Đánh giá vai trò của các đa hình gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic đến nguy cơ gây vô sinh nam

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Vơ sinh tình trạng bệnh lý gặp 12%-15% cặp vợ chồng độ tuổi sinh sản, tương đương 50-80 triệu người giới [1] Theo Tổ chức Y tế giới (WHO, 1985), có khoảng 20% vơ sinh khơng rõ ngun nhân (KRNN), 80% có ngun nhân, vơ sinh nữ chiếm 40%, nam chiếm 40% vợ chồng 20% Vô sinh nam vô sinh mà nguyên nhân người chồng Có nhiều ngun nhân gây vơ sinh nam, việc chẩn đốn ngun nhân vơ quan trọng, ảnh hưởng đến hướng điều trị kết điều trị Xét nghiệm tinh dịch đồ xét nghiệm quan trọng để xác định tình trạng vơ sinh nam Xenobiotic chất khơng có nguồn gốc từ sinh vật, có nhiều chất có hại với sức khỏe người, ngun nhân gây vơ sinh Cytochrome P4501A1 (CYP1A1) gen mã hóa cho enzym thuộc Cytochrom P450 tham gia vào q trình chuyển hóa, đào thải xenobiotic, có chất gây vơ sinh nam giới Trong giai đoạn I trình chuyển hóa, CYP1A1 tham gia hoạt hóa chất độc xâm nhập vào thể Do CYP1A1 tăng hoạt tính làm tăng nguy vơ sinh ung thư Hiện nay, người ta phát có mối liên quan tính đa hình thái gen CYP1A1 với vô sinh nam [2], hay gặp đa hình CYP1A1*2A, CYP1A1*2B Glutathione S transferase P1 (GSTP1) N-acetyl-transferase (NAT2) gen mã hóa cho enzym tham gia vào trình chuyển hóa, đào thải chất độc Trong CYP1A1 có chức hoạt hóa GSTP1 NAT2 enzym giai đoạn II có chức chuyển hóa chất độc, CYP1A1 hoạt hóa, thành dạng khơng độc để đào thải ngồi Khi bị đột biến gen dẫn đến làm rối loạn chức enzym giải độc dẫn đến ung thư vô sinh nam giới [2],[3] Ở Việt Nam chưa có nghiên cứu đánh giá tác động ba gen bệnh nhân vơ sinh nam, vậy, chúng tơi tiến hành nghiên cứu nhằm mục tiêu: Đánh giá mối tương quan số yếu tố môi trường gây vô sinh nam với số tinh dịch đồ Phân tích mối tương quan đa hình thường gặp gen CYP1A, NAT2, GSTP1 với nguy vô sinh nam Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình vơ sinh vô sinh nam 1.1.1 Khái niệm vô sinh nam Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), vô sinh (infertility) tình trạng cặp vợ chồng độ tuổi sinh đẻ, có quan hệ tình dục thường xun năm, không sử dụng biện pháp tránh thai nào, mà khơng thể có Vơ sinh nam (male infertility) trường hợp nguyên nhân người nam (chồng đối tác) Xét nghiệm tinh dịch đồ (TDĐ) xét nghiệm đầu tay chẩn đốn vơ sinh nam Từ năm 1978, WHO có tài liệu hướng dẫn đánh giá TDĐ Năm 1999, tài liệu xuất phiên lần thứ IV Mới đây, năm 2010, phiên V đời đưa chỉnh sửa tiêu chuẩn đánh giá số TDĐ [4] Bảng 1.1 TDĐ theo tiêu chuẩn WHO 2010 [4] Chỉ số TDĐ Thế tích tinh dịch (ml) pH tinh dịch Mật độ tinh trùng (106/ml) Di động (%) Hình thái bình thường (%) Tỷ lệ sống (%) Bạch cầu (106/ml) Chú thích: PR Tiến tới (Progessive) WHO 2010 ≥ 1,5 ≥ 7,2 ≥ 15 PR ≥ 32 ≥4 ≥ 58 ≤1 1.1.2 Tình hình vơ sinh vô sinh nam giới Theo WHO (1985), có khoảng 80% trường hợp vơ sinh xác định nguyên nhân 20% không rõ nguyên nhân Năm 1991, WHO ước tính giới có khoảng 12 - 15% cặp vợ chồng vô sinh [5] Ở Hoa Kỳ, có khoảng 6,1 triệu người Mỹ bị vơ sinh, phần ba số có nguyên nhân nữ giới, phần ba có nguyên nhân từ nam giới lại có ngun nhân từ hai phía khơng rõ ngun nhân [6] Tỷ lệ vơ sinh nam Pháp 13,5%; ngun nhân nam khoảng 20% [7] Theo Irvine D S (2002), tỷ lệ vô sinh giới 14 17% cặp vợ chồng, nguyên nhân nam giới khó xác định [8] Theo Krauz cộng nguyên nhân gây vô sinh nam 50%, số lại có 40 - 50% trường hợp bất thường số lượng chất lượng tinh trùng [9] Ở nước châu Á, theo Aribarg A vô sinh Thái Lan chiếm 12% cặp vợ chồng vô sinh lứa tuổi sinh đẻ [10] Như vậy, tỷ lệ vô sinh giới thay đổi từ 10 - 20%, tỷ lệ có xu hướng ngày tăng, ngun nhân vơ sinh nam nữ có tỷ lệ tương đương tỷ lệ vơ sinh khơng rõ ngun nhân nhiều 1.1.3 Tình hình vơ sinh vơ sinh nam Việt Nam Ở Việt Nam, tỷ lệ vơ sinh có xu hướng tăng, theo điều tra dân số năm 1980, tỷ lệ 7% - 10%, năm 1982, tỷ lệ vô sinh lên đến 13%, vơ sinh nữ 54%, vô sinh nam 36%, vô sinh không rõ nguyên nhân chiếm 10% [11] Theo Ngô Gia Hy (2000), số cặp vợ chồng bị vơ sinh ngun nhân người chồng 40%, người vợ 50% hai vợ chồng 10% [12] Theo Trần Thị Phương Mai (2001), vô sinh nữ khoảng 30% - 40%, vô sinh nam 30%, khoảng 20% có nguyên nhân vợ chồng