Nghiên cứu đặc điểm và hiệu quả của khối tế bào gốc tự thân từ tủy xương trong điều trị chấn thương cột sống có liệt tủy hoàn toàn TT

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, ngành Phẫu thuật cột sống có nhiều phát triển vượt bậc nhờ vào tiến kỹ thuật, công nghệ đại hiểu biết thể học sinh học cột sống Nhiều cơng trình có giá trị Thế giới Việt Nam công bố Các phương pháp điều trị nhóm bệnh nhân chấn thương cột sống (CTCS) có liệt tủy hồn tồn có chung ngun lý cố định cột sống, giải phóng chèn ép, nhiên hiệu điều trị không mong muốn, tỷ lệ phục hồi chức gần thấp Trước thực tế này, nghiên cứu phương pháp điều trị kết hợp trở nên cấp thiết nhà lâm sàng liệu pháp tế bào gốc tiến hành nghiên cứu Từ cuối kỷ XX đến nay, công nghệ tế bào gốc nghiên cứu ứng dụng y sinh học đạt thành tựu đáng kỳ vọng Một ứng dụng coi có giá trị điều trị dựa tế bào, gọi y học tái tạo (Regenerative medicine) Ứng dụng y học tái tạo thể nhiều mức độ đem lại hiệu khả quan bất ngờ cho người bệnh Qua chứng mô tả nghiên cứu in vitro khả biệt hóa thành tế bào thần kinh tế bào gốc tủy xương, cho thấy tiềm chúng chữa trị bệnh lý có thương tổn tế bào thần kinh Trong thực tế, thử nghiệm lâm sàng cho thấy khả điều trị CTCS liệu pháp tế bào gốc cho kết đáng khích lệ Các nghiên cứu cho thấy kết tương đối khả quan việc cải thiện chức sinh lý chất lượng sống cho bệnh nhân Tuy nhiên, chưa có tác giả nghiên cứu ứng dụng ghép TBG tủy xương điều trị CTCS có liệt tủy hồn tồn Vì vậy, hướng nghiên cứu cần tiến hành giai đoạn Mục tiêu đề tài - Đánh giá hiệu chiết tách chất lượng khối tế bào gốc tự thân từ tủy xương sử dụng điều trị CTCS có liệt tủy hồn tồn - Đánh giá tính an tồn hiệu sử dụng khối tế bào gốc tự thân từ tủy xương điều trị CTCS có liệt tủy hồn tồn 2 Ý nghĩa thực tiễn đóng góp đề tài CTCS liệt tủy hồn tồn có nhiều biến chứng phức tạp, điều trị khó khăn, để lại hậu nặng nề Nghiên cứu để tìm phương pháp có hiệu tốt ln địi hỏi cấp bách có ý nghĩa thực tế cao Trên Thế giới, ứng dụng tế bào gốc từ tủy xương tự thân kết hợp với phương pháp kinh điển điều trị bệnh nhân CTCS phương pháp áp dụng vài năm gần với số lượng bệnh nhân chưa nhiều Do nghiên cứu có tính khoa học cao Cấu trúc luận án Luận án dược trình bày 120 trang, bao gồm : đặt vấn đề (2 trang), tổng quan (33 trang), đối tượng phương pháp nghiên cứu (24 trang), kết (22 trang), bàn luận (37 trang), kết luận (1 trang), kiến nghị (1 trang) Luận án gồm 35 bảng, 11 biểu đồ 23 hình Trong 172 tài liệu tham khảo có 158 tài liệu tiếng Anh, 14 tài liệu tiếng Việt Phụ lục gồm bệnh án nghiên cứu, danh sách bệnh nhân Chương I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tế bào gốc tạo máu Tế bào gốc tạo máu (HSC) tế bào có nguồn gốc từ TBG tồn thể, TBG vạn quan tạo máu Chúng có khả tự tái tạo biệt hóa thành dịng tế bào máu tế bào miễn dịch, thay tế bào máu già chết sau thực hết chức năng, đảm bảo trì định hệ thống huyết học – miễn dịch thể HSC tìm thấy mơi trường thích hợp tuỷ xương gắn liền endosteum điều kiện thiếu oxy tương đối, vai trị cytokine thrombopoietin megakaryocytes quan trọng Tủy xương, máu dây rốn máu ngoại vi nguồn HSC phổ biến Tỷ lệ HSC tủy xương 0,01 – 0,015%, máu ngoại vi 0,001% hầu hết trạng thái nghỉ, không phân bào Khi thể bị nhiễm khuẩn, chảy máu cấp tính điều trị hóa chất,… HSC nhanh chóng tăng sinh Tình trạng rối