Nghiên cứu tạo kháng thể tái tổ hợp đặc hiệu kháng nguyên CYFRA21 1 nhằm phát triển kit chuẩn đoán ung thư phổi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUN

LÊ ĐÌNH CHẮC

NGHIÊN CỨU TẠO KHÁNG THỂ TÁI TỔ HỢP ĐẶC HIỆU
KHÁNG NGUN CYFRA21-1 NHẰM PHÁT TRIỂN KIT
CHẨN ĐỐN UNG THƯ PHỔI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Thái Ngun – 2013
Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUN

LÊ ĐÌNH CHẮC

NGHIÊN CỨU TẠO KHÁNG THỂ TÁI TỔ HỢP ĐẶC HIỆU
KHÁNG NGUN CYFRA21-1 NHẰM PHÁT TRIỂN KIT
CHẨN ĐỐN UNG THƯ PHỔI

Chun ngành: Di truyền học
Mã số: 62 42 01 21

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS. LÊ QUANG HUẤN
2. GS.TSKH. NGUYỄN TÀI LƯƠNG

Thái Ngun – 2013

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

i
LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành tới PGS.TS. Lê
Quang Huấn – Trưởng phòng Cơng nghệ Tế bào Động vật – Viện Cơng nghệ
Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam; GS.TSKH.
Nguyễn Tài Lương, là những người thầy đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn tạo
mọi điều kiện thuận lợi nhất, giúp đỡ và chia sẻ những khó khăn với tơi trong
suốt thời gian thực hiện và hồn thành luận án.
Tơi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cơ Bộ mơn Di truyền và Sinh học
hiện đại, Ban chủ nhiệm Khoa Sinh-KTNN Trường Đại học Sư phạm Đại học
Thái Ngun. Tơi xin cảm ơn sự giúp đỡ của Phòng Quản lý Sau đại học và
Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Thái Ngun.
Tơi cũng xin cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Hồng Đức đã tạo
điều kiện cho tơi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh.
Tơi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ q báu của tất cả các
anh, chị em và các bạn phòng Cơng nghệ Tế bào Động vật – Viện Cơng nghệ
Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam.
Cuối cùng, tơi muốn tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả người thân trong
gia đình đã ln sát cánh bên tơi, quan tâm, động viên và tạo mọi điều kiện để
tơi hồn thành luận án này!

Thái Ngun, ngày

tháng

năm 2013

NCS. Lê Đình Chắc

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

ii
LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan:
Đây là cơng trình nghiên cứu của tơi và một số kết quả là đồng tác giả
với các cộng sự khác.
Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực, một phần
cũng đã được cơng bố trên các tạp chí khoa học chun ngành với sự đồng ý
và cho phép của các đồng tác giả.
Phần còn lại chưa được ai cơng bố trong bất kỳ các cơng trình nghiên
cứu nào khác.

Thái Ngun, ngày

tháng

năm 2013

Tác giả

Lê Đình Chắc

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

iii
MỤC LỤC
Mục

Tên chương, phần, mục và tiểu mục
Lời cảm ơn

i

Lời cam đoan

ii

Danh mục chữ viết tắt

vi

Danh mục hình

ix

Danh mục bảng

xii
1

Mở đầu

4

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Trang

4

Nguồn gốc và đặc điểm ung thư

1.1.1.

Nguồn gốc tế bào ung thư

4

1.1.2.

Đặc điểm của tế bào ung thư

6

1.1.3.

Ung thư phổi

7

1.2.

12

Kháng ngun CYFRA21-1

1.2.1.

Cytokeratin

12

1.2.2.

Cấu trúc của Cytokeratin

15

1.2.3.

Biểu hiện của Cytokeratin

15

1.2.4.

Kháng ngun CYFRA21-1

17

1.3.
1.3.1.

Kháng thể

21

Một số kháng thể đang được sử dụng trong nghiên

21

cứu và thực tiễn hiện nay
1.3.2.
1.4.

Các nghiên cứu về kháng thể đặc hiệu CYFRA21-1

29
30

Cơng nghệ phage display

1.4.1.

Giới thiệu cơng nghệ phage display

30

1.4.2.

Ứng dụng của kháng thể phage-scFv trong chẩn đốn và

31

điều trị
Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

33

2.1.

33

Vật liệu

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

iv
2.1.1.

Mẫu bệnh phẩm

33

2.1.2.

Sinh phẩm và hóa chất

33

2.1.3.

Trang thiết bị

35

2.1.4.

Phần mềm máy tính

36

2.2.

37

Phương pháp

2.2.1.

Sơ đồ nghiên cứu

37

2.2.2.

Các phương pháp thao tác với DNA, RNA

38

2.2.3.

Các phương pháp thao tác với protein tái tổ hợp

46

2.2.4.

Các kỹ thuật phage display

49
56

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1.

Tách dòng và xác định trình tự đoạn gen mã hóa

56

kháng ngun CYFRA21-1
3.1.1.

Tách RNA tổng số từ máu bệnh nhân ung thư phổi

56

3.1.2.

Nhân bản đoạn gen mã hố kháng ngun CYFRA21-1

58

3.1.3.