khoảng 20% cặp vợ chồng khơng tìm thấy ngun nhân [13] Nghiên cứu Trần Đức Phấn (2010) cho thấy có 44% có tinh dịch đồ bất thường cặp vợ chồng vô sinh [14] Theo Trần Quán Anh (2009) tỷ lệ vơ sinh chiếm 15%, vô sinh nam chiếm tỷ lệ 50% tỷ lệ có chiều hướng gia tăng [15] 1.2 Các yếu tố dẫn đến vô sinh nam 1.2.1 Độ tuổi sinh sản Các nghiên cứu chứng minh tuổi có liên quan chặt chẽ đến khả có nam nữ Nam giới 45 tuổi có mức độ đứt gãy ADN tinh trùng cao nhiều so với nam giới trẻ tuổi [16] Theo Sharon A K TDĐ nam giới 50 tuổi có đến 22% giảm thể tích 37% có tinh trùng giảm khả vận động [17] 1.2.2 Các yếu tố nội tiết Vùng đồi GnRH có chất peptid, tham gia trình sản xuất tinh trùng tác dụng kích thích thùy trước tuyến yên tổng hợp tiết hai hormone LH FSH Thùy trước tuyến yên GH protein có chức kiểm sốt q trình phân chia tinh ngun bào Ở bệnh nhân lùn tuyến yên, sinh sản tinh trùng giảm khơng có LH (Luteinizing hormone) glycoprotein có chức kích thích tế bào Leydig tiết testosterone FSH (Follice stimulating hormone) glycoprotein có chức kích thích phát triển ống sinh tinh, kích thích tế bào Sertoli phát triển tiết chất dinh dưỡng giúp cho phát triển tinh trùng FSH kích thích tế bào Sertoli tiết protein gắn với androgen, giúp vận chuyển androgen vào ống sinh tinh phục vụ trình trưởng thành tinh trùng Tinh hoàn Testosterone steroid tế bào Leydig phần nhỏ tủy thượng thận tiết Testosterone kích thích hình thành tinh ngun bào, phân bào giảm nhiễm lần từ tinh nguyên bào II thành tiền tinh trùng, tổng hợp protein tiết dịch từ tế bào Sertoli Inhibin tế bào Sertoli tiết glycoprotein Nó điều hòa q trình sinh tinh trùng thơng qua điều khiển ngược âm tính với tiết FSH tuyến yên 1.2.3 Các yếu tố di truyền 1.2.3.1 Các yếu tố di truyền mức độ tế bào Các bất thường số lượng hay cấu trúc nhiễm sắc thể (NST) gặp NST giới tính NST thường Các bất thường làm giảm trình sinh tinh dẫn đến hậu suy giảm chức sinh sản nam giới Tại Việt Nam, theo Trần Cúc Ánh (2012) nghiên cứu 187 cặp vợ chồng vô sinh nguyên phát có 15% người chồng mang bất thường NST, số này, có đến 89,3% bất thường NST giới tính [18] 1.2.3.2 Các yếu tố di truyền mức độ phân tử Hiện việc ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử để chẩn đoán nguyên nhân vô sinh nam phổ biến giới Trong tập trung vào xét nghiệm xác định đoạn AZF NST Y, phân mảnh ADN tinh trùng, xác định đột biến gen CFTR, AR hay gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic Mất đoạn AZF NST Y Một nguyên nhân vô sinh nam giới đoạn nhỏ nhánh dài NST Y (Yq) Mất đoạn nhỏ chủ yếu xảy vùng AZF nơi có chứa nhiều gen liên quan tới trình sinh tinh, nguyên nhân bất thường di truyền thứ hai sau hội chứng Klinefelter gây vô sinh nam giới [19] Vùng AZF gồm khu vực: AZFa, AZFb, AZFc, AZFd Theo Nguyễn Thị Việt Hà (2012), có 8% trường hợp vơ sinh nam có đoạn AZF NST Y Trong AZFc chiếm tỷ lệ cao (57,89%), tiếp đến đoạn AZFa (31,58%), đoạn AZFb đoạn AZFa/b/c chiếm tỷ lệ 5,26% [20] Đột biến gen AR (Androgen receptor) Androgen hormone steroid quan trọng biểu kiểu hình nam Để thực chức này, androgen thông qua thụ thể androgen receptor (AR) Thụ thể AR mã hóa gen nằm nhánh dài NST X Đột biến gen AR dẫn đến bất thường chức AR hậu có quan sinh dục khơng rõ ràng bị nữ hóa có quan sinh dục nam khả sinh sản giảm [21] Trong đó, đột biến lặp ba CAG ≥ 26 lần gặp 25% số trường hợp vơ sinh nam khơng có tinh trùng [22] Đột biến gen gây bệnh xơ nang CFTR (Cyctic fibrosis transmembrance conductance regulator) Xơ nang (CF - cyctic fibrosis) bệnh di truyền gen lặn NST thường (nhánh dài NST số 7), nguyên nhân gây vô sinh nam CF gây đột biến gen CFTR dẫn đến rối loạn sản xuất protein CFTR chức gây teo hai tinh hoàn, chức ống dẫn tinh khơng có tinh trùng [23] Có đến 80 - 90% trường hợp vơ sinh khơng có tinh trùng có liên quan đến đột biến gen CF [24] Tuy nhiên khoảng 97% bệnh nhân có đột biến gen CF bị vơ sinh có tinh trùng có nhờ hỗ trợ sinh sản [25] Sự đứt gãy ADN tinh trùng Sự đứt gãy ADN tinh trùng tượng tổn thương ADN tinh trùng, xảy giai đoạn trình sinh tinh Chỉ số đánh giá mức độ đứt gãy ADN tinh trùng DFI (ADN fragmentation index) Theo Sheena E cộng (2013), có 80% số cặp vợ chồng vô sinh không rõ nguyên nhân chất lượng tinh trùng yếu