TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
Cholesterol và Lipoprotein
Cholesterol là chất béo hiện diện trong hệ mạch máu, các bào quan và hệ dẫn truyền thần kinh thần kinh trong cơ thể người (Lawes et al., 2004) Sự thay đổi lượng cholesterol trong máu liên quan đến sự không cân bằng dinh dưỡng hoặc rối loạn yếu tố di truyền.(Lawes et al., 2004)
Lượng (nồng độ) cholesterol trong máu được biểu thị bởi đơn vị System Internationale (SI), là đơn vị đo lượng cholesterol (millimol, mmol) trên một đơn vị máu (lit, l): mg/dl hoặc mg/L Thông thường, việc xác định nồng độ cholesterol trong máu liên quan đến bệnh lý rối loạn mỡ máu và bệnh (FH) thường dựa vào chỉ số lượng (nồng độ) cholesterol toàn phần, HDL cholesterol, LDL cholesterol và VLDL cholesterol (Lawes et al., 2004) Trong các nghiên cứu về bệnh FH ở Hoa
Kỳ và Nhật Bản, chỉ số SI được xác định bởi đơn vị mg/dl, hệ số quy đổi như sau: 1 (mg/dl) = 0.02586 (mmol/l) (Lawes et al., 2004).
Bệnh tăng cholesterol máu có tính chất gia đình (FH- Familial hypercholesterolaemia)
FH (Familial hypercholesterolaemia) là bệnh tăng cholesterol máu có tính chất gia đình, thuộc dạng bệnh lý rối loạn di truyền liên quan đến sự rối loạn chuyển hóa lipid trong máu Bệnh FH đặc trưng bởi sự gia tăng nồng độ lipoprotein mật độ thấp kết hợp cholesterol (LDL-C, Low-density lipoprotein cholesterol) dẫn đến lắng đọng cholesterol trong mô và cơ quan, dẫn đến nguy cơ mắc bệnh xơ vữa động mạch và các bệnh tim mạch khác (CVDs-cardiovascular diseases) (Brown&Goldstein, 1986; Varghese et al., 2014; Migliara et al.,2017 và Robinson et al., 2013)
Việc chẩn đoán bệnh FH có thể giúp chẩn đoán và điều trị bệnh kịp thời nhằm làm giảm nguy cơ mắc các bệnh lý tim mạch và đột quỵ Thông thường việc chẩn đoán bệnh FH chủ yếu dựa vào chẩn đoán lâm sàng: xét nghiệm chỉ số sinh hóa máu (lượng/nồng độ cholesterol: HDL-C, LDL-C, cholesterol toàn phần, ) trong máu
4 kết hợp phân tích tiền sử gia đình và có thể được hỗ trợ bằng xét nghiệm di truyền (Migliara et al.,2017) Bệnh FH được ghi nhận khi giá trị LDL-C thường cao hơn
190 mg/dL ở người trưởng thành và 160 mg/dL ở trẻ em (Hopkins et al., 2011)
Bệnh tăng cholesterol máu có tính chất gia đình (FH) ở thể đồng hợp (Homozygous Familial Hypercholesterolemia, HoFH) và thể dị hợp (Heterozygous Familial Hypercholesterolemia, HeFH) Trong đó, tần suất mắc bệnh FH đồng hợp thuộc dạng hiếm gặp, xấp xỉ 1/1.000.000 trường hợp Tần suất mắc bệnh FH dị hợp dao động khoảng 1/200–1/500 trường hợp (Austin et al., 2004; Nordestgaard et al.,
Bệnh tăng cholesterol máu có tính chất gia đình (FH) là 1 trong 300 căn bệnh rối loạn di truyền phổ biến tại Hoa Kỳ, đồng thời người có tiền sử gia đình mắc bệnh cao cholesterol và bệnh tim mạch có khả năng mắc bệnh FH cao hơn so với những trường hợp khác (Hopkins et al., 2011)
Công trình nghiên cứu khoa học của Hopkins và cộng sự (2011) ghi nhận cần phải phân tích, kiểm tra các chỉ số về nồng độ cholesterol trong máu sớm ở đối tượng trẻ em ngay từ lúc 2 tuổi hoặc trước 20 tuổi nhằm làm giảm nguy cơ mắc các bệnh tim mạch và bệnh động mạch vành
