việt Nam

(Vượt mức)

Số liệu các gen quyết định và các gen nguy

cơ có thể làm cơ sở cho việc xây dựng gene – panel trong xét nghiệm gen bệnh Alzheimer tại Việt Nam

4 Báo cáo phân tích

“Lợi thế và giới hạn của ứng dụng giải trình tự gen trong bệnh Alzheimer và sa sút trí tuệ”

“Ứng dụng giải trình tự gen thế hệ mới trong bệnh Alzheimer: lợi ích và hạn chế”

Không

sử dụng kinh phí của đề tài

c) Sản phẩm dạng III:

Số

TT

Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học cần đạt

Dự kiến nơi công

bố (Tạp chí, Nhà

xuất bản)

Ghi chú

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

1

Bài báo quốc

tế

1 bài

“Gene analysis of Vietnamese patients with early- onset Alzheimers disease”

International Journal of Neurosciences (IF 2.1), 11, 2020 (chấp nhận đăng)

Số

TT

Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học cần đạt

Dự kiến nơi công

bố (Tạp chí, Nhà

xuất bản)

Ghi chú

Theo kế hoạch

Tạp chí y học TP.HCM Tập 24, số 4, 2020, 132-139

đột biến gen liên quan đến bệnh Alzheimer khởi phát muộn bằng kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới” (Tháng 10/2020)

Tạp chí y học Việt Nam, 2020, số chuyên đề (chấp nhận đăng)

(Vượt mức)

kiểu gen kiểu hình trong bệnh Alzheimer”

Tạp chí y học TP.HCM, số 12,

2020 (chấp nhận đăng)

(Vượt mức)

genomics

và lâm sàng”

“Giải mã bệnh Alzheimer với các nghiên cứu y sinh học”

Nhà xuất bản Y học (Đã hợp đồng In

và phát hành tháng 4/2021)

Không

sử dụng kinh phí của đề tài

d) Sản phẩm dạng IV: Kết quả tham gia đào tạo sau đại học

Số

TT Cấp đào tạo

chú Theo kế hoạch Thực tế đạt được

1 - Bác sĩ chuyên

khoa 2

BS Tống Mai Trang, bảo vệ tháng 03/2020

Đã bảo vệ tháng 12/2019 với tên luận văn “So sánh sự thay đổi các lĩnh vực nhận thức ở bệnh nhân Alzheimer thể khởi phát sớm và muộn”

2 - Thạc sĩ

CN Đào Thị Hồng Thúy, bảo

vệ tháng 05/2020

Bảo vệ luận văn tháng 10/2020 với tên luận văn “Nghiên cứu phổ đột biến gen liên quan bệnh Alzheimer ở người Việt Nam bằng kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới”

e) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp:

Số

2 Đánh giá về hiệu quả do nhiệm vụ mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

 Thực hiện đề tài này giúp xây dựng và làm chủ các quy định cơ bản trong nghiên cứu di truyền bệnh Alzheimer:

 Quy trình xác định đột biến gen nguy cơ ở bệnh nhân Alzheimer bằng kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới

 Quy trình khám, chẩn đoán và tuyển chọn bệnh nhân Alzheimer vào nghiên cứu

 Quy trình tư vấn di truyền bệnh nhân Alzheimer

 Lần đầu tiên sử dụng NGS trong nghiên cứu 15 gen có liên quan đến bệnh Alzheimer và bước đầu đã có số liệu về các gen đó để xây dựng một multi-gene panel trong xét nghiệm gen bệnh Alzheimer

 Trên cơ sở các dữ liệu gen ban đầu, chúng ta sẽ có kế hoạch xây dựng

bộ gen Alzheimer Việt Nam

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội

 Kết quả Nghiên cứu bước đầu thu hút sự quan tâm của các bác sĩ lâm sàng, đặc biệt là các bác sĩ chuyên khoa thần kinh, trong việc tìm hiểu khía cạnh di truyền học của bệnh Alzheimer, cùng với các nhà di truyền học xác lập một bộ xét nghiệm đa gen có thể ứng dụng trong thực hành, nhằm cải tiến việc chẩn đoán, điều trị, chăm sóc sức khoẻ bệnh nhên Alzheimer

 Việc tư vấn di truyền cho bệnh nhân Alzheimer và gia đình sẽ được triển khai theo hướng hiệu quả hơn, chú trọng đến việc xây dựng gia sử sức khoẻ và lượng giá nguy cơ trước xét nghiệm (FHH-based risk assessment) và lượng giá nguy cơ sau xét nghiệm

 Trên cơ sở kết quả của nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu sẽ cùng với các bác sĩ lâm sàng và các phòng xét nghiệm, các bệnh viện có khoa nội thần kinh xây dựng và phát triển phương pháp chẩn đoán sớm xét

nghiệm dự báo Alzheimer

c) Mức độ sẵn sàng chuyển giao, thương mại hoá kết quả nghiên cứu

Việc chuyển giao kết quả nghiên cứu tuân theo các quy định của Sở Khoa học

và Công nghệ TP.HCM, cơ quan cấp kinh phí cho nghiên cứu này

Về phần mình, nhóm nghiên cứu và Viện Di truyền Y học sẵn sàng chuyển giao cho bất kì bệnh viện nào các quy trình kỹ thuật một cách miễn phí thông qua các hội thảo – đào tạo:

