Nghiên cứu sự đột biến gene k RAS và mối liên quan đột biến gene k RAS với một số đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng bệnh ung thư đại trực tràng

ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư (UT) là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới, bệnh có xu hướng ngày càng gia tăng. Dựa trên ước tính tình hình ung thư toàn cầu năm 2008 (GLOBOCAN 2008), trên thế giới có khoảng 12.700.000 trường hợp UT và 7.600.000 trường hợp tử vong do UT trong năm 2008 75. Ung thư đại trực tràng (UTĐTT) là nguyên nhân gây tử vong cao hàng thứ 3 trong các tử vong do UT nói chung. Theo Hiệp hội phòng chống UT quốc tế (Union for International Cancer Control UICC), ước tính trên thế giới mỗi năm có khoảng 1.000.000 trường hợp UTĐTT mới được phát hiện và khoảng hơn 500.000 người chết vì căn bệnh này 36. Tỉ lệ mắc bệnh giữa các vùng miền, các châu lục có sự khác nhau. Ở Việt Nam, UTĐTT đứng thứ 5 sau các UT của dạ dày, phổi, vú và vòm họng. Trong UT đường tiêu hóa thì UTĐTT đứng thứ 2, sau UT dạ dày. Theo thống kê của Bệnh viện K Hà Nội, tỉ lệ mắc UTĐTT là 9% tổng số bệnh nhân (BN) UT nói chung. Tuy nhiên, so với các UT của đường tiêu hóa thì UTĐTT là loại có tiên lượng tốt nhất 1, 8, 18, 19. Cơ chế hình thành và phát triển của UTĐTT là do biến đổi và tích lũy các gene trong tế bào của niêm mạc đại trực tràng (ĐTT). Sự tích lũy dần các biến dị di truyền thường phải trải qua nhiều năm (từ 10 20 năm), và điều này phù hợp với các nghiên cứu dịch tễ học di truyền về diễn biến của UTĐTT trải qua nhiều bước 32, 76. Sự phát triển vượt bậc của ngành Công nghệ y sinh, hiện nay đã cho phép xác định tương đối chính xác, đầy đủ và nhanh hầu như tất cả các dạng đột biến quan trọng trong những dòng tế bào UT phổ biến như UT phổi, u lympho ác tính, UTĐTT…. Điều đáng ngạc nhiên là mặc dù mang nhiều đột 2 biến nhưng khả năng phát triển của tế bào UT dường như lại lệ thuộc chủ yếu vào nguồn tín hiệu sinh trưởng của một hoặc một nhóm gene sinh UT (oncogene) nhất định. Những oncogene này mã hóa các protein đóng vai trò mắt xích trong các con đường tín hiệu nội bào. Những đột biến này làm cho các tế bào UT có khả năng tăng sinh vô hạn, liên tục phân chia và thực hiện quá trình xâm lấn, di căn… Tuy nhiên, chính đặc điểm này cũng làm phơi bày “gót chân Achilles” của tế bào UT. Bằng việc “đánh sập” các oncogene chủ chốt như HER2, KRAS, βcatenin, cyclin E, BRaf… bằng công nghệ iRNA, các nhà khoa học đã thành công trong việc ức chế sự phát triển của nhiều loại tế bào UT in vitro 49. Những nghiên cứu trên mô hình chuột biến đổi gene tiếp tục khẳng định tầm quan trọng của các gene đích trong nhiều bệnh UT, trong đó có oncogene Kras trong UTĐTT 74... Từ những bằng chứng trên, một thế hệ mới các thuốc điều trị UT có khả năng tác động chính xác tới các đích tiềm năng trong tế bào UT đã ra đời đó là liệu pháp điều trị đích. Ở Việt Nam, cũng đã có nhiều nghiên cứu về UTĐTT, nhưng chủ yếu là về đặc điểm lâm sàng, hình ảnh nội soi và mô bệnh học (MBH), còn ít thấy có những nghiên cứu về đột biến gene trong UT nói chung và trong UTĐTT nói riêng. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu sự đột biến gene KRAS và mối liên quan đột biến gene KRAS với một số đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng bệnh ung thư đại trực tràng” được tiến hành nhằm 2 mục tiêu chính sau: 1. Nghiên cứu tình trạng đột biến gene KRAS ở bệnh nhân ung thư biểu mô đại trực tràng. 2. Tìm hiểu mối liên quan giữa đột biến gene KRAS với một số đặc điểm lâm sàng, hình ảnh nội soi, mô bệnh học và nồng độ CEA ở bệnh nhân ung thư biểu mô đại trực tràng.

HỌC VIỆN QUÂN Y

LÊ VĂN THIỆU

NGHIÊN CỨU SỰ ĐỘT BIẾN GENE K-RAS VÀ MỐI LIÊN QUAN ĐỘT BIẾN GENE K-RAS VỚI MỘT

SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂM SÀNG, CẬN LÂM SÀNG BỆNH UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

HÀ NỘI - 2013

HỌC VIỆN QUÂN Y

LÊ VĂN THIỆU

NGHIÊN CỨU SỰ ĐỘT BIẾN GENE K-RAS VÀ MỐI LIÊN QUAN ĐỘT BIẾN GENE K-RAS VỚI MỘT

SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂM SÀNG, CẬN LÂM SÀNG BỆNH UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG

Chuyên ngành: NỘI TIÊU HÓA

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất

Để hoàn thành bản luận án này, tôi xin trân trọng cảm ơn:

- Đảng ủy, Ban giám đốc, Phòng Sau đại học Học viện Quân Y

- Đảng ủy, Ban giám đốc, tập thể cán bộ, nhân viên Khoa Khám bệnh theo yêu cầu Bệnh viện Hữu Nghị Việt Tiệp Hải Phòng đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành quyển luận án

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới:

PGS.TS Phạm Văn Nhiên Trưởng bộ môn Nội Trường Đại học Y Hải Phòng, PGS.TS Trịnh Tuấn Dũng Trưởng khoa Giải phẫu bệnh Bệnh viện Trung Ương Quân đội 108, Chủ tịch Hội Giải phẫu bệnh – Tế bào học Việt Nam, hai người thầy đã dành nhiều thời gian và công sức tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành quyển luận án này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

- Các GS, PGS, TS trong hội đồng chấm luận án đã cho tôi nhiều ý kiến quý báu để hoàn thành luận án này

- Các thầy bộ môn Nội tiêu hóa và các thầy cô các bộ môn Học viện Quân Y đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

Cuối cùng tôi xin được dành tất cả những tình cảm kính trọng và vô cùng biết ơn tới cha mẹ, những người thân trong gia đình, bạn bè thân thiết

và đặc biệt là vợ và hai con yêu quí đã hết lòng vì tôi trong cuộc sống và học tập

Hà Nội, ngày 15 tháng 4 năm 2013

Lê Văn Thiệu

1.2 Gene K-RAS và ung thư đại trực tràng 8 1.3 Yếu tố nguy cơ và quá trình phát sinh ung thư đại trực tràng 16 1.4 Đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng ung thư đại trực tràng 22 1.5 Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài luận án 34

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.4 Chỉ tiêu nghiên cứu và tiêu chuẩn đánh giá 48

3.1 Đặc điểm chung của nhóm bệnh nhân nghiên cứu 54

3.2 Đột biến gene K-RAS ở bệnh nhân bị ung thư biểu mô đại trực tràng 65

bệnh nhân ung thƣ biểu mô đại trực tràng

4.1 Đặc điểm chung của nhóm bệnh nhân nghiên cứu 83

4.2 Đột biến gene K-RAS ở bệnh nhân ung thƣ biểu mô đại trực tràng 88

4.3 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với đặc điểm lâm

sàng, hình ảnh nội soi, mô bệnh học và nồng độ CEA ở bệnh

nhân ung thƣ biểu mô đại trực tràng

94

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

TT Phần viết tắt Phần viết đầy đủ

1 APC : Adenomatous Polyposis Coli (Đa polype tuyến

đại tràng)

2 AJCC : American Joint Committee on cancer (Ủy ban liên

ngành của Hoa Kỳ về ung thƣ)

5 CAP : College of American Pathologists (Hội Giải phẫu

bệnh Hoa Kỳ)

6 CEA : Carcinoma Embrionic Antigen (Kháng nguyên ung

thƣ biểu mô phôi)

8 DNA : Deoxyribonucleic acid (Axít deoxyribonucleic)

10 ĐTT : Đại trực tràng

11 EGFR : Epithelial Growth Factor Receptor (Thụ thể yếu tố

phát triển biểu mô)

12 FAP : Familial Adenomatous Polyposis (Bệnh đa polype

tuyến gia đình)

13 FOB : Test Faecal Occult Blood (Xét nghiệm tìm máu ẩn

trong phân)

14 GLOBOCAN : Global cancer (Ung thƣ toàn cầu)

15 HNPCC : Hereditary Non-Polyposis Colorectal Cancer (Ung

thƣ đại trực tràng di truyền không polype)

