Nôi dung chính của khóa luận trình bày tổng quan về Interferon và gen IL28B và tổng quan về đa hình gen IL28B và ảnh hưởng của đa hình gen tới đáp ứng thuốc. Mời các bạn tham khảo!
Phương pháp nghiên cứu
Tìm kiếm tài liệu: Sử dụng từ khóa “IL28B”, “PEG-IFN α”, “polymorphism”,
"Drug response" và các từ đồng nghĩa được trình bày trong Bảng 1.1 Sử dụng phương pháp tìm kiếm nâng cao với các toán tử “OR” và “AND” để thiết lập cụm từ khóa tìm kiếm tài liệu Đọc nhanh tóm tắt để xác định tài liệu phù hợp, sau đó tìm bản toàn văn và tiến hành đọc tài liệu.
Bảng 1.1 Từ khóa tìm kiếm
Từ khóa Các từ khóa đồng nghĩa/liên quan
IL28B IFN lambda, IL28B, interleukin 28B, IL-28C, IFN-lambda-3, interleukin-28C, IFN-λ3
Polymorphisms, Genetic Polymorphisms, Single Nucleotide Polymorphism, SNP, genetic variation, variant, đa hình, biến thể, đa hình đơn nucleotit, đa hình gen
Predictive drug response refers to the ability to anticipate an individual's therapeutic response to medication based on factors such as drug metabolism This process involves synthesizing and analyzing relevant literature to create a comprehensive overview of the subject Understanding these dynamics is crucial for optimizing treatment outcomes and enhancing personalized medicine strategies.
TỔNG QUAN VỀ INTERFERON VÀ GEN IL28B
Giới thiệu chung về interferon
Trong cơ thể, các tế bào tương tác qua tín hiệu hóa học, đặc biệt trong đáp ứng miễn dịch Cytokinin, hay cytokin, là chất hóa học do một tế bào tiết ra để kích hoạt hoặc kìm hãm tác dụng của tế bào khác Tên gọi này kết hợp từ "Cyto" (tế bào) và "kinin" (chất gây tác dụng) Từ những năm 1950 đến 1979, những cytokin đầu tiên được phát hiện, chúng là sản phẩm của quá trình viêm và miễn dịch, có trọng lượng phân tử thấp và đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tin và tác động lên các tế bào khác nhau.
Cytokin là các protein được tiết ra bởi các tế bào hoạt hóa, có khả năng tác động đa dạng lên chính tế bào của chúng và nhiều loại tế bào khác Vì lý do này, ngoài tên gọi cytokin, chúng còn được biết đến với nhiều tên gọi khác.
Cytokines are biologically functional molecules known as interleukins, which facilitate communication between white blood cells They also include lymphocyte activating factors that stimulate lymphocyte activation and mitogenic proteins that promote cell division.
- Tên gọi theo các tế bào tiết ra chúng: lymphokin, monokin,…
- Tên gọi theo một số tên đã quen dùng từ trước: interferon, yếu tố hoại tử khối u (tumor necrosis factor),… [3]
Interferon (IFN) là các cytokine loại II, đóng vai trò quan trọng trong việc giúp cơ thể chống lại các tác nhân ngoại lai như virus, vi khuẩn, ký sinh trùng và tế bào ung thư Được phát hiện lần đầu tiên bởi Isaacs và Lindenmann vào năm 1957, IFN đã thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học toàn cầu Tuy nhiên, việc sản xuất IFN cho ứng dụng lâm sàng ban đầu gặp nhiều khó khăn Đến năm 1986, công nghệ sinh học đã cho phép sản xuất IFN với số lượng lớn, mở ra cơ hội ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu và lâm sàng Năm 2003, IFN-λ, loại IFN thứ ba, đã được phát hiện độc lập bởi hai phòng thí nghiệm, với ba dạng phụ IFN-λ1, IFN-λ2 và IFN-λ3, được biết đến lần lượt là IL-29, IL-28A và IL-28B, và đã được chứng minh có tác dụng chống virus hiệu quả.
IFN loại III được phân loại thành năm loại khác nhau Chỉ sau bảy năm, các chế phẩm IFN loại III đầu tiên do công ty BMS và Zymo Genetic phát triển đã bước vào giai đoạn thử nghiệm lâm sàng thứ ba Vào tháng 1 năm 2013, IFN mới IFNL4 được báo cáo, tạo ra một bước đột phá mới trong nghiên cứu IFN.
Các interferon (IFN) là glycoprotein do hệ miễn dịch sản xuất, có khả năng chống lại virus, vi khuẩn, ký sinh trùng và tế bào ung thư một cách không đặc hiệu Chúng chỉ được sản xuất khi có interferonogen IFN ức chế sao chép RNA virus, từ đó ngăn chặn sự sinh sản của virus và ảnh hưởng đến sự phát triển của tế bào khối u cũng như tế bào bình thường Do đó, IFN được sử dụng như một phương pháp điều trị không đặc hiệu cho các nhiễm trùng virus Ngoài ra, IFN cũng được tạo ra khi tế bào bị kích thích bởi các chất lạ như axit nucleic, vi khuẩn, và độc tố vi khuẩn.
