“Đặc điểm methyl hoá và sự biểu lộ của một số gen ức chế ung thư trong ung thư vòm mũi họng

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI BỘ Y TẾ NGUYỄN THỊ HỒNG GẤM NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ BỆNH SINH UNG THƯ CHUYÊN ĐỀ TIẾN SĨ HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI BỘ Y TẾ NGUYỄN THỊ HỒNG GẤM NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ BỆNH SINH UNG THƯ Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thanh Bình Cho đề tài: “Đặc điểm methyl hoá biểu lộ số gen ức chế ung thư ung thư vòm mũi họng” Chuyên ngành : Dị ứng Miễn dịch Mã số : 62720109 CHUYÊN ĐỀ TIẾN SĨ HÀ NỘI - 2018 CHỮ VIẾT TẮT HMTs : Histone methyltransferases ncRNA : Noncodon ribonucleic acid RasGTP : Ras guanidine triphosphatase CpG : Cystocine phosphodieste guanine DNA : Deoxyribonucleic acid EGFR : Epidermal Growth Factor Receptor ErbB : Eryblastic B HER : Human Epidermal growth factor Receptor HPV : Human Papilloma Virus IARC : InteRNAtional Agency for Research on Cancer miRNA : MicroRNA MYC : Myelocytomatosis TSG : Tumor surpressor gene WHO : World Health Organization WT1 : Wilm tumor protein MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư bệnh lý ác tính tế bào, bị kích thích tác nhân sinh ung thư, tế bào tăng sinh cách vô hạn độ, vô tổ chức không tuân theo chế kiểm soát phát triển thể Đa số bệnh ung thư hình thành khối u Khác với khối u lành tính phát triển chỗ thường chậm, có vỏ bọc xung quanh, khối u ác tính (ung thư) xâm lấn vào tổ chức lành xung quanh giống hình "con cua" với cua bám vào tổ chức lành thể giống rễ lan đất Các tế bào khối u ác tính có khả di tới hạch bạch huyết tạng xa hình thành khối u cuối dẫn tới tử vong Cùng với di xa, tính chất bệnh ung thư hay tái phát làm cho điều trị bệnh khó khăn ảnh hưởng xấu đến tiên lượng bệnh Ung thư nguyên nhân gây tử vong lớn nước phát triển, nước phát triển, tỷ lệ ung thư thấp có xu hướng ngày gia tăng Theo IARC (InteRNAtional Agency for Reaseach on Cancer) năm 2012 giới có khoảng 14,090 triệu người mắc có 8,202 trường hợp tử vong ung thư Tại Việt Nam năm 2012 có tỷ lệ mắc thô với tất loại ung thư nam giới 163,5/100.000, nữ giới 11,9/100.000 dân/năm [1] Đã có nhiều nghiên cứu nhằm tìm hiểu rõ sinh bệnh học ung thư giúp chẩn đoán, điều trị tiên lượng bệnh tốt Vì vậy, tiến hành chuyên đề nhằm tổng hợp kiến thức, hiểu biết nguyên nhân, chế bệnh sinh đặc biệt chế phân tử ung thư NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ 1.1 Định nghĩa Ung thư hay gọi u ác tính, nhóm bệnh liên quan đến việc phân chia tế bào cách vơ tổ chức tế bào có khả xâm lấn mơ khác cách phát triển trực tiếp vào mô lân cận di chuyển đến nơi xa gọi di [2] Ung thư bệnh phát triển tế bào nguyên nhân chế hình atác động yếu tố môi trường tới thể [3] 1.2 Đặc điểm bệnh ung thư - Tổn thương đa hình thái tế bào Tế bào ung thư với đặc điểm tổn thương đa