Conformation Polymorphism (Phản ứng tổng hợp chuỗi dựa trên cấu trúc đa hình sợi đơn)

20 TT : Trực tràng

21 TNM : Tumor-Node-Metastasis (Khối u - Hạch - Di căn)

23 UTTT : Ung thƣ trực tràng

24 UTĐTT : Ung thƣ đại trực tràng

25 UTBM : Ung thƣ biểu mô

26 UTBMĐTT : Ung thƣ biểu mô đại trực tràng

27 UTBMT : Ung thƣ biểu mô tuyến

28 UICC : Union International for Cancer Control (Hiệp hội

phòng chống ung thƣ quốc tế)

29 WHO : World Health Organization (Tổ chức Y tế thế giới)

1.1 Một số gene tham gia vào quá trình phát triển ung thư đại

3.7 Vị trí, hình thể, kích thước khối u trên nội soi 59 3.8 Mô bệnh học bệnh phẩm sau phẫu thuật 61 3.9 Mức độ xâm lấn u vào thành đại trực tràng 64

3.14 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với thời gian từ khi

xuất hiện triệu chứng đến khi phát hiện bệnh

71

3.15 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với triệu chứng đại

tiện ra máu đại thể và triệu chứng thiếu máu

72

3.16 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với vị trí u 73

3.17 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với hình thể u 74

3.19 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với mức độ xâm

lấn khối u so với chu vi lòng đại trực tràng

76

3.20 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với týp mô bệnh học 77

3.21 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với độ ác tính khối u 78

3.22 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với ung thƣ biểu

mô tuyến nhày và không phải ung thƣ biểu mô tuyến nhày

79

3.23 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với mức độ xâm

lấn khối u vào thành đại trực tràng

80

3.24 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với ung thƣ biểu

mô đại trực tràng có và chƣa có di căn hạch

81

3.25 Nồng độ CEA ở bệnh nhân ung thƣ biểu mô đại trực tràng 82

3.26 Mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với nồng độ CEA 82

4.1 So sánh tỉ lệ đột biến gene K-RAS ở bệnh nhân bị ung thƣ

biểu mô đại trực tràng của một số tác giả

92

4.2 So sánh tỉ lệ đột biến gene K-RAS theo vị trí khối u trên

khung đại tràng của một số tác giả

101

3.1 Phân bố tỉ lệ bệnh nhân theo giới tính 55

3.2 Tỉ lệ đột biến gene K-RAS theo nhóm tuổi 69

3.4 Tỉ lệ đột biến gene K-RAS theo vị trí u trên khung đại tràng 74

3.5 Tỉ lệ đột biến gene K-RAS theo kích thước khối u 75

3.6 Tỉ lệ đột biến gene K-RAS theo mức độ xâm lấn khối u so

với chu vi lòng đại trực tràng

76

3.7 Tỉ lệ đột biến gene K-RAS theo mức độ ác tính khối u 78

3.8 Tỉ lệ đột biến gene K-RAS ở bệnh nhân ung thư biểu mô

tuyến nhày và không phải ung thư biểu mô tuyến nhày

1.1 Sơ đồ vị trí gene K-RAS nằm trên vai ngắn của nhiễm sắc thể 12 9 1.2 Con đường truyền tín hiệu nội bào khởi nguồn từ EGFR 14

1.3 Vai trò của đột biến gene K-RAS trong việc hoạt hóa gây ung

thư các con đường truyền tín hiệu nội bào

3.2 Ung thư đại trực tràng thể “sùi + loét” 60

3.4 Ung thư đại trực tràng thể thâm nhiễm 60

3.10 Hình ảnh điện di sản phẩm PCR của gene K-RAS 65

3.11 Hình ảnh gene K-RAS bình thường tại vị trí codon 12, 13 66 3.12 Hình ảnh gene K-RAS đột biến tại vị trí codon 12, GGT  GAT 67 3.13 Hình ảnh gene K-RAS đột biến tại codon 12, GGT  GTT 68

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ung thư (UT) là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới, bệnh có xu hướng ngày càng gia tăng Dựa trên ước tính tình hình ung thư toàn cầu năm 2008 (GLOBOCAN 2008), trên thế giới có khoảng 12.700.000 trường hợp UT và 7.600.000 trường hợp tử vong do UT trong năm 2008 [75]

Ung thư đại trực tràng (UTĐTT) là nguyên nhân gây tử vong cao hàng thứ 3 trong các tử vong do UT nói chung Theo Hiệp hội phòng chống UT quốc tế (Union for International Cancer Control - UICC), ước tính trên thế giới mỗi năm có khoảng 1.000.000 trường hợp UTĐTT mới được phát hiện

và khoảng hơn 500.000 người chết vì căn bệnh này [36] Tỉ lệ mắc bệnh giữa các vùng miền, các châu lục có sự khác nhau Ở Việt Nam, UTĐTT đứng thứ

5 sau các UT của dạ dày, phổi, vú và vòm họng Trong UT đường tiêu hóa thì UTĐTT đứng thứ 2, sau UT dạ dày Theo thống kê của Bệnh viện K Hà Nội,

tỉ lệ mắc UTĐTT là 9% tổng số bệnh nhân (BN) UT nói chung Tuy nhiên, so với các UT của đường tiêu hóa thì UTĐTT là loại có tiên lượng tốt nhất [1], [8], [18], [19]

Cơ chế hình thành và phát triển của UTĐTT là do biến đổi và tích lũy các gene trong tế bào của niêm mạc đại trực tràng (ĐTT) Sự tích lũy dần các biến dị di truyền thường phải trải qua nhiều năm (từ 10 - 20 năm), và điều này phù hợp với các nghiên cứu dịch tễ học di truyền về diễn biến của UTĐTT trải qua nhiều bước [32], [76]

Sự phát triển vượt bậc của ngành Công nghệ y sinh, hiện nay đã cho phép xác định tương đối chính xác, đầy đủ và nhanh hầu như tất cả các dạng đột biến quan trọng trong những dòng tế bào UT phổ biến như UT phổi, u lympho ác tính, UTĐTT… Điều đáng ngạc nhiên là mặc dù mang nhiều đột

biến nhưng khả năng phát triển của tế bào UT dường như lại lệ thuộc chủ yếu vào nguồn tín hiệu sinh trưởng của một hoặc một nhóm gene sinh UT (oncogene) nhất định Những oncogene này mã hóa các protein đóng vai trò mắt xích trong các con đường tín hiệu nội bào Những đột biến này làm cho các tế bào UT có khả năng tăng sinh vô hạn, liên tục phân chia và thực hiện quá trình xâm lấn, di căn… Tuy nhiên, chính đặc điểm này cũng làm phơi bày

“gót chân Achilles” của tế bào UT Bằng việc “đánh sập” các oncogene chủ

chốt như HER2, K-RAS, β-catenin, cyclin E, B-Raf… bằng công nghệ iRNA,

các nhà khoa học đã thành công trong việc ức chế sự phát triển của nhiều loại

tế bào UT in vitro [49] Những nghiên cứu trên mô hình chuột biến đổi gene

tiếp tục khẳng định tầm quan trọng của các gene đích trong nhiều bệnh UT,

trong đó có oncogene K-ras trong UTĐTT [74] Từ những bằng chứng trên,

một thế hệ mới các thuốc điều trị UT có khả năng tác động chính xác tới các đích tiềm năng trong tế bào UT đã ra đời - đó là liệu pháp điều trị đích

Ở Việt Nam, cũng đã có nhiều nghiên cứu về UTĐTT, nhưng chủ yếu

là về đặc điểm lâm sàng, hình ảnh nội soi và mô bệnh học (MBH), còn ít thấy

có những nghiên cứu về đột biến gene trong UT nói chung và trong UTĐTT

nói riêng Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu sự đột biến gene K-RAS và mối liên quan đột biến gene K-RAS với một số đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng bệnh ung thư đại trực tràng” được tiến hành nhằm 2 mục tiêu chính sau:

1 Nghiên cứu tình trạng đột biến gene K-RAS ở bệnh nhân ung thư biểu mô đại trực tràng

2 Tìm hiểu mối liên quan giữa đột biến gene K-RAS với một số đặc điểm lâm sàng, hình ảnh nội soi, mô bệnh học và nồng độ CEA ở bệnh nhân ung thư biểu mô đại trực tràng

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1 Gene và ung thư đại trực tràng

Từ những nghiên cứu về cơ chế phát sinh và phát triển UTĐTT có sự liên quan đến sự biến đổi các gene tham gia vào sự chuyển dạng từ tế bào lành sang tế bào UT Các gene này được chia thành 3 nhóm: gene UT, gene

ức chế UT và các gene sửa chữa DNA [49] Để hình thành UT phải có sự đột biến ở cả 2 nhóm gene UT và gene ức chế UT Khi gene tiền UT bị đột biến thành gene UT và gene ức chế UT bị bất hoạt hoặc bị tổn thương, lúc đó các tín hiệu cho tế bào phát triển vượt quá các tín hiệu điều hòa thì sự phát triển của tế bào sẽ nhanh chóng vượt khỏi tầm kiểm soát và ung thư hình thành [2], [29], [93]