Trong tế bào không nhiễm virus, các gen tổng hợp interferon (IFN) ở trạng thái không hoạt động, vì vậy không có IFN được sản xuất Khi virus hoặc các tác nhân kích thích xâm nhập, chúng kích hoạt các gen này, dẫn đến việc tổng hợp IFN Một phần IFN ở lại trong tế bào, trong khi phần lớn lan tỏa ra ngoài để tác động lên các tế bào khác IFN thường có cấu trúc gồm 130-170 axit amin, trọng lượng phân tử từ 20 đến 100 kD, và dễ bị phân hủy bởi protease, diethyl, chloroform và ketone Độ ổn định nhiệt của IFN thay đổi tùy thuộc vào nguồn gốc, với hoạt tính của IFN ở người thường kém ổn định hơn ở các loài khác Sự giảm hoạt tính của IFN thường được ghi nhận sau 1 giờ ở nhiệt độ từ 56 đến 60°C, nhưng chúng lại có độ ổn định cao trên một khoảng pH rộng.
RNA và DNA của virus thường nhạy cảm với interferon (IFN), nhưng cơ chế và cường độ tác động khác nhau tùy loại virus IFN chỉ hoạt động chống virus bên trong tế bào, không có tác dụng bên ngoài và không trực tiếp làm phân giải virus Nó kích thích tế bào chủ sản xuất các protein quan trọng như protein kinase phụ thuộc RNA, 2′, 5′-oligoadenylate synthetase, RNase L và Mx GTPase, từ đó ức chế tổng hợp hoặc phân hủy mRNA và protein của virus Interferon là hàng rào bảo vệ đầu tiên của cơ thể chống lại virus và sự phát triển bất thường của tế bào, với các hoạt tính chính bao gồm kháng virus, điều hòa miễn dịch, chống tăng sinh khối u và kích thích.
Sự biệt hóa tế bào, điều hòa sinh trưởng tế bào, giải độc và kháng đột biến là những hoạt tính quan trọng mà con người đã áp dụng để phát triển các loại thuốc chữa bệnh an toàn và hiệu quả.
1.1.3 Phân loại và danh pháp interferon
Trước đây, interferon (IFN) được phân loại theo nguồn gốc tế bào, bao gồm ba loại chính: IFN-α từ bạch cầu nhiễm virus, IFN-β từ nguyên bào sợi nhiễm virus, và IFN-γ từ tế bào T hoạt hóa.
Năm 2003, IFN-λ được phát hiện như một loại interferon mới không thuộc ba loại trước đó và sử dụng một thụ thể riêng biệt Để phù hợp với loại IFN mới này, các loại IFN-α, -β, -γ và -λ đã được phân loại lại thành IFN loại I, II và III tương ứng với các thụ thể của chúng IFN loại I bao gồm các IFN-α/β từ hệ thống phân loại trước, có thể được chia thành 17 loại phụ khác nhau dựa trên tính kháng nguyên Những nhóm nhỏ này được ký hiệu bằng các chữ cái Hy Lạp và có thể phân loại thành các loại nhỏ hơn Chẳng hạn, IFN-α bao gồm 13 loại phụ nhỏ hơn, được đánh số (như IFNα-1, IFNα-2, IFNα-3,…) và có thể phân loại thêm (như IFNα-1a, IFNα-1b, IFNα-1c,…) IFN loại II và III lần lượt là IFN-γ và IFN-λ.
Interferon (IFN) có cấu trúc chung bao gồm 6 chuỗi xoắn, được ký hiệu từ A đến F Các loại IFN khác nhau có trình tự axit amin và vị trí hình thành cầu disulfit đặc trưng riêng biệt.
Hình 1.2 Mô hình liên kết disulfit của một số interferon
Hình 1.3 Trình tự protein của một số interferon
1.1.4 Con đường truyền tín hiệu bởi interferon Ở người, khi IFN được biểu hiện, chúng đóng vai trò như các phối tử, bám vào thụ thể chuyên biệt cho từng loại IFN trên màng tế bào Các IFN bám lên các phức hợp thụ thể và kích thích con đường tín hiệu thông qua con đường protein Janus tyrosine kinase (JAK) và protein chuyển đổi tín hiệu và kích hoạt phiên mã (Signal transducer and Activator of transcription, viết tắt là STAT) [84] Thông tin về nguồn gốc, tế bào đích, yếu tố cảm ứng sinh IFN, thụ thể, phân tử tín hiệu và vị trí gắn yếu tố phiên mã của từng loại IFN được trình bày trong Bảng 1.2
Bảng 1.2 So sánh đặc điểm của 3 loại IFN [16]
IFN loại I IFN loại II IFN loại III
13 loại IFN-α, IFN-β, IFN-κ, IFN- ω, IFN-ε
Tế bào sản xuất ra IFN
Tất cả tế bào có nhân
Tế bào T, Tế bào B, tế bào diệt tự nhiên (NK), tế bào T tiêu diệt tự nhiên (NKT) và các tế bào trình diện kháng nguyên (APCs)
Tất cả tế bào có nhân, chủ yếu là tế bào đuôi gai có nguồn gốc monocyte (moDC), tế bào đuôi gai plasmacytoid (pDC), tế bào biểu mô