Tách dòng đoạn gen mã hóa kháng ngun CYFRA21-1

59

3.1.4.

Xác định trình tự đoạn gen cDNA mã hóa CYFRA21-1

63

3.2.
3.2.1.

Biểu hiện và thu kháng ngun CYFRA21-1
Nhân bản vùng mã hóa epitope kháng ngun

65
65

CYFRA21-1
3.2.2.

Tách dòng đoạn gen mã hóa vùng epitope kháng

67

ngun CYFRA21-1
3.2.3.

Thiết kế vector biểu hiện pET-21a(+)/Cyfra21-1

68

3.2.4.

Biểu hiện protein CYFRA21-1 tái tổ hợp

73

3.2.5.

Tinh sạch kháng ngun CYFRA21-1

75

3.2.6.

Kết quả phân tích khối phổ protein tái tổ hợp

76

3.3.

Gây miễn dịch gà bằng kháng ngun CYFRA21-1

78

3.4.

Thu nhận kháng thể đặc hiệu kháng ngun

81

CYFRA21-1

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

v
3.4.1.

Tách chiết RNA tổng số từ tủy xương và lách của gà

82

đã được gây miễn dịch
3.4.2.

Nhân bản đoạn gen mã hóa vùng biến đổi của kháng thể

82

gà đặc hiệu epitope kháng ngun CYFRA21-1
3.4.3.

Quy trình tạo dòng phage biểu hiện kháng thể scFv

86

(kháng thể phage)
3.4.4.

Kết quả chọn dòng kháng thể phage-scFv đặc hiệu

87

kháng ngun CYFRA21-1
3.4.5.

Xác định trình tự gen mã hóa kháng thể đặc hiệu

90

epitope kháng ngun CYFRA21-1
3.5.

Sử dụng kháng thể phage-scFv kháng CYFRA21-1 thu

92

được để định lượng kháng ngun CYFRA21-1
3.6.

Kết quả định lượng CYFRA21-1 trong các mẫu

98

bệnh phẩm do bệnh viện Bạch Mai cung cấp
KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ

102

NHỮNG CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CƠNG

103

BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Số hóa bởi trung tâm học liệu

104

/>

vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AML

Acute Myelogenous Leukemia

Amp

Ampicillin

APS

Amoniumpersulphate

cDNA

complement DNA

CDR

Complement Determining Region

CEA

Carcinoembryonic Antigen

CLL

Chronic lymphocytic leukemia

ddNTP

Dideoxyribonucleotide triphosphate

DEPC

Diethyl Procarbonate

EDTA

Ethylenediaminetetraacetic Acid

ELISA

Enzyme Linked Immunosorbent Assay

EtBr

Ethidium Bromide

FcR

Frament cristallisable Receptor

FDA

Food and Drug Administration

HCDM

Human Cell Differentiation Molecules

HCL

Hairy cell leukemia

HL

Hodgkin Lymphoma

HLDA

Human Leukocyte Differentiation Antigen

HRP

Horseradish peroxidase

HT

Huyết thanh

IPTG

Isopropyl-1-thio-β-D-galactopyranoside

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

vii
KN

Kháng ngun

Jak

Janus tyrosine kinase

LAK

Lymphokine activated killer

LB

Luria Betani

mAb

Monoclonal Antibody

MPBS

skimmed milk in PBS

NHL

Non-Hodgkin lymphoma

NK

Natural Killer

NES

Neuron specific enolase

NRE

Negative Regulatory Element

NSCLC

Non small cell lung carcinoma

OD

Optical Density

PASI

Psoriasis Area and Severity Index

PBS

Phosphate buffered saline

PCR

Polymerase Chain Reaction

PD-IPCR

Phage display-IPCR

PEG

Polyethylene Glycol

PRR

Positive Regulation Region

RT-PCR

Reverse Transcriptase - Polymerase Chain Reaction

scFv

Single chain variable fragment

SDS

Sodium Dodecyl Sulphate

SDS-PAGE

Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

viii
SCLC

Small cell lung carcinoma

TAE

Tris - Acetate - EDTA

TE

Tris - EDTA

TEMED

N, N, N’, N’ tetramethylethane-1,2-diamine

TMB

3, 3’, 5, 5’ tetramethyl benzidine

TPA

Tissue polypeptide antigen

TPBS

Tween 20 in PBS

TPS

Tissue polypeptide specific antigen

VH

immunoglobulin heavy chain variable region

VL

immunoglobulin light chain variable region

X-gal

5-bromo - 4-chloro - 3-indolyl-  - D-galactopyranoside

UTP

Ung thư phổi

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

ix
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

Hình 1.1.

Mơ hình bộ khung xương tế bào

14

Hình 1.2.

Mơ tả cấu trúc của Cytokeratin

15

Hình 1.3.

Cấu trúc gen mã hóa Cytokeratin 19

17

Hình 1.4.

Vị trí CYFRA21-1 trên Cytokeratin 19

18

Hình 1.5.

Cấu trúc cơ bản của một phân tử Ig và các mảnh

24

kháng thể
Hình 1.6.

Cấu trúc của phage mang gen mã hóa scFv

27

Hình 1.7.