(1) Quy trình NGS Alzheimer

(2) Quy trình khám, chẩn đoán và tuyển chọn bệnh nhân Alzheimer

(3) Quy trình tư vấn di truyền bệnh Alzheimer

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của nhiệm vụ:

Kết luận của Hội đồng:

- Nghiên cứu diễn ra đúng tiến độ

- Đồng ý tiếp tục nghiên cứu Lần 2 (báo cáo

nghiệm thu cuối kỳ)

- Dự kiến nghiệm thu cấp cơ sở tháng 10/2020

- Nghiệm thu cuối kỳ:

tháng 11/2020

- Đúng thời hạn

- Đạt tất cả các mục tiêu và vượt về sản phẩm nghiên cứu

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT i

DANH MỤC BIỂU ĐỒ ii

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC BẢNG v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Tổng quan về bệnh Alzheimer 5

1.2 Yếu tố nguy cơ của bệnh Alzheimer 8

1.3 Di truyền học bệnh Alzheimer 10

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Đối tượng nghiên cứu 17

2.1.1 Chọn mẫu nghiên cứu 17

2.1.2 Tiêu chuẩn thu nhận và loại trừ mẫu 17

2.1.3 Cỡ mẫu 18

2.2 Thiết bị - dụng cụ - hóa chất 19

2.2.1 Thiết bị 19

2.2.2 Dụng cụ tiêu hao 19

2.2.3 Hóa chất 19

2.3 Thu nhận và định lượng DNA bộ gen từ máu ngoại vi 20

2.3.1 Tách chiết DNA bộ gen 21

2.3.2 Định lượng DNA sau khi tách chiết 22

2.4 Chuẩn bị thư viện giải trình tự thế hệ mới 23

2.4.1 Phân cắt và sửa đuôi DNA 23

2.4.3 Chọn lọc kích thước sau khi gắn adaptor 25

2.4.4 Khuếch đại và tinh sạch thư viện DNA 25 2.5 Làm giàu phân mảnh DNA từ 15 gen mục tiêu bằng quy trình "lai-bắt giữ" 26

2.5.1 Đông khô hỗn hợp thư viện DNA 27 2.5.2 Lai với mẫu dò 27

2.5.3 Chuẩn bị dung dịch rửa 28 2.5.4 Chuẩn bị hạt từ Streptavidin 29

2.5.5 Gắn biotin đặc hiệu cho các gen mục tiêu 29

2.5.6 Rửa streptavidin bead để loại bỏ DNA không được bắt giữ 29 2.5.7 Khuếch đại sản phẩm lai 30

2.6 Giải trình tự và phân tích kết quả giải trình tự 30

2.7 Ngoại kiểm bằng phương pháp Sanger 31 CHƯƠNG 3: NỘI DUNG KH&CN 32 3.1 Nội dung nghiên cứu khoa học 32

3.2 Sơ đồ nghiên cứu tổng thể 34 3.3 Kế hoạch triển khai (Thể hiện bằng sơ đồ Gantt) 35

CHƯƠNG 4: CÁC KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 36 4.1 Đặc điểm chung nhóm bệnh nhân nghiên cứu 36 4.1.1 Đặc điểm độ tuổi khởi phát bệnh nhân Alzheimer Việt Nam 36 4.1.2 Các đặc điểm về giới tính, tiền sử và bệnh nền của bệnh nhân Alzheimer Việt Nam 37 4.2 Kết quả tư vấn di truyền cho bệnh nhân tham gia nghiên cứu 39

4.2.1 Phân tích gia sử sức khoẻ bệnh nhân Alzheimer 39 4.2.2 Vai trò của tư vấn di truyền trước xét nghiệm 40

4.2.3 Vai trò của tư vấn di truyền sau xét nghiệm 44

4.3 Xây dựng quy trình giải trình tự thế hệ mới và xác lập quy trình tin-sinh học 15 gen mục tiêu liên quan bệnh Alzheimer 49

4.3.1 Xây dựng quy trình giải trình tự thế hệ mới liên quan bệnh Alzheimer 49 4.3.2 Xác lập quy trình làm giàu 15 gen mục tiêu liên quan bệnh Alzheimer 51

4.3.3 Độ sâu và độ phủ của quy trình giải trình tự gen thế hệ mới bệnh nhân Alzheimer 54

4.3.4 Thiết kế quy trình sinh-tin học xác định biến thể liên quan bệnh Alzheimer 55

4.4 Phân tích dữ liệu 15 gen mục tiêu liên quan bệnh Alzheimer trên người Việt Nam 59

4.4.1 Sự phân bố biến thể trên 15 gen mục tiêu trong 151 người Việt Nam… 59

4.4.2 Phân tích gen nguy cơ trên nhóm bệnh nhân khởi phát sớm 62 4.4.3 Kết quả phân tích gen nguy cơ trên nhóm bệnh nhân khởi phát muộn… 69

