Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của xét nghiệm PSA (prostate specific antigen) huyết thanh trong tầm soát và chẩn đoán ung thư tuyết tiền liệt

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA XÉT NGHIỆM PSA (PROSTATE SPECIFIC ANTIGEN) HUYẾT THANH TRONG TẦM SOÁT VÀ CHẨN ĐOÁN UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT LUẬN ÁN TIẾN SINH HỌC Tp.Hồ Chí Minh- 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA XÉT NGHIỆM PSA (PROSTATE SPECIFIC ANTIGEN) HUYẾT THANH TRONG TẦM SOÁT VÀ CHẨN ĐOÁN UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: Hóa sinh học Mã số chuyên ngành: 63 42 30 15 Phản biện 1: PGS.TS Đỗ Thị Thanh Thủy Phản biện 2: TS Nguyễn Khắc Hân Hoan Phản biện 3: TS Nguyễn Đăng Quân Phản biện độc lập 1: TS Nguyễn Khắc Hân Hoan Phản biện độc lập 2: TS Bùi Chí Bảo NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Phan Chiến Thắng TS Vũ Quang Huy Tp.Hồ Chí Minh – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thực giám sát thầy hướng dẫn Các số liệu, kết luận văn khách quan, trung thực chưa công bố công trình khác Nghiên cứu chấp thuận hội đồng y đức nghiên cứu y sinh học Đại Học Y Dược TP.HCM Tác giả MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ SINH HỌC CỦA TUYẾN TIỀN LIỆT VÀ CHỈ DẤU UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT PSA 1.1 TUYẾN TIỀN LIỆT 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Sinh học tế bào hình thái tuyến tiền liệt bình thường 1.2 ANDROGEN VÀ TUYẾN TIỀN LIỆT 1.2.1 Vai trò androgen điều hòa phát triển tuyến tiền liệt 1.2.2 Androgen receptor (AR) ung thư tuyến tiền liệt 1.3 TĂNG SẢN LÀNH TÍNH TUYẾN TIỀN LIỆT VÀ UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT 15 1.3.1 Tăng sản lành tính tuyến tiền liệt 15 1.3.2 Ung thư tuyến tiền liệt 17 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐÓAN VÀ TẦM SOÁT UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT 20 1.4.1 Siêu âm tuyến tiền liệt 20 1.4.2 Chụp cộng hưởng từ 20 1.4.3 Sinh thiết 20 1.4.4 Xét nghiệm hóa sinh miễn dịch 22 1.5 VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA XÉT NGHIỆM PSA TRONG CHẨN ĐOÁN UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT 23 1.5.1 Giới thiệu PSA 23 1.5.2 Xét nghiệm PSA chẩn đoán ung thư tuyến tiền liệt 27 Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1 THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU 39 2.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 39 2.3 CỠ MẪU 40 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.4.1 Thăm khám lâm sàng thăm khám trực tràng 41 2.4.2 Siêu âm tuyến tiền liệt 41 2.4.3 Sinh thiết tuyến tiền liệt 41 2.4.4 Xét nghiệm mô bệnh học 41 2.4.5 Xét nghiệm định lượng tPSA fPSA 42 2.4.6 Kiểm tra chất lượng xét nghiệm định lượng PSA toàn phần, PSA tự 45 2.4.7 Biến số nghiên cứu 48 2.4.8 Phương pháp xử lý phân tích số liệu 48 Chương KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 51 3.1 ĐẶC ĐIỂM THỐNG KÊ CỦA ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 51 3.1.1 Tỷ lệ mắc ung thư tuyến tiền liệt tăng sản lành tính tuyến tiền