hay đứt gãy ADN tinh trùng [26] Utsuno H (2013) thấy đứt gãy ADN có liên quan đến bất thường hình thái tinh trùng [27] DFI cao nguyên nhân dẫn đến chất lượng phôi kém, hỏng thai tự nhiên ảnh hưởng đến tỷ lệ thành công hỗ trợ sinh sản [28] 1.2.4 Bệnh lý Các bệnh lý ảnh hưởng đến chất lượng số lượng tinh trùng thường gặp giãn tĩnh mạch thừng tinh, biến chứng bệnh quai bị xuất tinh ngược dòng Hậu bệnh lý ứ trệ tuần hoàn gây tăng nhiệt độ tinh hoàn, viêm teo tinh hoàn hay xuất tinh ngược vào bàng quang tinh trùng ngồi nước tiểu 1.2.5 Các yếu tố sinh hóa Fructose Fructose túi tinh tiết tác dụng nội tiết tố androgen Fructose nguồn lượng tinh trùng, đảm bảo sản sinh, phát triển, khả sống di động tinh trùng Nồng độ fructose tinh dịch đánh giá chức hoạt động túi tinh Fructose giảm có liên quan với bất thường cấu trúc, số lượng tinh trùng, chức túi tinh ống dẫn tinh [29] Ngoài ra, viêm tuyến tiền liệt nguyên nhân làm giảm nồng độ fructose tinh dịch Kẽm Kẽm bình thường tinh dịch có nồng độ từ 3,0 - 15,0 g/l, có vai trò phát triển tinh hồn, tiền liệt tuyến khả di động tinh trùng [30] Kẽm có liên quan đến giãn xoắn chất nhiễm sắc nhân [31] ổn định cấu trúc bậc bốn NST tinh trùng [32], tham gia vào trình tổng hợp testosterone tế bào Leydig [33] Thiếu kẽm gây giảm khả sinh sản nam [34] α - glucosidase α-glucosidase enzym tinh dịch, giảm có ý nghĩa thống kê nam giới vơ sinh [35] α-glucosidase liên quan đến độ di động, mật độ tinh trùng nồng độ androgen huyết [36] Phosphatase Trong tinh dịch, phosphatase có dạng: phosphatase acid phosphatase kiềm Tăng hoạt tính phosphatase acid liên quan chặt chẽ đến giảm mật độ tinh trùng [35],[37] Những nghiên cứu động vật chứng minh phosphatase kiềm giảm rõ rệt tắc ống dẫn tinh [38] Acid citric Cùng với fructose, acid citric chứng minh vai trò quan trọng di động độ tập trung tinh trùng [39] 1.2.6 Môi trường Trong yếu tố môi trường gây vô sinh nam vai trò tác nhân sinh thái độc tố đến chưa nghiên cứu nhiều Trong tình trạng hệ sinh thái ngày xấu dẫn đến tích hợp nhiều hợp chất hóa học với nồng độ cao khó kiểm sốt Trên thực tế, hóa chất mà người tiếp xúc khơng mang tính độc mang tính độc khác Có triệu hóa chất mà người thường xuyên tiếp 10 xúc chất nhiễm khơng khí, thuốc trừ sâu, dược phẩm, mỹ phẩm, phụ gia thực phẩm… Cần lưu ý nhóm xenobiotic khác có tác động độc hại đến hệ thống sinh sản nam Cơ chế tác động yếu tố môi trường chúng gây độc hại trực tiếp đến mô quan gián tiếp thông qua điều hòa nội tiết q trình sinh tinh [40] Tác động độc hại trực tiếp - tổn thương trực tiếp tạo độc tố đến tế bào Leydig, tế bào Sertoli, tinh trùng tinh tử [41] Ngoài ra, độc tố phá hủy thành phần khác tế bào dẫn đến phá vỡ mối liên kết tế bào mô [42] Trong số chất độc hại có ảnh hưởng trực tiếp đến tuyến sinh dục cần phải nhắc đến kim loại nặng (ví dụ chì), khói thuốc lá, ethylen dibromid, polychlorinat biphenyls Ví dụ, chì có tác dụng gây độc trực tiếp đến biểu mô tinh, ức chế sinh sản di chuyển tinh trùng [43] Barunstein cộng sinh thiết tinh hoàn số bệnh nhân bị nhiễm độc chì phát xơ niệu quản, tạo không bào gây thiểu tinh [44] Tại Mỹ, nghiên cứu tiến hành 140 cặp vợ chồng muốn sinh phương pháp thụ tinh ống nghiệm cho thấy hàm lượng chì tinh dịch cao hội mang thai người vợ thấp Theo số tác giả, chì thâm nhập thể từ nguồn như: ống dẫn chì, loại sơn, men sứ, đồ dùng thiếc, số vật dụng kim loại… Do mơ tinh hồn có nhiều lipid nên tích lũy chất tan lipid (trong có chì) nên hàm lượng chì cao tinh hồn bình thường máu Một số tác giả cho rằng, đo hàm lượng chì tinh dịch trở thành xét nghiệm hữu ích xác định nguyên nhân vô sinh nam Với số trường hợp có q nhiều chì tinh dịch, việc dùng kẽm bổ sung mang lại 49 DỰ KIẾN KẾT LUẬN Mối tương quan số yếu tố môi trường gây vô sinh nam với số tinh dịch đồ - Tần số xuất alen kiểu gen đa hình gen CYP1A1 (I462V), NAT2 (R197Q L161L), GSTP1 (I105V A114 V) với vô sinh nam - Mối tương quan đa hình tương tác gen gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic với vơ sinh nam 50 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU - Đề tài tiến hành từ tháng năm 2015 đến tháng 09 năm 2018 - Địa điểm nghiên cứu: Bộ môn Y Sinh học - Di truyền, Trường Đại học Y Hà Nội TT Nội dung công việc