4.4.4 Mối liên hệ kiểu gen - kiểu hình của bệnh nhân Alzheimer Việt Nam 73

4.5 Xác định độ chính xác của quy trình giải trình tự thế mới bệnh nhân Alzheimer 76 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 80 5.1 Kết luận 80 5.2 Kiến nghị 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

4 EOAD Early Onset Alzheimer’s Disease

7 LDLR Low Density Lipoprotein Receptor

8 LOAD Late Onset Alzheimer’s Disease

10 NGS Next-generation sequencing

12 PCR Polymerase Chain Reaction

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1: Biểu đồ điểm độ tuổi khởi phát của bệnh nhân AD Việt Nam 37

Biểu đồ 4.2: Biểu đồ độ tuổi khởi phát trung bình trong nhóm bệnh nhân có bệnh nền 38

Biểu đồ 4.3: Tỷ lệ phân bố số người mắc bệnh của các gia hệ trong nghiên cứu 40 Biểu đồ 4.4: Nồng độ DNA trung bình tại các bước trong quy trình NGS 50

Biểu đồ 4.5: Tỉ lệ biến thể di truyền phát hiện trong toàn bộ nhóm mẫu 59

Biểu đồ 4.6: Sự phân bố biến thể di truyền phát hiện trên nhóm mẫu theo chức năng và gene 60

Biểu đồ 4.7: Sự phân bố biến thể di truyền theo chức năng và gene trong từng phân nhóm bệnh nhân 61

Biểu đồ 4.8: Tỉ lệ đột biến gen trong từng nhóm bệnh nhân và đối chứng 73

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sự thay đổi tỉ lệ của các nguyên nhân gây chết (ở mọi độ tuổi) từ năm

2000 - 2018 6 Hình 1.2: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa các dạng bệnh Alzheimer 7

Hình 1.3: Nguyên nhân trực tiếp gây bệnh Alzheimer 10

Hình 1.4: Các biến thể đóng góp trong bệnh Alzheimer 11 Hình 1.5: Con đường tiềm năng của các gen nhạy cảm liên quan đến sinh bệnh học bệnh Alzheimer 13

Hình 2.1: Quy trình thực hiện nghiên cứu 21 Hình 4.1: Gia hệ gia đình AZ001 có 11 anh chị em và 1 con 42

Hình 4.2: Gia hệ gia đình AZ073 có 3 người có sa sút trí tuệ 42 Hình 4.3: Gia hệ gia đình AZ003 có bệnh nhân và mẹ đẻ có sa sút trí tuệ 43

Hình 4.4: Gia hệ gia đình AZ043 có bệnh nhân và mẹ đẻ có sa sút trí tuệ 43

Hình 4.5: Gia hệ gia đình AZ108 có mang đột biến gen APP (c.2149G>A

p.Val717Ile) 48

Hình 4.6: Gia hệ gia đình AZ014 có mang đột biến gen PSEN1 (c.791C>T p.Pro264Leu) 49 Hình 4.7: Điều kiện tối ưu và tiêu chuẩn cần đạt trong quy trình giải trình tự gen nguy cơ ở bệnh nhân Alzheimer 51 Hình 4.8: Điều kiện tối ưu trong bước làm giàu 15 gen mục tiêu bệnh Alzheimer 52 Hình 4.9: Kích thước phân mảnh DNA bộ gen trước và sau khi tạo lập thư viện giải trình tự 53

Hình 4.10: Thông số cần theo dõi trong quá trình giải trình tự 53

Hình 4.11: Sắp gióng cột trình tự cho thấy phần lớn trình tự nằm trong vùng mục tiêu 54

Hình 4.12: Quy trình sinh-tin học phân tích dữ liệu giải trình tự thế hệ mới 58

Hình 4.13: Kết quả giải trình tự của biến thể PSEN1 c.791C>T (p.Pro264Leu) 63

Hình 4.14: Kết quả giải trình tự biến thể PSEN1 c.932A>G (p.Lys311Arg) 64 Hình 4.15: Kết quả biến thể APP c.2149G>A (p.Val717Ile) 66

Hình 4.16: Kết quả biến thể APP c.1148G>A (p.Gly383Glu) 67

Hình 4.17: Sự tương quan kiểu gen – độ tuổi khởi phát trên bênh nhân EOAD 74 Hình 4.18: Sự tương quan kiểu gen – độ tuổi khởi phát trên bệnh nhân LOAD 75

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tổng hợp các gen chính liên quan trong bệnh AD 11

Bảng 1.2: Tần suất gen nguy cơ APOE [64] 12

Bảng 1.3: Nghiên cứu về gen quyết định bệnh Alzheimer ở một số nước 15

Bảng 2.1: Thành phần hóa chất cho phản ứng cắt và sửa đuôi 24

Bảng 2.2: Thành phần hóa chất cho phản ứng nối các đoạn adaptor 24 Bảng 2.3: Thành phần hóa chất cho phản ứng khuếch đại thư viện DNA 25

