các đột biến điểm, indel của các gen liên quan đến bệnh Parkinson

MỤC LỤC
MỤC LỤC

I

DANH MỤC CÁC HÌNH

IV

DANH MỤC CÁC BẢNG

V

MỞ ĐẦU

6

PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

7

Đặc điểm của bệnh Parkinson

7

Chẩn đoán bệnh PD

7

Các gen liên quan đến PD

10

Định hướng liệu pháp điều trị PD

14

1.4.1. Liệu pháp tế bào và định hướng điều trị PD

14

1.4.2. Liệu pháp gen trong định hướng điều trị bệnh Parkinson

16

Những thách thức và kỳ vọng trong nghiên cứu bệnh Parkinson

17

Tình hình nghiên cứu ở trong nước

18

PHẦN 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

20

2.1. Đối tượng nghiên cứu

20

2.2.

Các thiết bị, dụng cụ được sử dụng trong nghiên cứu

20

2.3.

Phương pháp nghiên cứu

20

2.3.1. Tách chiết DNA tổng số

20

2.3.2. Xác định nồng độ DNA tổng số

20

2.3.3. Thiết lập thư viện DNA

20

2.3.4. Giải trình tự thư viện DNA đã làm giàu trên máy NextSeq 500

21

2.3.5. Xử lý dữ liệu

21

2.3.6. Phương pháp PCR

21

2.3.7. Phương pháp giải trình tự Sanger

21

2.3.7.1. PCR giải trình tự

21

2.3.8. Phương pháp MLPA

21

PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

22

3.1. THU THẬP MẪU BỆNH VÀ HỒ SƠ BỆNH NHÂN

22

3.2. XÁC ĐỊNH CÁC ĐỘT BIẾN ĐIỂM (SNV), INDEL CỦA CÁC GEN LIÊN QUAN
ĐẾN BỆNH PARKINSON

22

3.2.1. Tách chiết DNA tổng số

22

3.2.2. Thiết lập thư viện, làm giàu và đánh giá thư viện, giải tình tự tồn bộ exome

23

3.2.2.1. Thiết lập thư viện, làm giàu và đánh giá thư viện

23

3.2.2.2. Kết quả đánh giá dữ liệu thô (Raw data)

23

3.2.3. Xác định các thay đổi/đột biến điểm (SNV) và các Indel

23

3.2.3.1. Xác định các SNV

23

3.2.3.2. Xác định các indel

25

3.2.4. Xác định các biến thể số lượng bản sao (copy number variation - CNV)

26

3.2.5. Sàng lọc các biến thể của các gen liên quan đến bệnh Parkinson

27

i


3.2.6. Các biến thể có tần số thấp

30

3.2.7. Các biến thể trên gen PRKN và gen PINK1

32

3.2.8. Những đột biến liên quan đến bệnh Parkinson

36

3.3. XÂY DỰNG QUY TRÌNH ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIẢI TRÌNH TỰ GEN THẾ HỆ
MỚI TRONG SÀNG LỌC BỆNH PARKINSON TRÊN ĐỐI TƯỢNG CÓ NGUY CƠ
38
3.3.1. Cơ sở khoa học để xây dựng quy trình

38

3.3.2. Mục đích và phạm vi áp dụng

39

3.3.2.1. Mục đích

39

3.3.2.2. Phạm vi áp dụng

39

3.3.3. Các thiết bị và nguyên vật liệu cần thiết

39

3.3.3.1. Các trang thiết bị chính

39

3.3.3.2. Nguyên vật liệu và hóa chất

39

3.3.4. Sơ đồ quy trình

39

3.3.5. Thuyết minh các bước trong quy trình

41

3.3.5.1. Tách chiết DNA tổng số

41

3.3.5.2. Định lượng DNA tổng số

41

3.3.5.3. Giải trình tự tồn bộ hệ gen mã hóa (whole exome sequencing - WES)

41

3.3.5.4. Xử lý dữ liệu thu được từ giải trình tự tồn bộ hệ gen mã hóa

54

3.3.5.4. Giải trình tự Sanger

56

3.3.5.5. Phản ứng MLPA

57

3.4. ĐÁNH GIÁ QUY TRÌNH ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIẢI TRÌNH TỰ GEN THẾ HỆ
MỚI TRONG SÀNG LỌC BỆNH PARKINSON TRÊN CÁC ĐỐI TƯỢNG CÓ NGUY CƠ
59
3.4.1. Cơ sở của việc đánh giá quy trình

59

3.4.1.1. Giải trình tự Sanger

59

3.4.1.2. Phương pháp khuếch đại đa đầu dò phụ thuộc vào phản ứng nối (Multiplex
ligation-dependent probe amplification-MLPA)

59

3.4.1.3. Giải trình tự thế hệ mới và giải trình tự tồn bộ exon (WES - Whole exome
sequencing)

60

3.4.2. Các tiêu chí đánh giá quy trình

62

3.4.3. Xác định độ nhạy và độ đặc hiệu

62

3.4.4. Đánh giá dựa trên kết quả nghiên cứu

62

3.4.4.1. Về kết quả tách chiết và định tính DNA tổng số

63

3.4.4.2. Về kết quả định lượng DNA tổng số

63

3.4.4.3. Thiết lập thư viện, làm giàu và đánh giá thư viện, giải tình tự tồn bộ exome 63
3.4.4.4. Kết quả đánh giá dữ liệu thô (Raw data)

63

3.4.4.5. Xác định các thay đổi/đột biến điểm (SNV)

63

3.4.4.6. Xác định các indel

67

3.4.5. Đánh giá quy trình trên nhóm mẫu mở rộng

67

3.4.5.1. Tách chiết DNA tổng số

67

3.4.5.2. Kết quả tách chiết và định tính DNA tổng số

67

3.4.5.3. Kết quả định lượng DNA tổng số

68

ii


3.4.5.4. Thiết lập thư viện, làm giàu và đánh giá thư viện, giải tình tự tồn bộ exome 68
3.4.5.5. Kết quả đánh giá dữ liệu thô (Raw data)

68

3.4.5.6. Xác định các thay đổi/đột biến điểm (SNV)

68

3.4.5.7. Kiểm chứng các biến thể bằng phương pháp đọc trình tự Sanger

70

3.4.5.8. Xác định các biến thể CNV bằng phương pháp MLPA

72

PHẦN 4. THẢO LUẬN CHUNG

73

4.1. Thu thập mẫu bệnh nhân

73

4.2. Sàng lọc các biến thể liên quan đến bệnh Parkinson

74

4.3. Xây dựng và đánh giá quy trình

76

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

78

KẾT LUẬN

78

KIẾN NGHỊ

78

iii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. Sơ đồ chi tiết thực hiện nghiên cứu sử dụng WES....................................................................................20
Hình 2. Các triệu chứng khơng vận động ở bệnh nhân EOPD...............................................................................22
Hình 3. Ảnh điện di đại diện các mẫu kiểm tra DNA trên gel agarose 0.8%.........................................................23

Hình 4. Phân bố các loại SNV phát hiện được trên 66 bệnh nhân Parkinson.........................................................24
Hình 5. Phân bố các loại SNV phát hiện được trên 90 mẫu đối chứng..................................................................25
Hình 6. Kết quả thống kê các indel trên 66 mẫu EOPD.........................................................................................25
Hình 7. Kết quả thống kê các indel trên 90 mẫu đối chứng....................................................................................26
Hình 8. Kết quả phân tích MLPA trên mẫu bệnh nhân Parkinson..........................................................................27
Hình 9. Kết quả Real-time PCR kiểm tra mất số bản sao của PRKN.....................................................................27
Hình 10. Các bước sàng lọc các biến thể liên quan đến bệnh Parkinson................................................................29
Hình 11. Biểu đồ thể hiện các biến thể giữa nhóm bệnh nhân và nhóm chứng......................................................29
Hình 12. Sự phân bố tần số các biến thể ở gen PRKN và PINK1...........................................................................35
Hình 13. Ảnh hưởng của các đột biến của PRKN...................................................................................................36
Hình 14. Ảnh hưởng của các đột biến mới trên PINK1..........................................................................................36
Hình 15. Sơ đồ quy trình ứng dụng kỹ thuật NGS trong sàng lọc bệnh Parkinson................................................40
Hình 19. Quy trình phân tích dữ liệu WES.............................................................................................................55
Hình 20. Các bước thực hiện phản ứng MLPA......................................................................................................58
Hình 21. Ảnh điện di đại diện các mẫu kiểm tra DNA trên gel agarose 0.8%.......................................................63
Hình 22. Tỉ lệ các biến thể SNV xác định được trên 66 bệnh nhân EOPD............................................................64
Hình 23. Tỉ lệ các biến thể dạng SNV xác định được ở 66 bệnh nhân EOPD........................................................67
Hình 25. Ảnh điện di đại diện các mẫu kiểm tra DNA trên gel agarose 0.8%.......................................................68
Hình 26. Kết quả xác định một số biến thể bằng kỹ thuật đọc trình tự Sanger......................................................72

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Các đặc điểm vận động và không vận động của PD....................................................................................7
Bảng 2. Các thông tin cơ bản liên quan đến 156 mẫu nghiên cứu.........................................................................22
Bảng 3. Các gen và locus có liên quan đến bệnh Parkinson di truyền....................................................................28
Bảng 4. Các biến thể có tần số khác biệt giữa nhóm bệnh và nhóm chứng............................................................31
Bảng 5. Các biến thể phổ biến trên gen PRKN và PINK1......................................................................................33
Bảng 6. Các biến thể hiếm gặp trên gen PRKN và PINK1.....................................................................................34

Bảng 7. Các biến thể là nguyên nhân gây bệnh......................................................................................................37
Bảng 8. Cách sử dụng hệ thống Covaris.................................................................................................................42
Bảng 9. Chu trình ly tâm DNA adapter...................................................................................................................44
Bảng 10. Danh mục hóa chất cần thiết để biến tính và pha lỗng thư viện............................................................49
Bảng 11. Hướng dẫn tạo dung dịch thư viện biến tính sử dụng NaOH dựa trên nồng độ đầu vào của thư viện....50
Bảng 12. Bảng hướng dẫn thể tích cần bổ sung của Tris-HCl, pH 7 tùy theo nồng độ đầu vào của thư viện........50
Bảng 13. Hướng dẫn pha loãng thư viện về 20 pM. HT1-Hybridization Buffer....................................................50
Bảng 16. Một số biến thể đã biết liên quan đến bệnh Parkinson............................................................................64
Bảng 17. Các SNV liên quan đến Parkinson được phát hiện trên nhóm bệnh nhân...............................................68
Bảng 18. Các biến thể có thể là nguyên nhân gây bệnh xác định được ở 12/34 bệnh nhân...................................70
Bảng 19. Trình tự mồi khuếch đại một số SNV có thể liên quan đến Parkinson khởi phát sớm............................70

v


MỞ ĐẦU
Parkinson (PD) là một trong hai bệnh rối loạn thối hóa thần kinh phổ biến và phức tạp
nhất ở người được đặc trưng bởi các triệu trứng vận động như run, đơ cứng, di chuyển chậm chạp
và cả các triệu chứng khơng vận động như mất ngủ, táo bón, lo lắng, trầm cảm và mệt mỏi. Cho
đến nay, việc chẩn đoán PD vẫn chủ yếu dựa trên các triệu chứng lâm sàng với các đặc điểm vận
động là chính và điều này hạn chế khả năng phát hiện sớm bệnh. Đã hơn 200 năm kể từ khi được
mô tả lần đầu tiên bởi bác sĩ người Anh James Parkinson (Parkinson, 1817), đến nay chúng ta vẫn
chưa có một phương thuốc hay liệu pháp hiệu quả để điều trị căn bệnh này. Theo ước tính, hiện có
khoảng 1 triệu người Mỹ và hơn 10 triệu người trên toàn thế giới đang phải sống chung với PD. PD
thường xảy ra ở những người trên 60 tuổi, tuy nhiên có khoảng 5-10% số bệnh nhân phát bệnh khi
chưa đến 50 tuổi gọi là PD khởi phát sớm.
Việc áp dụng kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới (Next Generation Sequencing-NGS)
trong các nghiên cứu cũng như chẩn đoán các bệnh di truyền ngày càng phổ biến. Tùy vào mục
tiêu, NGS được sử dụng trong các nghiên cứu về bệnh di truyền có thể áp dụng việc giải trình tự
tồn bộ hệ gen (Whole Genome Sequencing-WGS), giải trình tự tồn bộ hệ gen biểu hiện (Whole