1.1.1 Các gene ung thư

Gene UT (oncogene) được định nghĩa là các gene đột biến mà các biến

đổi của chúng gây ra nguy cơ UT hoặc thúc đẩy quá trình UT Bình thường các gene UT ở trạng thái gene tiền ung thư có vai trò trong sự điều hòa chu trình tế bào, phát triển và biệt hóa tế bào [49] Khi bị đột biến các gene tiền

UT sẽ biểu hiện quá mức các tín hiệu phân chia tế bào làm các tế bào tăng sinh thừa thãi, trở thành những gene UT (oncogene) [140] Một số gene UT được cho là có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển UTĐTT đó là:

1.1.1.1 Gene RAS

Các gene ung thư được khẳng định có liên quan đến UTĐTT là họ gene

RAS bao gồm H-RAS, K-RAS, N-RAS, mã hóa cho một protein 21-kDa

Protein RAS có vai trò trong việc truyền tín hiệu từ bề mặt tế bào vào trong nhân, điều hòa khung xương tế bào và phân chia tế bào Dạng đột biến gene

RAS, gây hoạt hóa một loạt các protein kinase thành làn sóng, gây ra

phosphoryl các phân tử protein truyền tín hiệu nhân Chức năng gene RAS bị

hoạt hóa cũng liên quan đến yếu tố sinh mạch và chết tế bào theo chương trình (apoptosis) [38], [144]

Đột biến K-RAS2 được phát hiện từ 37 - 41% tất cả các UTĐTT Đột biến gene K-RAS và N-RAS cũng được tìm thấy trong 50% các khối u ĐTT

[50] Tần số đột biến tăng theo kích thước và độ loạn sản của polype, tuy nhiên tần số này không tăng khi chuyển từ polype sang UT Các u tuyến với

đường kính > 1cm có tần số đột biến gene K-RAS là 50% [48], tương tự như

đột biến gặp trong UT Ngược lại, u tuyến có đường kính nhỏ (< 1cm) chỉ có

< 10% gene RAS bị đột biến, chứng tỏ đột biến gene RAS là đột biến mắc phải trong quá trình u tuyến phát sinh, đột biến gene RAS dường như có vai trò tiên

phong trong u tuyến [50]

1.1.1.2 Giảm methyl hóa DNA

Methyl hóa DNA có vai trò phức tạp trong phát triển UT Giảm methyl hóa do Bodmer, Bishop và Karran đưa ra năm 1994, liên quan đến tăng biểu

hiện gene và có thể đóng vai trò hoạt hóa các gene UT như K-RAS Tương tự

như sự tăng hoạt hóa DNA có thể xảy ra đồng thời với giảm methyl hóa tại vùng khác của bộ gene trong nhiều loại UT [49], [50]

1.1.1.3 Gene C-MYC

Gene MYC (Myelocytomatosis) mã hóa cho các yếu tố phiên mã trực

tiếp liên quan đến sự phát triển khối u Sản phẩm protein mã hóa bởi gene

MYC có cấu trúc bình thường, nhưng gia tăng về số lượng, hậu quả sự hoạt

hóa gene MYC là tăng biểu hiện gene Các gene MYC đôi khi cũng được coi là gene tiền UT, các tế bào mang gene tiền ung thư MYC được gọi

là C-MYC [49], [50], [132]

1.1.2 Các gene áp chế ung thư

Gene áp chế UT (tumor suppressor gene) là một loại gene UT được tạo

ra do sự đột biến làm mất chức năng Bình thường các gene này liên quan đến kiểm soát hoặc ức chế phân chia tế bào, biệt hóa tế bào hoặc mã hóa tế bào chết theo chương trình Sự mất hoạt tính của các gene này gây ra mất khả năng kiểm soát sự phát triển bình thường của tế bào, làm biến đổi tế bào lành thành tế bào ác tính [52]

UTĐTT và được coi là gene giữ cổng (gatekeeper) [50], giúp kiểm soát sự phát triển của tế bào theo một số cơ chế khác nhau, bao gồm điều hòa kết dính

tế bào, xử lý con đường truyền tín hiệu, duy trì khung xương tế bào, phân chia

tế bào và chết tế bào theo chương trình Mất hoặc bất hoạt gene APC dẫn đến

mất cân bằng phân chia tế bào, sự chết của tế bào và rối loạn phát triển của tế

bào Đột biến gene APC gặp trong 70% tất cả các UTĐTT, các nghiên cứu đều thống nhất là sự bất hoạt chức năng gene APC tạo ra một làn sóng ban đầu cho sự lan tràn dòng tế bào tiền UT Gene APC dường như có liên quan

đến khởi phát của polype tuyến [71]

1.1.2.2 Gene P53

Protein p53 được Lane D và Levine A phát hiện vào năm 1979 Gene

P53 mã hóa cho protein p53 chứa 393 axít amin, là một gene ức chế UT [50]

Gene P53 có chức năng chủ yếu đáp ứng lại các tổn thương DNA, trong pha

(G1), kích thích sửa chữa DNA và thúc đẩy chết tế bào theo chương trình,

gene P53 đóng vai trò chủ đạo trong việc duy trì tính ổn định của DNA nên

nó được coi là “người trông giữ bộ gene” [56], [118] Khi gene P53 bị đột

biến, cơ chế này bị mất đi và các dòng tế bào có thể có thêm các đột biến khác

để tiến triển UT Trong quá trình phát triển UTĐTT, đột biến gene P53 có thể

xảy ra do sự mất đi của nhiễm sắc thể hoặc do mất tính dị hợp tử Đột biến

gene P53 gặp ở 50% trong các UT ở người và hơn 50% trong các ung thư biểu mô tuyến (UTBMT) ĐTT Nhưng đột biến gene P53 rất hiếm gặp trong polype tuyến [50], [73] Như vậy, bất hoạt gene P53 có liên quan đến quá

trình chuyển từ polype tuyến lành tính sang UT

1.1.2.3 Gene MCC

Gene MCC (mutated in colon cancer), nằm trên 5q2, gần gene FAP Gene MCC mã hóa cho một protein gồm 829 axít amin, gần giống với cấu

trúc protein APC Dường như có liên quan về vai trò của gene này với gene

APC nhưng chưa được rõ [49]

1.1.2.4 Gen DCC

Gene DCC (deleted in colon cancer) nằm trên vai dài nhiễm sắc thể 18 (18q21), là gene ức chế UT Vai trò của gene DCC trong ức chế UT là làm mất tương tác bình thường giữa các tế bào Đột biến gene DCC gặp 13% trong UTĐTT, tuy nhiên vai trò chính xác của gene DCC còn chưa được rõ Đột biến gene DCC ít gặp trong u tuyến nhỏ, nhưng khi u tuyến phát triển

thành ung thư biểu mô (UTBM) tại chỗ thì tần số đột biến lại tăng lên, tăng cùng với sự phát triển xâm lấn của khối u [50]

1.1.2.5 Gene R11

Gene R11 mã hóa cho thụ thể truyền tín hiệu yếu tố phát triển n-2 (TGF-2) Gene R11 ức chế tế bào phát triển trong ĐTT và liên quan đến chết

tế bào theo chương trình Ung thư có thể phát triển khi đột biến ảnh hưởng đến cơ chế kiểm soát chết tế bào theo chương trình Trong các khối u có tính không ổn định về vi vệ tinh (Microsatellite instability - MSI), 80 - 90% có đột

biến gene R11 [49], [85], [103] Tuy nhiên, cần phải có đột biến gene khác

cùng với MSI thì khối u mới phát sinh

1.1.2.6 Gene SMAD4

Là thành viên của họ gene SMAD tạo nên mạng lưới liên kết nội bào, vai trò của gene SMAD4 là mã hóa cho protein vừa nhận tín hiệu từ bề mặt màng vào trong nhân tế bào, đột biến gene SMAD4 gặp từ 10 - 30% trong UTĐTT [50] Hệ thống SMAD có cơ chế bảo đảm cho tế bào có sự nhạy cảm khác nhau đối với môi trường ngoại bào, gene SMAD4 dường như là một đích bất

hoạt trong UTĐTT và đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn giữa của quá trình phát sinh UTĐTT [51], [102], [117]

1.1.3 Các gene sửa chữa lỗi ghép cặp sai (DNA-mismatch repair)

Gene hMSH2 ở vị trí nhiễm sắc thể số 2 (2p16) và gene hMLH1 ở nhiễm

sắc thể số 3 (3p21), các gene này đóng vai trò phát triển UTĐTT di truyền không polype - Hội chứng Lynch (Hereditary non-polyposis colorectal cancer

- HNPCC) Chúng có nhiệm vụ sửa chữa DNA tổn thương trong quá trình sao chép DNA Đột biến những gene này làm sao chép DNA sai lệch dẫn đến đột biến tăng lên, ngoài gặp trong hội chứng Lynch còn gặp 15% trong UTĐTT tản phát [48], [116]