liệt mẫu nghiên cứu 51 3.1.2 Đặc điểm tuổi bệnh nhân tăng sản lành tính tuyến tiền liệt ung thư tuyến tiền liệt 51 3.1.3 Đặc điểm nồng độ tPSA người bình thường, bệnh nhân tăng sản lành tính tuyến tiền liệt ung thư tuyến tiền liệt 54 3.1.4 Đặc điểm tỷ lệ fPSA/tPSA (%) người bình thường, bệnh nhân tăng sản lành tính tuyến tiền liệt ung thư tuyến tiền liệt 56 3.1.5 Đặc điểm thể tích tuyến tiền liệt bệnh nhân tăng sản lành tính tuyến tiền liệt ung thư tuyến tiền liệt 58 3.2 KHẢO SÁT MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA PSA TOÀN PHẦN VÀ TỶ LỆ fPSA/tPSA (%) VỚI TUỔI, THỂ TÍCH TUYẾN TIỀN LIỆT VÀ ĐỘ BIỆT HÓA MÔ HỌC 60 3.2.1 Kết kiểm tra đánh giá chất lượng xét nghiệm định lượng tPSA fPSA 60 3.2.2 Mối tương quan tPSA tỷ lệ fPSA/tPSA(%) với tuổi 63 3.2.3 Mối tương quan tPSA tỷ lệ fPSA/tPSA (%) với thể tích tuyến tiền liệt 67 3.2.4 Mối tương quan tPSA tỷ lệ fPSA/tPSA (%) với độ biệt hóa mô học 71 3.3 KHẢO SÁT VAI TRÒ TẦM SOÁT BỆNH LÝ TUYẾN TIỀN LIỆT CỦA XÉT NGHIỆM PSA 74 3.3.1 Ứng dụng SVM phân loại nhóm người bình thường nhóm người bị bệnh (tăng sản lành tính tuyến tiền liệt ung thư tuyến tiền liệt) 74 3.3.2 Phân biệt bệnh tăng sản lành tính tuyến tiền liệt ung thư tuyến tiền liệt xét nghiệm fPSA, tPSA thông qua R 75 3.3.3 Phân biệt bệnh tăng sản lành tính tuyến tiền liệt ung thư tuyến tiền liệt phối hợp xét nghiệm fPSA, tPSA với giá trị sinh học (tuổi, thể tích tuyến tiền liệt) thông qua phương pháp SVM 83 3.4 NÂNG CAO ĐỘ NHẠY VÀ ĐỘ ĐẶC HIỆU CỦA XÉT NGHIỆM PSA BẰNG CÁCH KẾT HỢP CÁC GIÁ TRỊ tPSA, TỶ LỆ fPSA/tPSA (%), TUỔI VÀ THỂ TÍCH TUYẾN TIỀN LIỆT THÔNG QUA R VÀ SVM 84 3.4.1 Áp dụng phương pháp phân loại “cây định khi” tPSA >10ng/ml 85 3.4.2 Sơ đồ dự đoán ung thư tuyến tiền liệt sử dụng toàn giá trị tPSA fPSA huyết 85 3.4.3 Phối hợp xét nghiệm PSA với tuổi, tích tuyến tiền liệt chẩn đoán ung thư tuyến tiền liệt phương pháp R SVM 87 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AR (androgen Receptor): thụ thể androgen AKT : Protein Kinase B (PKB) ARTIS (AR transcription initiation site) : vị trí bắt đầu phiên mã AP-1: Activating protein -1 ACT: alpha1- antichymotrypsin AMG: alpha 2- macroglobulin API: alpha1- antitrypsin AIPC (androgen - independent prostate cancer): Ung thư TTL không phụ thuộc androgen AKR1C3: Aldo-keto reductase family member C3 AF (activation function): chức hoạt hóa AUC (Area under the curve): diện tích đường cong BPH (Benign Prostatic Hyperplasia): tăng sản lành tính tuyến tiền liệt CRPC (castration resistant prostate cancer): ung thư TTL kháng cắt tinh hoàn CP (3’CCCUCCC poly(C) - binding protein): protein gắn kết với poly C cPSA (complexed PSA): PSA phức cs: cộng CMIA (Chemiluminescent Magnetic Immunoassay): miễn dịch hóa phát quang dùng vi hạt DBD (DNA – binding domain): vị trí gắn kết với DNA DHT : Dihydrotestosterone DHEA: Dehydroepiandrosterone DRE (Digital Rectal Examination): thăm khám trực tràng EIA (enzyme immunoassay): miễn dịch enzyme EGF (Epidermal Growth Factor): nhân tố tăng trưởng thượng bì EGTM (European Group on Tumor markers): nhóm nghiên