Exome Sequencing-WES), giải trình tự gen đích, hay giải trình tự RNA và ChIP-Seq). Các kỹ thuật
NGS có nhiều ưu điểm so với giải trình tự bằng phương pháp Sanger truyền thống. Trong một lần
chạy, NGS có thể cho ra một lượng cực lớn thơng tin trình tự DNA, cho phép xác định rõ ràng
được các biến thể di truyền trên nhiều vùng khác nhau của hệ gen. Trên thực tế, có bằng chứng chỉ
ra rằng việc áp dụng WES hoặc WGS trong y học giúp cải thiện việc chẩn đoán và (trong một số
trường hợp) điều trị bệnh di truyền, có thể cải thiện kết quả sức khỏe của bệnh nhân và tạo điều
kiện sử dụng hiệu quả hơn các nguồn lực chăm sóc sức khỏe.
Với một bệnh có yếu tố di truyền phức tạp như PD, việc áp dụng WES hay WGS để xác
định các biến thể liên quan đến bệnh rất được quan tâm cả trong nghiên cứu cũng như chẩn đoán
lâm sàng. Đầu tiên, PD được xác định là một rối loạn di truyền phức tạp được chia thành 2 nhóm,
bao gồm dạng di truyền theo gia đình tuân theo quy luật Mendel và dạng rải rác (sporadic) khơng
hoặc ít có yếu tố di truyền từ gia đình. Dạng PD có yếu tố di truyền là do các đột biến hiếm gặp,
trong khi đó PD dạng rải rác bị ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và mang các allele nhạy cảm
với bệnh PD. Các gen liên quan mạnh mẽ nhất đến các dạng PD của Mendel bao gồm: SNCA,
LRRK2, PARK2, ATP13A2, PINK1, DJ-1, VPS35, DNAJC13, và GBA. Trước kia, các biến thể
trên các gen chủ yếu được xác định thông qua những nghiên cứu liên kết toàn bộ gen, xác định các
kiểu gen đích, thì ngày nay thường được thực hiện bằng các nghiên cứu NGS như WGS và WES.
Thực tế, các nghiên cứu di truyền thế hệ mới trong những năm gần đây đã giúp gia tăng nhanh
chóng dữ liệu biến thể liên quan đến bệnh bao gồm cả những đa hình phổ biến cũng như các đột
biến hiếm gặp. Như vậy, vấn đề thiếu dữ liệu di truyền đã được giải quyết thông qua các phương
pháp tiếp cận khác nhau trong những năm qua, bao gồm việc quét toàn bộ hệ gen (GWAS) để xác
định các biến thể phổ biến với mức độ trung bình/ yếu lên tính nhạy cảm của PD và NGS (chủ yếu
là WES) để xác định các đột biến gây bệnh hiếm gặp. Hơn nữa, kiến trúc di truyền và phổ đột biến
của PD có thể khác nhau dựa trên đặc trưng của từng nhóm người và di truyền của từng quần thể,
do đó các nghiên cứu di truyền cụ thể trên các quần thể khác nhau là cần thiết.
Ở Việt Nam, tuy có nhiều bệnh nhân Parkinson nhưng các nghiên cứu cho đến nay chủ yếu
là về các khía cạnh bệnh học lâm sàng như: tiền sử gia đình, đánh giá trí nhớ, đánh giá chức năng
trí tuệ, kiểm tra tình trạng tâm thần rút gọn, chụp cắt lớp sọ não và khám thần kinh để đánh giá chi
tiết các hoạt động vận động cùng với khả năng đáp ứng với L-DOPA. Trong nghiên cứu này chúng
tôi tiến hành nghiên cứu việc ứng dụng kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới, cụ thể là kỹ thuật giải

trình tự tồn bộ hệ gen biểu hiện (WES) và kỹ thuật xác định biến thể số lượng bản sao MLPA
trong sàng lọc bệnh Parkinson có yếu tố di truyền với mục đích chính như sau:
Mục tiêu của đề tài
- Xác định được các đột biến điểm, indel của các gen liên quan đến bệnh Parkinson có yếu
tố di truyền
- Xây dựng được quy trình ứng dụng kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới trong sàng lọc
bệnh Parkinson trên các đối tượng có nguy cơ.

6


7


PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Đặc điểm của bệnh Parkinson
Bệnh thoái hoá thần kinh chỉ sự suy thoái về cấu trúc và/hoặc chức năng của các tế bào thần
kinh, dẫn đến việc chết tế bào, bao gồm nhiều dạng như Alzheimer, Huntington, Parkinson, …
Trong đó Parkinson là bệnh thoái hóa thần kinh phổ biến thứ hai sau Alzheimer. Bệnh biểu hiện
các triệu chứng như run khi nghỉ ngơi, cứng khớp và chậm chạp... Cơ chế bệnh Parkinson đã và
đang được nghiên cứu ở mức độ phân tử.
Bệnh Parkinson (PD) lần đầu tiên được mô tả bởi James Parkinson, một bác sĩ người Anh,
năm 1817 (Parkinson, 1817). Hiện nay, tỷ lệ mắc PD được xác định vào khoảng 1% ở những người
độ tuổi 65 và tăng lên gần 5% với những người trên 85 tuổi (de Lau & Breteler, 2006; Van Den
Eeden et al., 2003). Độ tuổi trung bình được chẩn đoán của bệnh nhân Parkinson là khoảng từ 6070 tuổi, nhưng do bản chất phát triển chậm và che dấu triệu chứng, PD thực tế có thể đã bắt đầu từ
nhiều năm trước khi được chính thức phát hiện (Hawkes, 2008). PD có thể được phát hiện ở bất kỳ
tuổi nào, ước tính có khoảng 5-10% số trường hợp được phát hiện ở những người dưới 50 tuổi
(Van Den Eeden et al., 2003). Bên cạnh tuổi tác, một số nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng về ảnh
hưởng của giới đến tỷ lệ mắc PD. Tỷ lệ mắc bệnh ở nam giới cao hơn ở phụ nữ đến 3 lần, có thể là
do ảnh hưởng của estrogen đối với các tế bào thần kinh truyền dẫn và các con đường tín hiệu trong

não (Schrag et al., 2000).
Trước đây, PD được phát hiện dựa vào sự biểu hiện suy giảm chức năng vận động, ban đầu
là bất đối xứng (một bên), sau đó các biểu hiện lan tỏa ra cả hai bên (Jankovic, 2008). Tuy nhiên,
các nghiên cứu gần đây đã xác nhận rằng PD là một rối loạn phức tạp gồm hàng loạt các đặc điểm
liên quan đến vận động (Motor Symptom-MS) và không vận động (NonMotor Symptom-NMS) với
mức độ biểu hiện của từng đặc điểm thường khác nhau giữa các bệnh nhân. Các MS chính bao
gồm: run khi nghỉ, đơ cứng, vận động chậm, mất thăng bằng, rối loạn biểu cảm, rối loạn cử động
mắt, trong khi các NMS chính bao gồm: suy giảm khứu giác, rối loạn cảm giác, trầm cảm, táo bón,
sa sút trí tuệ, rối loạn giấc ngủ (Balestrino & Schapira, 2020) (Bảng 1). Các biểu hiện của MS trong
PD được cho là do sự mất các tế bào truyền dẫn thần kinh dopamine trong chất tối (substantia
nigra-SN) và sự rối loạn chức năng của hạch nền với một nhóm các nhân tố tham gia vào việc khởi
động cũng như thực hiện các vận động của cơ thể (Rodriguez-Oroz et al., 2009). Điều này đã được
chứng minh trên thực tế khi các bệnh nhân được điều trị bằng phương pháp thay thế dopamine có
sự đáp ứng tốt cũng như thuyên giảm các triệu chứng vận động. Từ khi phương pháp này được giới
thiệu vào cuối những năm 1960 (Fahn, 2003), nó đã trở thành liệu pháp trụ cột trong điều trị PD.
Với những trường hợp bệnh nặng, vệc tác động trực tiếp vào hoạt động của hạch nền thơng qua
việc cấy ghép tác nhân kích hoạt sâu trong não cũng có thể có hiệu quả. Tuy các phương pháp trị
liệu PD sẵn có cho hiệu quả cả trong trì hỗn khuyết tật và kéo dài tuổi thọ, chưa có phương thức
nào được chứng minh là làm thay đổi đáng kể q trình thối hóa thần kinh của bệnh.
Bảng 1. Các đặc điểm vận động và không vận động của PD
Triệu chứng vận động
Triệu chứng không vận động
Run
Suy giảm khứu giác
Đơ cứng
Vận động chậm/liệt cơ tạm thời/giảm chức
năng vận động
Mất thăng bằng
Bất thường về tư thế
Rối loạn dáng đi

Rối loạn vận động mắt

Rối loạn cảm giác
Các triệu chứng tâm thần: trầm cảm, lo lắng, ảo giác,
lãnh đạm, rối loạn tâm thần
Sa sút trí tuệ, suy giảm nhận thức
Rối loạn đường sinh dục, tiết liệu
Táo bón
Rối loạn hoạt động dạ dày, khó tiêu

Rối loạn biểu cảm mặt

Rối loạn giấc ngủ

Rối loạn chữ viết

Bất thường về huyết áp và tim mạch

Chẩn đoán bệnh PD
Cho đến nay, PD thường được chẩn đoán dựa trên các triệu chứng lâm sàng, các bác sĩ sẽ tìm
hiểu xem liệu bệnh nhân có biểu hiện các đặc điểm của bệnh hay không dựa trên việc quan sát, lấy

8


thông tin từ người bệnh và tiến hành một số kiểm tra thần kinh. Trong những trường hợp cụ thể,
các bác sĩ có thể sử dụng thêm một số chẩn đốn hình ảnh, xét nghiệm di truyền hay làm các xét
nghiệm máu và dịch não tủy (David et al., 2019). Theo tiêu chuẩn chẩn đoán được chấp nhận hiện
nay, để xác định một người bị mắc PD địi hỏi có biểu hiện của sự vận động chậm chạp
(bradykinesia) kết hợp với ít nhất một trong các triệu chứng vận động chính khác của PD (như đơ

cứng hoặc run khi nghỉ) có tác dụng bổ sung cũng như giảm sai sót trong việc chẩn đoán (Gibb &
Lees, 1988; Kalia & Lang, 2015; Postuma et al., 2015; Tolosa, Wenning, & Poewe, 2006). Tuy
vậy, khi các triệu chứng vận động xuất hiện thì khoảng 60-80% tế bào truyền dẫn thần kinh đã bị
mất (Greffard et al., 2006). Do đó, sự thối hóa thần kinh và bệnh lý liên quan xuất hiện khá lâu
trước khi khởi phát các triệu chứng vận động giúp chúng ta có thể chẩn đốn PD. Thật vậy, giả
thuyết Braak (Braak et al., 2003) cho thấy sự lắng đọng alpha-synuclein bắt đầu trong bóng khứu
giác và nhân dây sọ của thần kinh phế vị ở hành tủy trước khi lan truyền caudal-rostral vào não,
não giữa /chất đen (do đó phát sinh triệu chứng vận động của bệnh Parkinson) và sau cùng đến vỏ
não. Do đó, việc xem xét biểu hiện của các triệu chứng khơng vận động cũng có khả năng giúp các
bác sĩ dự đoán sớm hơn khả năng bệnh nhân bị PD. Theo kết quả của một nghiên cứu theo dõi bệnh
nhân trong thời gian dài cho thấy, có sự xuất hiện của chứng mất trí nhớ 83%, ảo giác 74%, hạ
huyết áp 48%, táo bón 40% và không tự chủ tiết liệu 74% ở các bệnh nhân PD sống sót trên 20
năm kể từ khi được chẩn đoán (Hely et al., 2008).
Như vậy, khi các triệu chứng vận động xuất hiện, tình trạng bệnh lý đã nặng và khơng thể
phục hồi được. Do đó, việc tìm kiếm các cơng cụ chẩn đốn tiền lâm sàng để xác định sớm các cá
nhân có nguy cơ là vấn đề quan trọng và rất cần thiết. Chu kỳ thối hóa thần kinh kéo dài có thể
được chia thành nhiều giai đoạn, từ thực sự tiền lâm sàng (hồn tồn khơng có triệu chứng và
khơng có dấu hiệu lâm sàng) đến prodromal (bằng chứng về rối loạn chức năng vận động không
vận động hoặc tinh tế) để biểu hiện PD thể vận động. Xác định sớm khi mới chớm bị PD sẽ cho
phép không chỉ tư vấn tiên lượng tốt hơn mà còn bắt đầu bất kỳ liệu pháp bảo vệ thần kinh nào có
thể ở giai đoạn mà chúng có thể hiệu quả nhất.
Triệu chứng báo trước PD (L. Liu et al., 2015) đề cập đến những cá nhân không có đầy đủ
các triệu chứng của PD nhưng xuất hiện các dấu hiệu và triệu chứng có thể phát triển thành bệnh
trong tương lai. Cho đến khi xuất hiện các triệu chứng vận động bệnh lý rõ ràng, hầu hết công việc
nhằm xác định các triệu chứng tiền lâm sàng của PD tập trung vào các triệu chứng không vận động,
các triệu chứng này thường có trước hàng năm thậm chí đến chục năm và ảnh hưởng lớn đến chất
lượng cuộc sống cũng như liên quan đến sức khỏe (Song et al., 2014). Hơn nữa, việc xác định sớm
các bệnh nhân có triệu chứng tiền lâm sàng cung cấp lượng bệnh nhân phong phú cho các nghiên
cứu phát triển các cơng cụ chẩn đốn sinh hố hoặc hình ảnh, cũng như các nghiên cứu về chiến
lược bảo vệ. Các dấu hiệu tốt nhất báo trước bệnh Parkinson bao gồm các hội chứng suy giảm