Như vậy, trong quá trình phát sinh UTĐTT có nhiều gene tham gia Dưới đây là một số gene tham gia vào quá trình phát triển UTĐTT [49], [84], [125]

Bảng 1.1 Một số gene tham gia vào quá trình

phát triển ung thƣ đại trực tràng

hMLH1

[116] 3p21

UTĐTT di truyền không polype Sửa chữa lỗi ghép cặp DNA

P53

[50] 17p13

Ức chế khối u, sửa chữa DNA tổn thương, chết tế bào theo chương trình

Kiểm soát chu kỳ tế bào

[103] Gene ức chế khối u Hoạt hóa TGF-

1.2 Gene K-RAS và ung thƣ đại trực tràng

1.2.1 Gene K-RAS

Kể từ khi được phát hiện ra từ những thập niên 70 của thế kỉ 20, cấu

trúc, chức năng và vai trò của gene K-RAS ngày càng được sáng tỏ

1.2.1.1 Cấu trúc gene K-RAS

Gene K-RAS nằm trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể 12, ở vị trí 12.1: (12p12.1) Cụ thể là các gene K-RAS nằm từ nucleotid 25358179 đến

nucleotid 25403853 trên nhiễm sắc thể 12 [45], [97]

K-RAS

Hình 1.1 Vị trí gene K-RAS trên nhiễm sắc thể 12

Nguồn: theo McGrath J.P (1983) [97]

1.2.1.2 Chức năng của gene K-RAS

Gene K-RAS là các gene sinh UT, mỗi gene K-RAS mã hóa cho một protein

tham gia chủ yếu trong việc điều hành phân chia tế bào Thông qua một quá trình truyền tín hiệu (transduction), protein truyền tín hiệu từ ngoài tế bào vào đến nhân tế bào Các tín hiệu này kích hoạt tế bào để phát triển và phân chia

hoặc trưởng thành với những chức năng chuyên biệt Các protein K-RAS là một

GTPase GTPase là một enzyme có chức năng chuyển đổi một phân tử gọi là GTP (Guanosine-5,-Triphosphate) đến một phân tử gọi là GDP (Guanosine-5,-

Diphosphate) Các protein K-RAS hoạt động như một chuyển đổi, nó có thể hoạt động (kích hoạt) hay yên nghỉ (bất hoạt) Để truyền tín hiệu, các protein K-RAS phải được kích hoạt bằng cách gắn vào một phân tử của GTP Các protein K-RAS

được bất hoạt khi nó chuyển đổi các GTP tới GDP, khi protein kết hợp với GDP,

nó không truyền tín hiệu tới nhân tế bào [91], [106], [110]

Những sản phẩm protein của gene K-RAS đóng vai trò quan trọng trong

phân bào, sự khác biệt tế bào và sự chết tế bào theo chương trình (apoptosis) [45], [58] [88], [89], [97]

1.2.1.3 Cơ chế sinh ung thư của gene K-RAS

Dưới tác dụng của các yếu tố môi trường (bức xạ, hóa chất ), sự đột

biến gene K-RAS có thể xảy ra Khi đột biến, các gene K-RAS có tiềm năng gây chuyển biến tế bào bình thường thành tế bào UT Đột biến gene K-RAS

làm thay đổi một protein (amino acid) trong một khu vực quan trọng của

protein K-RAS, gây ra các protein để được tiếp tục hoạt động Thay vì kích

hoạt sự tăng trưởng tế bào để phản ứng lại các tín hiệu đặc biệt từ bên ngoài tế bào, protein hoạt động quá mức (overactive protein) chỉ đạo các tế bào phát triển và phân chia không ngừng Trong quá trình phát triển phôi, các protein

K-RAS hoạt động quá mức phá vỡ sự phát triển bình thường và trở thành các

mô nhất định [74], [82], [90], [119]

Một số đột biến gene được hình thành trong thời gian của mỗi con người

và chỉ có mặt trong các tế bào nhất định Những thay đổi này gọi là đột biến

thân (hay đột biến soma) Sự đột biến soma trong gene K-RAS có liên quan

đến sự phát triển của nhiều loại UT Những đột biến này dẫn đến một protein

K-RAS đó là luôn luôn chủ động và có thể tác động trực tiếp đến tế bào để

phát triển và phân chia không có kiểm soát [45], [70], [97]

Nhiều nghiên cứu đã cho thấy, đột biến gene K-RAS là phổ biến trong UTĐTT

1.2.2 Các phương pháp xác định đột biến gene K-RAS

Nhiều phương phương pháp khác nhau có thể được áp dụng để xác định

đột biến gene K-RAS trên cơ sở tỉ lệ tế bào UT trong mô phân tích

1.2.2.1 Kỹ thuật giải trình tự gene

Đây là phương pháp thường được sử dụng khi mật độ tế bào UT trong

mô phân tích  30% Với tỉ lệ này, việc xác định đột biến gene bằng phương pháp giải trình tự gene trực tiếp có độ nhạy và độ đặc hiệu lên đến 99% DNA của bệnh nhân tách chiết từ mẫu mô được sử dụng để khuếch

đại gene K-RAS bằng phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain

Reaction - PCR) sau khi tinh sạch được đưa vào giải trình tự trực tiếp sử

dụng phương pháp BigDye terminator sequencing (Applied Biosystems,

Foster city, USA) Trình tự gene được đối chiếu với trình tự gene K-RAS

hoang dại trên GenBank (National center for biotechnology information - NCBI) và phân tích theo phương pháp ABI Prism 310 genetic analyzer (Applied Biosystems) [47]

1.2.2.2 Kỹ thuật PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism)

Phương pháp phát hiện đột biến bằng kỹ thuật PCR-RFLP dựa trên

nguyên lý: trình tự kiểu dại codon 12 thuộc exon 2 của gene K-RAS có vị

trí nhận biết của enzyme giới hạn BstNI, đột biến tại codon 12 làm mất vị trí cắt của enzyme BstNI Với kỹ thuật này thì sản phẩm PCR khuếch đại

exon 2 gene K-RAS được phân cắt bởi enzyme BstNI Sản phẩm cắt bằng

enzyme được điện di phân tích trên gel agarose NuSieve GTG nồng độ 3%

sẽ xác định được đột biến điển hình trên gene K-RAS Đây là phương pháp

truyền thống, đơn giản, rẻ tiền nhưng rất hiệu quả và cho độ tin cậy cao trong trường hợp xác định đột biến điển hình Phương pháp này hứa hẹn khả năng áp dụng rộng rãi và hiệu quả trong việc sàng lọc nhanh các đột

biến tại codon 12 của gene K-RAS [137], [145]

1.2.2.3 Kỹ thuật Scorpions-Amplification Refractory Mutation System (Scorpions ARMS)

Hiện nay, nhiều kỹ thuật sinh học phân tử được ứng dụng nhằm phát

hiện đột biến gene K-RAS Tuy nhiên, chỉ một vài kỹ thuật được các cơ quan

quản lý Y Dược của Châu Âu và Hoa Kỳ cấp giấy phép công nhận đạt tiêu chuẩn ứng dụng trong chẩn đoán lâm sàng Kỹ thuật Scorpions ARMS là một

trong số ít những kỹ thuật đó (European Union in vitro Diagnostic Medical

Device Directive 98/79/EC) Scorpions ARMS là sự kết hợp của kỹ thuật

khuếch đại đặc hiệu alen đột biến (ARMS) và công nghệ Scorpions trong phản ứng Real time PCR để phát hiện các đột biến Trong đó, nguyên lý của

kỹ thuật khuếch đại đặc hiệu alen đột biến là dựa vào đặc tính của Taq DNA polymerase chỉ khuếch đại hoàn chỉnh 1 phân tử DNA một khi đầu 3’ của mồi

và sợi khuôn bổ xung hoàn toàn với nhau Khi đầu 3’ của mồi không bổ sung với sợi khuôn phản ứng PCR sẽ bị ức chế hoàn toàn Dựa trên nguyên lý này,

kỹ thuật cho phép khuếch đại đặc hiệu một trình tự đột biến ngay cả trong trường hợp alen đột biến đó chiếm 1 tỉ lệ rất nhỏ trong tổng số sợi khuôn DNA Scorpions là phân tử có cấu tạo một đầu mang trình tự của đoạn mồi đặc hiệu với alen đột biến cần khuếch đại, đầu trình tự này được nối với một đầu dò Fluorophore phát tín hiệu huỳnh quang của đầu dò được gắn với quencher có nhiệm vụ dập tắt tín hiệu huỳnh quang của fluorophore Trong phản ứng PCR khi đầu dò bám với đoạn trình tự khuếch đại, Fluorophore được giải phóng khỏi quencher, phát tín hiệu đến cảm biến của máy Realtime - PCR [55]