hình thái + Nhân tế bào ung thư không nhau, chất màu không đều, tỷ lệ nhân nguyên sinh chất cao, bờ nhân không đều, hạt nhân rõ, nhiều nhân quái nhân chia + Nguyên sinh chất thẫm màu, kiềm tính + Tế bào biệt hóa, gợi lại tế bào sở, xếp hỗn độn, tế bào non chiếm ưu thế, tế bào không giống khối lượng, màu sắc, hình thái - Tính chất xâm lấn Khối u xâm lấn vào tổ chức xung quanh Đây đặc tính quan trọng bệnh ung thư giúp phân biệt với u lành tính Tế bào ung thư có khả xâm lấn nhờ có đặc tính quan trọng: + Tính di động + Khả tiêu đạm cấu trúc nâng đỡ mô quan + Mất ức chế tiếp xúc tế bào - Tính chất di Di tượng hay nhiều tế bào ung thư di chuyển từ vị trí nguyên phát sang vị trí tiếp tục q trình tăng trưởng Tế bào ung thư di theo đường sau: + Theo đường bạch huyết: thường hay gặp tế bào ung thư biểu mô + Theo đường máu: thường hay gặp ung thư tế bào liên kết + Di theo đường kế cận: Tế bào ung thư di dọc theo mạch máu, thần kinh theo khoảng trống tự nhiên, ví dụ, ung thư vú di theo ống tiết, + Di theo đường đặc biệt: ví dụ, ung thư dày lan qua lớp mạc vào ổ bụng gây di buồng trứng + Dao mổ, dụng cụ phẫu thuật cấy tế bào ung thư nơi khác lúc phẫu thuật mổ trực tiếp vào khối u - Ung thư bệnh mạn tính Ung thư bệnh mạn tính, thường phát triển thời gian dài, trải qua giai đoạn - Tính chất hay tái phát Dù có điều trị triệt căn, bệnh khỏi song có tỷ lệ tái phát định, thường xảy vào năm đầu sau điều trị 1.3 Đặc tính riêng bệnh ung thư Ung thư bệnh mà nhóm bệnh gồm 200 loại ung thư khác [3]: - Khác nguyên nhân - Khác tiến triển bệnh Mỗi loại ung thư có tiến triển khác Trong loại, bệnh ung thư có thể khác xu hướng tiến triển khác + Tiến triển nhanh (ung thư máu, hạch, ung thư hắc tố, ung thư liên kết, ) + Tiến triển chậm (ung thư giáp trạng, ung thư cổ tử cung, ung thư da tế bào đáy, ) Loại ung thư biểu mô thường di theo đường bạch mạch tới hạch khu vực Loại ung thư liên kết (xương, phần mềm) thường di theo đường máu tới tạng xa (gan, phổi, xương) Tốc độ phát triển bệnh tùy thuộc vào giai đoạn bệnh Những giai đoạn sớm (insitu, giai đoạn 1) thường tiến triển lâu dài chậm chạp, gđ muộn (giai đoạn 3,4) tiến triển thường nhanh gây tử vong - Khác bệnh cảnh lâm sàng Tùy thuộc vào vị trí tổn thương ác tính mà bệnh nhân đến viện với bệnh cảnh lâm sàng khác - Khác chẩn đoán + Chỉ bệnh dựa vào lâm sàng để chẩn đoán ung thư da, hắc tố + Có bệnh chẩn đốn dựa vào chẩn đốn hình ảnh ung thư xương, ung thư phổi + Có bệnh dựa vào nội soi ung thư ống tiêu hóa + Một số dựa vào xét nghiệm máu Tuy nhiên đa số bệnh chẩn đốn dựa vào mơ bệnh học - Khác điều trị Mỗi loại ung thư, giai đoạn có phương pháp điều trị khác nhau: + Điều trị phẫu thuật: thường áp dụng cho ung thư giai đoạn sớm, chưa có di + Điều trị tia xạ: thường áp dụng cho giai đoạn tương đối muộn hơn, thường phối hợp với phẫu thuật làm thu nhỏ bớt khối u để dễ mổ diệt nốt tế bào u chỗ hạch khu vực mà