loạn q trình tạo máu gặp bệnh lý lơxêmi, bệnh tăng sinh tủy giảm sinh tủy Như vậy, HSC định nghĩa dựa ba đặc trưng bản: khả tự tái tạo, khả biệt hóa đa dịng khả thay Ngồi cịn số đặc điểm khác khả di chuyển từ tủy máu, tính mềm dẻo biệt hóa chết theo chương trình 1.2 Tế bào gốc trung mơ Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal stem cell - MSC) TBG trưởng thành, đa thu nhận từ mô có nguồn gốc từ lớp trung bì Ủy ban TBG mô trung mô hiệp hội trị liệu tế bào quốc tế (the Mesenchymal and Tissue Stem cells Committee of the International Society for Cellular Therapy – ISCT) đưa ba tiêu chuẩn tối thiểu nhằm xác định quần thể MSC sau phân lập, nuôi cấy, theo đó: MSC phải bám dính vào bề mặt nhựa ni cấy điều kiện nuôi cấy tiêu chuẩn; MSC biểu dương tính với CD73, CD90 CD105; biểu âm tính với CD45, CD34, CD14 CD11b, CD79 CD19 HLA-DR; MSC có khả biệt hóa in vitro thành tạo cốt bào, tế bào mỡ, tế bào sụn 1.3 Sinh lý bệnh chấn thương cột sống Quá trình bệnh lý sau chấn thương cột sống chia làm hai giai đoạn nguyên phát thứ phát Thương tổn nguyên phát theo chế vật lý lực kéo, lực nén tác động trực tiếp làm dập nát tổ chức thần kinh, đồng thời mạch máu bị tổn thương với xuất huyết vùng xám trung tâm tủy, làm tổn thương màng tế bào phù nề tạo hàng rào máu tủy, gây thiếu máu cục bộ, giải phóng độc chất, làm thay đổi chất điện giải Thương tổn thứ phát xảy sau chấn thương học dẫn đến hoại tử chết tế bào, giảm chức tế bào thần kinh lân cận Diễn biến sinh lý bệnh giai đoạn tổn thương thứ cấp làm trầm trọng tổn thương ban đầu tạo môi trường nội sinh ức chế trình sửa chữa, tái tạo, tái sinh tế bào Sự cân nội môi làm tăng calci huyết, kích hoạt protease, gây rối loạn chức ty thể dẫn đến tế bào bị chết Phản ứng viêm đóng vai trị quan trọng giai đoạn thứ phát sau chấn thương cột sống thông qua hàng loạt tương tác tế bào phân tử phức tạp Các tế bào viêm đại thực bào, tế bào lympho T, bạch cầu trung tính… xâm nhập phá vỡ hàng rào máu tủy, giải phóng cytokine gây viêm TNF –α, interlekin (IL) -1α, IL-1β, IL- từ đến 12 sau chấn thương tiếp tục tăng lên sau ngày Giai đoạn cuối biến đổi sau chấn thương cột sống xác định biến đổi sinh lý bệnh với hình thành sẹo lồi, syrinx, chết theo chu trình Các giai đoạn chấn thương cột sống chia thành giai đoạn cấp tính (từ đến 48 giờ), giai đoạn bán cấp (từ đến 14 ngày) giai đoạn trung gian (từ tuần đến tháng), mãn tính (>6 tháng) 1.4 Liệu pháp TBG điều trị CTCS có liệt tủy hồn toàn Các thử nghiệm điều trị tổn thương hệ thống thần kinh trung ương nhóm thành chiến lược điều trị riêng biệt có liên quan bảo vệ thần kinh (neuroprotection) sửa chữa/ tái sinh thần kinh (neurorepair/ neuroregeneration) Bảo vệ thần kinh đề cập đến tác động ức chế chết tế bào nhu mô hệ thần kinh trung ương sau tổn thương Sửa chữa thần kinh đề cập đến việc tái sinh sợi trục thần kinh bị đứt làm phát triển sợi trục nguyên vẹn nhằm phân bố lại dây thần kinh bị đứt MSC sử dụng chiến lược Chương II: ĐỐI TƯỢNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Bệnh nhân chẩn đoán xác định CTCS ngực thắt lưng liệt tủy hoàn toàn chia thành nhóm: Nhóm (nhóm chứng) gồm 42 bệnh nhân mổ cố định cột sống, giải ép thần kinh, khơng ghép tế bào gốc Nhóm (nhóm can thiệp) gồm 42 bệnh nhân mổ cố định cột sống, giải ép thần kinh, ghép tế bào gốc 2.2 Phương pháp nghiên cứu  Thiết kế