Kháng thể phage-scFv tham gia phản ứng

31

định lượng kháng ngun
Hình 2.1.

Sơ đồ thiết kế cặp mồi đặc hiệu cho phản ứng

54

real time -PCR
Hình 3.1.

Hình ảnh điện di sản phẩm RT-PCR trên gel agarose

59

Hình 3.2.

Hình ảnh điện di kiểm tra kết quả tách chiết plasmid

61

tái tổ hợp mang đoạn gen mã hóa CYFRA21-1
Hình 3.3.

Hình ảnh điện di kiểm tra kết quả tách dòng đoạn gen

62

mã hóa CYFRA21-1
Hình 3.4.

Trình tự nucleotide của cDNA và amino acid suy diễn

63

của đoạn gen mã hóa CYFRA21-1
Hình 3.5.

Kết quả so sánh trình tự amino acid suy diễn của đoạn

64

gen mã hóa CYFRA21-1 thu được với trình tự amino
acid của kháng ngun CYFRA21-1 đã được cơng bố
trong Ngân hàng dữ liệu quốc tế mang mã số K1C19HUMAN P08727
Hình 3.6.

Hình ảnh điện di sản phẩm PCR trên gel agarose

66

Hình 3.7.

Trình tự nucleotide của cDNA và amino acid suy diễn

67

mã hóa vùng epitope kháng ngun CYFRA21-1
Hình 3.8.

Hình ảnh điện di vector tái tổ hợp cắt với hai enzym

Số hóa bởi trung tâm học liệu

69

/>

x

Nde I và Xho I
Hình 3.9.

Hình ảnh điện di sản phẩm cắt vector pET-21a(+) với

70

enzym Nde I và Xho I
Hình 3.10. Sơ đồ q trình gắn kết và chọn dòng vector pET-

71

21a(+)/Cyfra21-1
Hình 3.11. Trình tự nucleotide và trình tự amino acid suy diễn

72

của gen Cyfra 21-1 sau khi gắn vào vector biểu hiện
pET-21a(+)
Hình 3.12. Hình ảnh điện di protein tái tổ hợp biểu hiện trong E.

74

coli
Hình 3.13. Hình ảnh điện di kết quả tinh sạch protein tái tổ hợp

75

trên cột Ni-NTA
Hình 3.14. Kết quả phân tích khối phổ của sản phẩm gen biểu

76

hiện trong E.coli sau khi cảm ứng với IPTG
Hình 3.15. Biểu đồ xác định đáp ứng miễn dịch của gà bằng

79

ELISA sau khi gây miễn dịch lần thứ 3
Hình 3.16. Biểu đồ xác định đáp ứng miễn dịch của gà bằng

80

ELISA trước khi lấy tuỷ xương và lách
Hình 3.17. Hình ảnh điện di kiểm tra sản phẩm RT-PCR

83

Hình 3.18. Sơ đồ vector pHEN2

84

Hình 3.19. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR nối ghép VH-V L

85

tạo scFv
Hình 3.20. Kết quả chọn các dòng mang kháng thể đặc hiệu

89

epitope kháng ngun CYFRA21-1 bằng kỹ thuật
ELISA
Hình 3.21. Trình tự nucleotide và trình tự amino acid suy diễn

90

của kháng thể scFv đặc hiệu epitope kháng ngun
CYFRA21-1

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

xi
Hình 3.22. Biểu đồ đánh giá liên kết của dòng phage 10 với huyết

92

thanh UTP và huyết thanh bình thường
Hình 3.23. Sơ đồ mồi, mẫu dò và đoạn DNA được khuếch đại

94

trong phản ứng định lượng kháng ngun CYFRA21-1

Hình 3.24. Sơ đồ mơ tả chu trình nhiệt trong phản ứng

94

real time PCR
Hình 3.25. Kết quả định lượng CYFRA21-1 trong các mẫu huyết

95

thanh, kháng ngun

Hình 3.26. Kết quả định lượng CYFRA21-1 trong các mẫu huyết

97

thanh do Bệnh Viện Qn Y 108 cung cấp
Hình 3.27. Kết quả định lượng kháng ngun CYFRA21-1 trong

98

các mẫu bệnh phẩm do bệnh viện Bạch Mai cung cấp

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

xii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 2.1. Thành phần phản ứng RT-PCR

39

Bảng 2.2. Thành phần phản ứng gắn sản phẩm RT-PCR vào vector

40

pCR2.1
Bảng 2.3. Thành phần phản ứng PCR

44

Bảng 2.4. Thành phần phản ứng real time-PCR

54

Bảng 3.1. Kết quả thực tế nhận được sau khi phân tích khối phổ

77

Bảng 3.2. Kết quả sàng lọc, lựa chọn các dòng biểu lộ kháng thể đặc

89

hiệu quyết định kháng ngun CYFRA21-1
Bảng 3.3. Kết quả định lượng CYFRA21-1 trong các mẫu huyết