Tất cả tế bào có nhân
Tất cả tế bào có nhân
Tế bào phổi, ruột, biểu mô gan
Yếu tố cảm ứng sản sinh IFN
Phân tử liên quan đến tổn thương, các phân tử liên quan đến bệnh nguyên
Interleukin (IL)12, IL15, IL18, IFN loại
I, các phân tử liên quan đến bệnh nguyên
Phân tử liên quan đến tổn thương, các phân tử liên quan đến bệnh nguyên
Thụ thể số 1 và số
2 của Interferon α (IFNαR1 và IFNαR2)
Thụ thể số 1 và số 2 của Interferon γ (IFNγR1 và IFNγR2)
Thụ thể số 1 Interferon λ (IFN-λR1) và thụ thể số 2 interleukin 10 (IL10R2)
- Các bộ chuyển đổi tín hiệu và bộ kích hoạt phiên mã (STATs)
- CT10 regulator of kinase-like
- Chất nền thụ thể insulin (IRS)
- Janus kinase 1 và 2 (JAK1 và JAK2)
- Bộ chuyển đổi tín hiệu và bộ kích hoạt phiên mã 1 và 3 (STAT1 và STAT3)
- Bộ chuyển đổi tín hiệu và bộ kích hoạt phiên mã 1 và 2 (STAT1 và STAT2)
- Yếu tố điều hòa interferon 9 (IRF9)
Vị trí gắn yếu tố phiên mã
- Các yếu tố đáp ứng được kích thích bởi IFN (ISRE) (điển hình)
- Trình tự hoạt hóa gamma (GAS) (không điển hình)
- Trình tự hoạt hóa gamma (GAS) (điển hình)
- Các yếu tố đáp ứng được kích thích bởi IFN (ISRE) (không điển hình)
- Các yếu tố đáp ứng được kích thích bởi IFN (ISRE)
Chức năng Chống virut, đáp ứng chống đông máu, điều hòa quá trình chết theo chu trình tế bào, điều hòa miễn dịch
Chống virut, chống đông máu, đáp ứng chống khối u, điều hòa miễn dịch Đáp ứng virut, miễn dịch niêm mạc
Con đường truyền tín hiệu của interferon loại I bắt đầu khi nó gắn vào thụ thể IFNαR1 và IFNαR2 Hai thụ thể này sau đó kết hợp với TYK2 và JAK1 để phosphoryl hóa STAT1 và STAT2 Các phân tử STAT kết hợp với IRF9 tạo thành phức hợp ISGF3, di chuyển vào nhân tế bào để kích thích biểu hiện các gen IFN (ISG).
Với IFN loại II, phức hợp thụ thể IFNG1 và IFNG2 được hình thành từ hai chuỗi IFNG1 và hai chuỗi IFNG2, tạo thành phức hợp tetramer Khi hai phân tử IFN-γ bám vào thụ thể, chúng sẽ phosphoryl hóa các phân tử JAK2 và JAK1, trong đó JAK1 sẽ kích hoạt STAT1 Hai phân tử STAT1 sau đó kết hợp với nhau và di chuyển vào nhân, phiên mã ra các phân tử GAS để kích hoạt hệ miễn dịch.
Cấu trúc và vị trí của các gen mã hóa cho IFN
IFN loại I ở người được mã hóa bởi một họ đa gen, tập hợp trên một vùng dài
350 kb ở nhiễm sắc thể số 9 (9p21.1- 9p21.2) giữa các gen IFNB1 và IFNE (Hình
1.5) Gen IFNK là ngoại lệ, nằm phía bên kia tâm động, cách IFNE khoảng 6,4 Mb
Hình 1.5 Vị trí các gen mã hóa cho IFN loại I ở người
CEN là tâm động và TEL là đầu mút nhiễm sắc thể Mũi tên chỉ ra hướng phiên mã của gen, với mũi tên đen biểu thị gen IFN chức năng, trong khi mũi tên màu xám đậm chỉ các gen giả và mũi tên màu xám nhạt chỉ các gen không mã hóa IFN khác trong cụm.
Gen IFN loại 2 (IFN-γ) và cDNA của nó lần đầu được báo cáo vào đầu những năm 1980 và nằm trên nhiễm sắc thể 12 Phân tích trình tự gen IFN-γ từ nhiều loài cho thấy cấu trúc chung gồm bốn exon và ba intron Trình tự DNA của gen này có tính bảo thủ thấp, với chỉ 40% sự tương đồng về trình tự axit amin giữa người và chuột Ở người, trình tự mã hóa IFN-γ là bất biến, chỉ xuất hiện một số đa hình nucleotit đơn tại vùng promoter, intron 1 và đầu 3’ không dịch mã.
Hình 1.6 Cấu trúc gen IFN loại 2
Exons I-IV được mô tả bằng các khung hình hộp, CNS: vùng trình tự không mã hóa bảo thủ Các vị trí gắn các yếu tố thay đổi hoạt tính (cả xác định và chưa xác định) được mô tả bằng các mũi tên dọc theo vùng khởi động và và vùng intron của IFN-γ [65]
Các IFN loại III (IFN-λ) được phát hiện độc lập vào năm 2003 bởi các nhóm nghiên cứu của Sheppard và Kotenko Sheppard đã sử dụng danh pháp interleukin (IL-28 và IL-29) dựa trên lập luận phát sinh gen, trong khi Kotenko chọn danh pháp IFN để nhấn mạnh hoạt tính chống virut của các cytokine này Hiện tại, IFN-λ là danh pháp chính được sử dụng, với IFN-λ1, 2 và 3 lần lượt được mã hóa bởi các gen IL29, IL28A và IL28B trên nhiễm sắc thể 19.