khứu giác, táo bón, rối loại giấc ngủ và rối loạn tâm thần.
Chứng suy giảm khứu giác: Suy giảm khứu giác xuất hiện với tỷ lệ khoảng 20% trong cộng
đồng (Mullol et al., 2012) và tối đa là 50% ở những người trưởng thành trên 65 tuổi (Doty et al.,
1984), trong khi đó xuất hiện với tỷ lệ hơn 90% ở các bệnh nhân bị PD thể vận động tại thời điểm
chẩn đoán (Haehner et al., 2009). Bằng chứng ngày càng tăng cho thấy chứng suy giảm khứu giác
bắt đầu xuất hiện vài năm trước khi xuất hiện các triệu chứng vận động. Trong một nghiên cứu về
lão hố ở nhóm người Honolulu châu Á, các cá nhân trong nhóm nhận biết mùi thấp nhất có nguy
cơ phát triển thành bệnh PD cao hơn 5,2 lần so với những người còn lại ở trong khoảng thời gian là
bốn năm (Ross et al., 2008). Tương tự như vậy, trong một nghiên cứu trên nhóm đối tượng là
những người có quan hệ huyết thống gần gũi với những bệnh nhân PD phát hiện thấy khoảng 10%
số đối tượng có chức năng khứu giác thấp nhất phát triển thành bệnh PD trong vịng hai năm, trong
khi đó ở nhóm đối chứng khơng có đối tượng nào bị mắc bệnh (Ponsen et al., 2004).
Chứng táo bón: Một đặc điểm khác thường xuất hiện trước ở các bệnh nhân PD là chứng táo
bón, chúng có thể liên quan đến sự lắng đọng của thể Lewy trong nhân vận động ở lưng của dây
thần kinh phế dị và trong hệ thần kinh ruột non (Cersosimo & Benarroch, 2012). Sau khi điều
chỉnh chế độ ăn uống, tập thể dục và hút thuốc lá, tỷ lệ phát triển PD (chỉ số odds) của những người
đi đại tiện ít hơn một lần mỗi ngày so với nhóm thường xuyên hơn là từ 2,3 – 4,5 (Stocchi & Torti,
2017). Táo bón có thể xuất hiện từ rất sớm, đến 25 năm trước khi triệu chứng vận động của PD

9


xuất hiện (Savica et al., 2009), trở thành một trong những đặc điểm sớm nhất có thể nhận ra ở bệnh
PD.
Rối loạn giấc ngủ: Rối loạn hành vi giấc ngủ REM (RBD) là một trong những đặc điểm
được nghiên cứu tốt nhất liên quan đến các triệu chứng sớm của bệnh PD và là hội chứng có nguy
cơ chuyển thành bệnh PD cao nhất. các nghiên cứu trên nhiều đối tượng bằng phương pháp theo rõi
giấc ngủ đã chỉ ra rằng khoảng 50-70% số người bị RBD sẽ tiến triển thành các rối loại vận động
theo thời gian và tăng lên theo độ tuổi (Fereshtehnejad et al., 2017)
Chứng rối loạn tâm thần: Thay đổi tâm trạng thường được ghi nhận trước khi khởi phát PD

thể vận động, có lẽ do sự tham gia của nhân raphe serotonergic và locus coeruleus adrenergic trong
giai đoạn 2 của Braak (Braak et al., 2003). Nghiên cứu hồi cứu chỉ ra rằng các đối tượng được điều
trị bằng thuốc chống trầm cảm có nguy cơ phát triển thành bệnh cao hơn các đối tượng khác
(Alonso, Rodriguez, Logroscino, & Hernan, 2009).
Ở những bệnh nhân có sự biểu hiện đầy đủ của các đặc điểm vận động chính của PD thì việc
chẩn đốn dựa trên các đặc điểm lâm sàng có thể là một cơng việc đơn giản. Tuy nhiên, ở giai đoạn
sớm của bệnh, tỷ lệ sai sót trong các chẩn đốn lâm sàng có thể lên tới 24% ngay cả ở các trung
tâm chuyên biệt. Việc chẩn đoán PD trong giai đoạn này dễ nhầm lẫn nhất với một số bệnh bao
gồm bệnh thối hóa đa hệ thống (multiple system atrophy) và bệnh bại liệt trên nhân tiến triển
(progressive supranuclear palsy), bên cạnh đó có những nhầm lẫn ít gặp hơn với bệnh thối hóa
hạch nền vỏ não (corticobasal degeneration), chứng run cơ bản (essential tremor), hội chứng
Parkinson do cảm ứng với thuốc (drug-induced Parkinsonism) và hội chứng Parkinson mạch máu
(vascular Parkinsonism) (Tolosa et al., 2006). Độ chính xác của chẩn đốn lâm sàng với PD có thể
được cải thiên bằng cách áp dụng nghiêm ngặt các tiêu chuẩn lâm sàng, như tiêu chí của
UKPDSBB (UK Parkinson’s Disease Society Brain Bank), nhưng ngay cả khi áp dụng các tiêu chí
nghiêm ngặt như vậy, độ chính xác của những chẩn đoán ban đầu cũng chỉ ở mức 80% (Rizzo et
al., 2016).
Chẩn đốn hình ảnh: Việc hiển thị hóa sự suy giảm dopamine ở bệnh nhân PD giai đoạn đầu
bằng cách đánh dấu 18F L-DOPA và PET (Positron emission tomography) là một bước đột phá
trong kỹ thuật hiển thị hình ảnh thần kinh phân tử vào đầu những năm 1980 (Garnett et al., 1983).
Kể từ đó, lĩnh vực hình ảnh hóa thần kinh đã chứng kiến những tiến bộ mạnh mẽ và ngày càng phù
hợp hơn với PD (Stoessl, Lehericy, & Strafella, 2014). Ví dụ, kỹ thuật phát xạ photon đơn lẻ 123Iioflupane CT (Single-Photon emission CT - SPECT) (hay DaTscan (GE Healthcare)) đã được chấp
thuận để áp dụng trên lâm sàng và có thể dùng để phân biệt giữa PD và các bệnh biểu hiện lâm
sàng gần giống nhưng khơng có sự rối loạn chức năng chất tối (Politis, 2014; Stoessl et al., 2014).
MRI (Magnetic resonance imaging) cấu trúc giúp nhận diện các đặc điểm của hội chứng Parkinson
và nhiều kỹ thuật MRI khác có thể xác định những thay đổi cấu trúc cụ thể trong hạch cơ bản và
các cấu trúc khác nhau liên quan đến những hội chứng Parkinson khơng điển hình (Mahlknecht et
al., 2010). Các kỹ thuật MRI nâng cao và các quy trình hậu xử lý, bao gồm khuếch tán hình ảnh
khối lượng, hình ảnh thể tích, tự động phân đoạn âm lượng và hình ảnh đa chiều đang được nghiên
cứu để tăng cường độ chính xác trong chẩn đốn PD và các dạng hội chứng Parkinson thối hóa

khác nhau (Mahlknecht et al., 2010; Scherfler et al., 2016; Tuite, 2016). Việc đánh giá PD bằng
PET hoặc SPECT cũng có thể dựa trên việc theo dõi noradrenergic một dẫn xuất thường gặp ở
bệnh Parkinson nhưng không thấy ở những bệnh nhân mắc các hội chứng Parkinson khơng điển
hình hoặc các dạng bệnh tương tự Parkinson (Treglia et al., 2012).
Chẩn đoán di truyền: Danh sách các đột biến liên quan đến PD vẫn tiếp tục gia tăng cùng với
số lượng các gen liên quan đến các kiểu hình phức tạp bao gồm cả hội chứng Parkinson và các gen
đã được xác định trong locus PARK (bảng 2). Một số gen khác (bao gồm GBA, GCH1, ADH1C,
TBP, ATXN2, MAPT và GLUD2) đã được xác định là nguyên nhân góp phần làm tăng nguy cơ ở
những trường hợp bệnh riêng lẻ, trong đó, phổ biến và quan trọng nhất là các đột biến dị hợp tử
trên gen GBA. Các phân tích tổng thể với các tập hợp dữ liệu lớn từ GWAS (Genome-Wide
Association Studies) cũng đã nhận diện và khẳng định nhiều biến thể nhạy cảm có nguy cơ thấp ở
các locus khác của PD. Những biến dị di truyền này có khả năng là để bổ sung di truyền, chúng có
tác dụng nhỏ nhưng hoạt động như những chất xúc tác cần thiết (Lill, 2016; Marras et al., 2016;
Nalls et al., 2014).

10


Các dạng di truyền chỉ chiếm một phần nhỏ trong các trường hợp PD và các xét nghiệm di
truyền đến nay vẫn chưa được áp dụng phổ biến trong quá trình chẩn đốn thơng thường của bệnh.
Việc chẩn đốn di truyền chỉ được thực hiện ở những bệnh nhân cụ thể, có nguy cơ di truyền cao
(ví dụ như có tiền sử gia đình với PD, khởi phát sớm hoặc có đặc điểm lâm sàng cụ thể như rối loạn
trương lực cơ).
Nhìn chung, các tác động của xét nghiệm di truyền trong quy trình lâm sàng bị hạn chế bởi
sự suy giảm độ thấm và khả năng biểu hiện thay đổi của gen, thêm vào đó hiện nay chúng ta chưa
thấy tác động cụ thể của các phát hiện di truyền đối với những quyết định điều trị trên thực tế. Điều
này cũng có thể thay đổi trong tương lại khi dữ liệu từ các nghiên cứu thể hiện tính hiệu quả hơn
trong việc tiên lượng vai trò của các đột biến gen liên quan đến PD. Ví dụ cho điều này là báo cáo
gần đây về sự gia tăng nguy cơ mất trí ở những bệnh nhân PD có mang đột biến GBA (Cilia et al.,
2016; G. Liu et al., 2016), hay các trương trình phát triển các chất ức chế với LRRK2 (Brundin et