96

thanh, kháng ngun
Bảng 3.4. Kết quả định lượng CYFRA21-1 trong các mẫu bệnh

99

phẩm do bệnh viện Bạch Mai cung cấp

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ung thư phổi (UTP) là một trong những căn bệnh hiểm nghèo do sự
tăng sinh khơng bình thường của tế bào, thường gặp ở nam giới, chủ yếu là
lứa tuổi 50-70, đặc biệt liên quan đến những người đã hoặc đang hút thuốc lá.
Đồng thời, UTP cũng là căn bệnh có tỉ lệ tử vong lớn thường gặp ở người. Vì
vậy, việc phát hiện sớm UTP có ý nghĩa sống còn với bệnh nhân.
Thực tế, trong y học đã có rất nhiều phương pháp được sử dụng để
chẩn đốn UTP (sinh thiết phổi, nội soi phổi, thử đờm, chọc nước màng phổi,
chụp quang tuyến cắt lớp …) và một số phương pháp điều trị UTP (hố trị
liệu, phẫu thuật, xạ trị …) [2]. Tuy nhiên, khi phát hiện UTP thì thường đã
muộn hoặc q muộn, vì một số căn bệnh khác (viêm phế quản, viêm phổi,
lao, …) cũng có những triệu chứng tương tự UTP. Do vậy, việc tìm kiếm các
phương pháp hữu hiệu có độ chính xác cao để chẩn đốn sớm UTP đang là
vấn đề cần thiết và cấp bách của các nhà khoa học, y học trong và ngồi nước.
Nghiên cứu tế bào ung thư cũng như nguồn gốc và sự phát triển của tế
bào ung thư, người ta nhận thấy ung thư có liên quan chặt chẽ với sự xuất
hiện hàm lượng các kháng ngun đặc trưng ung thư trong máu, nước mơ,
huyết thanh [12], [21], [22], [85], [86], [95]. Điều này đã mở ra hướng nghiên
cứu mới trong chẩn đốn và điều trị ung thư trên thế giới và trong nước.
Một trong những hướng nghiên cứu đó là phương pháp sử dụng các chỉ
thị kháng ngun để xác định, chẩn đốn bệnh và tạo kháng thể tái tổ hợp đặc
hiệu với kháng ngun đích để định hướng điều trị ung thư nói chung, UTP nói
riêng [51], [58], [88], [102]. Phương pháp này bắt đầu được nghiên cứu sâu
hơn vào những năm cuối của thế kỷ trước. Đến nay, vấn đề này đang được sự

quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học trên thế giới và trong nước. Phương
pháp sử dụng chỉ thị kháng ngun, tạo kháng thể tái tổ hợp đặc hiệu kháng

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

2
ngun khơng chỉ áp dụng trong chẩn đốn và điều trị ung thư mà còn được
ứng dụng mạnh mẽ trong chẩn đốn và điều trị nhiều bệnh nan y khác như
AIDS, viêm gan B …
Hiện nay, nhiều chỉ thị kháng ngun ung thư được biết đến và có thể
sử dụng để phát hiện ung thư như: CEA, NES, CA125, CYFRA21-1, HER2/neu … [38], [47], [52], [66], [73] trong đó, kháng ngun CYFRA21-1 là
một chỉ thị điển hình cho bệnh UTP dạng khơng phải tế bào nhỏ (non small
cell lung carcinoma – NSCLC) do sự tăng hàm lượng CYFRA21-1 nhanh
chóng trong dịch cơ thể khi tế bào biểu mơ phổi tăng sinh bất thường [14],
[16], [24], [25], [39]. Vì vậy, nếu phát hiện sớm được sự tăng hàm lượng
CYFRA21-1 trong dịch cơ thể sẽ góp phần chẩn đốn sớm được UTP. Do đó,
kháng ngun CYFRA21-1 có thể được sử dụng như là một chỉ thị đặc hiệu
để chẩn đốn sớm, từ đó định hướng điều trị hiệu quả UTP dạng NSCLC.
Trên thế giới, hiện nay một số cơng trình nghiên cứu của Suzuki và
cộng sự (2007) [89]; Tomita và cộng sự (2010) [94]; Yang và cộng sự (2012)
[107]…. đã cho thấy, hàm lượng CYFRA21-1 trong cơ thể ln được duy trì
vào khoảng 3,3 ng/ml, tuy nhiên hàm lượng này tăng đột biến khi có sự tăng
sinh khơng bình thường của tế bào biểu mơ phế quản.
Mặt khác, lượng kháng thể kháng CYFRA21-1 được sản xuất ra chưa
nhiều và chưa đáp ứng được nhu cầu chẩn đốn, điều trị bệnh. Do đó, kháng
thể đặc hiệu kháng ngun CYFRA21-1 được một số cơng ty thương mại hóa
trên thị trường với giá thành tương đối cao, điều này đã gây ra khơng ít khó
khăn cho người sử dụng.