cứu Châu Âu chất đánh dấu khối u ERSPC (European Randomized Study of Screening for Prostate Cancer): nghiên cứu ngẫu nhiên Châu Âu tầm soát ung thư TTL ETS: avian erythroblastosis virus E26 homolog EP300: E1A binding protein p300, acetyltransferase p300 FDA (food and drug administration): quan quản lý thuốc thực phẩm Hoa Kỳ FGF (Fibroblast Growth Factor): nhân tố tăng trưởng nguyên bào sợi FOXA1: forkhead box A1 fPSA (free PSA): PSA tự FOS: FBJ murine osteosarcoma viral oncogene homolog GTF2F (general transcription factor IIF, TFIIF): yếu tố phiên mã TFIIF GTF2H3 (general transcription factor IIH, TFIIH): yếu tố phiên mã TFIIH HER-2/neu: human epidermal growth factor receptor HAT: histone acetylase HDAC: histone deacetylase IGF (Insulin-like Growth Factor): nhân tố tăng trưởng tương tự insulin iPSA (inactive prostate specific antigen): kháng nguyên đặc hiệu TTL bị bất hoạt JUN: jun oncogene KN: kháng nguyên KT: kháng thể KXKK: Lys-x-Lys-Lys motif KAT2B: K(lysine) acetyltransferase 2B KAT5: K(lysine) acetyltransferase KDM1A: lysine (K) – specific demethylase 1A KDM4C: lysine (K) – specific demethylase 4C LBD: ligand - binding domain MSNV: mã số nhập viện MAPK (mitogen-activated protein kinase) enzyme hoạt hóa phân bào NACB (National Academy of Clinical Biochemistry): viện hóa sinh quốc gia NCCN (National Comprehensive Cancer Network): Mạng phổ biến ung thư quốc gia Hoa Kỳ NCOR1 (NCOR1 nuclear receptor corepressor 1): đồng kìm hãm với thụ thể nhân NCOA (nuclear receptor coactivator): đồng hoạt hóa thụ thể nhân OCT1 (Organic Cation Transporter 1): chất vận chuyển cation hữu PSA (Prostate - specific Antigen): Kháng nguyên đặc hiệu tuyến tiền liệt PAP: prostatic acid phosphatase PIAS (Protein inhibitors of activated STAT): tác nhân kìm hãm hoạt hóa STAT PTEN: phosphatase and tensin homolog PAP: prostatic acid phosphatase PLCO (The Prostate, Lung, Colorectal and Ovarian Cancer Screening Trial): Chương trình thí nghiệm tầm soát ung thư TTL, phổi, trực tràng buồng trứng POU2F1 (POU domain, class 2, transcription factor 1) RNF6: E3 ubiquitin-protein ligase RNF6 RIA ( radio immuno assay): miễn dịch phóng xạ SP1 (Sp1 transcription factor): yếu tố phiên mã SP1 SIRT1: Sirtuin SRD5A1: steroid-5- alpha-reductase, alpha polypeptide SUMO (small ubiquitinrelated modifier): biến đổi liên quan đến ubiquitin hóa SVM (Support Vector Machine): phương pháp máy học vector hỗ trợ T: Testosterone TAU (transcription activation unit) : đơn vị hoạt hóa phiên mã tPSA (total PSA): PSA toàn phần TRUS (Transrectal Ultrasonography): siêu âm qua ngã trực tràng TTL: Tuyến tiền liệt TRIM68: Tripartite motif-containing protein 68 TGFBIII: transforming growth factor beta induced transcript 1, androgen receptor coactivator ARA55 UBE2I: ubiquitin - conjugating enzyme E2I UTR (untranslated region): vùng không dịch mã DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số tình làm tăng nồng độ PSA huyết tương 30 Bảng 1.2 Nồng độ tPSA theo chủng tộc tuổi 31 Bảng 1.3 Khả phát ung thư TTL dùng PSA toàn phần đơn 34 Bảng 1.4 Độ nhạy độ đặc hiệu giá