Bảng 2.4: Thành phần hóa chất cho phản ứng đông khô hỗn hợp thư viện DNA 27 Bảng 2.5: Vị trí thiết kế của các mẫu dò trên hệ gen người 27

Bảng 2.6: Thành phần hóa chất chuẩn bị dung dịch rửa 28 Bảng 4.1: Nguy cơ mắc bệnh Alzheimer thể khởi phát sớm và muộn của thế hệ F1 trước và sau khi có kết quả xét nghiệm gen 44 Bảng 4.2: Độ sâu trung bình và tỉ lệ nucleotit có độ sâu tối thiểu 10X của mẫu giải trình tự trong nghiên cứu 55

Bảng 4.3: Biến thể APP/PSEN1 trong 6 bệnh nhân AD thể khởi phát sớm 62

Bảng 4.4: Kiểu gen APOE quy định bởi 2 biến thể rs429358 và rs7412 68 Bảng 4.5: Alen APOEe4 phát hiện trên bệnh nhân EOAD 68

Bảng 4.6: Đột biến trên gen nguy cơ liên quan bệnh Sa sút trí tuệ thuỳ trán thái dương tìm thấy trên bệnh nhân thể khởi phát sớm (EOAD) 69

Bảng 4.7: Biến thể APP/PSEN1/PSEN2 tìm thấy trên bệnh nhân thể khởi phát

muộn (LOAD) 70

Bảng 4.8: Alen APOEe4 phát hiện trên bệnh nhân LOAD 70

Bảng 4.9: Đột biến trên gen nguy cơ liên quan bệnh Sa sút trí tuệ thuỳ trán thái dương tìm thấy trên bệnh nhân thể khởi phát muộn (LOAD) 72

Bảng 4.10: Thông tin 6 cặp mồi thiết kế phục vụ mục đích ngoại kiểm kết quả giải trình tự thế hệ mới 77

Bảng 4.11: Kết quả ngoại kiểm bằng phương pháp Sanger cho 6 đột biến trên alen

APOE e4, APP và PSEN1 ghi nhận bằng NGS 78

Bảng 4.12: Độ chính xác của quy trình giải trình tự gen thế hệ mới 79

MỞ ĐẦU

(1) Bệnh Alzheimer là bệnh thoái hóa thần kinh tiến triển chậm nhưng không hồi phục, gây ra tình trạng giảm trí nhớ, suy giảm trí tuệ, rối loạn ngôn ngữ và khả năng định hướng của bệnh nhân Alzheimer là dạng sa sút trí tuệ phổ biến nhất, chiếm 60%-80% bệnh sa sút trí tuệ nói chung Bệnh có một quá trình tiến triển

âm thầm, kéo dài từ vài năm đến 15-20 năm trước khi các triệu chứng xuất hiện và có thể chẩn đoán được [1, 2] Đến nay, bệnh Alzheimer vẫn là gánh nặng toàn cầu về sức khỏe cũng như về kinh tế xã hội Bệnh vẫn tiếp tục gia tăng về số lượng người mắc cũng như tiêu tốn chi phí điều trị/chăm sóc người bệnh Theo ngân hàng thế giới (WB) thì tổng chi phí cho căn bệnh này trong năm 2019 đã đạt 1000 tỉ USD [3, 4]

(2) Trong hai thập niên gần đây, bệnh Alzheimer đã được quan tâm đặc biệt trong nghiên cứu và can thiệp Ở các nước phát triển, nơi có tuổi thọ trung bình tăng nhanh và số bệnh nhân Alzheimer cũng tăng nhanh thì việc đầu tư cho nghiên cứu Alzheimer đang rất được ưu tiên Các nhà khoa học đã ghi nhận rất nhiều hiểu biết mới về nguyên nhân, bệnh học, cơ chế bệnh sinh cũng như đặc điểm lâm sàng của bệnh Alzheimer, các giả thuyết về cơ chế bệnh sinh ngày càng nhiều

Tuy vậy, những gì chúng ta làm được đối với bệnh nhân Alzheimer vẫn còn khiêm tốn: chưa có một phương pháp chẩn đoán sớm nào được giới y khoa chấp nhận, các thử nghiệm lâm sàng thì vẫn hết thất bại này đến thất bại khác,

do đó đến nay bệnh Alzheimer vẫn là bệnh không thể chữa khỏi và rất khó dự phòng hiệu quả

(3) Để điều trị và dự phòng có kết quả, bệnh phải được chẩn đoán sớm nhất có thể [5, 6] Theo quan điểm của y học hiện nay, muốn chẩn đoán sớm chính xác, nhất thiết phải dựa vào dấu ấn sinh học [7-9] Hiện nay dấu ấn sinh học của bệnh Alzheimer được phân thành 5 nhóm chính:[10-20]

- Dấu ấn sinh học hệ gen (genomic biomarkers)

- Dấu ấn sinh học hình ảnh thần kinh (neuroimaging biomarkers)

- Dấu ấn sinh học dịch não tủy (CSF biomarkers)