Tại Việt Nam, đây là vấn đề còn chưa được nghiên cứu nhiều, hiện tại
các nhà khoa học Việt Nam vẫn đang tích cực trên đường nghiên cứu về
kháng thể tái tổ hợp phục vụ cho nhu cầu chẩn đốn và điều trị bệnh.
Do vậy, việc nghiên cứu tạo kháng thể tái tổ hợp đặc hiệu kháng
ngun CYFRA21-1 trong UTP là một trong những hướng nghiên cứu mới

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

3
nhằm chẩn đốn, theo dõi và định hướng điều trị kịp thời bệnh UTP dạng
NSCLC, góp phần vào những thành tựu đáng kể trong y học và sinh học.
Từ những lý do trên, chúng tơi chọn thực hiện đề tài luận án “Nghiên
cứu tạo kháng thể tái tổ hợp đặc hiệu kháng ngun CYFRA21-1 nhằm
phát triển KIT chuẩn đốn ung thư phổi”.
2. Mục tiêu của đề tài
Tạo được kháng thể scFv kháng kháng ngun CYFRA21-1 biểu lộ
trên phage để phát triển KIT chẩn đốn sớm UTP dạng NSCLC.
3. Nội dung nghiên cứu
- Tách dòng và xác định trình tự đoạn gen cDNA mã hóa kháng ngun
CYFRA21-1 từ bệnh phẩm UTP.
- Biểu hiện, tinh sạch và thu nhận kháng ngun CYFRA21-1.
- Gây miễn dịch động vật thí nghiệm bằng kháng ngun tái tổ hợp thu
nhận được.
- Tạo dòng phage biểu lộ kháng thể scFv kháng CYFRA21-1.
- Sàng lọc kháng thể scFv biểu lộ trên phage kháng CYFRA21-1.
- Sử dụng kháng thể tái tổ hợp thu được để bước đầu xây dựng KIT
chẩn đốn UTP.
4. Những đóng góp mới của luận án

4.1. Tách dòng thành cơng đoạn gen mã hố kháng ngun UTP
CYFRA21-1 và tạo được kháng thể tái tổ hợp kháng kháng ngun
CYFRA21-1 bằng kỹ thuật phage display.
4.2. Tạo được phage mang gen mã hóa kháng thể tái tổ hợp đặc hiệu
kháng ngun UTP CYFRA21-1.
4.3. Sử dụng kháng thể tái tổ hợp (kháng thể biểu lộ trên phage) để
bước đầu tạo bộ được sinh phẩm định lượng kháng ngun CYFRA21-1 trong
máu tồn phần bằng kỹ thuật Immuno RT-PCR.

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

4
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc và đặc điểm ung thư
Ung thư là một thuật ngữ dùng để chỉ hơn 200 loại bệnh khác nhau gây
ra bởi sự tăng sinh q mức của tế bào một cách khơng bình thường. Sự tăng
sinh này khơng tn theo mọi cơ chế kiểm sốt của cơ thể. Đây là kết quả của
hàng loạt các biến đổi bất thường trong cơ chế sinh sản của tế bào.
Căn cứ vào tính chất giải phẫu bệnh hoặc các cơ quan bị tổn thương,
hoặc có thể dựa vào sự khởi phát của tế bào và vị trí của tế bào … người ta
phân loại ung thư theo nhiều dạng khác nhau. Nếu căn cứ vào loại tế bào phát
sinh, ung thư có thể chia thành các dạng như: ung thư biểu mơ, có nguồn gốc
từ tế bào biểu mơ; ung thư mơ liên kết, có nguồn gốc từ các tế bào ở mơ liên
kết … Tuy nhiên, tất cả các tế bào ung thư trong một khối u (cả tế bào di căn)
thường có nguồn gốc chung là xuất phát từ một tế bào ban đầu [2], [3], [8].
Từ đó, việc xác định, nhận biết sớm và chính xác về ung thư là vơ cùng
cần thiết và quan trọng, bởi khi phát hiện ung thư ở giai đoạn sớm là một
trong những điều kiện thuận lợi để điều trị kịp thời cho những bệnh nhân

khơng may mắc phải căn bệnh nguy hiểm này.
1.1.1. Nguồn gốc tế bào ung thư
Sự phân chia tế bào là một q trình sinh lý xảy ra trong những điều
kiện nhất định tại hầu hết các mơ trong cơ thể sinh vật đa bào nói chung, cơ
thể người nói riêng, giúp cho cơ thể tồn tại, sinh trưởng và phát triển. Bình
thường, sự cân bằng giữa tốc độ của q trình tăng sinh tế bào được điều hồ
một cách chặt chẽ và chính xác, đảm bảo cho tính tồn vẹn của mơ và các cơ
quan trong cơ thể. Khi cơ chế này bị rối loạn sẽ xảy ra hiện tượng tế bào tránh
được sự chết theo chương trình (apoptosis) và phân chia khơng có sự kiểm
sốt là ngun nhân tạo thành các khối u lành tính hoặc ác tính (ung thư).
Khối u lành tính sẽ khơng có hiện tượng lan tràn đến những vị trí khác nhau