Viết bảo vệ đề cương Chọn bệnh nhân, lập 9/2015- - BM Y Sinh học Di truyền - 6/2018 ĐHY HN 9/2015- - BM Y Sinh học Di truyền - Xét nghiệm di truyền 6/2018 9/2015- ĐHY HN - BM Y Sinh học Di truyền - phân tử Phân tích kết quả, viết 8/2018 6/2018- ĐHY HN ĐHYHN luận án, bảo vệ luận án 9/2018 bệnh án di truyền, thăm khám lâm sàng Thời gian Nơi thực 5-9/2015 ĐHYHN Xét nghiệm tinh dịch đồ Kinh phí đề tài: Đề tài nằm phần mơ hình chẩn đốn trước sinh khơng xâm lấn PGS.TS.Trần Đức Phấn làm chủ nhiệm Mơ hình có kinh phí từ nguồn chương trình mục tiêu quốc gia Tổng cục dân số kế hoạch hóa gia đình TÀI LIỆU THAM KHẢO WHO (2000), WHO manual for the standardized investigation, diagnosis, and management of the infertile male, Cambridge University Press, 32-35 Nebert D.W., Zhang G., Vesell E.S.,(2013) Genetic risk prediction: individualized variability in susceptibility to toxicants Annu Rev Pharmacol Toxicol 53, 355–375 Aydos S.E., Taspinar M., Sunguroglu A., Aydos K., (2009) Association of CYP1A1 and glutathione S-transferase polymorphisms with male factor infertility Fertil Steril 92, 541- 547 WHO (2010), Laboratory manual for the examination and processing of human semen, 5th ed, Cambridge University Press WHO (1991), Infertility: a tabulation of available data on prevalence of primary and secondary infertility, Programme on Maternal and Child Health and Family Planning, Division of Family Health, Geneva, WHO The male infertility Best Practice Policy Committee of the American Urological Association, Practice Committee of the American Society for Reproductive Medicine (2006) Report on optimal evaluation of the infertile male Fertility and Sterility, 86 (5), 202 - 209 Thonneau P., Marchand S., Tallec A et al (1991) Incidence and main causes of infertility in a resident population (1,850,000) of three French regions (1988–1989) Hum Reprod, 6, 811 – 816 Irvine D.S (2002) Male infertility: Causes and management Medical progress Krausz C., Forti G., McElreavey K (2003) The Y chromosome and male fertility and infertility Int J Androl, 70 - 75 10 Aribarg A (1995) Primary health care for male infertility Workshop in Andrology, 50 - 54 11 Nguyễn Khắc Liêu (2003), Chẩn đốn điều trị vơ sinh, Nhà xuất Y học 12 Ngô Gia Hy (2000), Hiếm muộn vô sinh nam, Nhà xuất Thuận Hóa 13 Trần Thị Phương Mai (2001), Tình hình điều trị vô sinh kỹ thuật cao Báo cáo Hội thảo “Tình hình điều trị vơ sinh thụ tinh ống nghiệm”, Bộ Y tế UNFPA, Đà Nẵng, 11/2001 14 Trần Đức Phấn, Phan Thị Hoan, Nguyễn Xuân Tùng (2010) Sử dụng máy CASA xét nghiệm tinh dịch điểm cần lưu ý trả lời kết xét nghiệm tinh dịch Y học thực hành 727 (7), 56 - 61 15 Trần Quán Anh, Nguyễn Bửu Triều (2009), Bệnh học giới tính nam, Nhà xuất Y học, 88-95 16 Sergey I.M, Jennifer W., Brendan J et al (2004) Age related decline in sperm deoxyribonucleic acid integrity in patients evaluated for male infertility Presented in part at the 50th Annual Meeting, Canadian Fertility and Andrology Society, Canada, November 24 – 27, 2004 17 Sharon A.K., Brenda E., Wyrobek J.A (2001) Effects of male age on semen quality and fertility: a review of the literature Fertility and Sterility, 75 (2), 237 - 248 18 Trần Cúc Ánh (2012), Nghiên cứu nhiễm sắc thể cặp vợ chồng vô sinh nguyên phát, Nhà xuất Đại học khoa học tự nhiên 19 Sarah K.G., Anna M., Peter N.S (1997) Submicroscopic deletions in the Y chromosome of infertile men Human Reproduction, 12 (8), 1635 – 1641 20 Nguyễn Thị Việt Hà (2012), Nghiên cứu đứt đoạn nhỏ nhiễm sắc thể Y người bệnh vơ sinh khơng có tinh trùng tinh trùng, Nhà xuất Đại học Khoa học tự nhiên 21 Yong E.L., Loy C.J and Sim K.S (2003) Androgen receptor gene and male infertility Human Reproduction Update, (1), – 22 Amparo M., Chris K.S., Holly B.T et al (2001) Trinucleotide (CAG) repeat polymorphisms in the androgen receptor gene: molecular markers of risk for male infertility Fertility and Sterility, 75 (2), 275–281 23 Chen H., Ruan Y.C., Xu W.M et al (2012) Regulation of male fertility by CFTR and implications in male infertility Human Reproduction Update, 703 –713 24 Lissens W (2005) CF and CBAVD Pre-congress course - Joint SIG Andrology & Reproductive Genetics, 53 – 56 25 McCallum T.J., Milunsky