al., 2015).
Các xét nghiệm máu và dịch não tủy: Mặc dù đã có những nghiên cứu đánh giá về các mức
độ biểu hiện khác biệt của nhiều protein khác nhau, nổi bật nhất là mức độ biểu hiện của αsynuclein trong dịch não tủy (cerebrospinal fluid-CSF) của bệnh nhân PD so với nhóm đối chứng,
tuy nhiên độ nhạy cảm và độ đặc hiệu của phương pháp này vẫn chưa đạt được mức tối ưu và hiện
khơng có xét nghiệm chẩn đốn nào dựa trên CSF hữu ích về mặt lâm sàng cho PD (Chen-Plotkin,
2014). Điều này cũng đúng đối với các marker trong máu dù đã có những mơ tả về mối liên hệ của
các thông số huyết thanh hoặc huyết tương khác nhau với sự tiến triển của PD (Swanson et al.,
2015).
Các gen liên quan đến PD
Các nghiên cứu về PD đã báo cáo rằng khoảng 10% bệnh nhân PD là do di truyền theo định
luật Mendel và có nguy cơ tái diễn PD cao (Hardy et al., 2009). Trong những thập kỷ qua, thơng
qua các nghiên cứu di truyền trong các gia đình bị PD, người ta đã xác định được ít nhất 23 gen
hoặc locus liên quan đến dạng PD đơn gen (Bảng 3). Các kiến thức có được từ những sản phẩm
protein của các gen liên quan chỉ ra rằng các rối loạn chức năng ty thể và các con đường phân hủy
protein hoặc các cơ quan phân rã tự động bị suy giảm đều đóng vai trị quan trọng trong q trình
thối hóa thần kinh trong não và sinh bệnh học của PD (Ryan, Hoek, Fon, & Wade-Martins, 2015).
Synuclein-Alpha (SNCA): là gen đầu tiên được xác định liên quan đến PD và là dạng di
truyền trội trên nhiễm sắc thể thường (Polymeropoulos et al., 1996). Các bệnh nhân bị đột biến trên
gen SNCA xuất hiện các triệu chứng đặc trưng của PD khởi phát muộn. Mặc dù vậy, một số đột
biến cũng được tìm thấy ở bệnh nhân khởi phát sớm với một số đặc điểm bổ sung, gồm đẩy nhanh
tiến trình của triệu chứng vận động chậm, cứng cơ và run, tăng tỷ lệ các triệu chứng tâm thần,
chứng mất trí thường xuyên, suy giảm nhận thức, suy giảm chức năng tự chủ (autonomic
dysfunction) và đáp ứng trung bình với levodopa (1-3,4- dihydroxyphenylalanine; l-DOPA), một
chất chủ vận chuyển dopamine (Lesage et al., 2013). SNCA mã hóa một protein trước synap (αsynuclein) và đóng một vai trị quan trọng trong dẫn truyền giữa các khớp thần kinh (S. Liu et al.,
2004). Một số phân tích biểu hiện gen in vivo đã cung cấp bằng chứng cho các tác động tích cực
của SNCA đối với việc tái tạo khớp thần kinh và vận động ở gần thiết bị đầu cuối trục bằng cách
tham gia vào hoạt động phospholipase D2 và cảm ứng tích tụ giọt lipid (Lotharius & Brundin,
2002). Phù hợp với những phân tích này, một số thí nghiệm liên quan trên mơ hình động vật đã
chứng minh rằng SNCA liên quan đến độ dẻo dai của khớp thần kinh bằng cách tăng cường giải
phóng chất dẫn truyền thần kinh từ thiết bị đầu cuối sợi trục (Nemani et al., 2010). Ngoài ra, một

số nghiên cứu khác đã chỉ ra hiệu quả điều hịa có thể có của SNCA đối với hoạt động tyrosine
hydroxylase, một enzyme giới hạn tốc độ trong sinh tổng hợp dopamine (S. Yu et al., 2004).
Như minh họa trong Bảng 2, cho đến nay, ba loại đột biến gây bệnh đã được xác định ở gen
SNCA: (1) đột biến điểm missense trong vùng mã hóa của SNCA, (2) biến thể lặp lại dinucleotide
trên vùng promoter của SNCA, và (3) đột biến lặp đoạn, bao gồm lặp hai và lặp ba. Phân tích biểu
hiện gen định lượng đã chứng minh rằng đột biến lặp lại dinucleotide và đột biến lặp đoạn dẫn đến
sự biểu hiện quá mức gây bệnh của protein tự nhiên (Kojovic et al., 2012). Đột biến SNCA có thể
gây ảnh hưởng lên các tế bào thần kinh truyền dẫn. Dường như đột biến trong SNCA làm giảm ái
lực của α-synuclein đối với lipid, do đó làm tăng xu hướng của protein tạo thành oligomer thông

11


qua trạng thái phụ thuộc vào nồng độ, do đó đẩy nhanh sự hình thành các sợi α-synuclein độc hại
(thành phần chính của thể Lewy) (Winner et al., 2011).
PARKIN: Nhóm thứ hai là do đột biến ở gen Parkin dẫn đến bệnh Parkinson khởi phát sớm
(trước 45 tuổi). Tần số đột biến trên gen PARKIN càng cao thì thời điểm khởi phát bệnh càng sớm
(Lucking et al., 2000). Đặc biệt, đối với những trường hợp khởi phát trước 20 tuổi, có đến 80% số
bệnh nhân bị đột biến đồng hợp tử lặn hoặc dạng dị hợp tử kết hợp (compound heterozygote) trên
gen PARKIN (Mata et al., 2004). Rõ ràng là đột biến ở PARKIN có liên quan đến phát triển sớm
các triệu chứng vận động, tăng phản xạ, vận động chậm (bradykinesia), loạn trương lực, run, đáp
ứng tốt với liều thấp của L-DOPA lúc khởi phát, và sau đó là rối loạn vận động do l-DOPA, cũng
như chậm tiến triển của các triệu chứng tâm thần, với bất kỳ bằng chứng lâm sàng của chứng mất
trí (Lohmann et al., 2003). Về mặt chức năng, PARKIN được coi là thành viên của phức hợp E3
ubiquitin multiprotein ligase cần thiết cho sự gắn kết cộng hóa trị của các phân tử ubiquitin hoạt
hóa để gắn với cơ chất (Shimura et al., 2000). Quá trình này được thực hiện bởi một chuỗi phản
ứng gồm ba nhóm enzyme, bao gồm E1 ubiquitin-activating enzyme (UbA1), E2 ubiquitinconjugating enzymes (UbCH7), and PARKIN E3 ubiquitin ligase (Pao et al., 2016). Sự ubiquitin
hóa qua trung gian PARKIN có một số chức năng quan trọng, như sự phân hủy các protein protein
bị hỏng hoặc hình thành cấu trúc khơng đúng (misfolding) (Tanaka et al., 2004). Hiện nay,
PARKIN cũng tham gia kiểm sốt chất lượng ty thể thơng qua sự phân hủy phụ thuộc lysosome có

chọn lọc (autophagy hay mitophagy) các ty thể bị mất chức năng (Ryan et al., 2015). Như đã trình
bày ở Bảng 2, người ta đã xác định được các loại đột biến khác nhau trên gen PARKIN. Điều thú vị
là, phần lớn các bệnh nhân mang đột biến trên gen PARKIN đều có dạng sắp xếp lại exon ở dạng dị
hợp tử (Stenson et al., 2017). Các đột biến trên gen PARKIN có liên quan đáng kể đến sự thối hóa
của các tế bào truyền dẫn thần kinh trong chất đen của não (substantia nigra) (Hristova, Beasley,
Rylett, & Shaw, 2009). Sự có mặt của các thể vùi protein trong thể Lewy ở bệnh nhân Parkinson
dẫn đến giải thuyết cho rằng các đột biến trên gen PARKIN là nguyên nhân gây ra sự bất hoạt hoạt
tính E3 ubiquitin ligase của PARKIN, làm giảm quá trình loại bỏ các protein bị hỏng chức năng,
các tế bào thần kinh bị chết (Shimura et al., 2000). Các đột biến trên gen PARKIN cũng làm giảm
khả năng loại bỏ các ty thể không hoạt động (Pickrell & Youle, 2015).
PTEN – induced kinase (PINK1): các đột biến đồng hợp tử hoặc dị hợp tử kép trên gen
PINK1 được cho là nguyên nhân thứ hai gây PD khởi phát sớm (Valente et al., 2004). Trên lâm
sàng, bệnh nhân có đột biến ở PINK1 có khuynh hướng xuất hiện các triệu chứng trước tuổi 40,
đồng nghĩa với thời gian mang bệnh sẽ lâu hơn (Ibanez et al., 2006). Tần số đột biến của gen này ở
các quần thể khác nhau dao động từ 1-15% (Nuytemans et al., 2010). Ngoài ra, biểu hiện lâm sàng
của bệnh nhân bị đột biến gen PINK1 và PARKIN là giống nhau, giả thiết rằng hai gen này cùng
tham gia vào một con đường liên quan đến sinh bệnh học của Parkinson (Ibanez et al., 2006). Một
số đột biến trên gen PINK1 có thể làm giảm sự ổn định của protein, trong khi đó một số khác có thể
làm giảm hoạt tính photphoryl hóa hoặc hoạt tính kinase, củng cố cho giả thuyết về rối loạn chức
năng ty thể và oxidative stress có thể liên quan đến bệnh Parkinson (Deas et al., 2009)
DJ-1: Các đột biến trên gen DJ-1 được biết là có liên quan đến bệnh Parkinson di truyền lặn
trên nhiễm sắc thể thường hiếm gặp (1% của PD khởi phát sớm) (Bonifati et al., 2003). Về mặt lâm
sàng, bệnh nhân bị đột biến DJ-1 được phát hiện có rối loạn vận động chậm, rối loạn tâm thần, rối
loạn vận động, và các triệu chứng tâm thần muộn, rối loạn tâm thần, suy giảm nhận thức (không
phổ biến), lo lắng và đáp ứng tốt với l-DOPA (tương tự như triệu chứng lâm sàng của bệnh nhân bị
đột biến PARKIN và PINK1) (Ibanez et al., 2006). DJ-1 mã hóa một protein tham gia vào điều hòa
phiên mã và phản ứng chống oxy hóa trong các tế bào thần kinh (Ottolini, Cali, Negro, & Brini,
2013). Ở điều kiện bình thường, trong các tế bào thần kinh, DJ-1 phân bố chủ yếu nằm trong tế bào
chất, có một lượng nhỏ trong nhân và ty thể (Junn, Jang, Zhao, Jeong, & Mouradian, 2009). Tuy
vậy, Junn và các cộng sự đã quan sát sự thấy sự chuyển dịch DJ-1 vào trong nhân được tăng cường

khi có sự mất cân bằng oxi hóa. DJ-1 được cho là tham gia vào các con đường chống lại sự mất cân
bằng oxy hóa. Do đó, các đột biến ở gen DJ-1 có thể dẫn đến sự chết tế bào thần kinh theo chương
trình, dẫn đến các triệu chứng PD khởi phát sớm.
LRRK2: Đột biến trên gen Leucine-rich repeat kinase2 (LRRK2) là nguyên nhân phổ biến
dẫn đến bệnh Parkinson (Healy et al., 2008), chiếm ít nhất 4% trong số các bệnh nhân PD di truyền
trội trên nhiễm sắc thể thường khởi phát muộn, và xuất hiện khoảng 1% trong tổng số bệnh nhân