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

5
trong cơ thể hoặc khơng có sự xâm lấn đến các mơ xung quanh, vì vậy u lành
tính hiếm khi ảnh hưởng đến tính mạng bệnh nhân trừ khi chúng chèn ép các
cấu trúc sống còn trong cơ thể.
Ngược lại, các khối u ác tính thì có thể xâm lấn vào các cơ quan khác
nhau trong cơ thể, lan đến những nơi xa hơn trong cơ thể (di căn), do đó sẽ đe
dọa trực tiếp đến tính mạng của con người [2], [3], [8]. Vì vậy, di căn có thể
được hiểu là yếu tố quan trọng nhất về tính chất ác tính của ung thư.
Hai yếu tố quan trọng nhất trong hệ gen dẫn đến ung thư là tích luỹ các
đột biến soma và tăng cường tính bất ổn di truyền. Các đột biến này rất nhạy
với sự tăng sinh tế bào, nhất là khi chúng kết hợp với nhau thì tế bào có khả
năng tăng sinh một cách khơng thể kiểm sốt được [2].
Tính bất ổn di truyền phản ánh số lượng gen trong tế bào ung thư, đó có
thể là kết quả của sự nhân lên hay mất đi hoặc sự di chuyển vị trí của DNA

trên nhiễm sắc thể. Khi tính bất ổn ở mức độ nhiễm sắc thể có thể tác động
đến hệ thống điều khiển sự phân chia tế bào.
Như vậy, sinh ung thư là q trình rối loạn tốc độ phân chia tế bào do
tổn thương của DNA, do đó ung thư là một bệnh lý về gen. Thơng thường
một tế bào bình thường để chuyển sang tế bào ung thư phải qua ít nhất một
vài đột biến tại một số gen nhất định. Q trình này liên quan đến cả hệ thống
gen tiền ung thư và gen át chế ung thư [2], [3], [8].
Gen tiền ung thư mã hố cho nhóm protein tham gia vào q trình hình
thành những chất truyền tin (messenger) trong q trình dẫn truyền tín hiệu tế
bào. Các chất truyền tin này sẽ truyền tín hiệu "tiến hành phân bào" tới chính
tế bào đó hay những thế bào khác. Do vậy, khi bị đột biến, các gen tiền ung
thư sẽ biểu hiện q mức (overexpression) làm các tế bào tăng sinh thừa thãi,
lúc này trở thành những gen ung thư (cancer genes). Tuy nhiên, các gen ung
thư thực chất là dạng đột biến về trình tự hoặc mức độ biểu hiện của các gen
cần thiết đối với q trình phát triển, sửa chữa và ổn định nội mơi của cơ thể,

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

6
do đó khơng thể loại bỏ các gen này khỏi hệ gen nhằm làm giảm khả năng
ung thư [2], [3].
Ngược lại với gen ung thư, các gen át chế ung thư (tumorsuppressor
gens) mã hóa cho các chất truyền tin hóa học nhằm giảm hoặc ngừng q
trình phân chia của tế bào khi phát hiện thấy có sai hỏng về DNA. Đó là các
enzym đặc biệt có thể phát hiện các đột biến hay tổn thương DNA và đồng
thời kích hoạt q trình phiên mã của hệ thống enzym sửa chữa DNA. Điều
này nhằm hạn chế tối đa khả năng các sai hỏng về DNA được truyền cho thế
hệ tế bào kế tiếp. Thơng thường, các gen át chế ung thư sẽ được kích hoạt khi

có tổn thương DNA xảy ra, nhưng một số đột biến có thể bất hoạt protein át
chế ung thư hoặc làm mất khả năng truyền thơng tin của nó. Điều này làm
gián đoạn hoặc dừng cơ chế sửa chữa DNA, khi đó những tổn thương DNA
được tích luỹ lại dần dần hình thành ung thư [2], [3].
1.1.2. Đặc điểm tế bào ung thư
Tất cả các tế bào ung thư ác tính đều khơng có tính biệt hố, điều này
được thể hiện qua sự khác nhau giữa chúng với tế bào nguồn gốc ban đầu sinh
ra chúng, thậm chí giữa các tế bào ác tính cũng có hình ảnh khác biệt nhau
[2], [3], [8]; lúc này, các tế bào ác tính biểu hiện một số đặc điểm sau:
Nhân của tế bào ác tính thường khác nhau về hình dạng và kích thước
Hạch nhân ở tế bào u ác tính thường nổi rõ và có nhiều hạch nhân
Tế bào u ác tính có nhiều dạng phân chia bất thường, lượng tế bào chất
rất biến đổi
Nhiễm sắc thể thường bị đột biến cả về số lượng và cấu trúc [2], [3].
Từ đó cho thấy các tính chất đặc trưng của tế bào ác tính là:
Tránh được sự chết theo chương trình (apoptosis)
Khả năng phát triển vơ hạn (bất tử)
Tự cung cấp các yếu tố phát triển

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

7
Khơng nhạy cảm với các yếu tố chống tăng sinh
Tốc độ phân bào gia tăng
Thay đổi khả năng biệt hố tế bào
Khơng có khả năng ức chế, tiếp xúc
Khả năng di căn đến các mơ khác nhau trong cơ thể
Khả năng tăng sinh mạch máu [2], [3].