J.M., Cunningham D.L et al (2000) Fertility in men with cystic fibrosis: an update on current surgical practices and outcomes Chest Journal, 118 (4), 1059 – 1062 26 Sheena E., Lewis M., John A.R (2013) The impact of sperm ADN damage in assisted conception and beyond: recent advances in diagnosis and treatment Reproductive Biomedicine Online, 27 (4), 325 – 337 27 Utsuno H., Oka K., Yamamoto A (2013) Evaluation of sperm head shape at high magnification revealed correlation of sperm ADN fragmentation with aberrant head ellipticity and angularity Fertility and sterility, 99 (6), 1573 – 80 28 Alvarez J.G (2003) ADN fragmentation in human spermatozoa: significance in the diagnosis and treatment of infertility Minerva Ginecol, 55, 233 – 239 29 Amuller G., Riva A (1992) Morphology and function of the human seminal vesicle, Andrologia, 24: 183 - 196 30 Chen M.D., Lin P.Y., Cheng V (1996) Zinc supplementation aggravates body fat accumulation in genetically obese mice and dietary – obese mice Biological Trace Element Research, 52 (2), 125 – 132 31 Steven F.S., Griffin M.M., Chantler E.N (1982) Inhibition of human and bovine sperm acrosin by divalent metalions: possible role of zinc as a regulator of acrosin activity Int J Androl, 5, 401 - 412 32 Kvist U., Kjellberg S., Bjorndahl L (1990) Seminal fluid from men with agenesis of the Wolffian ducts: zinc - binding properties and effects on sperm chromatin stability Int J Androl, 13, 245 - 252 33 Leake A., Chisholm G.D., Habib F.K (1984) The effect of zinc on the alpha - reduction of testosterone by the hyperplastic human prostate gland J Steroid Biochem, 20, 651 - 655 34 Winters, B.R., Walsh, T.J (2014) The epidemiology of male infer- tility Urol Clin North Am 41, 195–204 35 Zöpfgen A., Priem F., Sudhoff1 F et al (1999) Relationship between semen quality and the seminal plasma components carnitine, alpha – glucosidase, fructose, citrate and granulocyte elastase in infertile men compared with a normal population Oxford Journals, 15 (4), 840 - 845 36 Yassa D.A., Idriss W.K., Atassi M.E et al (2001) The diagnostic value of seminal α - glucosidase enzym index for sperm motility and fertilizing capacity Saudi Medical Journal, 22 (11), 987 - 991 37 Patel A., Dixit S.H., Patel M.A et al (2013) Study of semen acid and alkaline phosphatase in relation to sperm count and motility The Southeast Asian Journal of Case Report and Review, (1), 112 – 121 38 Pearson L.K., Campbell A.J., Sandoval S (2013) Effects of vasectomy on seminal plasma Alkaline Phosphatase in male Alpacas Original Article, 48 (6), 995 - 1000 39 Prendergast F.G., Veneziale C.M (1975) Control of fructose and citrate synthesis in guinea pig seminal vesicle epithelium J Biol Chem, 250, 1282 – 1289 40 Martin, J.B and Reichlin, S., (1987) Eds Neuroendpcrinology, 2nd, Ed E.A Davis and Co., Philadelphia 41 Mantovani A, Maranghi F (2005) Risk assessment of chemicals potentially affecting male fertility Contraception, 72(4): 308-313 42 Colborn T., vom Saal F.S., Soto A.M (1993) Developmental effects of endocrine-disrupting chemicals in wildlife and humans Environ Health Perspect, 101:378- 384 43 Sallmen M., Lindbohm M.L., Nurminen M (2000) Patemalexposure by lead and infertility Epidemiology, 11, 148-152.) 44 Braunstein GD, Dahlgren J, Loriaux D.O (1978), “Hypogonadism in chronically lead poisoned men”, Infertility, 1: 33-51 45 Bonde, J P., Ernst E (1992) Sex hormonesand semen quality in welders exposed to hexavalent chromium Hum Exp Toxicol, 11: 259-263 46 Ratcliffe J.M., Schrader S.M.K., Steenland D.E., Clapp T., Turner R.W (1987) Semen quality in papaya workers with long term exposure to ethylene dibromide Br J hid Med, 44:317-26 47 Schrader S.M., Turner T.W., Ratcliffe J.M (1988) The effects of ethylene dibromide on semen quality: a comparison of short term and chronic exposure Reprod Toxicol, 2: 191-198 48 Jequier A.M (2002) Male infertility a guide for the clinician Oxford: Blackwell Science 49 Monoski M., Nudell D.M., Lipshultz L.I (2002) Effects of medical therapy, alcohol, and smoking on male fertility Contemporary Urology, 57 - 63 50 Meri, Z.B., Irshid, I.B., Migdadi, M (2013).Does cigarette smoking affect seminal fluid parameters? A