IL28B có vị trí gần với IL28A và IL29 (Hình 1.7) Các gen IL29, IL28A và
Gen IL28B mã hóa cho các interferon lambda IFN-λ1, IFN-λ2 và IFN-λ3 Năm 2013, Prokunina-Olsson và cộng sự đã phát hiện biến thể mất nucleotit ss469415590 (TT/ΔG) ở vùng ngược dòng của gen IL28B trên nhiễm sắc thể 19q13.13, có liên quan chặt chẽ với đa hình rs12979860 Đột biến ss469415590-ΔG đã tạo ra gen mới mã hóa cho IFN-λ4 (IFNL4), cho thấy mối liên hệ với khả năng đào thải virus tự nhiên ở bệnh nhân nhiễm HCV.
Hình 1.7 Gen mã hóa cho IL28B nằm trên nhiễm sắc thể số 19
Hình 1.8 Các biến thể của IFN-λ3 và IFN-λ4 trên nhiễm sắc thể 19 IL: Interleukin, SNP: đa hình đơn nucleotit [82]
Tên IFNL4 được đặt bởi Ủy ban danh pháp của Tổ chức bộ gen người (HUGO) và Ủy ban danh pháp của Hiệp hội Cytokin và Interferon quốc tế dựa trên sự tương đồng về trình tự giữa IFN-λ4 và các protein IFN-λ khác Bằng chứng cho thấy IFN-λ4 có khả năng kích hoạt phản ứng chống virus thông qua Janus kinase (JAK), kích hoạt con đường phiên mã (STAT) và biểu hiện của gen kích thích IFN (ISGs).
Ủy ban Danh pháp HUGO đã chính thức cấp tên và ký hiệu gen cho IFNL4, đồng thời thay đổi các ký hiệu chính thức cho các gen IFN III từ IL29.
IL28A và IL28B thành IFNL1, IFNL2 và IFNL3 [72]
Hình 1.9 mô tả vị trí gen và cấu trúc gen mã hóa cho các thành viên của họ IFN-λ Cụ thể, vị trí gen nằm trên nhiễm sắc thể 19 (Ch19), với kích thước và khoảng cách giữa các gen được thể hiện bằng đơn vị kilobase (kb) Các đoạn gen mã hóa cho IFN-λ được trình bày dưới dạng chuỗi, trong đó vùng gen mã hóa (exon) được biểu thị bằng các hình hộp, còn vùng gen không mã hóa (intron) là các dòng kẻ Đặc biệt, các gen IFN-λ2 và IFN-λ3 có thêm exon 1a.
Các gen mã hóa cả ba thành viên của họ IFN-λ nằm trên nhiễm sắc thể người
Vùng mã hóa của mỗi gen IFN-λ2 và IFN-λ3 được chia thành năm exon, với sự bổ sung của exon 1a nằm ở vùng ngược dòng exon 1 Exon 1a chứa một codon ATG ngược dòng, dẫn đến việc dịch mã tạo ra bốn axit amin bổ sung trong peptide tín hiệu của IFN-λ2 và IFN-λ3.
Mức độ tương đồng cao giữa các IFN-λ của người cho thấy nguồn gốc chung của các gen này Nghiên cứu chỉ ra rằng, sau khi gen IFN-λ1 và IFN-λ2 phân ly, đã xảy ra sự kiện sao chép, dẫn đến việc một đoạn chứa gen IFN-λ1 và -λ2 được sao chép và tích hợp trở lại vào bộ gen, tạo ra gen IFN-λ3 Gen IFN-λ3 có cấu trúc tương tự gen IFN-λ2 không chỉ ở vùng mã hóa mà còn ở các chuỗi vùng xuôi dòng và ngược dòng Trong khi gen IFN-λ1 và -λ2 được phiên mã theo hướng đầu mút, gen IFN-λ3 lại được phiên mã theo hướng ngược lại Khoảng cách giữa các gen IFN-λ1, -λ2 và -λ3 lần lượt là 26 và 23 kb.
TỔNG QUAN VỀ ĐA HÌNH GEN IL28B
Các đa hình gen IL28B
Đa hình gen là sự thay đổi trong chuỗi DNA với tần số alen từ 1% trở lên trong quần thể, bao gồm nhiều dạng như thêm hoặc mất nucleotit, và đa hình thay đổi trình tự nucleotit Một trong những loại đa hình di truyền đơn giản và phổ biến nhất là đa hình đơn nucleotit (SNP), liên quan đến sự thay đổi ở 1 cặp bazơ.