Tuy nhiên lúc mới hình thành, các tế bào khối u thường khơng có tất cả
các đặc điểm trên cùng một lúc, nhưng thế hệ sau của nó sẽ được chọn lọc để
có đặc tính nói trên. Đó chính là q trình chọn lọc theo dòng của tế bào ung
thư, đây cũng là một trong những ngun nhân gây khó khăn trong việc chẩn
đốn và điều trị ung thư.
1.1.3. Ung thư phổi
UTP là một trong những căn bệnh hiểm nghèo gây chết người trong
hơn 200 căn bệnh về sự tăng sinh khơng bình thường của tế bào. Theo nghiên
cứu của tổ chức ung thư Quốc tế (International Agency for Research on
Cancer - IARC), đa số UTP xuất phát từ lớp biểu mơ phế quản, do đó UTP
còn được gọi là ung thư biểu mơ phế quản - phổi ngun phát, rất hiếm khi
phát triển từ biểu mơ phế nang [2], [7], [8].
UTP thường là một khối u rắn chắc, khi phát hiện được thì khối u đã có
kích thước từ 2-10 cm hoặc có thể lớn hơn. Mặt ngồi của khối u thường gồ
gề, nhiều múi, nhăn nhúm; mặt cắt của khối u thường đồng nhất và có màu
trắng giống như tổ chức não [2], [3], [7], [8].
Một trong những ngun nhân để phát hiện UTP muộn là do giai đoạn
tiền bệnh, UTP hầu như khơng có bất cứ dấu hiệu, triệu chứng nào biểu hiện,
đây cũng chính là đặc điểm phổ biến của tất cả các loại ung thư và cũng chính
là ngun nhân để ung thư trở nên khó chẩn đốn được sớm.

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

8
Nếu sử dụng các phương pháp chẩn đốn thơng thường thì việc phát
hiện UTP ở giai đoạn sớm là rất khó khăn, làm hạn chế hiệu quả điều trị.
Chính vì vậy, các nhà khoa học hiện nay đang nỗ lực tìm kiếm và tạo ra các
phương pháp chẩn đốn phân tử nhằm đem lại kết quả vừa nhanh vừa chính

xác cho căn bệnh nguy hiểm này.
Những người mắc UTP thường xuất hiện các triệu chứng sau:
Ho khơng khỏi và ngày càng nặng hơn
Thường xun thấy đau ngực
Ho ra máu
Khó thở, ngạt mũi, khàn giọng
Viêm phổi và viêm phế quản tái đi tái lại
Phù nề vùng mặt và cổ
Mất cảm giác ngon miệng hoặc giảm cân, mệt mỏi…
Tuy nhiên, các triệu chứng này cũng có thể xuất hiện ở các bệnh khác
về phổi, vì vậy muốn khẳng định chắc chắn bệnh nhân có mắc UTP hay
khơng, cần phải thực hiện các chẩn đốn y học đáng tin cậy [2], [3], [7], [8].
1.1.3.1. Ngun nhân ung thư phổi
Hiện nay, người ta chưa biết rõ ngun nhân chính xác gây ra UTP.
Tuy nhiên, nhiều cơng trình nghiên cứu đã xác định những yếu tố thuận lợi
gắn liền với q trình phát sinh UTP là: khói thuốc lá, thuốc lào; các tác nhân
vật lý, hóa học; yếu tố liên quan đến di truyền; ơ nhiễm mơi trường và một số
các yếu tố khác.
Khói thuốc lá, thuốc lào
Trong khói thuốc lá có chứa các chất hydrocacbua thơm nhiều vòng,
trong số đó độc nhất là chất 3 - 4 benzopyrene với hàm lượng 0,5 microgam
trong một điếu thuốc và một số chất khác như nitrosamine, benzanthracene…
Đây là những chất có liên quan đến sự phát sinh UTP. Mặt khác, các chun

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

9
viên về UTP cũng đã kết luận: 80-90% căn ngun UTP bắt đầu từ nghiện hút

thuốc lá [2], [7], [97].
Tác nhân vật lý, hóa học
Những người làm việc tiếp xúc thường xun với các chất phóng xạ,
nicken, cromat, amian, hoặc một số các hóa chất như: asbestos, radon, các
chất sinh ra do chưng cất hắc ín … là những chất thường dễ gây nên ung thư.
Ngồi ra, người ta đã xác định, những người cơng nhân làm việc trong cơng
nghiệp nicken có tỷ lệ chết do ung thư phế quản là 26%, nhiều hơn 9 lần so
với các cơng nhân làm việc trong các khu vực khác [7], [97].
Liệu pháp xạ trị trong việc điều trị các bệnh ác tính khác (bệnh
Hodgkin hoặc ung thư vú …) có nguy cơ làm tăng tỉ lệ mắc bệnh UTP.
Yếu tố liên quan đến di truyền
Hệ thống enzym chuyển hóa sinh ung thư như arylhydrocardon
hydroxylase, 4-dedrisoquine hydroxylase, và glutathiones-transferase (được
xác định là có tính di truyền), có thể có liên quan đến tính nhạy cảm với UTP
trong các gia đình và các cá thể khác nhau [2], [3], [8], [97].
Ơ nhiễm mơi trường
Việc tiếp xúc với các chất trong khơng khí bị ơ nhiễm từ mơi trường
cũng là một trong những thủ phạm gây nên UTP. Nhiều thống kê cho thấy,
UTP có tỉ lệ cao ở các thành phố cơng nghiệp, đặc biệt là cơng nghiệp hóa
chất so với nơng thơn. Nhiều nghiên cứu cho thấy benzopyren là chất có
tác dụng gây ung thư lớn nhất thường có nhiều trong khơng khí ở những
nơi có các nhà máy cơng nghiệp phát triển. Các chất trên kích thích và gây
ra những phản ứng của niêm mạc đường hơ hấp. Đầu tiên, q trình tiết
chất nhầy bị chậm lại, sau đó lớp biểu mơ bị bong ra và lại được tái sinh.