com-parative study Oman Med J 28, 12–15 51 Arabi M., Shareghi B (2005) Anti-fertility effect of nicotine Zhonghua Nan Ke Xue, ll(5): 323-30 52 Viloria T., Marcos M et al (2008) Cigarette smoking affects specific sperm oxidative defense but does not cause oxidative ADN damage in infertile men Fertility and Sterility Received, 11 53 Courts S.M., Fulton N and Anderson R.A (2007) Environmental toxicantinduced germ cell apoptosis in the human fetal testis Human Reproduction, 22(11): 2912-2918; 54 McLachlan J.A., Arnold S.F (1996) Environmental estrogens Amer Sci, 84: 452 - 61 55 Suresh С Sikka, Run Wang (2008) Endocrine disruptors and estrogenic effects on male reproductive axis Asian J Androl 10 (1): 134-145 56 Pasqualotto F.F., Sobreiro B.P., Hallak J et al (2006) Cigarette smoking is related to a decrease in semen volume in a population of fertile men BJU Int 97 324-326 57 De Jong A.M., Menkveld, R., Lens, J.W (2014) Effect of alcohol intake and cigarette smoking on sperm parameters and pregnancy Andrologia 46, 112–117 58 Muthusami K.R., Chinnaswamy P (2005) Effect of chronic alcoholism on male fertility hormones and semen quality Fertil Steril, 84(4): 919-24 59 Purohit V (2000) Can alcohol promote aromatization of androgens to estrogens? A review Alcohol; 22(3): 123 - 127 60 I Figa Talamanca, Traina M.E., and Urbani E (2000) Occupational exposures to metals, solvents and pesticides: recent evidence on male reproductive effects and biological markers Occup Med (Lond), 51(3):174-88 61 Ichihara G., Asaed et al (1997) Testicular and hematopoetic toxicity of 2bromopropane, a substitute for ozone layer-depleting chlorofluorocarbons J Occup Health, 39 57-63 62 Vanhoorne M., Comhaire F., De Bacquer D (1994) Epidemiological studyof the effects of carbone disulfide on male sexuality and reproduction Arch Environ Health 49: 273-278 63 Liu H.X., Qin W.H., Wang G.R et al (1995) Some altered concentration of elements in semen workers exposed trinitrotoluene Occup Environ Med, 52: 842-845 64 Toppari J (1996) Male reproductive health and environmental xenoestrogens Environ Health Perspect, 104: 741-803 65 Guillette Jr L J., Crain D A (2000) Environmental endocrine disrupters: an evolutionary perspective New York: Taylor & Francis 66 Waissmann W (2003) Endocrinopatologia associada ao trabalho In: Mendes R, organizador Patologia trabalho Sao Paulo: Editora Atheneu; 1093-1138 67 Assuncao J.V., Pesquero C.R (1999) Dioxinas e furanos: origens e riscos Rev Saude Publica, 33: 523-530 68 Tomezak S., Baumann K., Lehnert G (1981) Occupational exposure to hexachlorocyclohexane hit Arch Occup Environ Health, 48: 283-287 69 Bush B, Lambert G., Tarbell A (1996) Poly chlorinated biphenyl (PCB) and dichlorodipheny.l dichloroethylene (DDE) exposure among Native American men from contaminated Great Lakes fish and wildlife Toxicol Ind Health, 12: 361-368 70 Brouwer A., Longnecker M.P., Birnbaum L.S., Cogliano J., Kostyniak P., Moore J et al (1999) Characterization of potential endocrine-related health effects at low-dose levels of exposure to PCBs Environ Health Perspect, 107:639-49 71 Li L.A., Wang P.W., Chang L.W (2004) Polychlorinated biphenyl 126 stimulates basal and inducible aldosterone biosynthesis of human adrenocortical H295R cells Toxicol Appl Pharmacol, 195:92-102 72 Agletdinov E.F., Kamilov F.Kh et al (2008) Gonadotoxic effects of polychlorinated biphenyls in experiments on male rats J Antibiot Khimioter, 53(7-8): 15-18 73 Metzler M (2002) The handbook of environmental chemistry Berlin: Springer-Verlag 74 Benoff S., Jacob A., Hurley I (2000) Male infertility and environmental exposure to lead and cadmium Hum Reprod Update, 6:107-21 75 Sherins R.J., DeVita V.T Jr (1973) Effect of drug treatment for lymphoma on male reproductive capacity Ann Intern Med, 216_- 220 76 King K., Chan P.J., Patton W.C., King A (1997) Antibiotics: effects on cryopreserved-thawed human sperm motility in vitro Fertil Steril, 67(6): 1146-51 77 Sheweita S.A., Tilmisany A.M., Al Sawaf H (2005) Mechanisms of male infertility: role of antioxidants Curr Drug Metab, 6, 495 - 501 78 Shefi S., Tarapore P.E., Walsh T.J., Croughan M., Turek P.J (2007) Wet heat exposure: a potentially