Có khoảng 60 triệu SNP nằm rải rác trong toàn bộ bộ gen, với 50% trên vùng mã hóa
Bộ gen của con người có sự tương đồng lên tới 99,9%, chỉ khác biệt 0,1%, trong đó hơn 90% là các đa hình đơn nucleotit (SNP) Sự phát triển của công nghệ giải trình tự gen đã giúp phát hiện nhiều SNP, làm rõ vai trò của chúng không chỉ trong bệnh tật mà còn trong đáp ứng thuốc Thông tin về các đa hình này ngày càng được sử dụng trong phòng ngừa, chẩn đoán và điều trị bệnh, góp phần vào sự phát triển của y học cá thể hóa Dựa trên kết quả xét nghiệm di truyền, bác sĩ có thể chọn phác đồ và thuốc phù hợp cho từng bệnh nhân, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị và giảm thiểu phản ứng phụ, tạo nên xu hướng phổ biến trong y học hiện đại.
Theo dữ liệu từ Ensembl, gen IL28B có hơn 1500 biến thể khác nhau, bao gồm 1304 đa hình đơn nucleotit, 8 biến thể chèn thêm nucleotit, 10 biến thể mất nucleotit, 50 biến thể thêm-bớt nucleotit, 208 biến thể SNV soma, 2 biến thể chèn soma và 2 biến thể xóa soma Tuy nhiên, không phải tất cả các đa hình của IL28B đều biểu hiện và gây ra sai khác về chức năng Trong số đó, có 12 SNP (rs11881222, rs12979860, rs8099917, rs12980275, rs4803217, rs10853728, rs8113007, rs7248668, rs8105790, rs28416813, rs8103142, rs4803219) được xác định có mối liên hệ với kiểu hình bệnh lý và đáp ứng thuốc trong điều trị.
Tần số phân bố alen và tỷ lệ kiểu gen của IL28B
Theo dữ liệu từ Dự án giải mã 1000 hệ gen pha III, tần số alen của các đa hình IL28B khác nhau giữa các nhóm quần thể, như thể hiện trong Bảng 2.1 Sự khác biệt này giữa các nhóm dân tộc là nguyên nhân gây ra những biến đổi trong các đặc điểm di truyền.
Tỷ lệ đáp ứng điều trị HCV mạn tính khác nhau giữa các nhóm quần thể, với alen C thuận lợi của rs12979860 xuất hiện phổ biến nhất ở Đông Á (tần số 0,92) Tần số alen này giảm dần ở các khu vực khác, cụ thể là Nam Á (0,767), Châu Âu (0,691), và Châu Mỹ (0,601), trong khi tần số thấp nhất được ghi nhận ở Châu Phi (0,331) [116].
Bảng 2.1 Tần số alen của các đa hình thuộc các nhóm quần thể khác nhau Đa hình Tần số của alen đột biến
Các đa hình quan trọng của IL28B
Hai đa hình quan trọng liên quan đến đáp ứng thuốc chống virus là rs12979860 và rs8099917, nằm trên nhiễm sắc thể 19, như được mô tả trong Hình 2.1.
Biến thể rs12979860 nằm trong vùng không mã hóa intron trên nhiễm sắc thể số 19 tại vị trí 39248147, với alen kiểu dại là C và alen biến thể phổ biến nhất là T Theo dữ liệu từ Dự án giải mã 1000 hệ gen, alen kiểu dại C có tần số xuất hiện cao hơn rõ rệt so với alen biến thể ở 198 cá thể người Việt Nam được khảo sát.
T (0,909 so với 0,091) [116] Tại Việt Nam, theo số liệu khảo sát trên 407 bệnh nhân nhiễm HCV với đa hình rs12979860, cho thấy kiểu gen CC chiếm 78,1%, kiểu gen
CT và TT tương ứng là 19,9% và 2% Như vậy trong nhóm nghiên cứu này, tỉ lệ alen
Biến thể rs8099917 có tần số alen C là 88,1% và alen T là 11,9%, với alen kiểu dại là T và alen biến thể phổ biến nhất là G Tại Việt Nam, trong một khảo sát trên 214 bệnh nhân nhiễm HCV, kiểu gen TT chiếm 79%, trong khi kiểu gen GT và GG lần lượt chiếm 16,8% và 4,2% Từ đó, tỉ lệ alen T trong nhóm nghiên cứu đạt 87,4% và alen G là 12,6%.
Các cách xác định kiểu gen IL28B
Kiểu gen IL28B có thể được xác định qua nhiều phương pháp như giải trình tự DNA, Realtime PCR, RFLP và DHPLC, mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng về thiết bị, chi phí và kỹ thuật Các phương pháp có chi phí cao như giải trình tự toàn bộ hệ gen/exon hạn chế ứng dụng trong lâm sàng, đặc biệt tại các nước đang phát triển Hiện nay, công nghệ khuếch đại đặc hiệu alen đột biến (ARMS), RFLP và Realtime PCR được sử dụng phổ biến để xác định kiểu gen IL28B.
Giải trình tự Sanger là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất trong lâm sàng nhờ vào tính đặc hiệu cao, chi phí hợp lý và thời gian thực hiện nhanh chóng.