12


PD không di truyền (Di Fonzo et al., 2005). Bệnh nhân bị đột biến trên gen LRRK2 biểu hiện phổ
rộng các đặc điểm lâm sàng và kiểu hình bao gồm bradykinesia, cứng cơ, run, suy giảm nhận thức,
mất trí nhớ vừa phải, thâm hụt khứu giác, ảo giác, rối loạn giấc ngủ, hạ huyết áp thế đứng và phản
ứng đáng kể với l-DOPA (Alcalay et al., 2009). Tuy vậy, một số nghiên cứu chỉ ra rằng thể Lewy
khơng có mặt ở bệnh nhân Parkinson mang các đột biến LRRK2 (Funayama et al., 2005).
HTRA2/OMI: High-temperature requirement A2 (HTRA2/OMI) mã hóa cho một serine
protease khu trú ở giữa hai thành tế bào của ty thể cũng là một ứng cử viên của bệnh Parkinson.
Đột biến đầu tiên G399S đã được tìm thấy trên gen này ở 4 bệnh nhân người Đức (Strauss et al.,
2005). Bằng chứng về sự phát sinh bệnh của gen HTRA2/OMI ở bệnh nhân Parkinson được củng
cố thêm nhờ các phân tích exome ở những người bệnh ở Đài Loai, Pakistan, Mexico và những đứa
trẻ của các cặp bố mẹ giao phối cận huyết người Druze và Ashkenazi (Olahova et al., 2017).
CHCHD2: Những năm gần đây, giả thuyết về vai trò của rối loại chức năng ty thể trong sự
phát sinh bệnh Parkinson được khẳng định dựa trên sự xác định đột biến dị hợp tử ở gen mã hóa
CHCHD2 (coiled-coil-helix-coiled-coil-helix domain 2) bằng việc phân tích tồn bộ genome ở gia
đình bệnh nhân Nhật bản bị Parkinson dạng di truyền trội trên nhiễm sắc thể thường (Funayama et
al., 2015). Gen CHCHD2 mã hóa cho một protein hoạt động trong 2 bào quan là ty thể và nhân và
tham gia vào q trình điều hịa trao đổi chất của ty thể trong các điều kiện thiếu oxy (Aras et al.,
2015). Trong điều kiện bình thường, CHCHD2 tồn tại chủ yếu trong khoảng gian màng ty thể và
gắn với tiểu phần 4 của cytochrome C oxidase, giúp tối ưu hóa hoạt động của cytochrome Oxidase
(COX). COX là enzyme nằm ở vị trí cuối cùng trong chuỗi chuyền điện tử và đóng vai trị quan

trọng trong q trình hơ hấp của màng trong ty thể. Trong thực tế, sự tương tác giữa COX và
CHCHD2 đóng vai trị quan trọng trong việc cân bằng năng lượng bên trong các tế bào neuron
dưới điều kiện oxy bị giảm bằng cách tăng hiệu quả của COX4 và sản sinh năng lượng dưới dạng
ATP thông qua q trình phosphoryl hóa oxy hóa (Aras et al., 2013).
GBA: Một số nghiên cứu báo cáo về triệu chứng Parkinson ở bệnh nhân mắc bệnh Gaucher
(GD), một rối loạn dự trữ lysosome do đột biến trên gen Glucocerebrosidase (GBA) (Grabowski,
2008). Hơn nữa, trong một số gia đình bị bệnh GD, một số người thân đã phát triển bệnh
Parkinson, nhiều người trong số họ là những người mang các alen đột biến dị hợp tử của gen GBA.
Các bệnh nhân có triệu chứng khởi phát khơng điển hình của PD, bao gồm bất thường về nhận thức
và ảo giác. Các rối loạn này tiến triển dần dần, sau đó có biểu hiện run bất đối xứng, cứng cơ bắp,
bradykinesia, và bất ổn tư thế. Điều này đã gợi ý rằng một số đột biến trên gen GBA có thể là một
yếu tố nguy cơ cho sự phát triển của bệnh Parkinson trong những gia đình bị bệnh Gaucher (GokerAlpan et al., 2004). Mối liên hệ giữa GBA và PD cũng được hỗ trợ bởi các nghiên cứu bệnh học
thần kinh, cho thấy rối loạn chức năng truyền dẫn thần kinh với bệnh lý rộng rãi của α-synuclein và
thể Lewy ở bệnh nhân mang đột biến đồng hợp tử và dị hợp tử của gen GBA (Kono et al., 2007).
Ngoài ra, các nghiên cứu sinh hóa cho thấy sự suy giảm đáng kể hoạt tính enzym
glucocerebrosidase (GCase) và tăng tích lũy α-synuclein trong não PD, với với những bệnh nhân
mang đột biến gen GBA. GCase xúc tác sự phân hủy của glucosylceramide sphingolipid thành
ceramide và glucose trong lysosome và làm giảm hoạt động của enzyme, protein đột biến có thể
dẫn đến suy giảm protein lysosome và tăng sự giải phóng exosome của α-synuclein và hình thành
các chất độc liên quan (Lin & Farrer, 2014).
ATP13A2: Ban đầu, ATPase loại 13A2 (ATP13A2) đã được báo cáo liên quan đến hội chứng
Kufor-Rakeb (KRS), là một dạng PD khởi phát sớm nghiêm trọng, di truyền lặn trên nhiễm sắc thể
thường. Trên lâm sàng, bệnh nhân bị KRS có xu hướng teo não, run, cứng nhắc, bradykinesia,
dystonia, mất trí nhớ, suy giảm nhận thức, trầm cảm, supranuclear gaze palsy, và phản ứng tốt hơn
với l-DOPA (Crosiers et al., 2011). Gen ATP13A2 thuộc phân họ 5P của ATPase và mã hóa một
lysosome protein xuyên màng được biểu hiện chủ yếu trong não (Murphy, Cottle, Gysbers, Cooper,
& Halliday, 2013). Một số nghiên cứu khác nhau về các tế bào nguyên bào sợi nuôi cấy của bệnh
nhân KRS-bệnh nhân và các loại tế bào thiếu ATP13A2 khác như tế bào u nguyên bào thần kinh
của người xác định rằng thiếu ATP13A2 dẫn đến sự bất ổn của màng lysosome và sau đó làm suy
giảm chức năng phân giải lysosome, đây là một thành phần cơ bản của con đường kiểm soát chất

lượng và số lượng ty thể trong tế bào thần kinh (Tofaris, 2012) (Hình 1d). Những khiếm khuyết
này gắn liền với sự tích tụ của α-synuclein gây bệnh và rối loạn chức năng ty thể, dẫn đến giảm sản
xuất ATP và tăng mức độ ROS nội bào, góp phần làm chết tế bào thần kinh (Kong et al., 2014).

13


Ngoài ra, một số nghiên cứu khác đã xác định tích lũy bất thường của mangan (Mn2+) và kẽm
(Zn2+) trong não và dịch não tủy của bệnh nhân PD bị ảnh hưởng với đột biến ATP13A2 (Hozumi
et al., 2011). Tan và các đồng tác giả (2011) thấy rằng biểu hiện quá mức ATP13A2 trong tế bào
thần kinh nuôi cấy bị phơi nhiễm với Mn2+ làm giảm nồng độ Mn2+ nội bào và tế bào được bảo vệ
khỏi quá trình gây chết tế bào theo chương trình. Người ta tin rằng ATP13A2 bảo vệ tế bào khỏi
độc tính kim loại bằng cách cung cấp cân bằng nội môi của Mn 2+ và Zn2+ (các yếu tố môi trường
nguy cơ đáng kể cho PD) trong tế bào thần kinh (Guilarte, 2010; Rentschler et al., 2012).
PLA2G6: Phospholipase A2 group 6 (PKA2G6) đã được xác định là gen gây bệnh cho các
bệnh thối hóa thần kinh khác nhau, bao gồm cả chứng loạn dưỡng thần kinh (INAD), thối hóa
thần kinh với sự tích tụ sắt trong não (NBIA) và hội chứng Karak. Tuy nhiên, phân tích di truyền
gần đây của các gia đình bệnh nhân từ Ấn Độ, Iran và Pakistan đã cho thấy đột biến trong gen
PLA2G6 liên quan đến Parkinson khởi phát sớm dạng dystonia di truyền lặn trên nhiễm sắc thể
thường (Paisan-Ruiz et al., 2010). Gen PLA2G6 mã hóa nhóm 6 phospholipase A2 không phụ
thuộc canxi, enzyme thủy phân liên kết este sn-2 của màng glycerophospholipid để tạo ra các axit
béo tự do và lysophospholipid (Balsinde & Balboa, 2005). Chức năng này có tác động sâu sắc đến
việc sửa chữa tổn thương oxy hóa cho màng tế bào và màng tế bào phospholipid, tính lưu động của
màng tế bào, và duy trì tính thấm màng hoặc cân bằng sắt . Ngồi ra, Beck và đồng tác giả (Beck et
al., 2016) đã chứng minh rằng việc loại bỏ gen PLA2G6 ở chuột dẫn đến các khuyết tật trong việc
tái tạo màng bên trong ty thể và màng trước khớp thần kinh sau đó gây ra rối loạn chức năng ty thể,
thối hóa phụ thuộc vào tuổi của các đầu dây dẫn truyền thần kinh, rối loạn chức năng khớp và tích
tụ sắt đáng kể trong não bộ của chuột loại trực tiếp PLA2G6. Những phát hiện này cho thấy sự suy
giảm của hệ dẫn truyền thần kinh và tích tụ sắt trong não gây ra bởi đột biến ở gen PLA2G6 có thể
được coi là một cơ chế gây bệnh ở bệnh nhân Parkinson rời rạc và có yếu tố gia đình (Kauther et

al., 2011).
VPS13C: Các nghiên cứu giải trình tự tồn bộ hệ gen của bệnh nhân PD đã chứng minh sự
liên quan giữa VPS13C (Vacuolar protein sorting 13C) với PD dạng di truyền lặn trên nhiễm sắc
thể thường khởi phát sớm (Lesage et al., 2016). VPS13C mã hóa cho phân tử protein là thành viên
của họ VPS13. Hiện nay, người ta vẫn chưa biết làm thế nào mà các đột biến trên gen VPS13C có
thể gây ra PD. Tuy nhiên, các thí nghiệm in vitro trên các mơ hình tế bào người cho thấy VPS13C
khu trú trên màng ngoài ty thể. Ngồi ra, ở các mơ hình tế bào động vật đã loại bỏ VPS13C cho
thấy có liên quan rõ rệt đến thế năng màng ty thể thấp, tăng ROS, phân mảnh ty thể, bất thường
hình thái ty thể và điều chỉnh lại biểu hiện của gen PARKIN và PINK1 để đáp ứng với rối loạn
chức năng của ty thể. Người ta tin rằng VPS13C hợp tác với PARKIN / PINK1 pathway và tham
gia vào vận chuyển chọn lọc ty thể bị hư hỏng đến lysosome (Schreglmann & Houlden, 2016).
Trên thực tế, người ta đề xuất rằng đột biến gen VPS13C có thể dẫn đến tăng lượng ROS và ty thể
bị rối loạn chức năng và cuối cùng gây ra cái chết tế bào thần kinh.
VPS35: Năm 2011, sử dụng giải trình tự tồn bộ exome với số lượng lớn bệnh nhân
Parkinson khởi phát muộn người Thụy Sĩ, người ta đã tìm được các đột biến gây bệnh mới trên gen
mã hóa VPS35 (vacuolar protein sorting 35) (Vilarino-Guell et al., 2011). Các nghiên cứu gần đây
chỉ ra rằng gen VPS35 mã hóa một thành phần chính của phức hợp nhận dạng -hàng hóa retromer
và đóng một vai trị quan trọng trong con đường “cargo retrieving” từ endosome đến mạng lưới
trans-Golgi (TGN) (Fuse et al., 2015).
FBXO7: Năm 2008, F-box protein 7 (FBXO7) được xác định là một gen gây bệnh PD mới
bằng một phân tích liên kết bộ gen trong một đại gia đình Iran bị mắc PD khởi phát sớm di truyền
trội trên nhiễm sắc thể thường (Shojaee et al., 2008). Các đột biến dạng đồng hợp tử lặn và đột biến
mất chức năng dạng compound heterozygote trên gen FBXO7 cũng được tìm thấy trên các giai
đình bị PD người Hà Lan và người Ý.
EIF4G1: Đột biến trên gen EIF4G1 đã được xác định ở một đại gia đình người Pháp bị PD
dạng di truyền trội trên nhiễm sắc thể thường. Các đột biến này cũng được tìm thấy trên các gia
đình bị bệnh người Mỹ, Canada, Ireland, Italia và Tunisia. Về mặt lâm sàng, những người bệnh bị
đột biến gen EIF4G1 thường khởi phát muộn với các triệu chứng chứng run không đối xứng, nhịp
tim chậm, cứng cơ và đáp ứng tốt với điều trị l-DOPA (Chartier-Harlin et al., 2011).
DNAJC6: Các đột biến trên gen DNAJC6 đã được tìm thấy ở những bệnh nhân PD khởi phát

rất sớm (trước 20 tuổi) dạng khơng điển hình. Sự tiến triển của bệnh ở những người bị PD rất