- Dấu ấn sinh học trong máu (blood biomarkers)

- Dấu ấn sinh học cấu trúc tế bào (cell- based biomarkers)

(4) Chúng ta có thể lựa chọn bất kỳ tiếp cận dấu ấn sinh học nào để nghiên cứu cơ chế bệnh sinh, hay phát triển phương pháp chẩn đoán, phương pháp điều trị,

dự phòng Hiện nay nhiều nhà khoa học theo hướng tiếp cận các dấu ấn dịch (dịch não tủy hoặc máu), dấu ấn hình ảnh học thần kinh (mảng Aβ, búi vi sợi thần kinh tau) hoặc theo tiếp cận dựa vào cấu trúc tế bào (thoái hóa nơron, synap, kích ứng vi bào đệm, kích ứng tế bào thần kinh đệm hình sao, rối loạn chức năng ty thể, rối loạn quá trình tự thực – autophagy, hoặc exosome…) Các dấu ấn sinh học trên đều là những biểu hiện của kiểu hình

Nghiên cứu về genomic là những nghiên cứu cơ bản, cần thiết để hiểu được

về nguyên nhân, cơ chế bệnh sinh, giúp phân tầng bệnh nhân,… trong chẩn đoán cũng như điều trị, do đó được đặc biệt quan tâm và đầu tư ở nhiều nước Chúng tôi quyết định lựa chọn tiếp cận genomics cho bệnh Alzheimer và phát triển hướng nghiên cứu này, trong ít nhất 10 năm, từ 2018-2028

(5) Đề xuất và thực hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ cụ thể này, nhóm nghiên cứu xuất phát từ các quan điểm sau:

- Bệnh Alzheimer là bệnh phức tạp đa yếu tố, do yếu tố đa gen và yếu tố môi trường quyết định [21, 22]

- Các gen liên quan trong bệnh Alzheimer có 2 nhóm: các gen quyết định (determinative genes) và các gen nguy cơ (risk genes) Các gen quyết định

(APP, PSEN1, PSEN2 [23-25]) là những gen gây ra nhóm bệnh Alzheimer khởi phát sớm (EOAD), còn các gen nguy cơ (APOE, MAPT…) có liên

quan đến nhóm bệnh Alzheimer khởi phát muộn (LOAD)[26, 27] Ngoài ra còn có nhiều gen khác mà khi bị đột biến sẽ làm tăng khả năng gây bệnh Alzheimer

- Việc xác định các gen nguy cơ gây bệnh Alzheimer giúp chúng ta hiểu được

cơ chế bệnh sinh, giúp phân tầng bệnh nhân và thực hiện việc chẩn đoán điều trị dựa vào thông tin di truyền có kết quả tốt hơn

- Trong các phương pháp nghiên cứu di truyền như phân tích sinh đôi, phân tích liên kết, nghiên cứu tương quan toàn bộ gen (GWAS), phương pháp

giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) có nhiều ưu thế, giúp ta giải trình tự nhiều gen một cách nhanh nhất, chính xác nhất [15, 28-30]

- Để nhận dạng các biến thể gây bệnh Alzheimer dạng khởi phát sớm hay gia tăng nguy cơ Alzheimer dạng khởi phát muộn, DNA bộ gen được tách chiết

từ máu ngoại vi của bệnh nhân Alzheimer Trong nghiên cứu này, chúng tôi phân chia bệnh nhân thành 2 dạng: khởi phát sớm và khởi phát muộn dựa trên tuổi tại thời điểm chẩn đoán bệnh DNA bộ gen sẽ được sử dụng để xây dựng thư viện giải trình tự qua các bước như: phân cắt ngẫu nhiên tạo phân mảnh DNA kích thước nhỏ, chỉnh sửa đầu mút phân mảnh DNA, gắn kết trình tự đặc hiệu (adaptor: trình tự bắt cặp vào oligomer trên phiến kính giải trình tự), nhân bản bằng phương pháp chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction- PCR [31]) Tuỳ theo phương pháp lai-bắt giữ mà bước chuẩn bị thư viện được thực hiện trước và sau khi lai-bắt giữ các gen mục tiêu (15 gen trong bảng) bằng các mẫu dò có gắn biotin Thư viện đạt tiêu chuẩn sẽ được giải trình tự trên hệ thống giải trình tự thế hệ mới của hãng Illumina tại độ sâu tối thiểu đủ để phát hiện biến thể di truyền trong các gen mục tiêu Kết quả giải trình tự sẽ được ngoại kiểm bằng phương pháp Sanger trên mẫu DNA tách chiết Quá trình phân tích kết quả giải trình tự sẽ xây dựng thư viện biến thể di truyền đặc trưng cho quần thể Việt Nam và dự đoán mối liên hệ với hai dạng bệnh Alzheimer khảo sát

(6) Ở Việt Nam, bệnh Alzheimer cũng là một bệnh phổ biến, nhất là trong

xu thế già hoá dân số Các bác sĩ chuyên khoa thần kinh đã chú ý nghiên cứu các khía cạnh lâm sàng [32-38], dịch tễ học lâm sàng [39-44] Rất