mổ nghi ngờ không lấy hết được, dùng cho ung thư vị trí khơng thể mổ + Điều trị hóa chất: áp dụng rộng rãi, cho loại ung thư có tính chất tồn thân giai đoạn muộn, có di xa, + Điều trị miễn dịch: hai phương pháp điều trị tồn thân, nghiên cứu có nhiều tiềm - Khác tiên lượng Tiên lượng bệnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố bệnh nhân, yếu tố chính: + Giai đoạn bệnh; Giai đoạn sớm tiên lượng tốt ngược lại + Loại bệnh: Ung thư bề mặt tiên lượng tốt dễ phát hiện, dễ điều trị ung thư da, ung thư cổ tử cung, ung thư vú, ung thư giáp trạng, ung thư khoang miệng Ung thư tạng khó phát sớm, khó điều trị, tiên lượng xấu ung thư phổi, gan, não, tuỵ, xương… + Tính chất ác tính tế bào ung thư: độ ác tính cao tiên lượng xấu + Thể trạng người bệnh: Người già ung thư thường tiến triển chậm thể trạng yếu nên khó thực phác đồ điều trị cách triệt để 10 nên tiên lương xấu Ngược lại người trẻ thể trạng tốt nên thực phác đồ cách triệt để, nhiên bệnh thường có độ ác tính cao 1.4 Phân loại khối u ác tính - Phân loại theo đặc tính u [2] Chia làm hai loại: U lành tính u ác tính Danh pháp quốc tế u lành ung thư U lành tính Nguyên tắc chung: tên khối u lành tính, loại tế bào u, thường kết thúc tiếp vị ngữ: -OMA Các ví dụ: Adenoma: u biểu mơ tuyến lành tính Fibroadenoma: u sợi tuyến vú lành tính Leiomyoma: u trơn lành tính Một số trường hợp ngoại lệ: Melanoma khối u ác tính hắc tố bào Mesothelioma u tế bào trung mạc (có lành tính ác tính) Seminoma u ác tính tế bào mầm tinh hồn U ác tính U ác tính thường là: carcinoma hay sarcoma Carcinoma: u ác tính có nguồn gốc thượng mơ Sarcoma: U ác tính có nguồn gốc từ trung mơ Ví dụ: Adenocarcinoma: khối u ác tính thượng mơ tuyến Leiomyosarcoma u ác tính trơn 10 30 Hình Chức Ras + Các yếu tố chép: Cuối cùng, tất đường truyền tín hiệu vào nhân tế bào gắng vào số lượng lớn gen phản ứng, gen chuẩn bị cho tế bào tiến hành chu kỳ phân bào cách trật tự Q trình điều hòa họ gen mà sản phẩm protein chúng nằm nhân Trong số gen này, gen Myc (Myenlo cytomatosis) liên quan nhiều đến u ngưlời Myc bao gồm gen c-myc, l- myc, n-myc Myc kiểm soát nhân lên tế bào trình tế bào chết theo chương trình [29] Khi myc bị đột biến thành gen sinh ung gia tăng biểu kích thích tế bào phân chia Đột biến hay gặp ung thư trẻ em bướu nguyên bào thần kinh, u lympho B, ung thư biểu mô vú, ung thư biểu mô đại tràng… [30] + Các yếu tố điều hòa tế bào chết theo lập trình: khơng phải tất gen sinh ung có liên hệ đến đường dẫn truyền tín hiệu tế bào Có nhóm gen mã hóa cho protein tác động đến chu trình tế bào làm tế bào ngừng chu trình tế bào chết theo lập trình phát thấy tế bào bất thường Khi bị đột biến gen, protein chức năng, tế bào bất thường có hội để phát triển mức trở thành ung thư 30 31 Như đột biến gen Ras biến loại protein nằm bên màng tế bào khuếch đại đường tín hiệu tế bào yếu tố tăng trưởng gắn thụ thể truyền tín hiệu vào