1.5.2.1. Đột biến KRAS trong ung thư đại trực tràng
KRAS (Kirsten rat sarcoma 2 viral oncogene homolog) là một gen nằm
trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể 12, với kích thước 46.148 cặp base, bắt đầu từ vị trí base thứ 25.357.723 đến vị trí base thứ 25.403.870. Gen KRAS
cấu tạo gồm 6 exon, trong đó exon 2, 3, 4 chứa thông tin di truyền quy định đặc điểm của tế bào, nó mã hoá cho một loại protein G, có chức năng điều hòa đường truyền tín hiệu phân bào. Gen KRAS khi bị đột biến dẫn tới rối loạn chức năng protein RAS, làm mất khả năng kiểm soát sự phân bào, dẫn đến tế bào phân chia liên tục vô độ dẫn đến ung thư. Chính vì vậy, gen KRAS là một mắt xích quan trọng trong con đường tín hiệu tăng sinh tăng trưởng tế bào ung thư.
Đột biến KRAS thường xảy ra ở codon 12 và codon 13 của exon 2, chiếm khoảng 42% các trường hợp UTĐTT. Đột biến gen KRAS tại codon 12 và codon 13 đã được chứng minh đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiến triển ung thư và nguy cơ kháng thuốc ức chế EGFR của khối u 5,6. Trong
quần thể bệnh nhân UTĐTT mang gen KRAS exon 2 hoang dại, có thêm khoảng 11% bệnh nhân mang đột biến gen KRAS ở exon 3, 4.
Cho đến tại thời điểm hiện tại, giá trị tiên lượng của đột biến gen KRAS vẫn còn chưa thống nhất. Một trong những nghiên cứu lớn nhất về vai trò tiên lượng của gen KRAS là của tác giả Andreyev và cộng sự 43 nghiên cứu RASCAL (The Kisten Ras in Colorectal Cancer Collaborative Group Study) được tiến hành trên 2.721 bệnh nhân ở 13 quốc gia khác nhau. Kết quả cho thấy, đột biến gen KRAS là một yếu tố tiên lượng xấu trong UTĐTT. Không những vậy, Andreyev còn tiến hành nghiên cứu sâu hơn nữa để tìm ra kiểu đột biến nào có vai trò trong tiên lượng UTĐTT. Trong nghiên cứu RASCAL, đột biến tại codon 12 exon 2 được phát hiện ở 755 bệnh nhân (chiếm 27,7%) và đột biến tại codon 13 được phát hiện ở 146 bệnh nhân (chiếm 6,6%). Hai dạng đột biến gen KRAS hay gặp nhất là sư thay đổi từ glycine thành aspartate tại codon 12, và sự thay đổi từ glycine thành valine tại codon 12. Tác giả còn cho thấy không có sự khác nhau về tình trạng đột biến gen KRAS giữa các giai đoạn bệnh khác nhau, kích thước u, giới tính, và nhóm tuổi. Tuy nhiên, thời gian sống thêm không tiến triển thường thấp hơn và tỷ lệ tử vong cao hơn ở nhóm có đột biến gen KRAS. Đặc biệt, ở nhóm bệnh nhân có đột biến G thành V tại codon 12, thời gian sống thêm toàn bộ giảm xuống có ý nghĩa.
Đột biến gen KRAS còn liên quan tới tốc độ di căn và mức độ ác tính của di căn gan trong UTĐTT. Theo Nash và cộng sự44 nghiên cứu về tình trạng đột biến gen KRAS và mức độ biểu hiện Ki67 trong UTĐTT di căn gan, kết quả cho thấy, với những trường hợp UTĐTT di căn gan có đột biến gen
KRAS, thời gian sống thêm ngắn hơn ở nhóm không có đột biến.
Nhưng theo tác giả Roth AD và cộng sự45 tiến hành thử nghiệm pha III PETACC3 trên 3.278 bệnh nhân UTĐTT giai đoạn II, III, kết quả lại không thống nhất với kết quả của nghiên cứu RASCAL. Tác giả cho rằng, đột biến
gen KRAS không có ý nghĩa trong tiên lượng UTĐTT giai đoạn II, III. Do đó, vai trò tiên lượng của tình trạng đột biến gen KRAS còn nhiều tranh cãi và cần
tiếp tục nghiên cứu để làm rõ.