Trong bốn phương pháp xét nghiệm, Realtime PCR nổi bật với tốc độ nhanh và độ nhạy, độ đặc hiệu cao nhờ công nghệ Taqman, nhưng yêu cầu thiết bị đắt tiền không phổ biến trong nhiều phòng thí nghiệm Giải trình tự trực tiếp được coi là tiêu chuẩn vàng, tuy nhiên, phương pháp này tốn thời gian và yêu cầu kiến thức chuyên sâu cùng thiết bị đắt đỏ Phân tích chi phí cho thấy ARMS-PCR là phương pháp hiệu quả nhất, đơn giản và nhanh chóng với chi phí chỉ cho một phản ứng PCR và điện di trên gel, phù hợp cho chẩn đoán phân tử thông thường, đặc biệt tại các nước đang phát triển với nguồn tài chính hạn chế.
TỔNG QUAN VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐA HÌNH GEN IL28B TỚI ĐÁP ỨNG THUỐC
Các yếu tố ảnh hưởng đến đáp ứng thuốc
Nguyên tắc cơ bản trong điều trị lâm sàng là chỉ sử dụng thuốc khi lợi ích vượt trội hơn rủi ro Tuy nhiên, việc đánh giá lợi ích và rủi ro không rõ ràng, vì không có loại thuốc nào đảm bảo an toàn và hiệu quả cho tất cả mọi người Mỗi bệnh nhân có thể có phản ứng khác nhau với thuốc, cần điều chỉnh liều lượng tương ứng Các nghiên cứu cho thấy tỷ lệ đáp ứng với thuốc ức chế Cox-2 đạt 80%, trong khi chỉ 25% với hóa trị ung thư, cho thấy nhiều bệnh nhân ung thư chỉ gặp tác dụng phụ mà không có hiệu quả điều trị Tỷ lệ đáp ứng với thuốc trong các bệnh phổ biến chỉ đạt 30-60%, cho thấy cần thay đổi chiến lược điều trị theo từng cá nhân Khoảng 7% bệnh nhân phải nhập viện do phản ứng có hại từ thuốc sau khi ra thị trường.
Sự khác biệt trong đáp ứng thuốc phụ thuộc vào sự kết hợp của yếu tố di truyền, môi trường và đặc điểm bệnh nhân, ảnh hưởng đến dược động học và dược lực học của thuốc Một số yếu tố có thể dễ dàng quan sát và điều chỉnh như không tuân thủ điều trị hay điều chỉnh liều cho bệnh nhân suy thận, trong khi nhiều cơ chế khác vẫn chưa được giải thích Nghiên cứu cho thấy, mức độ khác biệt về đáp ứng thuốc giữa các cá nhân không cùng gia đình cao hơn so với những cá nhân sinh đôi, nhấn mạnh vai trò của yếu tố di truyền Đối với kiểu hình đáp ứng thuốc, ước tính rằng 20-95% trạng thái và tác dụng của thuốc có thể do yếu tố di truyền quyết định.
Những tiến bộ trong sinh học phân tử và nghiên cứu hệ gen đang tiết lộ sự khác biệt giữa các quần thể trong điều kiện lâm sàng, phù hợp với các liệu pháp điều trị khác nhau Việc phân loại bệnh nhân thành các nhóm dựa trên dấu hiệu chẩn đoán di truyền sẽ cung cấp thông tin quý giá cho quá trình trị liệu Đặc biệt, hầu hết các biến đổi di truyền ảnh hưởng đến đáp ứng thuốc là đa yếu tố và liên quan đến nhiều gen khác nhau.
Dược lý hệ gen đã phát triển từ dược di truyền học, áp dụng phương pháp tiếp cận toàn bộ bộ gen để đánh giá biểu hiện gen và các con đường đáp ứng, nhằm phân tích cơ sở của sự thay đổi trong đáp ứng thuốc Hiện nay, việc xác định biến thể di truyền ảnh hưởng đến đáp ứng thuốc đang tiến bộ nhanh chóng, với 38 gen khác nhau đã được FDA đưa vào nhãn thuốc.
Hình 3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến đáp ứng thuốc
Đáp ứng các thuốc ảnh hưởng bởi IL28B
Sự phát triển của nghiên cứu dược di truyền học đã thúc đẩy việc áp dụng các tương tác gen – thuốc trong lâm sàng Nghiên cứu về đa hình gen IL28B cho thấy ảnh hưởng lớn đến đáp ứng thuốc, dẫn đến việc các tổ chức như FDA, EMA và Swissmedic đã ban hành hướng dẫn điều trị và khuyến cáo trên nhãn thuốc dựa vào kiểu gen IL28B.
Bảng 3.1 liệt kê các thuốc có thông tin dược di truyền liên quan đến gen IL28B trong nhãn thuốc Cơ quan quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) và Cơ quan Dược phẩm Châu Âu (EMA) đã cung cấp hướng dẫn về việc ghi chú thông tin này.
Cơ quan quản lý dược phẩm Châu Âu, Swissmedic: Cơ quan quản lý dược phẩm Thụy Sĩ, HCSC: Hệ thống Y tế Canada
Thuốc/ nhóm thuốc điều trị FDA EMA Swissmedic HCSC
3.2.1 Thuốc điều trị viêm gan C mạn tính
Viêm gan virus C là bệnh truyền nhiễm do virus viêm gan C (HCV) gây ra, thuộc họ Flaviviridae với cấu trúc di truyền là sợi đơn RNA HCV có 6 kiểu gen: 1, 2, 3, 4, 5, 6, trong đó các kiểu gen phổ biến ở Việt Nam là 1, 6, 2 và 3 Tỷ lệ nhiễm HCV toàn cầu dao động từ 1-3% dân số Bệnh có thể dẫn đến viêm gan cấp, viêm gan mãn tính, xơ gan và ung thư tế bào gan (HCC).