14


nhanh chóng, chỉ 10 năm sau khởi phát, bệnh nhân đã phải phụ thuộc vào xe lăn. Các biểu hiện lâm
sàng đặc trưng của bệnh là nghèo nàn hoặc thiếu vắng một số đẳm điểm như: ít hoặc khơng đáp
ứng với l-DOPA và các biểu hiện khơng điển hình bổ sung như chậm phát triển tâm thần, co giật,
dystonia (Koroglu et al., 2013).
SYNJ1: Những đột biến trong gen SYNJ1 đã được báo cáo là gây ra bệnh Parkinson (Park20)
khởi phát rất sớm khơng điển hình dạng di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường. Các đặc điểm đặc
trưng xảy ra ở độ tuổi trẻ bao gồm bradykinesia, run, dystonia, và apraxia mở mí mắt cũng như suy
giảm nhận thức và co giật ở một số bệnh nhân (Olgiati et al., 2014).
Bệnh Parkinson dạng rải rác – khơng hoặc ít có yếu tố di truyền (sporadic PD)
Trong thập kỷ trước, điều tra các bệnh nhân bị ảnh hưởng với PD đã tiết lộ rằng một số
lượng lớn bệnh nhân mắc các dạng PD rải rác, cho thấy mơ hình di truyền khơng phải của người
Mỹ và khơng có tiền sử gia đình rõ ràng khơng có sự phân biệt rõ ràng trong các triệu chứng lâm
sàng hoặc các dấu hiệu bệnh lý từ các hình thức gia đình (Kalinderi et al., 2016). Các nghiên cứu
về gen ứng cử viên sớm đã tiết lộ rằng chỉ có một tỷ lệ nhỏ các trường hợp PD lẻ tẻ mang đột biến
ở một số gen PD Mendel đã biết trước đó bao gồm SNCA, PARKIN, LRRK2 và GBA1 (Satake et
al., 2009). Tuy nhiên, nguyên nhân của một tỷ lệ cao các trường hợp PD lẻ tẻ vẫn chưa được biết
rõ. Người ta cho rằng các dạng PD lẻ tẻ là do tác động kết hợp của các biến thể phổ biến (đa hình
với tần số> 1%) ở các cơ địa di truyền khác nhau với các tác động nhỏ đến trung bình đối với nguy
cơ PD (tỷ lệ chênh lệch trung bình (OR) ~ 1,2) (Simon-Sanchez et al., 2011). Để khám phá kiến
trúc di truyền ảnh hưởng đến tính nhạy cảm của bệnh trong các trường hợp lẻ tẻ, hơn 800 nghiên
cứu kết hợp trên toàn bộ bộ gen (GWAS) đã được thực hiện trong lĩnh vực nghiên cứu về
Parkinson trong hai thập kỷ qua, nhưng hầu hết các nghiên cứu đều cho kết quả không nhất quán.
Để giảm bớt vấn đề này, phân tích tổng hợp GWAS gần đây đã được phát triển thành một cách tiếp
cận có hệ thống để diễn giải các kết quả di truyền của bệnh phức tạp bao gồm các bệnh thối hóa
thần kinh (International Parkinson Disease Genomics et al., 2011). Ngồi ra, phân tích tổng hợp

của GWAS về 7.782.514 biến thể di truyền trong tối đa 137.708 trường hợp PD và 95.282 kiểm
sốt từ các nhóm người gốc châu Âu đã được cung cấp bởi một cơ sở dữ liệu trực tuyến chuyên
dụng và miễn phí, PDGene () (Lill et al., 2012). Mười hai locus cho thấy
mối liên hệ có ý nghĩa tồn bộ bộ gen (ORs ≥ 1.1; p <5 × 10 −8) với rủi ro PD từ dữ liệu kiểu gen
kiểm soát trường hợp trong 4 mẫu độc lập trở lên: SNCA, TMEM175, STK39, TMEM229B,
LRRK2, BCKDK, MIR4697, INPP5F, RIT2, GCH1, SIPA1L2, TMPRSS9 (Lill et al., 2012). Tuy
nhiên, bất chấp tiến bộ này, nguyên nhân di truyền của PD, xảy ra ở 40% trong tất cả các trường
hợp vẫn khơng giải thích được cho đến ngày nay (International Parkinson Disease Genomics et al.,
2011).
Định hướng liệu pháp điều trị PD
1.4.1.
Liệu pháp tế bào và định hướng điều trị PD
PD là một rối loạn vận động thối hóa thần kinh suy nhược do sự mất dần các tế bào dẫn
truyền thần kinh (DA) ở não giữa. Sự thoái hóa tương đối tập trung làm cho nó trở thành một ứng
cử viên tốt cho các liệu pháp dựa trên tế bào. Kể từ những thử nghiệm lâm sàng đầu tiên sử dụng
mô não giữa của thai nhi để thay thế các tế bào dẫn truyền thần kinh bị mất của bệnh nhân thực
hiện vào cuối những năm 1980, hàng trăm bệnh nhân trên tồn thế giới đã ghép mơ có nguồn gốc
từ thai nhi, và một số đã kéo dài được thời gian sống khơng có biểu hiện lâm sàng của PD (Barker
et al., 2015). Với nguồn gốc của tế bào gốc phôi người (hESCs) (Thomson et al., 1998), một nguồn
tế bào mới có khả năng thay thế mơ thai nhi đã trở nên sẵn sàng. Tuy nhiên, con đường ứng dụng
lâm sàng của các tế bào này vẫn còn dài và đòi hỏi một số bước quan trọng, liên quan đến việc
kiểm sốt sự biệt hóa thành các phân nhóm và đảm bảo rằng các tế bào được sản xuất an toàn và
hiệu quả, cũng như các mối quan tâm thực tế liên quan đến thực hành sản xuất tốt (GMP), mở rộng
quy mô và được chấp thuận bởi các cơ quan liên quan.
Các chiến lược ban đầu cho việc tạo ra các tế bào thần kinh DA từ hESC dựa trên kinh
nghiệm trước đó với các ESC chuột, thường sử dụng các dấu hiệu phát triển được biết đến (Kim et
al., 2002). Một số phương pháp biệt hóa sớm thực sự tạo ra số lượng lớn tế bào biểu hiện tyrosine
hydroxylase (TH, enzyme giới hạn tốc độ trong tổng hợp dopamine và dấu hiệu phổ biến nhất được
sử dụng cho các tế bào dẫn truyền thần kinh), nhưng các đặc tính của não giữa ở các nơron này

15


không rõ ràng và hiệu suất in vivo của các tế bào này sau khi ghép trên động vật mô hình là khiêm
tốn. Bước đột phá để tối ưu hóa các phương thức biệt hóa đã trở thành hiện thực và thay đổi hoàn
toàn khi chúng ta hiểu biết về sự hình thành của các tế bào dẫn truyền thần kinh ở điều kiện sinh lý
bình thường. Trong năm 2007 và 2008, hai nghiên cứu đột phá đã được công bố, cả hai đều báo cáo
rằng các tế bào dẫn truyền thần kinh của não giữa khơng có nguồn gốc từ các tế bào thần kinh
(giống như tất cả các tế bào thần kinh khác) mà nó có nguồn gốc từ các tế bào “floor-plate” biểu
hiện các marker như Corin, FoxA2 và Lmx1a (Bonilla et al., 2008). Từ những hiểu biết sâu sắc về
nguồn gốc của các tế bào dẫn truyền thần kinh trong não giữa đưa đến các phương pháp biệt hóa
hESC thành các tế bào dẫn truyền thần kinh bằng cách tạo ra các tế bào “floor-plate” và sau đó là
q trình biệt hóa thành các tế bào dẫn truyền thần kinh não giữa (Kirkeby et al., 2012). Trái ngược
với các tế bào dẫn truyền thần kinh đã được tạo ra thông qua các chất trung gian thần kinh bị lỗi,
các tế bào có nguồn gốc từ “floor – plate cell” biểu hiện các chỉ thị đặc hiệu của tế bào dẫn truyền
thần kinh của não giữa, giải phóng dopamine và chứng minh được sự hiệu quả khi ghép vào động
vật mơ hình gặm nhấm bị PD (Steinbeck et al., 2015). Quan trọng là đã khôi phục được khả năng
vận động và tương đồng về cấu trúc khi ghép tế bào dẫn truyền thần kinh từ phôi người (Grealish
et al., 2014). Với việc hiện thực hóa, lĩnh vực này tập trung vào việc tạo ra các tế bào dẫn truyền
thần kinh có nguồn gốc từ “floor-plate cell” tuân thủ điều kiện GMP - cần thiết cho việc sử dụng
trên bệnh nhân (Kirkeby, Parmar, & Barker, 2017). Việc phát triển các quy trình sản xuất tế bào
tuân thủ GMP khơng chỉ địi hỏi việc sử dụng các dịng tế bào ban đầu thích hợp và các thành phần
mơi trường, mà còn yêu cầu giám sát và giảm thiểu các thay đổi ở mỗi bước, tạo ra sản phẩm đồng
nhất ở mỗi bước biệt hóa.
Xem xét để sử dụng trong lâm sàng: Sản phẩm nội bào có nguồn gốc từ hESC đã được sử
dụng lần đầu tiên vào năm 2010 trong một thử nghiệm thương tích tủy sống (Lebkowski, 2011), kể
từ đó chỉ có một vài thử nghiệm cấy ghép RPE có nguồn gốc từ hESC đã được triển khai (Tang et
al., 2017). Mặc dù hiệu quả của các thử nghiệm này vẫn cần phải được đánh giá một cách nghiêm
túc, nhưng cho đến nay chưa có bất cứ báo cáo bất lợi nào liên quan đến tế bào gốc đa năng có
nguồn gốc từ hESC. Tuy nhiên, nguồn gốc đa năng của các tế bào yêu cầu phải thận trọng, đặc biệt

là đối với các tế bào dẫn truyền thần kinh có nguồn gốc từ tế bào gốc đa năng được cấy ghép vào
não bộ vì quá trình hậu phân bào không được thực hiện trong nội sọ. Do đó, các chiến lược cho các
thử nghiệm lâm sàng đầu tiên đang được thiết kế để tạo ra một số lượng lớn các tế bào nguyên thủy
được bảo quản lạnh (∼300 liều), cho phép đánh giá tiền lâm sàng rộng rãi về chất lượng tế bào, độ
an toàn và tiềm năng của cùng một loạt tế bào gốc được sử dụng ở những bệnh nhân trong các thử
nghiệm lâm sàng (Kirkeby, Nolbrant, et al., 2017).
Trong năm 2007, với việc phát hiện ra các tế bào gốc đa năng iPSCs, thập kỷ qua là thời kỳ
triển khai mạnh mẽ với những định hướng mới hướng tới việc sử dụng các tế bào này trong các
ứng dụng y học (Shi et al., 2017). Theo khía cạnh tạo ra các tế bào dẫn truyền thần kinh, tế bào
iPSC rất giống với tế bào hESC đó là đáp ứng cùng với các tín hiệu biệt hoá và tạo ra các tế bào
trưởng thành với các đặc điểm chức năng rất giống nhau (Kikuchi et al., 2017). Tuy vậy, điểm khác
biệt iPSC được tạo ra bằng cách tái lập trình các tế bào soma có thể lấy một cách dễ dàng như tế
bào sợi hay tế bào máu, thay vì phải sử dụng nguồn tế bào phơi người. Ngồi các vấn đề tiềm ẩn
xung quanh việc sử dụng các tế bào đa năng hiPSC và hESC được áp dụng như nhau thì ở tế bào
hiPSC cịn có các vấn đề an tồn bổ sung xuất phát từ việc sử dụng tế bào soma và quá trình tái lập
trình (Liang & Zhang, 2013).
Về lý thuyết, tế bào iPSC có thể được sử dụng trong điều trị cho cả trường hợp đặc hiệu cá
thể và tương thích HLA. Các phôi ghép được tiến hành cho đến nay đều được sử dụng là dạng
không đặc hiệu từ nhiều nguồn hiến tặng khác nhau (Barker et al., 2015) và các phác đồ ức chế
miễn dịch tiêu chuẩn ngắn hạn (≤18 tháng) đã dẫn đến sự sống sót của mảnh ghép trong >20 năm
(Li et al., 2016). Do vậy, tương thích miễn dịch khơng phải là yếu tố ảnh hưởng chính trong các
liệu pháp cho PD, nhưng dữ liệu nổi bật gần đây đã chứng minh sự tương thích MHC mang lại một
số lợi thế vì nó làm giảm đáp ứng miễn dịch của microglia và lymphocyte và tăng mức độ sống sót
của các tế bào thần kinh có nguồn gốc từ iPSC ở Linh trưởng (Morizane et al., 2017). Mặc dù vậy,
vấn đề an toàn và hiệu quả của việc sử dụng iPSC phục vụ điều trị PD vẫn chưa được đánh giá một
cách thận trọng. Hơn nữa, chi phí và thời gian thực hiện cũng đang là vấn đê trở ngại cho việc sử
dụng iPSC trong điều trị PD.