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

10

Những chu kỳ liên tiếp như vậy kích thích sự tăng sản của các tế bào đáy
và dị sản của các tế bào biểu mơ, dẫn đến sự hình thành và phát triển của
các tế bào ung thư [2], [8].
Các yếu tố khác
Một phát hiện mới đây trên UTP của khỉ là do một loại virus gây ra. Do
đó, một câu hỏi đặt ra là liệu UTP ở người có do loại virus này gây ra hay
khơng? Điều này các nhà khoa học vẫn đang tìm câu trả lời. Ngồi ra UTP
còn có liên quan đến q trình tổn thương xơ, sẹo của phổi và phế quản [2],
[8], [97].
1.1.3.2. Thực trạng ung thư phổi
Trong thực tế, tỉ lệ người mắc UTP trên thế giới là khá cao, đặc biệt là
các nước đơng nam Á trong đó có Việt Nam. Đa số UTP xuất hiện ở những
người đã hoặc đang hút thuốc lá (80%) và khoảng 5% là do hậu quả của sự
tiếp xúc thụ động với khói thuốc lá. Liều lượng sinh ung thư tùy thuộc vào
mức độ tiếp xúc với thuốc lá nặng hay nhẹ, vào số năm hút thuốc, số điếu hút
trong ngày và phần nhựa có trong điếu thuốc [2], [3], [7], [8].
Hiện nay, trên thế giới, tỷ lệ mắc UTP trong tổng số các bệnh ung thư
khoảng 13%, nhưng đây lại là căn bệnh gây tử vong cao nhất trong số các
bệnh ung thư, chiếm đến 31% số người chết hàng năm do căn bệnh nan y này
[2], [8].
Ở nước ta, UTP là một căn bệnh khá phổ biến. Những thống kê gần đây
của 4 bệnh viện khu vực Hà Nội (bệnh viện Lao và bệnh Phổi, bệnh viện
Trung ương Qn đội 108, bệnh viện Qn đội 103, bệnh viện Việt - Đức) đã
phẫu thuật 879 ca UTP. Từ đó có thể thấy, tỷ lệ người mắc UTP ở nước ta là
rất cao, điều này có thể liên quan đến khơng ít người có thói quen sử dụng

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

11
thuốc lá hoặc sử dụng các chất hóa học khơng đúng cách, đặc biệt là sự ơ
nhiễm mơi trường đã tạo điều kiện cho UTP ngày càng phát triển. Do vậy,
việc tìm ra phương pháp chẩn đốn sớm UTP là rất cần thiết và cấp bách
nhằm đem lại hiệu quả cao trong điều trị bệnh.
1.1.3.3. Phân loại ung thư phổi
Tuỳ thuộc vào hình dạng tế bào dưới kính hiển vi, UTP được chia làm
hai loại chính: UTP tế bào nhỏ (small cell lung carcinoma - SCLC) và UTP
khơng phải tế bào nhỏ (non small cell lung carcinoma - NSCLC). Mỗi loại
ung thư phát triển và lan theo những cách khác nhau.
UTP tế bào nhỏ (SCLC) chiếm khoảng 20% trong số các bệnh UTP,
loại này thường phát triển ở phế quản - phổi (khơng ở ngoại vi phổi). Mặc dù
tế bào ung thư là những tế bào nhỏ, nhưng chúng phát triển rất nhanh tạo
thành những khối u lớn, lan rất xa trước khi có triệu chứng lâm sàng, nhiều
trường hợp khi phát hiện được thì đã khơng còn khả năng phẫu thuật, tử vong
nhanh. Đây là loại ung thư có quan hệ mật thiết nhất đối với thuốc lá và cũng
là loại ung thư ác tính nhất.
UTP dạng khơng phải tế bào nhỏ (NSCLC) chiếm khoảng 80%, thường
phát triển, lây lan chậm và được chia làm ba loại chủ yếu sau:
Ung thư tế bào tuyến (adeno carcinoma, AC): xuất phát từ tế bào tuyến
nhầy trong thành phế quản, chiếm tỷ lệ khoảng 35-40% các loại UTP. Đây là
dạng UTP phổ biến nhất ở phụ nữ và những người ít hút thuốc.
Ung thư tế bào sừng (squamous cell carcinoma; SCC): hay xuất hiện ở
phế quản lớn và làm chít hẹp lòng phế quản. Đây là dạng UTP phổ biến nhất
ở nam giới, chiếm tỷ lệ khoảng 30-35% các loại UTP.
Ung thư tế bào lớn (large cell carcinoma; LCC): hình thành gần bề mặt
phổi, chiếm tỷ lệ khoảng 10-15% các loại UTP [2], [3], [7], [8], [97].

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>