Khi gen KRAS bị đột biến sẽ tạo ra những protein RAS mới có khả năng chống lại hoạt tính GTPase của GAPs. Protein RAS đột biến có thể gắn kết với GAP nhưng không thể thủy phân GTP đã tạo ra cho protein RAS đột biến duy trì được tình trạng hoạt hóa trong một thời gian dài. Protein RAS đột biến kích hoạt vĩnh viễn các con đường tín hiệu nằm xuôi dòng nó bất kể có sự hoạt hóa của thụ thể EGFR nào hay không. Đây chính là cơ sở giải thích cho việc liệu pháp trúng đích EGFR bị thất bại khi gen KRAS có đột biến, bởi
lúc này protein RAS không còn phụ thuộc vào sự hoạt hóa từ EGFR. Nghiên cứu đầu tiên tìm hiểu mối tương quan giữa tình trạng đột biến gen KRAS và hiệu quả điều trị được tiến hành vào năm 2006 bởi tác giả Lièvre và cộng sự46, kết quả cho thấy ở nhóm bệnh nhân có đột biến gen KRAS mà không đáp ứng với cetuximab có thời gian sống thêm toàn bộ ngắn hơn nhóm bệnh nhân không có đột biến gen KRAS. Sau đó, có một loạt các thử nghiệm lâm sàng đã khẳng định lại kết quả trên 5,8,36. Không chỉ có cetuximab, mà còn có panitumumab cũng được chứng minh có hiệu quả trong điều trị UTĐTT giai đoạn di căn không có đột biến gen KRAS. Kết quả nghiên cứu của Amado và cộng sự47 cho thấy, tỷ lệ đáp ứng ở khi điều trị panitumumab ở nhóm bệnh nhân không có đột biến gen KRAS cao hơn hẳn ở nhóm bệnh nhân có đột biến gen KRAS (17% so với 0%). Hơn thế nữa, khi kết hợp phác đồ hóa chất FOLFIRI hoặc FOLFOX với cetuximab hoặc panitumumab, tỷ lệ đáp ứng, thời gian sống thêm không tiến triển, thời gian sống thêm toàn bộ cao hơn ở nhóm bệnh nhân không có đột biến gen KRAS so với nhóm bệnh nhân có đột biến gen KRAS 6,8. Tóm lại, tình trạng đột biến gen KRAS có liên quan trực tiếp đến hiệu quả điều trị UTĐTT giai đoạn tái phát di căn.
1.5.2.2. Đột biến NRAS trong ung thư đại trực tràng
RAS danh từ chỉ một nhóm gen có nguồn gốc từ virus gây ung thư mô liên kết ở chuột (Rat Sarcoma Virus). Đầu tiên, người ta xác định được hai loại RAS là HRAS (có nguồn gốc từ virus Harvey sarcoma virus) và KRAS (có nguồn gốc từ Kirsten sarcoma virus). Thêm vào đó, năm 1983 Robin Weiss, Lon Don19 còn phát hiện thêm một thành viên khác của họ nhà RAS, đó là NRAS, có nguồn gốc từ virus gây ra u nguyên bào thần kinh ở người (Neuroblastoma virus). Gen NRAS (Neuroblastoma RAS viral oncogene homolog) là một gen nằm trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể số 1, với kích thước 107.588 cặp base, bắt đầu từ vị trí base thứ 114.673.098 đến vị trí base thứ 114.780.685. Gen NRAS cấu tạo gồm 7 exon, trong đó đột biến NRAS thường xảy ra ở exon 2, exon 3 và exon 4 31.
NRAS xuất hiện khoảng 3% - 6% trong các trường hợp UTĐTT nói
chung và khoảng 12% trong số các bệnh nhân có KRAS không đột biến. Hầu hết các đột biến NRAS xảy ra trên codon 61 (60%) 8,19. Do đó, hiện nay người ta đã cho ra đời khái niệm RAS không đột biến (wild type) thay vì khái niệm
KRAS không đột biến như trước kia.