16

Một loại tế bào đáng quan tâm khác là các tế bào thần kinh cảm ứng (iNs), là các tế bào thần
kinh được lập trình lại trực tiếp từ các tế bào da mà không thông qua một trung gian tăng sinh.
Những tế bào này được mô tả lần đầu tiên vào năm 2010 bằng cách sử dụng nguyên bào sợi phôi
chuột làm tế bào bắt đầu (Vierbuchen et al., 2010). Khơng lâu sau, các điều kiện để có được tế bào
thần kinh của người, bao gồm tế bào thần kinh DA của người, thông qua loại chuyển đổi trực tiếp
này đã được thiết lập (Caiazzo et al., 2011). Giống như các tế bào thần kinh DA có nguồn gốc từ
iPSC, iN sẽ cho phép các phương pháp điều trị đặc hiệu cho bệnh nhân và tương thích HLA, nhưng
với ưu điểm là tránh được trạng thái đa năng. Do đó, nhiều vấn đề an tồn có thể được đặt ra, làm
cho việc sản xuất tế bào và kiểm tra an tồn tiếp theo ít địi hỏi hơn và tính khả thi cho các phương
pháp điều trị dành riêng cho bệnh nhân tiến gần hơn một bước. Tuy nhiên, kiểu lập trình lại này là
mới và trước khi các tế bào như vậy có thể được phát triển để sử dụng lâm sàng, tính ổn định, an
tồn và chức năng của chúng cần được khám phá rộng rãi trong các mơ hình in vivo tiền lâm sàng.
1.4.2.
Liệu pháp gen trong định hướng điều trị bệnh Parkinson
Nền tảng sinh lý bệnh học của PD bao gồm sự tích tụ của synuclein-α (SNCA), tích tụ các
cấu trúc khơng tan dẫn đến rối loạn chức năng và độc tính tế bào. Điều này đặc biệt rõ ràng khi bị
mất các tế bào thần kinh dopamin ở vùng liềm đen, phá vỡ nhiều con đường phụ thuộc vào lượng
dopamin được sinh ra từ các tế bào thần kinh DA (Obeso et al., 2008). Sự kết hợp của SNCA cũng
là một dấu hiệu bệnh lý của một nhóm các bệnh não khác như chứng mất trí thể lewy (Walker,
Possin, Boeve, & Aarsland, 2015) và teo đa hệ thống (Wenning et al., 1994).
Liệu pháp gen có thể được sử dụng để điều trị bệnh bằng cách đưa vào các gen trị liệu hoặc
bằng cách thay thế, bất hoạt hoặc chỉnh sửa các gen bị lỗi. Các phương pháp mới dựa vào liệu pháp
gen hiện đang được phát triển và đã được sử dụng thành công trong sinh vật PD mơ hình (Sheikh
et al., 2017). Trong những năm gần đây, liệu pháp gen cũng đã được thử nghiệm trong một số thử
nghiệm lâm sàng của con người như được xem xét dưới đây. Với sự chấp thuận sử dụng vector
AAV cho liệu pháp gen ở châu Âu và gần đây ở Mỹ (FDA, 2018) (Touchot & Flume, 2017), người
ta hy vọng rằng liệu pháp gen sẽ được phát triển hơn nữa những năm tới.
Enzym phân hủy axit nhân thơm decarboxylase (AADC) là một phần của bộ máy tổng hợp
dopamine và chịu trách nhiệm chuyển hóa L-DOPA thành dopamine (Nagatsu & Nagatsu, 2016).

Cách tiếp cận lâm sàng chính đối với việc điều trị PD là sử dụng L-DOPA, là tiền chất của
dopamine có thể vượt qua hàng rào máu-não, do đó cho phép điều trị trực tiếp. L-DOPA là một
biện pháp điều trị triệu chứng không thể ngăn chặn sự tiến triển của bệnh và có liên quan đến một
số tác dụng phụ, bao gồm cả trạng thái tắt (OFF-state). OFF-state là thời kỳ bất động và mất năng
lực thường kèm theo trầm cảm hoặc phấn khích, do thất thường của thuốc.
Một số nghiên cứu trên động vật gặm nhấm đã phát hiện thấy sự biểu hiện quá mức của
AADC qua vector trung gian được dung nạp tốt và có thể cải thiện triệu chứng Parkinson (W. Y.
Lee, Lee, Jeon, Kang, & Park, 2006). Các nghiên cứu sâu hơn ở linh trưởng (Bankiewicz et al.,
2006) cũng cho thấy đã cải thiện được triệu chứng của PD. Trên cơ sở kết quả khả quan ở linh
trưởng, năm 2008, người ta đã tiến hành thử nghiệm lâm sàng ở trên một số bệnh nhân Parkinson
(Eberling et al., 2008). Kết quả thử nghiệm trên người bước đầu cho thấy có sự cải thiện một phần,
điều quan trọng là khơng tìm thấy tác dụng phụ của AADC qua trung gian AAV ở người. Những
nghiên cứu này hy vọng sẽ mở đường cho các thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng giả dược trong
tương lai.
Ngoài các peptide đã đề cập ở trên để điều trị bằng gen của PD, một số gen khác có thể đáng
chú ý là các mục tiêu tiềm năng cho điều trị PD. Một mục tiêu như vậy là yếu tố im lặng hạn chế tế
bào thần kinh (NRSF), một yếu tố sao chép ZNF có liên quan đến việc hạn chế các yếu tố thần kinh
trong các tế bào khơng thần kinh và điều hịa sự phát sinh thần kinh (M. Yu et al., 2013). Yu và
cộng sự (2013) đã báo cáo rằng chuột bị loại bỏ NRSF dễ bị chết tế bào dopaminergic do MPTP
hơn, vì thiếu NRSF dẫn đến mức BDNF và TH thấp hơn. Có thể bằng cách điều chỉnh lại NRSF
kết hợp với BDNF để tăng cường tác dụng bảo vệ thần kinh BDNF.
Neuropeptide Y (NPY) là một neuropeptide được thể hiện dồi dào trong hệ thần kinh trung
ương, có tác dụng bảo vệ thần kinh bằng cách tác động thông qua thụ thể Y2 (Y2R) (Decressac et
al., 2012). Cannizzaro, Tel, Rose, Zeng, and Jenner (2003) đã phát hiện nồng độ mRNA của NPY
tăng lên trong hạch nền (basal ganglia) của bệnh nhân PD, được hiểu là một cơ chế bảo vệ thần

17


kinh bù trừ nhưng không thành công của hạch nền để ngăn ngừa tổn thương mơ. Cho đến nay, chưa

có nghiên cứu nào thử nghiệm trực tiếp hiệu quả của liệu pháp gen với NPY trong các mơ hình PD,
nhưng kết quả đầy hứa hẹn đã thu được ở gặm nhấm mơ hình bị PD sử dụng truyền trực tiếp các
phối tử NPY (Decressac et al., 2012) và trong các bệnh thối hóa thần kinh khác (Duarte-Neves,
Pereira de Almeida, & Cavadas, 2016) về mục tiêu này.
Yếu tố phiên mã EB (TFEB) đã được tìm thấy là nhân tố chính trong việc điều chỉnh con
đường autophagy-lysosomal (Settembre et al., 2011) được phát hiện là bị suy yếu ở bệnh nhân PD
(Dehay et al., 2010). Bằng cách biểu hiện quá mức TFEB, Decressac et al. (2013) đã báo cáo về
việc bảo vệ tế bào thần kinh cũng như phục hồi chức năng thần kinh ở chuột mơ hình bị biểu hiện
q mức SNCA ở SN và vùng não bụng. Những kết quả này chỉ ra TFEB là một mục tiêu tiềm
năng trong tương lai cho việc theo đuổi các liệu pháp điều trị cho PD.
Quang – di truyền (Optogenetics): Optogenetic là một cơng nghệ đang nổi lên nhanh chóng
bằng cách sử dụng biểu hiện mục tiêu của các kênh ion nhạy sáng (opsins) hoặc thụ thể kết hợp Gprotein cho phép kiểm sốt chính xác hoạt động thần kinh của các quần thể tế bào cụ thể được
truyền. Các opsins được kích hoạt bằng các xung ánh sáng có bước sóng đặc hiệu cho các opsin đã
sử dụng (Diester et al., 2011). Công nghệ cho đến nay đã được sử dụng để giải mã các cơ chế thần
kinh chưa được biết đến và có thể tự chứng minh là một lựa chọn điều trị khả thi. Công nghệ này
đã được khám phá trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như kiểm soát đau (F. Wang, Belanger, Paquet,
Cote, & De Koninck, 2016), động kinh (Tung et al., 2016), trầm cảm (Heshmati & Russo, 2015),
rối loạn nhịp tim (Entcheva, 2013), loạn dưỡng võng mạc (Duebel et al., 2015) và PD.
Chemogenetics: Các thụ thể kết hợp G-protein (GPCR) được tìm thấy rất nhiều trên khắp cơ
thể và tham gia vào rất nhiều quá trình sinh lý. Các nhà nghiên cứu đã thành công trong kỹ thuật
GPCR chỉ đáp ứng với các chất trơ khác như chất chuyển hóa clozapine clozapine-N-oxide (CNO)
(Jorgensen, Fitzpatrick, Gether, Woldbye, & Sorensen, 2017). Những thụ thể này được gọi là thụ
thể thiết kế được kích hoạt độc quyền bởi thuốc thiết kế (DREADDs) và đã được phát triển để bắt
đầu kích hoạt một số protein G khác nhau, bao gồm Gi, Gs và Gq (Roth, 2016). Bằng cách biểu
hiện các DREADD dưới một promoter đặc hiệu cho quần thể tế bào mong muốn, có thể đạt được
sự kiểm sốt dược lý đối với các tế bào mà không gây ra tác dụng ngoài mục tiêu.
Chỉnh sửa hệ gen (genome editing): Các đột biến ở một số gen có liên quan đến cả PD có
yếu tố gia đình và PD khơng di truyền, bao gồm Parkin, LRRK2, SNCA, PINK1, DJ-1, VPS35,
DNAJC13, CHCHD2. Một số đột biến có khả năng ảnh hưởng đến tính khả biến thần kinh
(neuroplasticity), sự điều chỉnh miễn dịch (immunomodulation), sắp xếp nội bào, tự thực bào và

chức năng ty thể liên quan đến sự phát triển của PD (Kang & Marto, 2017). Kỹ thuật CRISPR kết
hợp với endonuclease CAS9 (Ledford, 2015), về mặt lý thuyết, có khả chỉnh sửa gen chịu trách
nhiệm về bệnh Parkinson có yếu tố gia đình hiện nay (Singh, Braddick, & Dhar, 2017). Do đó,
cơng nghệ này có thể được sử dụng ở người trưởng thành bằng việc tiêm các vector chứa cấu trúc
mã hóa CRISPR-CAS9 để sửa các đột biến gen chịu trách nhiệm liên quan đến bệnh PD
(Cyranoski, 2016).
Những thách thức và kỳ vọng trong nghiên cứu bệnh Parkinson
Mặc dù cho đến nay, khoa học đã có những phát triển vượt bậc, nhưng cấu tạo của bộ não
người, cơ chế hoạt động thần kinh, chẩn đoán và điều trị các bệnh lý thần kinh vẫn là những vấn đề
hết sức khó khăn, phức tạp. Chính vì vậy, năm 2013, Hoa Kỳ đã cơng bố khởi động Dự án “Lập
bản đồ bộ não người”, với kinh phí ban đầu là 100 triệu USD. Một trong những đích hướng tới của
các nghiên cứu theo hướng này là lập bản đồ (phân tích) tồn bộ hệ gen (genome), bao gồm hệ gen
biểu hiện (exome) trong não nhằm phát hiện gen mới và giải mã cơ chế phân tử phát sinh bệnh lý
thần kinh. Cùng thời điểm với Hoa Kỳ, Liên minh châu Âu cũng khởi động dự án lập bản đồ não
người, với mục tiêu xây dựng các cơ sở có đủ điều kiện để nghiên cứu não và khoa học thần kinh;
thu thập dữ liệu và mô tả các bệnh liên quan đến não; mô phỏng não người... Năm 2014, Nhật Bản
cũng khởi động dự án lập bản đồ não người, với mục đích nghiên cứu cấu trúc và chức năng của
mạng lưới thần kinh để hiểu sâu hơn về não. Đáng chú ý là Trung Quốc, Canada và Cu ba đã hợp
tác với nhau triển khai dự án lập bản đồ não để phát triển các kỹ thuật cho phép xác định sớm các
vấn đề về nhận thức và cảm giác ở những người bị mất khả năng nhận thức và các chiến lược để
can thiệp. Điều đó cho thấy tầm quan trọng, tính mới, tính thời sự và cấp thiết của nghiên cứu bộ
não người nói chung và các bệnh thối hố thần kinh, trong đó có bệnh Parkinson nói riêng.