reversible cause of low semen quality in infertile men Int Braz J Urol, 33, 50 - 57 79 Comhaire F.H., Mahmoud A.M.A., Schoonjans F (2007) Sperm quality, birth rates and the environment in Flanders (Belgium) Reprod Toxicol, 23, 133 -137 80 Jens P B., Aleksander G (2014) Environmental xenobiotic and male reproductive health Asian Journal of Andrology 16, 3-4 81 Nebert D.W., McKinnon R.A., Puga A (1996) Human drug-metabolizing enzym polymorphisms: effect on risk of toxicity and cancer ADN Cell Biol, 15, 273 - 280 82 Nebert D.W (1997) Polymorphisms in drug-metabolizing enzyms: What is their clinical relevance and Why they exist Am J Hum Genet Vol.60 -P.265-271 83 Polonikov A.V., Ivanov V.P., Solodilova M.A (2009) Genetic variation of genes for xenobiotic-metabolizing enzyms and risk of bronchial asthma: the importance of gene-gene and gene-environment interactions for disease susceptibility J Hum Genet 54, 440–449 84 Comhaire F H, Mahmoud A M A., Schoonjans F (2007) Sperm quality, birth rates and the environment in Flanders (Belgium) Reprod Toxicol 23:133–7 85 Guengerich, P.F., (2000) Pharmacogenomics of cytochrome P450 and other enzyms involved in the biotransformation of xenobiotic Drug Dev Res 49, 4–16 86 Schuppe H.C., Wieneke P., Donat S., Fritsche E., Köhn F.M., Abel J., (2000) Xenobiotic metabolism, genetic polymorphisms and male infertility Andrologia 32, 255–262 87 Winters, B.R., Walsh, T.J (2014) The epidemiology of male infertility Urol Clin North Am 41, 195–204 88 Singh K., Jaiswal D (2011) Human male infertility: a complex multifactorial phenotype Reprod Sci 18, 418–425 89 Vineis P, Alavanja M, Buffler P et al (2004) Tobacco an cancer: recent epidemiological evidence J Natl Cancer Inst, 96, 99 - 106 90 Corea P (2004) “ Igastric cancer preventable” Gut 53, 1217-1219 91 Crofts F., Cosma G N et al (1993) “A novel CYP1A1 gene polymosphism in African” Carcinogenesis, 14(9),1729-1731 92 Kisselev P., Schunck W H et al (2005) “Association of CYP1 Polymosphism with differantal metabolic activation of 17β-Estradiol and Estrone”, Cancer Res, 65(7), 2972-2977 93 http://www.cypalleles.ki.se/cyplal.html/ 94 Strange R C., Lear J., Fryer A (1998) “Glutathion-S-transferase polymorphism influence on susceptibiliry to cancer” Chemico-Biological Interactions 111-112; 351-364 95 Strange R C., Jone P., Frye A (2000) “Glutathion –S-transferase genetics and role in toxicology”, Toxicology letters 112-113; 357-363 96 Strange R C., Spiteri M.A et al (2001) “Glutathion –S-transferase genetics family of enzyms”, Mutation Research, 482, 21-26 97 Ishii T., Matsuse T., Teramoto S et al (1999) Glutathione S-transferase P1 (GSTP1) polymorphism in patients with chronic obstructive pulmonary disease Thorax, 54: 693 - 696 98 Jaiswal, D., Sah, R., Agrawal, N.K (2012) Combined effect of GSTT1 and GSTM1 polymorphisms on human male infertility in north Indian population Reprod Sci 19, 312–316 99 Hirvonen A (1999) Polymorphisms of xenobiotic-metabolising enzyms and susceptibility to cancer Environ Health Perspect 107(1) 37-47 100 Kihara M, Kihara M, Noda K (1999) Lung cancer risk of the GSTM1 null genotype is enhanced in the presence of the GSTP1 mutated genotype in male Japanese smokers Cancer Lett, 137: 53-60 101 Hein et al (2000) Molecular genetics and epidemiology of the NAT1 and NAT2 acetylation polymorphisms Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 9, 29 - 42 102 Sergey L Y , Elena V K (2014) Synergism between the N-acetyltransferase gene and oxidant exposure increases the risk of idiopathic male infertility Reproductive BioMedicine Online 103 Hein et al (2002) Association of prostate cancer with rapid Nacetyltransferase (NAT1*10) in combination with slow N-acetyltransferase acetylator genotypes in a pilot case-control study Environ Mol Mutagen 40, 161 - 167 104 Faasse M.A., Niederberger C.S (2012) Epidemiological considerations in male infertility In: Male Infertility, Springer, New York, 131-142 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI VŨ THỊ HUYỀN ĐÁNH GIÁ VAI TRỊ CỦA CÁC ĐA HÌNH GEN MÃ HĨA ENZYM CHUYỂN HĨA XENOBIOTIC ĐẾN NGUY CƠ GÂY VƠ SINH NAM Chuyên ngành : Y sinh học di truyền Mã số : 62720111 ĐỀ CƯƠNG DỰ TUYỂN