Mặc dù vai trò tiên lượng của các đột biến NRAS còn chưa rõ ràng, vai trò của chúng như là yếu tố dự báo khả năng kháng trị đối với liệu pháp kháng thể đơn dòng kháng thụ thể EGFR đã được khẳng định ở nhiều nghiên cứu gần đây. De Rook48 là tác giả đầu tiên nghiên cứu vai trò của đột biến NRAS trong tiên đoán đáp ứng với nhóm thuốc kháng EGFR. Ông làm một nghiên cứu hồi cứu lấy số liệu ở 11 trung tâm ở châu Âu. Kết quả cho thấy rằng chỉ 1/13 bệnh nhân đột biến NRAS có đáp ứng với thuốc kháng EGFR. Douillard và cộng sự (2013)7 dựa trên kết quả mới từ thử nghiệm PRIME, cho thấy rõ ràng tác dụng bất lợi của việc thêm panitumumab vào FOLFOX ở liệu trình 1
điều trị các bệnh nhân UTĐTT di căn mang đột biến RAS (KRAS hoặc
NRAS). Tác giả thấy rằng các bệnh nhân mang đột biến RAS có trung vị thời
gian sống thêm thấp hơn so với các bệnh nhân không mang đột biến
RAS/BRAF. André và cộng sự (2013)49 nghiên cứu 65 bệnh nhân UTĐTT di căn điều trị phác đồ panitumumab kết hợp irinotecan nhận thấy không có bệnh nhân nào trong số 5 bệnh nhân mang đột biến NRAS đạt đáp ứng với điều trị. Các kết quả tương tự đến từ nghiên cứu của tác giả Peeters và cộng sự50, không có bệnh nhân nào trong số 9 bệnh nhân mang đột biến NRAS có đáp ứng với điều trị panitumumab đơn thuần. Từ các kết quả trên, xét nghiệm đánh giá tình trạng đột biến gen NRAS được Hội Nội khoa ung thư châu Âu, cũng như Mạng lưới ung thư Quốc gia Hoa Kỳ khuyến cáo xét nghiệm bắt buộc cho bệnh nhân UTĐTT giai đoạn di căn trước khi tiến hành điều trị 3,12,13.
1.5.2.3. Đột biến BRAF trong ung thư đại trực tràng
Gen BRAF gồm 18 exon có 208.816 bp nằm trên nhánh dài nhiễm sắc thể số 7. Có hơn 30 loại đột biến gen BRAF khác nhau được mô tả. Khoảng 10% đột biến gen BRAF được phát hiện trên những người bệnh UTĐTT. Hơn 90% đột biến gen BRAF xảy ra ở codon 600 (V600E) chuyển acid amin Glycine thành acid amin Valin18,45,51. Ngoài ra, một số đột biến khác cũng được tìm thấy như: R461I, I462S, G463E, G463V, G465A, G465E, G465V, G468E, N580S, E585K, D593V, F594L, G595R, L596V, T598I, V599D, V599R, V599E, V599K, K600E, A727V…17.
Gen BRAF mã hóa thông tin cho protein BRAF có trọng lượng phân tử 94 kDa, là chất có hoạt tính kinase với chức năng truyền tín hiệu nội bào xuôi dòng phía sau protein KRAS của con đường tín hiệu RAS-MAPK. Khi gen BRAF đột biến, nó dẫn tới rối loạn chức năng protein RAF, làm mất khả năng kiểm soát sự phân bào, dẫn đến tế bào phân chia liên tục vô độ dẫn đến ung thư.