ít nghiên cứu về di truyền học Alzheimer được công bố [26, 45], và đến nay ở nước ta vẫn chưa có nghiên cứu ứng dụng giải trình tự gen thế hệ mới cho bệnh Alzheimer người Việt

Xuất phát từ những phân tích trên, chúng tôi đã đề xuất với Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh, được Sở chấp thuận và tài trợ thực hiện đề

tài: “Nghiên cứu xác định các gen nguy cơ ở bệnh nhân Alzheimer Việt Nam bằng kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới”

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu tổng quát

Xác định được các gen chính và một số biến thể di truyền có liên quan đến

bệnh Alzheimer ở bệnh nhân Alzheimer Việt Nam

Mục tiêu cụ thể

1 Xác lập được quy trình làm giàu DNA từ 15 gen mục tiêu liên quan đến

bệnh Alzheimer

2 Thiết kế quy trình giải trình tự thế hệ mới (NGS) với độ sâu hợp lý cho

việc xác định từng loại biến thể di truyền

3 Thiết kế quy trình sinh tin học (Bioinfomatics) phù hợp để phân tích kết

quả giải trình tự gen thế hệ mới cho bệnh Alzheimer tại Việt Nam

Đây là nghiên cứu khởi động về genomics bệnh Alzheimer ở Việt Nam, tiếp

theo đó chúng ta còn cần rất nhiều những nghiên cứu về lĩnh vực di truyền,

xây dựng bộ gen Alzheimer Việt Nam, để triển khai các nghiên cứu theo định

hướng y học chính xác (precision medicine), phát triển các phương pháp chẩn

đoán sớm chính xác, các thử nghiệm lâm sàng dựa trên thông tin di truyền

Nhân cơ hội kết thúc nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu cùng với Viện Di

truyền Y học sẽ xây dựng và công bố dự thảo tóm tắt “Chương trình khoa học

– công nghệ mục tiêu về nghiên cứu can thiệp bệnh Alzheimer Việt Nam (giai

đoạn 2021-2025)” với hy vọng sẽ được cộng đồng các nhà khoa học đa lĩnh

vực, đa trung tâm đồng thuận và Sở Khoa học Công nghệ TP.HCM chấp thuận

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về bệnh Alzheimer

Bệnh Alzheimer (AD_OMIM #104300) là một nguyên nhân hàng đầu của bệnh lý sa sút trí tuệ (SSTT) (chiếm tỷ lệ 60-80%), gây ra tình trạng mất trí nhớ, mất các chức năng nhận thức, làm ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sống và làm việc của người bệnh AD là bệnh thoái hóa não tiến triển, vì vậy triệu chứng lâm sàng của AD rất đa dạng, tùy thuộc nhiều vào giai đoạn bệnh Ban đầu là chứng hay quên, rối loạn về ngôn ngữ, giảm khả năng tính toán, quản lý, rối loạn định hướng dẫn đến bị đi lạc, kế tiếp là các biểu hiện nặng thêm như rối loạn hành vi, hoang tưởng, trầm cảm Cuối cùng người bệnh sẽ mất dần các chức năng quan trọng của con người, không còn tự ăn uống tiêu tiểu được và tử vong do suy kiệt, bệnh lý nhiễm trùng hoặc tai nạn Mặc dù thời gian sống trung bình của bệnh Alzheimer khoảng 5-15 năm tùy vào tuổi khởi phát bệnh nhưng đa số qua đời sau 4-8 năm phát bệnh [3]

Bệnh được mô tả lần đầu vào năm 1906 bởi nhà tâm thần học người Đức Alois Alzheimer Ông mô tả một bệnh nhân nữ khoảng 50 tuổi tên là August D có biểu hiện mất trí nhớ và rối loạn hành vi Sau khi bệnh nhân mất vào năm 55 tuổi, ông tử thiết và ghi nhận teo vỏ não đáng kể với mảng amyloid (amyloid plaques)

và những đám rối vi sợi thần kinh (neurofibril tangles)

Hơn một thế kỉ phát hiện và nghiên cứu về Alzheimer đã mang lại cho chúng

ta nhiều hiểu biết về nguyên nhân, bệnh sinh, cơ chế phát triển bệnh, rất nhiều giả thuyết mới đã được công bố, nhiều thuốc mới đã được thử nghiệm…Tuy vậy, những cố gắng của các nhà khoa học và sự đầu tư khổng lồ cho nghiên cứu can

thiệp bệnh Alzheimer vẫn chưa mang đến những kết quả mong muốn [46, 47]

Nguồn: dữ liệu từ National Center for Health Statistics năm 2000 – 2018 [3]

Hình 1.1: Sự thay đổi tỉ lệ của các nguyên nhân gây chết (ở mọi độ tuổi) từ

năm 2000 - 2018

Hình trên cho thấy từ năm 2000 đến năm 2018, tỉ lệ tử vong do bệnh

Alzheimer liên tục tăng, trong lúc các bệnh khác đã giảm rõ rệt, đặc biệt là các bệnh tim mạch, HIV