NGHIÊN CỨU SINH Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Đức Phấn TS Nguyễn Thị Trang HÀ NỘI - 2015 CHỮ VIẾT TẮT CYP1A1 : Cytochrome P4501A1 GSTs : Glutathione-S-transferase NAT2 : N-acetyl-transferase SNP : Single nucleotide polymorphism TDĐ : Tinh dịch đồ WHO : Tổ chức y tế giới MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình vơ sinh vơ sinh nam 1.1.1 Khái niệm vô sinh nam 1.1.2 Tình hình vơ sinh vô sinh nam giới 1.1.3 Tình hình vơ sinh vơ sinh nam Việt Nam .4 1.2 Các yếu tố dẫn đến vô sinh nam 1.2.1 Độ tuổi sinh sản 1.2.2 Các yếu tố nội tiết 1.2.3 Các yếu tố di truyền 1.2.4 Bệnh lý 1.2.5 Các yếu tố sinh hóa 1.2.6 Môi trường 1.3 Xenobiotic trình chuyển hóa xenobiotic thể .16 1.3.1 Khái niệm xenobiotic 16 1.3.2 Chuyển hoá Xenobiotic 17 1.4 Đột biến gen chuyển hóa sinh học xenobiotic 23 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Đối tượng nghiên cứu 33 2.1.1 Số bệnh nhân số mẫu .33 2.1.2 Tiêu chuẩn chọn đối tượng nghiên cứu 34 2.1.3 Tiêu chuẩn loại trừ 34 2.2 Phương pháp nghiên cứu 34 2.2.1 Thiết kế nghiên cứu 34 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 35 2.2.3 Các số nghiên cứu 36 2.2.3.1 Một số đặc điểm lâm sàng cận lâm sàng 36 2.3 Xử lý số liệu 38 2.4 Vấn đề đạo đức nghiên cứu .38 Chương 3: DỰ KIẾN KẾT QUẢ .39 3.1 Một số đặc điểm cận lâm sàng, lâm sàng yếu tố nguy gây vô sinh nam 39 3.1.1 Đặc điểm lâm sàng cận lâm sàng bệnh nhân vô sinh nam .39 3.1.2 Các yếu tố nguy gây vô sinh 40 3.2 Tương quan đa hình gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic đến tiến triển bệnh vơ sinh nam 42 3.2.1 Phân bố kiểu gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic nhóm chứng nhóm bệnh 42 3.2.2 Tương quan đa hình gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic với vô sinh nam 44 3.2.3 Tương tác gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic hút thuốc biểu vô sinh 45 3.4 Tương quan kiểu gen gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic với vơ sinh nam 46 Chương 4: DỰ KIẾN BÀN LUẬN .47 4.1 Bàn số đặc điểm cận lâm sàng, lâm sàng yếu tố nguy gây vô sinh nam 47 4.1.1 Bàn đặc điểm lâm sàng cận lâm sàng bệnh nhân vô sinh nam 47 4.1.2 Bàn yếu tố nguy gây vô sinh 47 4.1.3 Phân tích mối tương quan yếu tố nguy từ môi trường với số TDĐ 47 4.2 Phân tích mối tương quan đa hình gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic đến tiến triển vô sinh nam 47 4.2.1 Bàn đặc điểm phân bố kiểu gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic .47 4.2.2 Phân tích mối tương quan đa hình gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic với vơ sinh nam 47 4.3 Phân tích nguy gây vơ sinh nam dựa liệu đa hình gen chuyển hóa xenobiotic yếu tố mơi trường 48 DỰ KIẾN KẾT LUẬN 49 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 TDĐ theo tiêu chuẩn WHO 2010 Bảng 1.3 Các dạng SNP gen CYP1A1 30 Bảng 2.1 Trình tự mồi polymorphism CYP1A1 (I462V), NAT2 (R197Q L161L), GSTP1 (I105V A114 V) 36 Bảng 3.1 Đặc điểm TDĐ nhóm bệnh nhóm chứng 39 Bảng 3.2 Đặc điểm yếu tố sinh học, xã hội đời sống nhóm bệnh nhóm chứng 40 Bảng 3.3 Phân bố kiểu gen giá trị dị hợp tử theo trường hợp đa hình gen chuyển hóa xenobiotic nhóm chứng .42 Bảng 3.4 Phân bố kiểu gen giá trị dị hợp tử theo trường hợp đa hình gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic nhóm bệnh.43 Bảng 3.5 Tần số alen đa hình gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic nhóm bệnh nhóm chứng 44 Bảng 3.6 Tần số kiểu gen đa hình gen mã hóa enzym chuyển hóa xenobiotic nhóm bệnh nhóm chứng 44 Bảng 3.7 Tương tác kiểu gen liên quan đến vô sinh nam hút thuốc lá45 Bảng 3.8 Phân bố haplotyp theo cặp kiểu gen .46 ... tích mối tương quan đa hình thường gặp gen CYP1A, NAT2, GSTP1 với nguy vô sinh nam 3 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình vơ sinh vơ sinh nam 1.1.1 Khái niệm vô sinh nam Theo Tổ chức Y tế... ứng enzym chuyển hóa xenobiotic rõ quan trọng: chuyển hóa chất dễ bị ảnh hưởng chất khác Một số chất gây cảm ứng enzym chuyển hóa chất khác; ngược lại, có số chất gây ức chế enzym chuyển hóa. .. hại Hầu hết xenobiotic, xâm nhập vào thể, khơng có tác dụng sinh học trực tiếp, mà phải trải qua chuyển hóa (chuyển hóa hóa học) giải phóng dạng chất chuyển hóa Cơ sở chuyển hóa sinh học phần