1.2.2.4 Kỹ thuật Smart Amplification Process (SmartAmp)

Kỹ thuật Smart Amplification Process (SmartAmp) là một công nghệ mới nhất được phát triển bởi các nhà khoa học tại Viện công nghệ RIKEN-

Nhật Bản nhằm phát hiện các đột biến trên gene K-RAS Nguyên lý cơ bản

của kỹ thuật SmartAmp là: “Khuếch đại DNA = Phát hiện đột biến” Để

thực hiện được nguyên lý này, kỹ thuật SmartAmp sử dụng các cặp mồi phát

hiện đột biến (I) được thiết kế bất đối xứng nhằm giảm thiểu các khả năng mồi ghép cặp sai với sợi khuôn (II), một loại protein mới với khả năng nhận

biết và bám đặc hiệu tại vị trí có sự ghép cặp không tương đồng giữa mồi và khuôn (TaqMutS) ngăn không cho phức hợp mồi - khuôn được khuếch đại trong phản ứng kéo dài chuỗi Chỉ những phức hợp mồi - khuôn DNA ghép cặp hoàn toàn mới được khuếch đại nhờ DNA polymerase, tín hiệu của sản phẩm khuếch đại đặc hiệu đột biến được phát hiện trong hệ thống máy Realtime - PCR Thực tế cho thấy một trong những khó khăn của việc áp dụng các kỹ thuật sinh học phân tử như giải trình tự, Scorpions ARMS trong thực tế lâm sàng thường đòi hỏi qua nhiều bước, đội ngũ kỹ thuật viên có kiến thức chuyên sâu về sinh học phân tử, giá thành cao, thời gian phân tích kết quả lâu Các công trình nghiên cứu áp dụng kỹ thuật SmartAmp cho thấy kỹ thuật

vận hành qua 1 bước duy nhất “khuếch đại DNA = phát hiện đột biến”, có độ

chính xác cao, thời gian từ khâu tách mẫu đến cho kết quả phân tích đột biến gene rất ngắn, chỉ khoảng 30 phút Đây là một ưu thế nổi bật của kỹ thuật SmartAmp so với các kỹ thuật khác như giải trình tự gene (1 - 2 ngày), PCR - RFLP (1 - 2 ngày), Scorpions ARMS (3 - 4 giờ) [55], [79], [87] Một khi kỹ thuật SmartAmp được áp dụng thành công, kỹ thuật mới này sẽ là một công cụ đắc lực giúp các nhà Y Sinh học và các bác sĩ lâm sàng Việt Nam hiện thực hóa mục tiêu y học: Điều trị bệnh theo thực trạng bộ gene của cá thể

Kể từ khi được khám phá từ những thập niên 70 của thế kỷ 20, gene

K-RAS tiếp tục được nghiên cứu nhằm sáng tỏ vai trò mới trong việc tiên

lượng hiệu quả đáp ứng thuốc trên các nhóm BN UT khác nhau Những tiến

bộ trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe được thừa hưởng những thành tựu khoa học trong lĩnh vực y sinh Do vậy, trong tương lai, các nhà nghiên cứu cũng như các bác sĩ lâm sàng cần phải giải đáp những câu hỏi như: Đột biến gene

K-RAS có gây kháng thuốc điều trị đích trên nhóm bệnh nhân UTĐTT; Có

hay không những dấu ấn sinh học tiềm năng khác ngoài K-RAS ? Định

hướng nghiên cứu để tìm ra thế hệ thuốc điều trị đích mới cho những nhóm

BN bị đột biến kháng thuốc ?

1.2.3 Đột biến gene K-RAS và hiệu quả điều trị đích trên bệnh nhân ung thư đại trực tràng

Đã có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới được thực hiện nhằm

phân tích tình trạng gene K-RAS (mã hóa cho protein RAS) ở các BN UTĐTT

được điều trị bằng cetuximab hoặc panitumumab Theo thống kê, oncogene

K-RAS bị đột biến trong hơn 30% các ca UTĐTT Cho đến nay, có hơn 3000

đột biến điểm trong gene K-RAS đã được báo cáo, trong đó đột biến hay gặp

nhất là đột biến thay thế nucleotit ở codon 12 (chiếm 82%) và codon 13

(chiếm 17%) ở exon 2 của gene K-RAS

Hình 1.2 Các con đường truyền tín hiệu nội bào khởi nguồn từ EGFR

Nguồn: Theo Scartozzi M và CS (2011) [122]

Đột biến tại codon 12 và 13 đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiến triển bệnh UTĐTT và nguy cơ kháng thuốc ức chế EGFR của khối u Đột biến tại những vị trí khác như codon 61 và 146 cũng đã được báo cáo nhưng chiếm tỉ lệ nhỏ và ảnh hưởng của những dạng đột biến này trên lâm sàng chưa

được làm sáng tỏ Gene K-RAS mã hóa cho một protein G đóng vai trò truyền

tín hiệu nội bào xuôi dòng từ EGFR Protein G này thuộc họ protein RAS có chức năng truyền tín hiệu từ các thụ thể bề mặt tế bào tới những đích nội bào thông qua các dòng thác tín hiệu (bao gồm con đường RAS-MAPK) Trong tế bào, protein RAS được giữ cân bằng thông qua sự hình thành 2 phức hợp tương ứng với các trạng thái của protein RAS: Phức hợp RAS-GTP (protein

RAS được hoạt hóa) và phức hợp RAS-GDP (protein RAS bị bất hoạt)

Protein RAS được hoạt hóa nhờ yếu tố chuyển nucleotide guanine (guanine

nucleotide exchange factors (GEFs) Việc truyền tín hiệu của protein RAS bị

ức chế khi phức hợp RAS-GTP bị thủy phân thành phức hợp RAS-GDP nhờ một loại protein có chức năng hoạt hóa GTPase (GAPs) [122] Ở điều kiện sinh lý bình thường, nồng độ RAS-GTP trong cơ thể được kiểm soát chặt chẽ

nhờ sự hoạt động nhịp nhàng của 2 yếu tố GEFs và GAPs Khi gene K-RAS bị

đột biến sẽ mã hóa cho những protein RAS mới có khả năng chống lại hoạt tính GTPase của GAPs Do đó, những protein RAS đột biến này luôn luôn tồn

tại ở trạng thái hoạt hóa RAS-GTP (Hình 1.3) Không giống như các protein

RAS kiểu hoang dại luôn bị bất hoạt sau một khoảng thời gian rất ngắn, các protein RAS đột biến có khả năng kích hoạt vĩnh viễn các con đường truyền tín hiệu nằm xuôi dòng nó bất kể có sự hoạt hóa của thụ thể EGFR nào hay không Đây chính là cơ chế phân tử lý giải cho tình trạng kháng

thuốc điều trị đích ở những BN mang khối u bị đột biến gene K-RAS [39], [63], [64], [114], [134], [136]

Hình 1.3 Đột biến gene K-RAS

hoạt hóa các con đường truyền tín hiệu nội bào

Nguồn: theo Van Krieken J.H và CS, (2008) [136]

1.3 Yếu tố nguy cơ và quá trình phát sinh ung thư đại trực tràng

1.3.1 Các yếu tố nguy cơ

1.3.1.1 Tuổi và giới

Kết quả thu được từ nhiều nghiên cứu cho thấy tỉ lệ mắc UTĐTT tăng theo tuổi, tỉ lệ gặp thấp ở tuổi dưới 40, trừ trường hợp có bệnh do gene hoặc viêm mạn tính vùng chậu trước đó [65], [66]

UTĐTT là bệnh chung cho cả hai giới nhưng nam thường bị nhiều hơn

nữ, tỉ lệ nam/nữ thay đổi từ 1,1 - 2,1 lần Phụ nữ ở các vùng khác nhau có tỉ lệ mắc tương tự như nhau, vào khoảng 60 - 80% so với nam giới [36], [59], [109]

1.3.1.2 Địa dư

Sự phân bố của UTĐTT rất khác nhau giữa các châu lục và các quốc gia trên thế giới [105] Ở Việt Nam, tỉ lệ mắc UTĐTT tăng lên hàng năm Năm

1991 tại Hà Nội, tỉ lệ mắc UTĐTT là 4,3/100.000 dân nhưng đến năm 1999

đã tăng lên 13,3/100.000 dân [6], [11], [109]

1.3.1.3 Polype

Khoảng từ 70 - 90% các trường hợp UTĐTT hình thành từ polype u tuyến (adenomatous polype) Quá trình từ một polype u tuyến tiến triển thành một UT phải có biến đổi về gene và thời gian phải mất 5 - 10 năm Bệnh nhân

có polype u tuyến thì 50% phát triển thành UT sau 15 năm [92], [104]

1.3.1.4 Yếu tố di truyền

Yếu tố di truyền trong UTĐTT bao gồm các hội chứng di truyền như bệnh đa polype tuyến gia đình (Familial adenomatous polyposis - FAP) và UTĐTT di truyền không polype [33],