nghiên cứu Mô tả tiến cứu, can thiệp lâm sàng theo dõi dọc có nhóm chứng  Thời gian địa điểm nghiên cứu Thời gian nghiên cứu: Nghiên cứu tiến hành từ tháng năm 2014 đến tháng năm 2018 Địa điểm nghiên cứu: Viện Chấn thương chỉnh hình, Trung tâm Truyền máu (Bệnh viện HN Việt Đức), Khoa Huyết học (Bệnh viện Trung ương Quân đội 108)  Các tiêu nghiên cứu Chỉ tiêu đánh giá hiệu chiết tách khối TBG tự thân từ tủy xương Tỷ lệ loại TB trưởng thành (HC, BCH, TC) tính theo cơng thức: (Tổng số lượng TB trưởng thành khối DTX trước tách – Tổng số lượng TB trưởng thành khối TBG sau tách) / (Tổng số lượng TB trưởng thành khối DTX trước tách) x100 Tỷ lệ thu hồi TBĐN tính theo cơng thức: (Tổng số lượng TBĐN khối TBG sau tách / Tổng số lượng TBĐN khối DTX trước tách) x 100 Hiệu làm tăng nồng độ TB CD34+ tính theo công thức: (Nồng độ TB CD34+ khối TBG sau tách / Nồng độ TB CD34+ khối DTX trước tách) Chỉ tiêu đánh giá thành phần chất lượng khối TBG tự thân từ tủy xương Số lượng TB có nhân, tỷ lệ TB đơn nhân, số lượng BCH, HC TC lại Thành phần TBG tạo máu: Tỷ lệ TB CD34+, tổng số lượng TB CD34+ khối TBG Thành phần TBG trung mô: + Tỷ lệ TB CD73+/CD90+/ CD105+, nồng độ TB CD73+/CD90+/ CD105+/ml, tổng số lượng TB CD73+/CD90+/ CD105+ khối TBG + Hiệu tạo cụm CFU-F 106 TB nuôi cấy, nồng độ CFUF/ml, số lượng CFU-F khối TBG - Tỷ lệ TB sống - Nuôi cấy vi khuẩn, nấm, Endotoxin Chỉ tiêu đánh giá tính an tồn khối TBG Các biến chứng sớm muộn ghép TBG Chỉ tiêu đánh giá hiệu sử dụng khối TBG tự thân từ tuỷ xương điều trị CTCS có liệt tuỷ hoàn toàn - AIS sau ghép TBG tháng, tháng, 12 tháng - SF36 sau ghép tháng, tháng, 12 tháng - MRI sau ghép TBG tháng, 12 tháng - Tương quan số lượng TB CD34+, TB CD73+/CD90+/ CD105+ khối TBG SF36 6 2.3.Sơ đồ nghiên cứu Chương III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Đặc điểm nhóm đối tượng nghiên cứu 3.1.1 Đặc điểm tuổi giới Bảng 3.1: Phân bố bệnh theo tuổi, giới Nhóm BN 18 – 30 31 – 40 41 – 50 51 – 60 Tổng Nam Nữ Tổng Tuổi n (%) Giới n (%) Nhóm chứng (n=42) 19 (45%) 13 (31%) (12%) (12%) 42 (100%) 37 (88%) (12% 42 (100%) Nhóm ghép TBG (n=42) 17 (40%) 15 (36%) (14%) (10%) 42 (100%) 38 (90%) (10%) 42 (100%) Khơng có khác biệt tuổi, giới hai nhóm chứng nhóm ghép TBG (p>0.05) Nam giới chiếm chủ yếu Nhóm tuổi từ 18-30 chiếm tỷ lệ cao nhất, nhóm tuổi từ 51-60 chiếm tỷ lệ thấp 3.1.2 Đặc điểm máu ngoại vi tủy xương đối tượng nghiên cứu Bảng 3.2 Một số số máu ngoại vi trước sau lấy dịch tủy xương 42 BN nhóm ghép TBG (n=126) Lần (1) Trước Sau Lần (2) Trước Sau Lần (3) Trước Sau BC (G/L) 11,61 ± 4,50 11,24 ± 3,15 10,95 ± 4,12 10,42 ± 3,67 11,06 ± 4,78 10,75 ± 3,09 HC (T/L) 4,58 ± 0,52 4,01 ± 0,23 4,24 ± 0,12 3,85 ± 0,37 4,43 ± 0,21 4,03 ± 0,31 HST (g/L) 138 ± 12,23 121 ± 13,14 136 ± 11,38 123 ± 12,43 135 ± 10,26 120 ± 10,42 HCT (L/L) 0,41 ± 0,75 0,38 ± 0,53 0,42 ± 0,51 0,39 ± 0,21 0,39 ± 0,47 0,37 ± 0,62 TC (G/L) 234 ± 59,85 230 ± 57,53 212 ± 62,54 201 ± 55,33 250 ± 49,62 241 ± 37,37 HCL (%) 0,95 ± 0,21 0,83 ± 0,29 0,93 ± 0,16 0,87 ± 0,41 0,92 ± 0,31 0,89 ± 0,72 Chỉ số p p1>0,05 p2>0,05 p3>0,05 p10,05) Bảng 3.16 So sánh kết MRI nhóm chứng nhóm can thiệp thời điểm sau 12 tháng Nhóm L (mm) R (mm) MCC (%) MSCC (%) Nhóm chứng 57,75 ± 7,45 6,56 ± 2,95 25,15 ± 1,96 27,01 ± 2,03 (n = 42) Nhóm can 38,45 ± 13,40 8,19 ± 1,97 13,00 ± 5,67 14,97 ± 6,80 thiệp (n = 42)