Đột biến gen BRAF đã được chứng minh là một yếu tố tiên lượng xấu độc lập. Theo tác giả Fariña-Sarasqueta và cộng sự (2010)18 phân tích 106 bệnh nhân ung thư đại tràng giai đoạn II và 258 bệnh ung thư đại tràng giai đoạn III nhận thấy đột biến BRAF (chủ yếu là V600E) dường như là một yếu tố tiên lượng xấu độc lập. Roth và cộng sự (2010)45 phân tích 3278 bệnh nhân ung thư đại tràng giai đoạn II, III trong nghiên cứu PETACC-3, nhận thấy thời gian sống thêm toàn bộ của các bệnh nhân có đột biến BRAF thấp hơn, đặc biệt là ở các bệnh nhân có trạng thái vi vệ tinh ổn định hoặc bất ổn vi vệ tinh mức độ thấp. Tóm lại, đột biến BRAF dường như là một yếu tố tiên lượng âm tính độc lập trong MSS CRC giai đoạn II và III.
Đột biến BRAF là yếu tố tiên lượng xấu ở các bệnh nhân di căn. Trong nghiên cứu FOCUS51 bao gồm 711 bệnh nhân UTĐTT di căn, các tác giả nhận thấy các bệnh nhân có đột biến gen BRAF có thời gian sống thêm toàn bộ ngắn hơn. Tác giả Venderbosch và cộng sự (2014)52 phân tích dữ liệu từ 4 nghiên cứu pha III là nghiên cứu CAIRO, CAIRO2, COIN và FOCUS nhận thấy các bệnh nhân UTĐTT mang đột biến gen BRAF có kết quả điều trị xấu hơn cả về thời gian sống thêm toàn bộ và thời gian sống thêm không bệnh tiến triển. Gần đây, Seligman và cộng sự (2017)53 tiến hành phân tích 2530 bệnh nhân từ 3 nghiên cứu (FOCUS, PICCOLO và COIN) cũng nhận thấy thời gian sống thêm toàn bộ ngắn hơn ở các bệnh nhân mang đột biến BRAF.
Các kháng thể đơn dòng ức chế thụ thể EGFR (cetuximab và panitumumab) đã được đưa vào điều trị bệnh nhân UTĐTT di căn không mang đột biến gen RAS. Tuy nhên, giá trị dự đoán của đột biến BRAF đối với các phương pháp điều trị này chưa được xác định chính xác. Một số nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng đột biến BRAF có thể dẫn đến kháng các loại thuốc này. Di Nicolantonio và cộng sự (2008)10 khi phân tích hồi cứu 113 bệnh nhân UTĐTT di căn đã thất bại điều trị với các phác đồ chứa irinotecan, nhận thấy
không có bệnh nhân nào trong số 11 bệnh nhân mang đột biến BRAF đạt đáp
ứng với điều trị cetuximab hoặc panitumumab. Tương tự, Loupakis và cộng sự (2009)11 nghiên cứu 138 bệnh nhân UTĐTT di căn đã thất bại điều trị với các phác đồ chứa irinotecan, nhận thấy không có bệnh nhân nào trong số 13 bệnh nhân mang đột biến gen BRAF đạt đáp ứng với điều trị cetuximab kết hợp irinotecan. Tuy nhiên, vai trò của đột biến gen BRAF đối với đáp ứng điều trị kháng thể đơn dòng kháng EGFR không được xác nhận trong các nghiên cứu riêng lẻ khác 54-56. Từ các kết quả trên, Pietrantonio và cộng sự57
tiến hành phân tích tổng hợp 10 thử nghiệm lâm sàng, với tổng số 462 bệnh nhân UTĐTT di căn có đột biến BRAF nhận thấy cetuximab và panitumumab không cải thiện thời gian sống thêm không bệnh tiến triển so với nhóm đối chứng. Ngược lại, Rowland và cộng sự (2015)58 tiến hành phân tích 7 nghiên cứu ngẫu nhiên các bệnh nhân UTĐTT di căn với 351 bệnh nhân mang đột biến gen BRAF, cho rằng không có đủ bằng chứng để loại bỏ các thuốc kháng EGFR trong điều trị bệnh nhân UTĐTT di căn mang đột biến BRAF.
1.5.3. Tình hình nghiên cứu gen KRAS, NRAS và BRAF trong nước và trên thế giới
1.5.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Đột biến gen KRAS, NRAS và BRAF chiếm tỷ lệ tương ứng khoảng 35 – 55%, 3 – 7% và 5 – 13%.