- UTĐTT di truyền không polype (Hội chứng Lynch), được mô tả năm 1895 bởi Aldred Warthin Năm 1962, Henry Lynch bổ sung các đặc điểm của hội chứng là bệnh di truyền trội trên nhiễm sắc thể

Nguyên nhân của hội chứng là do đột biến các gene hMLH1 (50%),

hMSH2 (40%) và hMSH6 (10%) UTĐTT di truyền không polype bao

ĐT như UT buồng trứng, UT nội mạc tử cung [53]

- Bệnh đa polype tuyến gia đình (FAP): là bệnh di truyền theo tính trội, tỉ

lệ gặp từ 1 - 2% các UTĐTT Nguyên nhân do đột biến gene APC

(Adenomatous polyposis coli), trong đó có 80% do đột biến gene APC, 15%

có giảm biểu hiện gene APC và 5% có biểu hiện gene APC bình thường

Người bệnh đa polype tuyến gia đình thường phát triển từ hàng trăm tới hàng ngàn polype trước tuổi 30, trong đó 90% xuất hiện ở tuổi 20, 10% ở lứa tuổi lên 10 và chắc chắn (100%) phát triển thành UTĐTT ở tuổi 40 [36], [132]

1.3.1.5 Bệnh viêm ruột

- Bệnh viêm loét ĐTT chảy máu:

Viêm loét ĐTT chảy máu là một yếu tố làm tăng nguy cơ UTĐTT Nguy cơ UT ở người viêm loét ĐTT chảy máu tương đối thấp trong 10 năm đầu nhưng sau đó lại tăng lên 0,5 - 1% mỗi năm và nằm trong khoảng từ 8 - 30% sau 25 năm Những người trẻ bị viêm loét chảy máu toàn bộ ĐTT có nguy cơ mắc UT là 12% năm 15 tuổi, 23% năm 20 tuổi và 42% năm 24 tuổi

Để phòng ngừa phải theo dõi và phát hiện sớm những tổn thương sinh UT, đặc biệt là loạn sản độ cao là biểu hiện sớm của quá trình hình thành UT [78]

- Bệnh Crohn's:

Bệnh viêm hạt mạn tính của ống tiêu hóa chủ yếu là ở đoạn cuối của hồi tràng, 20% phối hợp với tổn thương ở đại tràng (ĐT), tổn thương ĐT đơn độc là 20% Bệnh thường gặp ở nam giới từ 20 - 40 tuổi Bệnh Crohn'

s làm

tăng nguy cơ phát sinh UTĐTT [24]

1.3.1.6 Những yếu tố nguy cơ khác

Chế độ ăn nhiều mỡ động vật làm tăng các vi khuẩn kị khí ở ruột, làm chuyển đổi axít mật bình thường thành các chất gây UT Các amin dị vòng được sinh ra trong quá trình nướng các loại thịt có màu đỏ ở nhiệt độ cao là các chất có khả năng gây UT [31] Ăn nhiều rau và hoa quả, hoạt động thể lực làm giảm nguy cơ UTĐTT [24]

Thừa cân béo phì làm tăng nguy cơ phát triển UTĐTT từ 15 - 33% Nguy cơ polype u tuyến cũng tăng ở những người có chỉ số khối cơ thể cao (BMI 45 - 46%) [36], [109]

Khói thuốc lá làm khởi động quá trình sinh UTĐTT do tham gia vào các phức hợp hoạt hóa pha I và pha II của quá trình hoạt hóa và giải độc tế bào,

do tác động tới một số gene liên quan đến quá trình sinh UTĐTT như: Glutationine-S-transferase (GSTM1 và GSTT1), Cytochrome P450A1 (CYP1A1) và N-acetyl transferase (NAT1 và NAT2) [36], [41], [105]

Đái tháo đường type II làm tăng nguy cơ ở mức trung bình đối với u tuyến và UTĐTT Mức selenium thấp làm tăng nguy cơ UTĐTT Folate là methion cần thiết cho quá trình methyl hóa Có mối liên quan giữa mức tăng cholesterol và UTĐTT với RR = 1,65 khi làm lượng cholesterol > 276 mg/dl [59], [109], [126]

1.3.2 Cơ chế hình thành và phát triển của ung thư đại trực tràng

1.3.2.1 Quá trình phát sinh ung thư đại trực tràng qua nhiều bước

UTĐTT hình thành và phát triển do tích lũy các biến đổi gene trong tế bào biểu mô của niêm mạc của ĐTT Các biến đổi gene kết hợp với những tác nhân gây UT sẽ gây đột biến hoặc khiếm khuyết gene, tạo nên UT và làm mất chức năng của gene ức chế UT Sự tích lũy dần các biến dị di truyền thường cần phải qua nhiều năm (từ 10 - 20 năm), và điều này phù hợp với các nghiên cứu dịch tễ học di truyền về diễn biến của phát sinh UTĐTT trải qua nhiều bước [76], [81], [124]

UTĐTT phát sinh từ một tế bào đơn lẻ phát triển bằng cách tạo dòng tế bào Các biển đổi đó được coi là do đột biến hoặc được di truyền, tích lũy dần trong dòng tế bào này Có những biến đổi bị loại trừ, có biến đổi chiếm ưu thế Những tế bào có ưu thế phát triển dần dần tạo ra một dòng tế bào tiếp tục phát triển và những đột biến kế tiếp được tích lũy lại trong tế bào gây ra polype (biểu hiện sớm nhất có thể quan sát được trong u ĐTT), dần dần những biến đổi di truyền đủ gây ra phát sinh UT và UT sẽ phát triển Thực tế, các BN có polype thì sau một thời gian dài (nếu có) thì mới tiến triển thành UT Những phân tích MBH khối u thường phát hiện thấy các tế

bào u tuyến nằm cạnh ngay khối u Khối u phát sinh như là từ một tế bào nguồn gốc từ polype [111].

Về mặt MBH, có hai loại polype chính là polype tăng sản (polype không loạn sản) và polype u tuyến (polype loạn sản) Polype không loạn sản có cấu trúc biểu mô vẫn giữ trật tự bình thường, những khối này là lành tính và phát triển chậm [132] Polype u tuyến thể hiện loạn sản rõ, các tuyến càng loạn sản mạnh khi u phát triển to hơn và xâm lấn ra các mô lân cận (tính chất ác tính) Khối u có thể phát triển không liên tục Một polype nhỏ có thể không tiến triển trong nhiều năm, thậm chí vài chục năm, nhưng khi có một đột biến tiếp theo xuất hiện trên một tế bào nào đó, một làn sòng phát triển mới có thể xảy ra Một tỉ lệ cao các u tuyến phát triển và trở thành ác tính, kích thước tăng nhanh U tuyến có đường kính < 10 mm rất ít phát triển thành ác tính, u tuyến có đường kính > 10 mm thì khoảng 15% có nguy cơ UT hóa trong 10 năm tiếp theo Những khối u tiến triển có thể di căn vào các hạch vùng hoặc

di căn xa tới phúc mạc, tới gan… [123], [132]

Nghiên cứu của Fearon., Vogelstein B và CS (1990) cho thấy sự biến đổi

di truyền trong quá trình tiến triển của khối u ĐTT và mối liên quan giữa từng giai đoạn phát triển của khối u khi chuyển từ dạng tế bào tiết nhày bình thường thành polype, rồi tiếp theo thành UT với các biến đổi gene, có một số gene được xác định là đóng vai trò quan trọng trong tiến trình gây UTĐTT theo trình tự nhiều bước Các gene này trực tiếp thúc đẩy sự phát triển của nhiều tế bào u hoặc phá vỡ hàng rào để khối u phát triển Sự biến đổi di truyền liên tiếp có được do sự tích tụ tính không ổn định di truyền Những nghiên cứu này tạo nên mô hình kiểu mẫu để hiểu biết rõ cơ chế nhiều gene tham gia vào quá trình sinh u gồm những đột biến và thứ tự xuất hiện của các đột biến đó Những nguyên lý di truyền cơ bản từ việc phân tích trong UTĐTT cũng có thể được áp dụng cho tất cả các loại UT khác [61]

Hình 1.4 Quá trình phát sinh ung thư đại trực tràng qua nhiều bước

Nguồn: Theo Smith G và CS (2002) [127]

1.3.2.2 Tính không ổn định vi vệ tinh và các gene sửa chữa DNA

Cơ chế phân tử sinh UTĐTT gần đây được đưa ra là sự nhân lên của các sai sót, hay còn gọi là tính không ổn định của các vi vệ tinh MSI Quá trình này có thể xảy ra qua hai giai đoạn kéo dài tách biệt hoặc giao thoa nhau Sự không ổn định này có thể xảy ra đối với toàn bộ nhiễm sắc thể hoặc chỉ xảy ra đối với một vùng gene lặp lại gọi là vùng vi vệ tinh (microsatellite) Các microsatellite là các đoạn lặp lại đặc biệt của DNA Các trình tự này chứa Cytosine (C) và Adenine (A) hoặc các Dinucleotide (lặp lại CA) Những trình

tự này được tìm thấy rải rác trong toàn bộ gene (genome), tuy nhiên chức năng chính xác của chúng còn chưa được biết rõ [111]