18


Parkinson đang ngày càng báo động khi không chỉ xuất hiện ở lứa tuổi trên 60 mà ngày càng
trẻ hóa. Bệnh nhân có các triệu chứng suy nhược trong nhiều năm và do đó ảnh hưởng của bệnh
đang được nhân lên trong xã hội có tuổi thọ dân số ngày càng cao. Mặc dù trong nhiều năm qua các
nhà khoa học trên thế giới đã có nhiều nỗ lực trong nghiên cứu cơ chế bệnh sinh, sự hiểu biết hiện

tại của chúng ta về bệnh vẫn chưa đủ để đưa ra liệu pháp làm thay đổi cơ chế phát sinh của thối
hóa thần kinh. Hơn nữa, mợt khó khăn đang gặp phải là sự trùng lặp về lâm sàng, di truyền và bệnh
lý đáng kể giữa các loại bệnh thoái hóa thần kinh khác. Việc chồng chéo về triệu chứng lâm sàng
gây khó khăn trong việc chẩn đoán bệnh ở giai đoạn đầu/sớm, đây là giai đoạn quan trọng trong
giúp điều trị bệnh hiệu quả giúp duy trì sức khỏe tuổi già, tiếp tục sáng tạo và làm việc. Do đó, hiểu
biết chi tiết về các q trình bệnh lý và cơ chế phân tử gây bệnh Parkinson là rất cần thiết trên cơ sở
đó sẽ hỗ trợ giúp chẩn đoán bệnh sớm.
Xét về khía cạnh di truyền, nguyên nhân gây bệnh Parkinson là rất đa dạng. Khoảng 10 –
15% nguyên nhân gây bệnh có yếu tố di truyền trong gia đình và khoảng 5-10% là dạng di truyền
lặn đơn gen trên nhiễm sắc thể thường theo quy luật Mendel. Các trường hợp cịn lại có thể do ảnh
hưởng bởi nhiều gen khác nhau cũng như sự kết hợp của các yếu tố môi trường khác. Cho đến nay,
người ta đã phát hiện được đột biến của 23 gen hoặc các locus gen là nguyên nhân gây bệnh
Parkinson có yếu tố gia đình hoặc di truyền dạng đơn gen theo quy luật Mendel, như ( SNCA,
PARKIN, UCHL1, PINK1, DJ-1...). Điều đáng chú ý là trong số 23 gen/ locus gen đã được phát
hiện có tới 12 gen (SNCA, PARKIN, PINK1, DJ-1, ATP13A2, PLA2G6...) có thể dẫn đến bệnh ở độ
tuổi rất sớm (20 – 50 tuổi).
Ngày nay, các hướng nghiên cứu mang tính hệ thống, liên hợp, tổng thể, tập hợp các phân
tử/ tế bào còn gọi là các khoa học omics, như: hệ gen học (genomics), hệ phiên mã học
(transcriptomics), hệ protein học (proteomics)..., với công cụ tin sinh học (bioinformatics) có thể
tạo ra những đột phá mới trong nghiên cứu cấu trúc và chức năng của các tổ chức, cơ quan quan
trọng trong cơ thể, trong đó có bộ não. Sử dụng thiết bị giải trình tự thế hệ mới hiệu năng cao cho
phép giải mã cả hệ gen người chỉ trong vài ngày. Phân tích tồn bộ hệ gen biểu hiện (exome) của
người bệnh sẽ cho phép phát hiện các gen mới liên quan đến bệnh, qua đó có thể nghiên cứu cấu
trúc chức năng và cơ chế điều hòa hoạt động của các gen này giúp hiểu được cơ chế phân tử gây
bệnh. Từ đó có thể tìm kiếm, phát triển các cơng cụ chẩn đốn và liệu pháp điều trị hướng đích,
như liệu pháp gen hay liệu pháp tế bào...
Trên cơ sở dữ liệu trình tự exome thu được từ các bệnh nhân Parkinson, một số trung tâm
nghiên cứu đã phát triển các panel chứa toàn bộ vùng promoter, vùng exon và vùng intron ở 2 đầu
của các exon ở tất cả các gen có được cho là có liên quan đến bệnh Parkinson. Sử dụng cơng nghệ
giải trình tự thế hệ mới có thể xác định được tất cả các đột biến/ đa hình có trên các gen, từ đó chẩn

đốn được bệnh và xem xét sử dụng liệu pháp điều trị phù hợp.
Tình hình nghiên cứu ở trong nước
Ở Việt Nam, tuy có nhiều bệnh nhân Parkinson nhưng các nghiên cứu cho đến nay chủ yếu
là về các khía cạnh bệnh học lâm sàng, như: tiền sử gia đình, đánh giá trí nhớ, đánh giá chức năng
trí tuệ, kiểm tra tình trạng tâm thần rút gọn, chụp cắt lớp sọ não, khám xét thần kinh để đánh giá chi
tiết các hoạt động vận động cùng với khả năng đáp ứng với L-DOPA, các phương pháp chẩn
đoán...
Về triệu chứng, các tác giả trong nước mơ tả các triệu chứng của bệnh Parkinson thành nhóm
các triệu chứng cơ bản (run, tăng trương lực, giảm động) và nhóm các triệu chứng khác: rối loạn
cảm giác (thường có loạn cảm đau, đứng ngồi khơng n, nóng bức), rối loạn phản xạ (tăng phản
xạ gân xương, phản xạ mũi mi, khơng có phản xạ bệnh lý bó tháp), rối loạn thần kinh thực vật (tăng
tiết, phù, tím tái ngọn chi, hạ huyết áp tư thế), rối loạn tâm thần (trí tuệ cịn tốt, có thể có triệu
chứng trầm cảm) (Nguyễn Chương, 1999; Dương Văn Hạnh, 1997). Nhữ Đình Sơn (2004) thấy
59,22% số bệnh nhân có rối loạn thần kinh thực vật; 8,74% số bệnh nhân có hạ huyết áp tư thế;
31,07% có các triệu chứng về vận mạch như: đỏ da, bong vảy, da bóng, hồi hộp; 40,78% có rối
loạn bài tiết mà chủ yếu là chứng táo bón, các trường hợp nặng có tăng tiết đờm rãi. Trong một
nghiên cứu khác, Nhữ Đình Sơn (2012) nghiên cứu các triệu chứng rối loạn tâm thần ở 87 bệnh
nhân mắc bệnh Parkinson có tuổi mắc bệnh trung bình là 58,63±5,87 thấy: 72,41% số bệnh nhân có
các triệu chứng RLTT. Các triệu chứng hay gặp là suy giảm nhận thức (48,28%), trầm cảm

19


(34,48%) và lo âu (16,09%). Các triệu chứng rối loạn tâm thần có liên quan tới giai đoạn bệnh,
mức độ nặng và thời gian mắc bệnh. Nguyễn Bá Nam (2016) nghiên cứu 40 bệnh nhân mắc bệnh
Parkinson có tuổi trung bình là 62,6 tác giả thấy rằng: tỷ lệ bệnh nhân bị trầm cảm là 60,0%, suy
giảm nhận thức là 35%; rối loạn trí nhớ là 72,5%; hoang tưởng, ảo giác là 22,5%. Tỷ lệ bệnh nhân
có các triệu chứng rối loạn tâm thần tăng dần theo thời gian mắc bệnh và giai đoạn bệnh. Thời gian
mắc bệnh trên 5 năm và ở giai đoạn IV của bệnh, 100% bệnh nhân đều có ít nhất một triệu chứng
rối loạn tâm thần. Nguyễn Văn Quảng (2014) nghiên cứu 60 bệnh nhân mắc bệnh Parkinson và hội

chứng Parkinson có tuổi trung bình của nhóm nghiên cứu là 71,77 ± 7,57. Tác giả thấy: Triệu
chứng rối loạn tâm thần trong đó trầm cảm 43,33%, hoang tưởng 6,67%, suy giảm nhận thức
53,33%, giảm trí nhớ 40,00%, ảo giác 6,67%, lo âu 13,33%. Triệu chứng trầm cảm chủ yếu mức độ
nhẹ và mức độ vừa. Triệu chứng rối loạn thần kinh thực vật gặp ở 76,67% số bệnh nhân trong đó
táo bón 46,67%, hạ huyết áp tư thế 16,67%, tăng tiết mồ hôi 63,33%, rối loạn chức năng bàng
quang là 30%. Các triệu chứng ngoài rối loạn vận động gặp ở mọi thời gian mắc bệnh và giai đoạn
bệnh. Tuy nhiên bệnh nặng và mắc bệnh kéo dài tỷ lệ cao hơn.
Theo hướng cận lâm sàng, Hoàng Thị Dung nghiên cứu nồng độ dopamin huyết tương ở 30
bệnh nhân mắc bệnh Parkinson tác giả thấy rằng: Nồng độ dopamin trung bình của nhóm bệnh
B1(0 pg/ ml), nhóm B2 (4,51± 2,93 pg/ml) đều nhỏ hơn so với nhóm chứng (9,68 ± 4,18 pg/ml).
Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với p < 0,01. Trong khi đó, Vương Văn Tịnh (2010) chỉ ra sự
thiếu hụt nồng độ serotonin huyết tương ở bệnh nhân trầm cảm nặng có liên quan rõ ràng với mức
độ lâm sàng của trầm cảm nặng. Khi so sánh nồng độ sertonin huyết tương ở giai đoạn triệu chứng
lâm sàng cấp tính và giai đoạn lâm sàng sau khi điều trị ổn định có sự khác biệt rõ ràng.
Năm 2018, nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Mạnh Hà đã tiến hành phân lập, ni cấy tăng
sinh tế bào gốc ngoại bì thần kinh não giữa, tạo nơron tiết dopamin điều trị chuột bị Parkinson. Sau
4 - 8 ngày nuôi cấy hỗn hợp tế bào chứa nhiều nơron tiết dopamin được ghép vào thể vân của chuột
đã được gây Parkinson. Kết quả cho thấy chuột sau ghép cải thiện triệu chứng lâm sàng, giảm số
vòng xoay, các tế bào ghép sống và tăng sinh ở thể vân (Nguyễn Phúc Hồn, 2018).
Từ năm 2008, nhóm nghiên cứu của Học Viện Quân y đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu cơ
chế phân tử và hoạt động nhận thức liên quan đến bệnh Alzheimer và Parkinson”. Tuy nhiên, đề tài
chưa có các bệnh nhân mang yếu tố gia đình, chưa có nghiên cứu tổng thể về hệ gen, nhất là exome
mà chỉ mới dừng lại ở bước đầu xác định một số điểm đa hình/đột biến sử dụng phương pháp giải
trình tự Sanger.
Viện Nghiên cứu hệ gen thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam được đầu tư
đồng bộ hệ thống máy giải trình tự gen thế hệ mới và hệ thống máy tính hiệu năng cao có thể triển
khai các nghiên cứu liên quan đến giải trình tự tồn bộ hệ gen cũng như giải trình tự tồn bộ exome
ở người. Kết hợp với Bệnh viện 103, Học viện Quân y và Bệnh viện Lão khoa Trung ương đã tiến
hành nghiên cứu giải trình tự exome của các bệnh nhân và phát hiện các đột biến gây bệnh trên các
gen đã biết cũng như trên các gen mới liên quan đến bệnh Parkinson trên đối tượng người Việt.

Trên cơ sở đó, xây dựng quy trình chẩn đốn sớm các nguy cơ mắc bệnh ở bệnh nhân với kỳ vọng
có thể hướng đến tư vấn cho các bệnh nhân tìm được liệu pháp điều trị, như liệu pháp gen, liệu
pháp tế bào... phù hợp.

2.

20