22 nguyên nhân hàng đầu gây bệnh gan mạn tính bao gồm lây nhiễm qua đường máu, tình dục và mẹ truyền sang con Mục tiêu chính trong điều trị là loại bỏ HCV khỏi cơ thể người bệnh, với khả năng này được thể hiện qua đáp ứng virus bền vững (SVR) Một bệnh nhân được xem là khỏi bệnh và có tỷ lệ tái phát cũng như tử vong thấp hơn khi đạt được SVR, tức là không phát hiện RNA virus trong huyết thanh sau 12-24 tuần điều trị Hàm lượng RNA của HCV dưới ngưỡng phát hiện (< 15 IU/ml) ở tuần thứ 12 sau khi kết thúc điều trị được gọi là SVR 12.
24 sau khi kết thúc điều trị gọi là SVR 24 khi người bệnh sử dụng phác đồ điều trị có pegylated interferon (PEG-IFN) [2]
Trước năm 2011, tiêu chuẩn điều trị bệnh nhân HCV mạn tính là liệu pháp phối hợp PEG-IFN-α 2a hoặc 2b với ribavirin (RBV) trong 48 tuần cho kiểu gen HCV 1, 4, 5 và 6, hoặc 24 tuần cho kiểu gen 2 và 3 Tuy nhiên, liệu pháp này chỉ đạt tỷ lệ đáp ứng virus bền vững 40-50% cho kiểu gen 1, trong khi tỷ lệ cho kiểu gen 2 và 3 là khoảng 70-80% Điều trị phối hợp không chỉ tốn kém mà còn gây ra nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng như triệu chứng giống cúm, trầm cảm, giảm tiểu cầu và tan máu, đồng thời bị chống chỉ định ở nhiều bệnh nhân có tình trạng sức khỏe nghiêm trọng như suy gan mất bù, tăng huyết áp, và mang thai.
Vào năm 2011, sự phê duyệt các thuốc chống virut tác dụng trực tiếp (DAA) đầu tiên để điều trị HCV kiểu gen 1 đã làm thay đổi tiêu chuẩn điều trị, khiến cho sự kết hợp giữa PEG-IFN và RBV không còn phổ biến Các chất ức chế protease HCV như telaprevir và boceprevir đã tăng tỷ lệ đạt SVR gần gấp đôi Thêm vào đó, simeprevir, một thuốc ức chế protease thế hệ thứ hai được FDA chấp thuận năm 2013, đã nâng tỷ lệ SVR lên khoảng 80% Sofosbuvir cũng chứng minh tiềm năng cải thiện tỷ lệ SVR cao hơn, cả khi kết hợp với PEG-IFN và RBV hay khi sử dụng trong liệu pháp không có IFN.
Các thử nghiệm gần đây cho thấy phác đồ điều trị viêm gan C không có IFN, bao gồm paritaprevir, ritonavir, ombitasvir, dasabuvir và ribavirin, đạt tỷ lệ đáp ứng virus trên 95% ở bệnh nhân HCV kiểu gen 1 không có xơ gan, cả những người chưa từng điều trị và những người thất bại trong điều trị trước đó Tại Việt Nam, theo Hướng dẫn chẩn đoán và điều trị Viêm gan C của Bộ Y Tế, phác đồ điều trị ban đầu nên ưu tiên sử dụng DAA, trong khi các phác đồ có PEG-IFN chỉ nên được xem xét như lựa chọn thay thế.
3.2.1.1 HCV không đồng nhiễm HIV
3.2.1.1.1 Phác đồ PEG-IFN-α a Phác đồ 2 thuốc (PEG-IFN + RBV)
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng đa hình gen IL28B có mối liên hệ chặt chẽ với đáp ứng điều trị viêm gan C, đặc biệt là thông qua hai SNPs quan trọng là rs12979860 và rs8099917 Các nghiên cứu lâm sàng chủ yếu tập trung vào hai SNP này cho thấy chúng có liên kết mạnh ở người da trắng và người châu Á, cung cấp thông tin hữu ích cho bác sĩ lâm sàng Tuy nhiên, ở bệnh nhân gốc châu Phi, mức độ liên kết của hai SNP này yếu hơn, với rs12979860 có liên quan chặt chẽ hơn đến kết quả điều trị bằng IFN Một số nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc thử nghiệm cả hai SNP có thể nâng cao độ chính xác trong dự đoán kết quả lâm sàng, nhưng cần có thêm khảo sát ở các nhóm dân tộc khác nhau để xác nhận điều này.