Ở khối u, các trình tự lặp lại này thường bị biến đổi, điển hình là xuất hiện các alen mới, gây ra sự khiếm khuyết trong việc tái tổng hợp DNA Sự khiếm khuyết này được gọi là sự không ổn định “microsatellite” hoặc MSI

Biểu mô

tăng sinh U tuyến Ung thƣ Di căn

Sự suy giảm khả năng nhân lên bình thường của DNA là do mất chức năng của DNA polymerase trong quá trình nhân lên Sau đó, các tế bào nhận ra sai sót bắt cặp sai Sự phát hiện ra MSI trong UTĐTT không có đa polype di truyền (HNPCC) đã dẫn đến sự phát minh ra các gene sửa chữa bắt cặp sai

DNA (gây ra do đột biến các gene hMSH2, hMLH1, hPMS1 hoặc hPMS2)

đóng vai trò làm phát triển HNPCC [67], [69]

Hầu hết các u ở những BN này đều biểu hiện MSI Các gene sửa chữa DNA được cho là có vai trò quan trọng trong phát triển UT do mất chức năng protein Sau khi mất chức năng của gene ức chế UT, cùng với quá trình biến đổi các gene UT dần dần tiến triển, khoảng 15% UTĐTT có MSI [111], chứng tỏ có một cơ chế phát sinh UT liên quan đến MSI

1.4 Đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng bệnh ung thƣ đại trực tràng

1.4.1 Đặc điểm lâm sàng ung thư đại trực tràng

Đau bụng là một trong những triệu chứng sớm và thường gặp trong 60 - 80% các trường hợp UTĐTT, mức độ đau từ nhẹ, âm ỉ, đến đau thành cơn dữ dội, xuất hiện không theo một qui luật về cường độ, thời gian và không liên quan đến bữa ăn, vị trí đau thường tương ứng với vùng UT Ung thư ĐT phải thường đau âm ỉ, khu trú ở bên phải Ung thư ĐT trái thường theo kiểu thâm nhiễm, xơ vòng khi phát triển làm cho ĐT chít hẹp nên đau bụng thường quặn từng cơn, có khi đau giữ dội UT trực tràng (TT) thường hay có đau âm ỉ lan xuống hạ vị [21], [94], [131]

Rối loạn tiêu hóa thường gặp là táo bón hoặc ỉa lỏng hoặc xen kẽ giữa táo bón và ỉa lỏng Táo bón thường gặp ở UT ĐT trái nhiều hơn do UT thường nhanh chóng làm hẹp lòng ruột, cản trở sự lưu thông của phân, gây ứ đọng làm tăng quá trình thối rữa, lên men và sinh nhiều hơi làm bụng chướng Tăng bài tiết chất nhày ở ruột làm ỉa lỏng, đôi khi có máu, ỉa lỏng thường gặp khi có u ở ĐT phải do tính chất giải phẫu của ĐT phải tiếp nối với ruột non, phân ở đây còn lỏng UTTT thường gây thay đổi thói quen đại tiện, gây hội

chứng giả lỵ với mót rặn và đau hậu môn sau khi đại tiện, phân có thể khuôn nhỏ, kiểu bút chì hay phân dẹt Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy triệu chứng rối loạn tiêu hóa thường gặp trong UTĐTT gồm những triệu chứng rất đa dạng và phong phú và không đặc trưng cho riêng UTĐTT Thực tế, những triệu chứng của UTĐTT cũng có thể gặp trong nhiều bệnh lý khác của đường tiêu hóa, đặc biệt là trong hội chứng ruột kích thích, vì vậy khi

có các rối loạn như trên kéo dài cần thiết phải nội soi ĐTT toàn bộ bằng ống soi mềm để loại trừ UTĐTT

Đi ngoài ra máu là do chảy máu từ khối UT, chảy máu ở khối u ĐT phải phân thường có máu màu đỏ sẫm, chảy máu ở khối u ĐT trái phân có máu màu đỏ hơn, máu thường lẫn một chút nhày của niêm mạc ruột Đối với UT

TT, đi ngoài ra máu là triệu chứng hay gặp nhất, rất đa dạng với phân toàn máu hoặc phân nhày máu lẫn lộn, có thể xuất hiện từng đợt hoặc kéo dài làm

BN thiếu máu Máu trong phân là do chảy máu từ khối u, chảy máu vi thể sẽ chỉ phát hiện được bằng xét nghiệm tìm máu tiềm ẩn trong phân (test Faecal Occult Blood - test FOB) Khi số lượng máu lớn sẽ nhìn thấy bằng mắt thường, triệu chứng đi ngoài ra máu thường hay gặp ở ĐT trái và TT hơn ở nửa ĐT phải, màu sắc của máu trong phân có thể cho biết vị trí của khối u, khi chảy máu từ khối u ở ĐT trái và TT máu thường sáng hơn là máu chảy từ

ĐT phải hay manh tràng Hiện nay, một số nước đã sử dụng xét nghiệm tìm máu ẩn trong phân như một test sàng lọc UTĐTT có hiệu quả Tuy nhiên, khi xét nghiệm âm tính cũng chưa thể loại trừ được UTĐTT vì 40% test âm tính giả do khối u có thể không chảy máu hoặc chảy máu từng giai đoạn mà khi làm test FOB vào giai đoạn không chảy máu và test FOB thường âm tính nếu nồng độ hemoglobin < 2 ml/gram [35]

Bán tắc ruột: hậu quả của khối u là làm hẹp lòng ĐT, ngày càng hẹp hơn,

do đó sớm hoặc muộn cũng sẽ xuất hiện những triệu chứng của bán tắc ruột

Ở mức độ nhẹ, triệu chứng Bouveret: đau âm ỉ hoặc có cảm giác nặng bụng,

chướng bụng; ở mức độ nặng hơn, hội chứng Koenig: đột ngột lên cơn đau bụng, nôn hoặc buồn nôn, bụng óc ách nhiều hơi, sau vài giờ khỏi hẳn Kết thúc bằng việc đi ngoài phân lỏng hoặc đánh trung tiện thì dễ chịu hẳn

Tắc ruột điển hình: do hậu quả của khối u làm hẹp lòng ĐT hoặc do khối

u gây lồng ruột rồi đi đến tắc ruột đột ngột Đau bụng, nôn hoặc buồn nôn, bụng trướng hơi, các quai ruột nổi lên như rắn bò, bí trung đại tiện là những triệu chứng thường gặp

Khám bụng thấy khối u gặp ở 60% số BN UTĐTT, vị trí u thường gặp ở vùng hố chậu phải hoặc nửa bụng bên phải [12] Đối với UT ĐT trái, chỉ sờ thấy khối u ở một phần tư các trường hợp, u ở hai góc phải và trái của ĐT khó

sờ hơn vì vướng bờ sườn che lấp, khi sờ thấy u thường là dấu hiệu muộn, ngoài ra còn có thể khám thấy những khối u do di căn ở gan, ở phúc mạc và những triệu chứng tắc ruột do khối u Khám TT có thể phát hiện và xác định được vị trí, kích thước và mức độ di động của khối u đối với những khối u ở phần thấp của TT Cũng như triệu chứng rối loạn phân, tỷ lệ các trường hợp

sờ thấy u ở bụng qua nghiên cứu của các tác giả cũng khác nhau

Các biểu hiện toàn thân thường gặp ở UT ĐT phải nhiều hơn

là UT ĐT trái với biểu hiện như sụt cân, chán ăn, mệt mỏi, thiếu máu, sốt cũng thường gặp

Nhìn chung, không có một bệnh cảnh chung cho UTĐTT Ở giai đoạn sớm, UTĐTT hầu như không có biểu hiện gì đặc biệt, các triệu chứng lâm sàng chỉ có tính chất gợi ý Theo Keddie và Hargreaves, chỉ có 40% số BN là

có bảng lâm sàng điển hình [131] Vì vậy, đứng trước một biểu hiện thay đổi thói quen đại tiện, táo bón hoặc tiêu chảy, đau quặn bụng, đi ngoài ra máu, nhày, thể trạng gầy sút, mệt mỏi hoặc thiếu máu không rõ lý do… thì cần phải nghĩ đến UTĐTT và phải thực hiện các biện pháp chẩn đoán