nhân tế bào thúc đẩy phân chia tế bào Khi Ras đột biến protein tương ứng hoạt động giống khoá bị bật tạo tín hiệu phân chia tế bào vĩnh viễn Ras đột biến 30-40% trường hợp ung thư đại trực tràng, 20-30% ung thư phổi [31] 2.3.2.2 Gen ức chế ung thư + Gen ức chế sinh ung thư gen điều hoà phân chia tế bào cách làm chậm phân bào, sửa chữa sai sót DNA, lệnh cho tế bào chết (apoptosis) Khi gen bị đột biến (đột biến mắc phải) hay khơng có (di truyền) tế bào tăng sinh khơng kiểm sốt được, từ đưa đến ung thư Sự phát giúp hiểu biết chế phân tử biến chuyển ác tính tế bào Gen TP53 gọi gen ức chế khối u phát từ năm 1979, nằm nhánh ngắn thuộc vùng 1, băng 13 băng phụ NST số 17 (17p13.1) Gen TP53 mã hoá protein hoạt động điều khiển phanh khẩn để tránh phân chia tế bào khơng thích hợp Bình thường gen TP53 trạng thái không hoạt động Gen TP53 hoạt động có sai lệch vật chất di truyền Đột biến TP53 làm phá vỡ chức nên ngăn chặn gia tăng tế bào cần thiết Đột biến gen TP53 biến đổi di truyền hay gặp nhiều loại ung thư người, đặc biệt loại ung thư ung thư da, phổi, vú đại tràng [32] 2.3.2.3 Những bất thường bộc lộ gen ung thư u 31 32 Các oncoprotein (sản phẩm gen) bị đột biến có hoạt tính sinh học yếu hay mạnh phân tử protein bình thường Điều có ảnh hưởng sâu sắc tới chức thụ thể việc phát tín hiệu nội bào thơng qua đường dẫn truyền tín hiệu tế bào Một tín hiệu từ môi trường hoocmon tương tác với thụ thể bề mặt tế bào, chuyển đổi thành tín hiệu thứ 2, khuếch đại tạo hang loạt tác động tới hoạt động tế bào Ung thư hình thành sản phẩm oncoprotein [33] Con đường tín hiệu tế bào Tín hiệu Thụ thể Gắn thụ thể Truyền tín hiệu nội bào Protein Thay đổi DNA Con đường tín hiệu tế bào Hình 5: Con đường tín hiệu tế bào Yếu tố tăng trưởng có máu hay bề mặt tế bào khác đến gắn vào thụ thể đặc hiệu Sự gắn kết làm thay đổi dạng thụ thể gây tác động vào phần thụ thể nằm bào tương Thay đổi làm tín hiệu hoạt hóa xuyên qua màng tế bào, qua bào tương, đến nhân phân tử protein trung gian Cuối cùng, tín hiệu đến nhân tế bào, gắn vào DNA điểm chép đặc biệt làm tế bào thay đổi tình trạng tăng sinh Mỗi protein phần đường truyền tín hiệu tế bào, sản phẩm tiền-gen sinh ung thư Nếu đột biến tiền-gen sinh ung thư 32 33 điểm đó, làm gia tăng chức protein đường dẫn truyền lúc tiền-gen sinh ung trở thành gen sinh ung [21] 2.3.3 Chu kỳ tế bào Người trưởng thành bình thường trung bình có khoảng triệu tỷ tế bào xuất phát từ trứng thụ tinh Số lượng tế bào thể tạo số lượng tế bào chết giữ mức định (khoảng 1012 tế bào chết ngày cần thay thế) Khi ung thư tế bào sinh sản vô hạn độ phá vỡ mức định (tế bào sinh nhiều tế bào chết) Mỗi quần thể tế bào gồm quần thể nhỏ: - Tế bào chu trình nhóm 1, sinh sản liên tục từ lần gián phân đến lần gián phân - Tế bào chu trình nhóm 2, tế bào cuối biệt hố, dời khỏi chu trình tăng trưởng, chết không phân chia (chết theo chương trình) - Nhóm quần thể