trị ngưỡng PSA phát ung thư TTL35 Bảng 3.1 Đặc điểm tuổi nhóm BPH ung thư TTL 52 Bảng 3.2 Phân bố tuổi bệnh nhân BPH ung thư TTL 53 Bảng 3.3 Đặc điểm nồng độ tPSA ba nhóm khảo sát 54 Bảng 3.4 Đặc điểm tỷ lệ fPSA/tPSA(%) ba nhóm khảo sát 56 Bảng 3.5 Thống kê mô tả thể tích TTL hai nhóm bệnh TTL 58 Bảng 3.6 Độ độ xác xét nghiệm tPSA 60 Bảng 3.7 Độ độ xác xét nghiệm fPSA 62 Bảng 3.8 Nồng độ tPSA trung bình theo nhóm tuổi nhóm bình thường, BPH ung thư TTL 63 Bảng 3.9 Hệ số tương quan (r) tPSA với tuổi 65 Bảng 3.10 Phân bố tỷ lệ fPSA/tPSA(%) trung bình theo nhóm tuổi nhóm bình thường, tăng sản lành tính tính TTL ung thư TTL 66 Bảng 3.11 Hệ số tương quan (r) tỷ lệ fPSA/tPSA (%) với tuổi 67 Bảng 3.12 Phân bố nồng độ tPSA theo thể tích TTL nhóm BPH ung thư 68 Bảng 3.13 Hệ số tương quan (r) tPSA với thể tích TTL 69 Bảng 3.14 Phân bố tỷ lệ fPSA/tPSA(%) theo thể tích TTL nhóm BPH ung thư 69 Bảng 3.15 Hệ số tương quan (r) tỷ lệ fPSA/tPSA (%) với thể tích TTL 70 Bảng 3.16 Phân bố độ biệt hóa tế bào ung thư theo tPSA 73 Bảng 3.17 Phân bố độ biệt hóa tế bào ung thư theo tỷ lệ fPSA/tPSA (%) 74 Bảng 3.18 Kết phân loại người bình thường với người bị bệnh BPH ung thư TTL SVM (hàm 2.8) 75 Bảng 3.19 So sánh khả phân biệt BPH ung thư TTL tPSA tỷ lệ fPSA/tPSA (%) 82 Bảng 3.20 Phân biệt bệnh BPH ung thư TTL cách phối hợp xét nghiệm fPSA, tPSA với tuổi thể tích TTL 83 Bảng 3.21 Phân biệt bệnh BPH với ung thư TTL 10[...]... thiểu các trường hợp dương tính giả và âm tính giả trong chẩn đoán sớm ung thư TTL, giúp chẩn đoán phân biệt ung thư TTL với bệnh BPH thông qua việc phối hợp các giá trị tPSA, tỷ lệ fPSA/tPSA (%), tuổi, thể tích TTL lại với nhau Đề tài Nghiên cứu nâng cao hiệu quả của xét nghiệm PSA (Prostate specific antigen) huyết thanh trong tầm soát và chẩn đoán ung thư tuyến tiền liệt được thực hiện với ba mục tiêu... giữa PSA toàn phần (tPSA) và tỷ lệ fPSA/tPSA(%) với tuổi, thể tích TTL và độ biệt hóa mô học 2 Khảo sát vai trò tầm soát bệnh lý tuyến tiền liệt của xét nghiệm PSA 3 Nâng cao độ nhạy và độ đặc hiệu của xét nghiệm PSA bằng cách kết hợp các giá trị tPSA, tỷ lệ fPSA/tPSA (%), tuổi và thể tích TTL thông qua R và SVM 2 Chương 1 CƠ SỞ SINH HỌC CỦA TUYẾN TIỀN LIỆT VÀ CHỈ DẤU UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT PSA 1.1... phát hiện ung thư TTL rất sớm Vì vậy, gần đây người ta coi định lượng PSA huyết thanh vẫn là một phương tiện hữu hiệu để phát hiện sớm ung thư TTL (khi khối ung thư vẫn còn nằm trong bao tuyến) [21] 1.5 VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA XÉT NGHIỆM PSA TRONG CHẨN ĐOÁN UNG THƯ TTL 1.5.1 Giới thiệu về PSA PSA là kháng nguyên đặc hiệu củaTTL, nằm trong nhóm chỉ dấu ung thư dịch thể và được Hara tìm ra đầu tiên trong. .. ROC của tỷ lệ fPSA/tPSA(%) khi tPSA >10ng/ml 81 MỞ ĐẦU Ung thư tuyến tiền liệt (TTL) là một trong những ung thư thường gặp nhất ở nam giới và đứng hàng thứ hai trong mọi ung thư [17] Số người chết do ung thư TTL đứng hàng thứ ba trong các ung thư nói chung [17] Tại Việt Nam, tuy còn ít các số liệu thống kê về bệnh ung thư TTL nhưng theo