1.4.2 Cận lâm sàng ung thư đại trực tràng

1.4.2.1 Xét nghiệm tìm máu ẩn trong phân (test FOB:Faecal occult blood)

Nguyên lý chung là tìm hemoglobin trong phân và không phải là phương pháp chẩn đoán đặc hiệu UTĐTT vì tất cả các nguyên nhân gây chảy máu đều làm FOB dương tính Hiện nay, có ba phương pháp thử test FOB, trong đó phương pháp thử giấy thấm bão hòa Gaiac (Test Hemocult II) phát hiện gián tiếp Hemoglobin qua phản ứng oxy hóa khử của hemoglobin được

sử dụng phổ biến [86], [98], [141],

1.4.2.2 Xét nghiệm CEA (Carcinoma embrionic antigen)

CEA là kháng nguyên UT biểu mô phôi, là một trong những chất chỉ điểm chính của UTĐTT Những nghiên cứu cho thấy nồng độ CEA trong huyết thanh người bình thường có giới hạn cao nhất là 5ng/ml Trong UTĐTT

có sự tương quan giữa tỉ lệ CEA và giai đoạn bệnh CEA có giá trị đánh giá hiệu quả điều trị bệnh, điều trị có kết quả CEA trở về bình thường sau 6 tuần Ứng dụng lớn nhất của CEA là để theo dõi tái phát, di căn sau điều trị, nồng

độ CEA tăng cao biểu hiện bệnh tái phát hoặc di căn [15], [23], [24]

1.4.2.3 Nội soi đại trực tràng

Nội soi TT ống cứng chỉ cho phép khám xét được đến 20 cm bao gồm các tổn thương ở hậu môn, TT và một phần ĐT xích ma Soi ĐT xích ma bằng ống soi mềm có thể lên đến 60 cm, cho phép khám đến ĐT xuống, có thể phát hiện đến 60% các UTĐTT Soi ĐT ống mềm được bắt đầu từ năm

1957 bởi Mutsunaga (Nhật Bản) Hiện nay, soi ĐT ống mềm kết hợp sinh thiết được coi là tiêu chuẩn vàng trong chẩn đoán UTĐTT Với ưu điểm là có khả năng phát hiện được những tổn thương nhỏ, nội soi có thể thấy được bề mặt khối u sần sùi, loét, hoại tử, tổn thương xuất huyết, khối u trên nền niêm mạc cứng, tình trạng niêm mạc xung quanh khối u, kích thước khối u so với chu vi lòng ĐT Qua nội soi có thể quan sát trực tiếp toàn bộ khung ĐT, tiến hành sinh thiết và làm xét nghiệm MBH

Để có thể phát hiện được các týp phẳng và lõm cần phải sử dụng các chất màu để nhuộm (như indigocarmin, xanh methylene) để làm nổi rõ các tổn thương qua sự bắt màu khác nhau giữa các vùng lành và vùng tổn thương

Từ phương pháp này mà các UT sớm týp phẳng và týp lõm được phát hiện sớm Trong 10 năm trở lại đây, nội soi nhuộm màu phóng đại đã được áp dụng trong chẩn đoán và điều trị các tổn thương ĐTT, nhờ vậy mà ngay trong nội soi đã xác định được những tổn thương không cần điều trị, tổn thương cần cắt bỏ hoặc phải phẫu thuật Gần đây, đã phát triển hệ thống nội soi có dải ánh sáng hẹp (Narrow band immaging) cho phép xác định rõ bề mặt tổn thương mà không cần nhuộm màu trong việc phân biệt các tổn thương

ác tính và không ác tính ở ĐTT Nội soi nhuộm màu phóng đại và hệ thống nội soi có dải ánh sáng hẹp là các phương tiện tiềm năng trong chẩn đoán UTBM ở giai đoạn sớm

Tổn thương trên nội soi của UTĐTT là sự kết hợp giữa các hình thái như loét, sùi, thâm nhiễm… Tùy thuộc chúng được phát hiện vào thời điểm nào trong quá trình tiến triển, các thể thường gặp bao gồm:

- Thể sùi: Khối u lồi vào trong lòng ĐT, mặt u sần sùi, có thể chia thành thùy, múi, màu loang lổ trắng lẫn đỏ tím Có thể hoại tử trung tâm tạo giả mạc, có trường hợp loét sâu xuống tạo ổ loét [14], [29]

- Thể loét: Tổn thương UT là một loét tròn hoặc bầu dục, mặt u lõm sâu vào trong thành ĐT, màu đỏ sẫm hoặc có giả mạc hoại tử, bờ ổ loét phát triển

gồ lên, có thể sần sùi, đáy mủn bở, ranh giới u rõ ràng

- Thể “loét + sùi”: Tổn thương có dạng hỗn hợp loét và sùi rộng trên bề mặt, đáy có nhiều giả mạc, bờ nhiễm cứng có nhiều nốt to nhỏ không đều, niêm mạc xung quanh nhạt màu dễ chảy máu, thể “loét + sùi” chiếm 45% các trường hợp u [17]

- Thể thâm nhiễm (thể trai): tổn thương lan tỏa không rõ ranh giới, u có dạng cứng, phẳng hoặc hơi nhô khỏi bề mặt, đôi khi có loét nông hoặc chỉ hơi lõm xuống, niêm mạc bề mặt bạc màu mất bóng

- Thể chít hẹp: Mặt khối u giống thể loét, phát triển toàn chu vi làm nghẹt khẩu kính ĐT gây tắc ruột [29]

- Thể dưới niêm: U đội niêm mạc ĐT phồng lên, niêm mạc phía trên bình thường hoặc hơi đỏ

1.4.2.4 Siêu âm nội soi (Endoscopic ultrasonography)

Siêu âm nội soi được áp dụng ở Nhật Bản vào năm 1980 Về nguyên tắc, kỹ thuật này đưa một ống soi vào trong lòng ruột, đầu ống soi này có một dụng cụ chuyên biệt có khả năng phát ra các sóng siêu âm Trong siêu âm nội soi, hình ảnh có độ nét cao hơn các phương pháp chẩn đoán khác kể cả chụp cắt lớp vi tính hoặc chụp cộng hưởng từ, đặc biệt với những thăm dò thành ống tiêu hóa, nội soi siêu âm có thể đánh giá được u dưới niêm mạc và mức

độ xâm lấn của khối u vào thành ruột [57], [120]

1.4.2.5 Nội soi ảo (Virtual colonoscopy)

Đây là kỹ thuật mới với độ nhạy cao, dựa trên kỹ thuật mô phỏng ba chiều kết hợp với sự phát triển của phần mềm vi tính chuyên biệt giúp tái dựng hình ảnh ba chiều trên những lát cắt của máy chụp cắt lớp vi tính đa lớp cắt Nội soi ảo nhìn tốt hơn X-quang có thụt baryte nhưng kém nội soi chuẩn trong việc tìm những polype nhỏ Kỹ thuật này làm nhanh hơn và không đau như soi ĐT ống mềm, có thể phát hiện ra những tổn thương (polype và UT) kích thước lớn hơn 1cm Nội soi ảo có giá trị đặc biệt trong đánh giá trước phẫu thuật tình trạng tắc ruột của UTĐTT đầu gần [80]

Tuy nhiên, phương pháp này còn một số hạn chế như độ nhạy thấp với những tổn thương phẳng, polype nhỏ và sự chuẩn bị ĐT kém, còn nhiều dịch, không thể sinh thiết được

1.4.2.6 Các phương pháp chẩn đoán hình ảnh khác

Siêu âm, chụp X-quang thụt baryte, chụp cắt lớp vi tính, chụp cộng hưởng từ cũng có thể xác định được vị trí, mức độ xâm lấn, tính chất di căn của khối u Tuy nhiên, để chẩn đoán xác định UTĐTT trước phẫu thuật thì nội soi kết hợp sinh thiết làm xét nghiệm MBH vẫn là tiêu chuẩn vàng

1.4.2.7 Mô bệnh học ung thư đại trực tràng

MBH là phương pháp chẩn đoán quyết định UTĐTT, cho phép phân các týp vi thể, độ ác tính và giai đoạn UT Trong UTĐTT thì UTBM chiếm khoảng 90 - 95% Theo phân loại của Tổ chức Y tế thế giới năm 2000 (WHO) Hình thái MBH các loại UTBM của ĐTT bao gồm [68]

- Ung thư biểu mô tuyến (UTBMT) (Adenocarcinoma): chiếm 95% tổng các UTBM của ĐTT Tùy theo mức độ biệt hóa của các tế bào và tuyến

mà phân ra:

+ UTBMT biệt hóa cao (Well differentiated)

+ UTBMT biệt hóa vừa (Moderately differentiated)

+ UTBMT biệt hóa thấp (Poorly differentiated)

- UTBM tuyến nhầy (Mucinous adenocarcinoma)

- UTBM tế bào nhẫn (Signet-ring cell carcinoma)

- UTBM tế bào vảy/dạng biểu bì (Squamous cell/epidermoid carcinoma)

- UTBM tuyến vảy (Adenosquamous carcinoma)

- UTBM tủy (Medulary carcinoma)

- UTBM không biệt hóa (Undifferentiated carcinoma): Hiếm gặp, chỉ chiếm khoảng 1% các trường hợp UTBM của ĐTT

Ngoài ra, còn một số thể UTĐTT hiếm gặp như các UT biểu mô và mô liên kết kết hợp (carcinosarcoma), đặc biệt các UTBM sớm dạng phẳng, chủ yếu được nêu ra trong y văn của Nhật Bản