Theo hiệp hội Alzheimer toàn cầu, bệnh AD được chia thành 3 giai đoạn:

sớm, giữa và cuối (nhẹ-vừa và nặng) Các triệu chứng của bệnh AD sẽ tiến triển theo thời gian và tốc độ tiến triển của bệnh sẽ tùy thuộc vào mỗi cá nhân Bệnh Alzheimer thường ảnh hưởng ở người lớn hơn 65 tuổi Nhóm bệnh nhân này được gọi là bệnh Alzheimer khởi phát muộn (LOAD – Late Onset Alzheimer’s Disease), chiếm khoảng 95% bệnh nhân Alzheimer nói chung [48] Khi bệnh được chẩn đoán sớm hơn 65 tuổi thì được gọi là bệnh AD thể khởi phát sớm (EOAD – Early Onset Alzheimer’s Disease) chiếm tỉ lệ khoảng 5% Những nghiên cứu mới nhất

thay đổi trong não liên quan đến bệnh mà không hề hay biết, đây được gọi là giai đoạn tiền lâm sàng [49] Có thể khái quát hoá về bệnh Alzheimer như sau:

Nguồn: Tenielle Porter et Al (2019) The Role of Genetics in Alzheimer's Disease and

Parkinson's Disease [50]

Hình 1.2: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa các dạng bệnh Alzheimer

Bệnh AD liên quan đến di truyền thường xuất hiện ở tuổi khởi phát nhỏ hơn

50 tuổi và tỉ lệ chung là 1% cho tất cả các bệnh AD do di truyền Bệnh di truyền trội trên nhiễm sắc thể thường và do đột biến gen làm thay đổi sự tạo thành beta-

amyloid (Aβ) và chuyển hóa, bao gồm cả protein tiền thân amyloid (APP), presenilin-1 (PSEN1), presenilin-2 (PSEN2) [25, 51] Lớn tuổi, tiền sử gia đình có

người mắc AD và tình trạng mang alen APOE là những yếu tố nguy cơ của bệnh

Tổ chức Y tế thế giới (WHO), liên minh hành động toàn cầu vì bệnh Alzheimer và sa sút trí tuệ (Global Alzheimer ‘s and dementia action Alliance), hội Alzheimer thế giới đều cho rằng bệnh Alzheimer đang gia tăng nhanh và sẽ trở thành cuộc khủng hoảng sức khỏe toàn cầu trong thế kỷ 21 [52]

Theo ước tính, các bệnh sa sút trí tuệ ảnh hưởng đến khoảng 46 triệu người trên khắp thế giới, con số này sẽ tăng gấp đôi mỗi 20 năm Dự đoán số bệnh nhân toàn thế giới năm 2030 là 74,7 triệu người và năm 2050 sẽ tăng lên 131,5 triệu người Trong đó chiếm phần lớn là các bệnh nhân mắc Alzheimer [53]

1.2 Yếu tố nguy cơ của bệnh Alzheimer

Bệnh Alzheimer có 5 nhóm yếu tố nguy cơ chính là: tuổi, giới, di truyền,

bệnh tật, lối sống

 Tuổi: tuổi được cho là yếu tố nguy cơ lớn nhất đối với bệnh Alzheimer

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nguy cơ mắc Alzheimer sẽ tăng dần theo tuổi Khi tuổi càng tăng, quá trình lão hóa của các tế bào não càng diễn ra nhanh hơn, đồng thời hệ thống miễn dịch sa sút góp phần làm tăng nguy cơ mắc bệnh Alzheimer Ở độ tuổi 40 tuổi, tỷ lệ sa sút trí tuệ chỉ chiếm 0,1% dân số; đến trên 65 tuổi, tỷ lệ này là 5-8%; sau 75 tuổi nó tăng lên 15-20%;

và trên 85 tuổi, tỷ lệ sa sút trí tuệ chiếm đến 25-50% dân số Nhìn chung, sau 65 tuổi, tỷ lệ sa sút trí tuệ tăng gấp đôi mỗi 5 năm Một cách tổng quát theo nhiều thống kê ở lứa tuổi trên 65 nguy cơ bị Alzheimer là 1:9; trên 85 nguy cơ bị bệnh là 1:3; trên 95 nguy cơ bị bệnh là 1:2 [3]

 Giới: nguy cơ nữ giới bị bệnh Alzheimer cao hơn nam giới từ 1,5-2 lần

Khoảng 2/3 số người được chẩn đoán Alzheimer là nữ giới Tuổi thọ trung bình của phụ nữ cao hơn nam giới và tuổi là yếu tố nguy cơ lớn nhất đối với bệnh sa sút trí tuệ Vì vậy, nữ giới có nguy cơ mắc AD suốt đời cao hơn so với nam giới Ngoài ra, cơ chế, con đường và các yếu tố nguy cơ vẫn có thể khác nhau giữa hai giới tính Nhiều yếu tố nguy cơ gây Alzheimer liên quan đến sự khác biệt giới tính: yếu tố chỉ tác động trên một giới (tiền mãn kinh