thứ gồm tế bào G0, khơng tăng sinh, khơng theo chu trình, khơng phân chia Các tế bào G0 có mặt hầu hết mô đa số tế bào gan, tuỷ, xương pha G0 tế bào Go trở lại chu trình có tác nhân thúc đẩy thích ứng 33 34 Hình 6: Chu trình tế bào Tế bào không ngừng phân chia (Tc) từ lần gián phân (M) đến lần gián phân kế tiếp, S (tổng hợp DNA), G2 Tách pha S M hai pha khoảng cách gọi G G G tiếp sau từ phân bào thời điểm tế bào nhạy cảm với tín hiệu tích cực tiêu cực từ mạng tín hiệu tăng trưởng G khoảng cách sau pha S tế bào chuẩn bị xâm nhập vào phân bào G biểu diễn trạng thái tế bào rút lui khỏi chu trình phân chia tế bào để đáp ứng với mật độ tế bào cao thiếu hụt tác nhân đột biến Một số tế bào tạm thời rời khỏi chu trình tế bào để vào trạng thái G0 (thành phần không tăng sinh), khỏi trạng thái G0 nhờ tác nhân thúc đẩy thích ứng gây phân bào Một số tế bào khác vĩnh viễn rời khỏi chu trình tế bào, trở thành phần thành phần hồn thành xong q trình biệt hóa Tế bào từ thành phần biệt hóa thành phần không tăng sinh đến hủy diệt tế bào theo chu trình sinh học [34] Sự kiểm soát chu kỳ tế bào thúc đẩy bất ổn di truyền Cơ chế tăng trưởng số lượng quần thể tế bào ó thể chu trình tế bào rút ngắn dẫn đến tăng số lượng tế bào đơn vị thời gian, giảm vận tốc tế bào chết đưa đến kết có nhiều tế bào tạo Một chế khác tế bào Go trở lại chu trình làm tăng thêm số lượng tế bào đơn vị thời gian Sự tăng sinh vô hạn độ tế bào ung thư liên quan đến chế ức chế tiếp xúc: tế bào bình thường trình phân chia tiếp xúc với tế bào bình thường khác phân bào trình phân bào chấm dứt Trong ung thư chế khơng Các tế bào ung thư giảm tính kết dính Tế bào ung thư tiết số enzyn gây tiêu collagen cấu trúc nâng đỡ mô [34] 34 35 2.3.4 Cơ chế di truyền gen Cơ chế "ngoại di truyền (Epigenetic)" ung thư nghiên cứu quan tâm đến vòng gần 70 năm qua Các nghiên cứu trình bày nguyên tắc đằng sau chế ngoại di truyền làm bật chứng cho thấy sai sót điều hòa ngoại di truyền gây hậu nặng nề trường hợp ung thư Thông tin này, với nghiên cứu lâm sàng cận lâm sàng hứa hẹn khả phát triển thuốc "epigenetic -drug" điều trị đích ung thư [35] Thuật ngữ di truyền ngồi gen để mơ tả tất tượng sinh học biến đổi mặt hóa học DNA mà khơng làm thay đổi cấu trúc sửa chữa đảo ngược Nhưng thay đổi lại ổn định qua chu kỳ ... nhân gây bệnh ung thư Nhiều bệnh ung thư có liên quan đến dinh dưỡng ung thư thực quản, ung thư dày, ung thư gan, ung thư đại trực tràng, ung thư vòm mũi họng, ung thư vú, ung thư nội tiết… Mối... suppressor genes), ngăn chặn phiên mã dẫn đến im lặng gen ức chế khối Báo cáo ức chế TSG bệnh ung thư cho thấy biểu gen RB1 liên quan đến methyl hóa bệnh võng mạc nang Cho đến có nhiều gen ức chế ung thư. .. giống khoá bị bật tạo tín hiệu phân chia tế bào vĩnh viễn Ras đột biến 30-40% trường hợp ung thư đại trực tràng, 20-30% ung thư phổi [31] 2.3.2.2 Gen ức chế ung thư + Gen ức chế sinh ung thư gen