Một phân tích tổng hợp trên 20 nghiên cứu cho thấy kiểu gen CC của đa hình rs12979860 liên quan đến tăng tỷ lệ đáp ứng SVR ở bệnh nhân viêm gan C mạn tính kiểu gen 1 khi điều trị bằng PEG-IFN + RBV (OR= 4,473, 95% CI= 3,814-5,246) Tương tự, một nghiên cứu khác trên 11,871 bệnh nhân cũng khẳng định rằng bệnh nhân có kiểu gen CC có khả năng đạt SVR cao hơn so với kiểu gen CT/TT (OR= 4,09) Đáp ứng virut nhanh (RVR), được xác định khi không phát hiện ARN virut ở tuần điều trị thứ 4, là yếu tố dự đoán tốt nhất cho khả năng đạt SVR, trong khi kiểu gen IL28B là yếu tố dự đoán trước điều trị hiệu quả.
Nghiên cứu của Phạm Thị Thu Thủy và cộng sự trên 103 bệnh nhân HCV kiểu gen 1 người Việt Nam cho thấy rằng người mang kiểu gen CC có tỷ lệ RVR cao hơn (80% so với 57,14%, p= 0,036) và tỷ lệ SVR cũng cao hơn (80% so với 53,57%, p= 0,015) so với kiểu gen CT/TT Mặc dù bệnh nhân kiểu gen CT có tỷ lệ tái phát cao hơn (33,33% so với 16%, p= 0,10), nhưng sự khác biệt này không đạt ý nghĩa thống kê Phân tích đa biến cho thấy các yếu tố như kiểu gen, tuổi, BMI, giới tính, tỷ lệ AST/ALT và lượng siêu vi ban đầu đều có ảnh hưởng đến kết quả điều trị.
Nghiên cứu cho thấy rằng RVR, EVR và chỉ số BMI là những yếu tố tiên lượng quan trọng cho tỷ lệ thành công SVR, trong khi kiểu gen rs12979860 không ảnh hưởng đến khả năng đạt SVR.
Nghiên cứu của Scherzer và cộng sự cho thấy không có sự khác biệt về khả năng đạt SVR giữa các kiểu gen IL28B ở bệnh nhân HCV kiểu gen 3, với tỷ lệ đạt SVR lần lượt là 76% cho kiểu gen CC và 77,3% cho kiểu gen CT/TT Một nghiên cứu khác cũng xác nhận không có liên quan giữa kiểu gen IL28B và SVR ở bệnh nhân HCV kiểu gen 2 và 3 Tỷ lệ RVR ở nhóm có kiểu gen CC là 74% và không CC là 67%, với p= 0,41 Trong số những bệnh nhân đạt RVR, tỷ lệ SVR cao (97%) và không phụ thuộc vào kiểu gen IL28B Đối với những bệnh nhân không đạt RVR, tỷ lệ SVR của nhóm CC là 64% và CT/TT là 67% Nghiên cứu trên 281 bệnh nhân châu Âu nhiễm HCV kiểu gen 3 cho thấy kiểu gen IL28B CC có liên quan đến tỷ lệ đạt RVR cao hơn so với kiểu gen CT/TT, nhưng không có mối liên quan đến khả năng đạt SVR.
Một nghiên cứu trên 1002 bệnh nhân HCV kiểu gen 2 và 3 cho thấy tỷ lệ đạt SVR ở người mang kiểu gen CC, CT và TT lần lượt là 81,9%, 67,9% và 57,8% (p = 0,0001), với đa hình rs12979860 là yếu tố dự đoán độc lập cho khả năng đạt SVR (OR= 2,39, 95% CI= 1,19 - 3,81, p= 0,0001) Tuy nhiên, mối liên quan giữa kiểu gen IL28B và đáp ứng điều trị ở bệnh nhân HCV kiểu gen 2, 3 vẫn chưa rõ ràng Nghiên cứu của Mangia cho thấy kiểu gen IL28B rs12979860 chỉ liên quan đến SVR ở bệnh nhân không đạt RVR Sự không đồng nhất trong các nghiên cứu có thể do cỡ mẫu và đặc điểm dân tộc của quần thể Đối với bệnh nhân HCV kiểu gen 2, 3, mối liên quan giữa kiểu gen IL28B và đáp ứng điều trị thấp hơn so với kiểu gen 1 và 4, do bệnh nhân kiểu gen 2, 3 có tỷ lệ đáp ứng điều trị tốt hơn (70 - 80%) so với kiểu gen 1, 4 (40 - 50%).
HCV kiểu gen 4 là loại virus phổ biến nhất ở Trung Đông và Châu Phi, đặc biệt tại Ai Cập, nơi có tỷ lệ nhiễm HCV cao nhất thế giới (15%) và HCV 4 chiếm 90% các trường hợp Mặc dù sự ra đời của các thuốc chống virus trực tiếp như thuốc ức chế protease đã nâng cao hiệu quả điều trị, nhưng HCV 4 lại cho thấy đáp ứng kém với các liệu pháp mới này Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc dự đoán hiệu quả điều trị với liệu pháp PEG-IFN + RBV ở bệnh nhân nhiễm HCV kiểu gen 4.
Nghiên cứu của Asselah và cộng sự trên 82 bệnh nhân nhiễm HCV kiểu gen 4 cho thấy tỷ lệ đáp ứng điều trị lần lượt đạt 81,8% đối với kiểu gen CC, 46,5% và 29,4%.