Nguyên nhân dẫn đến bệnh lý FH thường là do tính chất đột biến xảy ra chủ yếu trên một số gen mã hóa protein quan trọng trong cơ chế chuyển hóa cholesterol máu, điển hình là gen LDLR (Low Density Lipoprotein Receptor), ApoB
(Apolipoprotein B), PCSK9 (proprotein convertase subtilisin / kexin loại 9)
(Hartgers et al., 2015) Trong đó, yếu tố chính gây ra bệnh lý FH là do các đột biến trên gen LDLR (Bruikman et al., 2017; Reeskamp et al., 2018)
I.2.1 Tiêu chí chuẩn đoán bệnh tăng cholesterol máu có tính chất gia đình
Theo Tổ Chức Y Tế Thế Giới (World Health Organization,WHO), bệnh lý FH được xác định theo tiêu chí nồng độ cholesterol ở người trưởng thành ≥ 5,0 mmol/l Bên cạnh đó, các bộ tiêu chí được sử dụng để chẩn đoán bệnh nhân mắc bệnh FH thường được sử dụng của tổ chức DLCN (Dutch Lipid Clinic Network), Simon Broome và
MEDPED của Hoa Kỳ (US Make Early Diagnoses Prevent Early Deaths) (Al-Hinai et al., 2013)
Bảng 1.1 Tiêu chí chẩn đoán bệnh FH của tổ chức DLCN
Nhóm 1: Tiểu sử gia đình
Thế hệ thứ nhất có người mắc bệnh tim mạch sớm (4,0 mmol/L (đối với trẻ em dưới 16 tuổi)
2 Xuất hiện xanthomas trong gân ở người bệnh hay người có quan hệ huyết thống (thế hệ thứ nhất) hoặc thế hệ thứ hai trong gia đình người bệnh
3 Bằng chứng có xuất hiện đột biến trên gen LDLR hay các gen khác có liên quan đến bệnh FH dựa trên DNA người bệnh
4 Trong tiền sử gia đình có người bị nhồi máu cơ tim trước 50 tuổi ở thế hệ thứ nhất hoặc thứ hai, hay trước 60 tuổi ở thế hệ thứ nhất
5 Trong tiền sử gia đình có người có nồng độ cholesterol tổng >7,5 mmol/L ở thế hệ thứ nhất hay thứ hai
Bảng 1.3 Tiêu chí chẩn đoán bệnh FH của US MEDPED
Nồng độ Cholesterol toàn phần ( mmol/L) Thế hệ thứ nhất bị FH
Thế hệ thứ hai bị FH
Thế hệ thứ ba bị FH Tổng dân số
Gen LDLR
Hình 1 Vị trí gen LDLR trên nhiễm sắc thể số 19
Gen LDLR (low-density lipoprotein receptor) định vị trên nhiễm sắc thể số 19 ( vị trí 19p13.2 ), kích thước 44469 bp với 18 exon ( NCBI )
LDLR là gen mã hóa cho thụ thể lipoprotein mật độ thấp (LDLR), là một dạng glycoprotein xuyên màng, thường hiện diện trên bề mặt tế bào gen Thụ thể lipoprotein mật độ thấp (LDLR) tham gia vào quá trình nhập bào (endocytosis), đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa cholesterol Protein LDLR tương tác, hình thành phức hợp với lipoprotein mật độ thấp kết hợp cholesterol (LDL-C) trong quá trình vận chuyển cholesterol từ máu vào tế bào giúp điều hòa lượng cholesterol trong máu (Brown and Goldstein,1986; Leigh et al., 2008;
Beisiegel et al., 1991) Các đột biến trong gen LDLR dẫn đến sự khiếm khuyết của thụ thể LDL, gây nên sự dư thừa cholesterol trong máu, là nguyên nhân chính dẫn đến bệnh FH (Hopkins et al., 2011; Shu et al., 2017; Hobbs et al., 1992 )
Theo công trình nghiên cứu của Hobbs và cộng sự (1992) xét theo tính chất và vị trí của các đột biến xuất hiện trên gen LDLR, các dạng đột biến được chia thành 5 loại như sau:
Loại 1: Đột biến dẫn đến không biểu hiện protein LDLR
Loại 2: Đột biến dẫn đến sai hỏng cấu trúc protein LDLR trong quá trình vận chuyển LDL-C từ mạng lưới nội chất đến bề mặt tế bào
Loại 3: Đột biến dẫ đến cản trở tương tác đặc hiệu của thụ thể LDLR với APOB Loại 4: Đột biến dẫn đến cản trở sự tương tác giữa protein LDLR và LDL-C
Loại 5: Đột biến dẫn đến rối loại quá trình tái thiết lập thụ thể LDLR trên bề mặt tế bào
Protein LDLR được cấu tạo bởi 843 amino acid, gồm các vùng "domain" chức năng tương ứng với các vùng trình tự trên gen LDLR (Marais et al., 2004):
- Exon 1 mã hóa peptide tín hiệu: 21 amino acid
- Exon 2-6 mã hóa vùng amino acid gắn phối tử: 40 amino acid
- Exon 7-14 mã hóa yếu tố vùng tăng trưởng biểu bì: 400 amino acid
- Exon 15 mã hóa chuỗi peptide tương tác với chuỗi carbohydrate O: 58 amino acid
- Exon 16 và exon 17 (41 bp) mã hóa vùng amino acid gắn với thụ thể LDLR.:
- Vùng trình tự còn lại exon 17 và exon 18 mã hóa vùng tế bào chất: 50 amino acid.
Tính chất đột biến trên gen LDLR và bệnh cao cholesterol trong máu có tính
Công trình nghiên cứu của Brown và Goldstein (1973, 1974 và 1986) cho thấy nguyên nhân dẫn đến bệnh lý FH thường do đột biến trên gen LDLR, chủ yếu là các đột biến điểm trên các exon thuộc gen LDLR gây ra làm mất chức năng hoặc khiếm khuyết thụ thể LDL trên bề mặt tế bào Có khoảng hơn 95% trường hợp mắc bệnh
FH là do các dạng đột biến trên gen LDLR (Benn et al., 2016) với hơn 1700 dạng đột biến (Leigh et al., 2016) Theo công trình nghiên cứu của Usifo và cộng sự
(2018), Sun và cộng sự (2018) cho thấy việc sàng lọc, xác định các dạng đột biến điểm trên gen LDLR góp phần làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch liên quan đến bệnh FH
Công trình nghiên cứu của Jiang và cộng sự (2015) ghi nhận có hơn 74 công trình nghiên cứu đặc điểm lâm sàng về bệnh FH có liên quan đến đột biến điểm trên gen
LDLR Các công trình nghiên cứu này chứng minh bệnh FH rất phổ biến tại Trung
Quốc, nhưng tỷ lệ chẩn đoán và điều trị bệnh FH còn thấp, do sự thiếu hiểu biết của các bác sĩ và người dân cũng như chưa có nhiều công trình nghiên cứu về bệnh FH (Jiang et al., 2015 ) Công trình nghiên cứu của Jihyun và cộng sự (2004) ghi nhận có khoảng 64% bệnh nhân mắc bệnh FH ở Hàn Quốc do đột biến trên gen LDLR gây ra
Công trình nghiên cứu của Futema và cộng sự (2011) tại Mỹ cho thấy đột biết xuất hiện trên gen LDLR là 14 trong 48 mẫu bệnh phẩm cao cholesterol chiếm khoảng
29,2 % Cũng trong công trình nghiên cứu của Futema và cộng sự (2014) nghiên cứu đặc điểm lâm sàng của bệnh FH đã ghi nhận được 25 dạng đột biến trong đó có
23 dạng đột biến trên gen LDLR và 2 dạng đột biến trên gen APOB
Công trình nghiên cứu của Santo và cộng sự (2014) phân tích tính chất đột biến điểm trên gen LDLR trong tổng số 156 bệnh nhân mắc bệnh FH dị hợp tử ở Brazil
Kết quả phân tích cho thấy có 40 trường hợp mang đột biến thuộc gen LDLR liên quan đến bệnh tăng cholesterol có tính chất gia đình.