Isnaldi và cộng sự (2019)15 nghiên cứu 219 bệnh nhân UTĐTT di căn ghi nhận tỷ lệ đột biến gen KRAS, NRAS và BRAF lần lượt là 47%, 7% và 13%. Về tuổi, đột biến gen KRAS, NRAS thường gặp ở các bệnh nhân trẻ tuổi (dưới 66 tuổi) còn đột biến gen BRAF thường gặp ở các bệnh nhân lớn tuổi (trên 75 tuổi). Về giới, đột biến gen KRAS, NRAS thường gặp ở các bệnh nhân nữ giới, còn đột biến gen BRAF không liên quan có ý nghĩa với giới tính. Isnaldi và cộng sự không tìm được mối liên quan giữa tình trạng đột biến gen
Selcukbiricik và cộng sự (2013)16 nghiên cứu 215 bệnh nhân UTĐTT di căn, ghi nhận tỷ lệ đột biến gen KRAS là 46%. Về tuổi, đột biến gen KRAS xảy ra thường xuyên hơn ở tuổi trẻ (dưới 60 tuổi). Nghiên cứu cũng nhận thấy nguy cơ đột biến gen KRAS cao hơn ở các bệnh nhân có nồng độ CEA huyết thanh tăng tại thời điểm chẩn đoán (> 5 ng/mL).
Ikoma và cộng sự (2021)59 nghiên cứu 152 bệnh nhân UTĐTT di căn tại Nhật Bản phát hiện có 54% bệnh nhân có đột biến gen RAS hoặc BRAFV600E, trong đó, tỷ lệ đột biến gen KRAS, NRAS và BRAF lần lượt là 48%, 5% và 7%. Các tác giả nhận thấy đột biến gen NRAS hay gặp ở các bệnh nhân từ 75 tuổi trở lên; đột biến gen NRAS và đột biến gen KRAS exon 3, 4 thường gặp hơn ở đại tràng trái.
Wenbin Li và cộng sự60 xét nghiệm đột biến gen KRAS trên mẫu khối u cố định trong parafin của 762 bệnh nhân UTĐTT được điều trị tại khoa giải phẫu bệnh Bệnh viện và Viện nghiên cứu Ung thư Bắc Kinh từ tháng 12 năm 2011 đến tháng 12 năm 2012, kết quả cho thấy tỷ lệ đột biến gen KRAS là 47,7% ở nam giới so với 37,1% ở nữ giới, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với p = 0,004. Vị trí của khối u cũng liên quan đến tình trạng đột biến gen, nếu khối u ở đại tràng gần (phải) thì tỷ lệ gặp đột biến sẽ cao hơn khối u ở bên đại tràng xa (trái). Đặc điểm mô bệnh học có liên quan đến tình trạng đột biến gen KRAS, ở nhóm biệt hoá chế nhầy cho thấy tỷ lệ có đột biến cao hơn là không đột biến gen với p < 0,0001. Tuy nhiên đối với độ biệt hoá lại không có sự khác biệt giữa hai nhóm này.
1.5.3.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước
Nghiên cứu của Nguyễn Kiến Dụ và Tạ Thành Văn (2017)61 nghiên cứu trên 145 bệnh nhân UTĐTT, xác định tỷ lệ bệnh nhân UTĐTT là 30,4%, đột biến gen BRAF là 3,4%, tuy nhiên chưa đánh giá tình trạng đột biến gen
NRAS. Các tác giả nhận thấy tình trạng đột biến gen KRAS và gen BRAF
không liên quan với các đặc điểm lâm sàng: giới tính, tuổi, thời gian có triệu chứng, các triệu chứng đau bụng, phân lỏng, phân táo, phân có máu, tình
trạng thiếu máu và các đặc điểm nội soi, nồng độ CEA và CA 19-9, độ mô học.
Nghiên cứu của Bùi Ánh Tuyết và Nguyễn Văn Hiếu (2017)62 nghiên cứu 65 bệnh nhân UTĐTT, xác định tỷ lệ đột biến gen KRAS là 36,9%, trong