ở phụ nữ, ung thư tuyến tiền liệt ở nam) Mặc dù số lượng phụ nữ mắc AD cao hơn nhưng mối liên hệ giữa giới tính và tỉ lệ mắc chứng sa sút trí tuệ này vẫn chưa được hiểu rõ và tỉ lệ này có thể khác biệt giữa các nhóm chủng tộc khác nhau

 Di truyền: Alzheimer là bệnh di truyền đa yếu tố có sự tương tác giữa yếu

tố di truyền và tác động môi trường Những nghiên cứu đầu tiên đã phát hiện hai nhóm gen chính liên quan đến bệnh AD: 3 gen quyết định và có độ

thấm cao cho bệnh AD khởi phát sớm (EOAD) là APP, PSEN1 và PSEN2

Ngược lại AD khởi phát muộn (LOAD) không biểu hiện rõ ràng tính chất

di truyền gia đình mà thường liên quan đến nhiều yếu tố bao gồm nguy cơ

di truyền và yếu tố môi trường Trong đó, gen APOE vẫn là yếu tố nguy cơ

được thiết lập rõ ràng nhất cho bệnh nhân AD khởi phát muộn, đặc biệt là

sự hiện diện alen e4 sẽ gây nguy cơ mắc AD cao gấp 4-14 lần Những nghiên cứu trên quần thể lớn hơn gần đây đã phát hiện nhiều gen mới cho

cả hai nhóm: EOAD và LOAD Mặc dù chưa làm rõ về cơ chế phân tử,

nhiều gen mới đã được quan tâm như TREM2, BIN1, CLU, ABCA7, FERMT2 [54-56] (xem phần “Di truyền học bệnh Alzheimer”)

 Bệnh tật: nhiều bệnh có thể là yếu tố nguy cơ của bệnh Alzheimer như:

nhiễm trùng, chấn thương não, trầm cảm, béo phì, cao huyết áp, đái tháo đường, thiếu hụt vitamin (D, B12,…) Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi huyết áp cao gây căng thẳng lên tim và mạch máu Theo thời gian các căng thẳng này làm hỏng các mô bên trong động mạch, ảnh hưởng đến bộ phận chịu trách nhiệm suy nghĩ và ghi nhớ của não bộ Trong khi đó, cholesterol cao làm cho động mạch thu hẹp lại Việc động mạch bị thu hẹp dẫn đến thiếu lưu lượng máu thích hợp vận chuyển đến não khiến não kém hoạt động và làm tăng nguy cơ mắc bệnh Alzheimer Tương tự, các bệnh lý khác như tim mạch, béo phì, đái tháo đường sẽ làm tăng nguy cơ đột quỵ và tăng nguy cơ mắc Alzheimer

 Lối sống: hút thuốc, ít vận động, stress, học vấn thấp,… được xem là các

yếu tố làm gia tăng khả năng mắc bệnh Alzheimer Các yếu tố trên làm tăng nguy cơ các bệnh lý về mạch máu và tim mạch, tăng nguy cơ mắc sa sút trí tuệ và bệnh Alzheimer

Nguyên nhân trực tiếp của bệnh AD là sự hình thành các mảng amyloid beta trong não và các đám rối vi sợi thần kinh trong tế bào thần kinh gây teo não và làm chết tế bào thần kinh theo thời gian [57, 58]

Nguồn: A review on molecular neuropathology of Alzheimer's disease in association with aging [59]

Hình 1.3: Nguyên nhân trực tiếp gây bệnh Alzheimer

1.3 Di truyền học bệnh Alzheimer

Đến nay, hầu hết các nhà khoa học đều cho rằng bệnh Alzheimer là bệnh di truyền đa yếu tố do kết hợp yếu tố di truyền và tác động môi trường Các gen liên quan đế bệnh Alzheimer [23, 60, 61] có hai nhóm chính (Bảng 1):

Nguồn: Celeste M Karch and Alison M Goate, Alzheimer's disease risk genes and mechanisms

of disease pathogenesis [62]

Hình 1.4: Các biến thể đóng góp trong bệnh Alzheimer

 Các gen APP, PSEN1, PSEN2 là những gen quyết định trong bệnh EOAD

 Gen APOE là gen nguy cơ quan trọng nhất trong LOAD

Bảng 1.1: Tổng hợp các gen chính liên quan trong bệnh AD

Trội NST thường

AD2 APOE Apolipoprotein E 19q13.32 từ bp 44.905.749

đến 44.909.395

Ngẫu nhiên

AD3 PSEN1 Presenilin 1 14q24.3 từ bp 73.136.435

đến 73.223.691

Trội NST thường

AD4 PSEN2 Presenilin 2 1q42.13 từ bp 226.870.572

đến 226.903.829

Trội NST thường

Nguồn: Genetics of Alzheimer Disease 2010 [63]

Gen APOE (Apolipoprotein E) là gen nguy cơ có 3 alen chính: e2, e3, e4 Ở

quần thể người Mỹ, e2 chiếm khoảng 10-20%, e3 chiếm 60% và e4 chiếm