nghiên cứu của Nguyễn Chấn Hùng và cộng sự tại bệnh viện ung bướu... độ đặc 1 hiệu của PSA trong chẩn đoán ung thư TTL thấp 70% số người bị sinh thiết không có ung thư nhưng họ vẫn phải trải qua quá trình lo âu, biến chứng của qui trình do sinh thiết gây ra như tiểu ra máu, đau ở vùng đáy chậu… [17] Hiện nay các nghiên cứu về nâng cao độ đặc hiệu của PSA trong chẩn đoán ung thư TTL thư ng bằng cách dựa vào các mối tương quan riêng rẽ giữa nồng độ PSA huyết thanh với... nhưng có kết quả bất thư ng hay có ung thư TTL nhưng lại có kết quả bình thư ng Những kết quả không đúng này khiến các bác sĩ phải bắt buộc dùng thêm một xét nghiệm chẩn đoán nữa là sinh thiết (đối với dương tính giả) nhằm xác định có hay không có ung thư TTL Xét nghiệm PSA phổ biến thư ng là định lượng PSA toàn phần (tPSA - total Prostate Specific Antigen) trong huyết thanh Nguy cơ ung thư TTL gia... Tuyến tuyền liệt bình thư ng 72 Hình 3.3 Tuyến tuyền liệt bị tăng sản lành tính 72 Hình 3.4 Tuyến tuyền liệt ung thư 72 Hình 3.5 Sơ đồ dự đoán ung thư TTL khi tPSA>10ng/ml 85 Hình 3.6 Sơ đồ dự đoán ung thư TTL khi sử dụng toàn bộ giá trị tPSA và fPSA 86 Hình 3.7 Sơ đồ của bệnh viện trong chẩn đoán ung thư TTL 86 Hình 3.8 Sơ đồ dự đoán ung thư TTL của đề tài ... trọng PSA (nồng độ PSA theo thể tích TTL), PSA đặc hiệu theo tuổi ….[7] Bên cạnh đó các nghiên cứu còn xác định được ý nghĩa của những dạng đồng phân PSA lưu thông trong máu gồm PSA phức (chủ yếu là PSA- ACT, PSA- alpha1-antichymotripsin) và PSA tự do (fPSA free Prostate Specific Antigen) Nồng độ PSA toàn phần bằng tổng nồng độ PSA- ACT và fPSA [17] Tỷ lệ PSA- ACT/tPSA tăng trong khi tỷ lệ fPSA/tPSA giảm... độ đo được của tPSA 61 Biểu đồ 3.7 Tương quan giữa nồng độ chuẩn và nồng độ đo được của fPSA 62 Biểu đồ 3.8 Nồng độ tPSA trung bình ở nhóm bình thư ng, BPH và ung thư TTL 64 Biểu đồ 3.9 Tỷ lệ fPSA/tPSA(%) trung bình theo nhóm tuổi ở nhóm bình thư ng, BPH và ung thư 66 Biểu đồ 3.10 Nồng độ tPSA trung bình theo thể tích TTL ở nhóm BPH và ung thư 68 Biểu đồ 3.11 Tỷ lệ fPSA/tPSA (%) theo... nhóm BPH và ung thư TTL 52 Biểu đồ 3.2 Phân bố tuổi ở nhóm tăng sản lành tính (BPH) và ung thư TTL 53 Biểu đồ 3.3 Nồng độ tPSA trung bình ở nhóm bình thư ng, BPH và ung thư 55 Biểu đồ 3.4 Tỷ lệ tỷ lệ fPSA/tPSA(%) trung bình ở nhóm bình thư ng, BPH và ung thư 57 Biểu đồ 3.5 Thể tích TTL trung bình ở nhóm BPH và ung thư 59 Biểu đồ 3.6 Tương quan giữa nồng độ chuẩn và nồng ... TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA XÉT NGHIỆM PSA (PROSTATE SPECIFIC ANTIGEN) HUYẾT THANH TRONG TẦM SOÁT VÀ CHẨN ĐOÁN UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH... 1.5 VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA XÉT NGHIỆM PSA TRONG CHẨN ĐOÁN UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT 23 1.5.1 Giới thiệu PSA 23 1.5.2 Xét nghiệm PSA chẩn đoán ung thư tuyến tiền liệt 27 Chương... cao hiệu xét nghiệm PSA (Prostate specific antigen) huyết tầm soát chẩn đoán ung thư tuyến tiền liệt thực với ba mục tiêu cụ thể sau: Xác định mối tương quan PSA toàn phần (tPSA) tỷ lệ fPSA/tPSA(%)