Phương pháp phân tích tính chất đột biến trên gen LDLR
Phương pháp PCR kết hợp giải trình tự (PCR - Sequencing) là một phương pháp phổ biến và thường được ứng dụng trong các nghiên cứu khoa học phân tích đặc điểm phân tử bệnh FH, điển hình là công trinh nghiên cứu khoa học của Lombardi và cộng sự (1995,2000), Webb và cộng sự (1996), Bochmann và cộng sự (2001),
Yu và cộng sự (2002), Chater và cộng sự (2006), Yang và cộng sự (2007), Romano và cộng sự (2010), Vaca và cộng sự (2011), Futema và cộng sự (2012), Fan và cộng sự (2015), Du và cộng sự (2016), Xiang và cộng sự (2017), Phương pháp PCR kết hợp giải trình tự được ghi nhận là phương pháp chuẩn vàng trong phân tích đặc điểm trình tự nucleotide trên gen hoặc bộ gen mục tiêu nhằm phát hiện các đột biến và nêu ra bản chất của đột biến này-nguyên nhân chủ yếu dẫn đến một số bệnh di truyền, tiêu biểu là bệnh FH (Jensen et al., 1996).
Phương pháp phân tích tổng hợp
Theo McShane và Bửckenholt (2017), phõn tớch tổng hợp (Meta-analysis) là cụng cụ nghiên cứu thực chứng, dựa vào các phương pháp thống kê nhằm phản ánh tính chất đặc trưng hoặc độ biến thiên giá trị của biến số đối với độ tin cậy cao với trường hợp khảo sát có sự khác biệt về giá trị của biến số ở kết quả thuộc các công trình nghiên cứu khoa học khác nhau
Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện phân tích tổng hợp cần phải kiểm chứng/phản ánh tính thiên vị về dữ liệu phân tích, do đó cần phải thu thập và trích xuất dữ liệu một cách có hệ thống (Systematic reviews- SR) và kiểm chứng tính thiên vị thông qua thuật toán dựng đồ thị Funnel plot (Rodseth et al.,2016)
Các tiêu chí để thu thập dữ liệu một cách có hệ thống (Rodseth et al., 2016):
- Xác định rõ vấn đề cần nghiên cứu (vì sao cần phải tiến hành nghiên này)
- Xác định tổng quan và phương pháp cần dùng để đạt được mục tiêu nghiên cứu
- Nêu ra được những ưu, khuyết điểm trong quá trình khai thác bộ dữ liệu nghiên cứu
Các bước cơ bản trong thực hiện phân tích tổng hợp:
- Đặt ra câu hỏi cho nghiên cứu của mình (loại nghiên cứu: đoàn hệ-ca chứng, phương pháp, )
- Khai thác bộ dữ liệu trên các hệ thống: Google, Google Scholar, NCBI,
- Đọc tiêu đề và tóm tắt nội dung nghiên cứu chính của bộ dữ liệu
- Chọn bộ dữ liệu phù hợp cho nghiên cứu của mình
- Xác định tính bất đồng nhất cho bộ dữ liệu, dựa vào chỉ số I 2 (Index of Heterogeneity I 2 ) dựa vào thuật toán Chi bình phương (Thorlund et al., 2012): Tính bất đồng nhất thấp: 0%
