Nghiên cứu tỷ lệ các biến đổi phân tử KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA và PTEN trong carcinôm tuyến đại - trực tràng (FULL TEXT)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ Y TẾ
ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN HỒNG PHONG

NGHIÊN CỨU TỶ LỆ CÁC BIẾN ĐỔI PHÂN TỬ
KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA VÀ PTEN
TRONG CARCINÔM TUYẾN ĐẠI - TRỰC TRÀNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

TP HỒ CHÍ MINH - NĂM 2017


MỤC LỤC
Trang phụ bìa

Trang

Lời cam đoan
Mục lục
Bảng đối chiếu thuật ngữ Việt – Anh
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các biểu đồ
Danh mục các sơ đồ
Danh mục các hình
ĐẶT VẤN ĐỀ

1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

4

1.1 DỊCH TỄ HỌC UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG

4

1.2 CƠ CHẾ PHÂN TỬ TRONG BỆNH SINH CARCINÔM TUYẾN
ĐẠI - TRỰC TRÀNG

5

1.3 ĐẶC ĐIỂM BỆNH HỌC CỦA CARCINÔM ĐẠI - TRỰC TRÀNG 16
1.4 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ GEN, PROTEIN LIÊN QUAN ĐƢỜNG
TRUYỀN TÍN HIỆU HẠ NGUỒN EGFR

22

1.5 TỔNG QUAN ĐẶC ĐIỂM ĐỘT BIẾN CÁC GEN KRAS, NRAS, BRAF,
PIK3CA TRONG CARCINÔM TUYẾN ĐẠI - TRỰC TRÀNG

30

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

41

2.1 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

41

2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

41

2.3 Y ĐỨC

50

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

51

3.1. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM MÔ BỆNH HỌC, LÂM SÀNG

51

3.2. BIỂU HIỆN PROTEIN PTEN VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI MỘT SỐ
ĐẶC ĐIỂM MÔ BỆNH HỌC, LÂM SÀNG

56


3.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỘT BIẾN GEN KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA

62

CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN

78

4.1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM MÔ BỆNH HỌC, LÂM SÀNG

78

4.2 BIỂU HIỆN CỦA PROTEIN PTEN VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI MỘT
SỐ ĐẶC ĐIỂM MÔ BỆNH HỌC, LÂM SÀNG

82

4.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỘT BIẾN GEN KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA

87

KẾT LUẬN

120

KIẾN NGHỊ

122

CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Phụ lục 1. PHIẾU THU THẬP SỐ LIỆU
Phụ lục 2. PHIẾU CHẤP THUẬN THAM GIA NGHIÊN CỨU
DANH SÁCH BỆNH NHÂN

BẢNG ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ VIỆT – ANH
Bất ổn định bộ gen

Genomic instability

Bất ổn định nhiễm sắc thể

Chromosomal instability

Bất ổn định vi vệ tinh

Microsatellite instability

Bất ổn định vi vệ tinh mức độ cao

Microsatellite instability - high

Bất ổn định vi vệ tinh mức độ thấp

Microsatellite instability - low

Bệnh đa polýp tuyên gia đình

Familial adenomatous polyposis

Biểu sinh

Epigenetic

Chết tế bào theo lập trình

Programmed cell death

Đảo CpG

CpG island

Điểm nóng đột biến

Mutation hotspot

Đột biến sinh dƣỡng

Somatic mutation

Đột biến dòng mầm

Germ line mutation

Gen đè nén u

Tumour suppressor gene

Gen sinh ung

Oncogene

Gen sửa lỗi bắt cặp sai

Mismatch repair gene

Hội chứng bệnh đa polýp thiếu niên

Juvenile polyposis syndrome

Kiểu hình methyl hóa đảo CpG

CpG island methylator phenotype

Lộ trình đè nén u

Suppressor pathway

Lộ trình cổ điển

Classical pathway

Mất tính dị hợp tử

Loss of Heterozygosity

Ổ tuyến bất thƣờng của niêm mạc
đại tràng

Aberrant crypt focus

Ổ tuyến bất thƣờng của niêm mạc
đại tràng nghịch sản

Dysplastic aberrant crypt focus

Protein hoạt hóa

Activating protein

Sự bắt cặp cùng loại

Homodimerization

Sự bắt cặp khác loại

Heterodimerization


Tâm động

Kinetochore

Tiền gen sinh ung

Proto-oncogene

Thụ thể yếu tố tăng trƣởng biểu bì

Epithelial growth factor receptor

Tự nhiên

Wildtype

Trạm kiểm soát phân bào

Checkpoint

Ung thƣ đại – trực tràng
di truyền không bệnh đa polyp

Hereditary nonpolyposis colorectal
cancer

U tuyến răng cƣa không cuốn

Sessile serrated adenoma

Vi vệ tinh

Microsatellite

Yếu tố tăng trƣởng chuyển dạng β

Transformation growth factor - β

Yếu tố chuyển đổi guanine

Guanine exchange factors

Yếu tố phiên mã

Transcription factor


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

TIẾNG VIỆT
BOĐNST

Bất ổn định nhiễm sắc thể

BOCVVT

Bất ổn định các vi vệ tinh

SLBCS

Sửa lỗi bắt cặp sai

UTĐTT

Ung thƣ đại – trực tràng

TIẾNG ANH
APC

Adenomatous Polyposis Coli

BRAF

v-Raf murine sarcoma viral oncogene
homolog B

CIN

Chromosomal instability
(Bất ổn định nhiễm sắc thể)

del

deletion
(Đột biến mất đoạn)

dup

duplication
(Đột biến lặp đoạn)

EGFR

Epidermal Growth Factor Receptor
(Thụ thể yếu tố tăng trƣởng biểu bì)

FDA

Food and Drug Administration
(Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm)

GAP

GTPase Activating Proteins
(Protein hoạt hóa GTPase)

GEF

Guanine nucleotide Exchange Factors
(Yếu tố trao đổi nucleotid Guanine)

GLOBOCAN

Global Cancer Burden
(Gánh nặng ung thƣ toàn cầu)

GTP

Guanosine triphosphate


IARC

International Agency for Research on Cancer
(Cơ quan nghiên cứu ung thƣ quốc tế)

ins

insertion
(Đột biến chèn đoạn)

KRAS

v-Ki-ras2 Kirsten rat sarcoma viral oncogene
homolog

LDL

Low-Density Lipoprotein
(Lipoprotein trọng lƣợng phân tử thấp)

LINE

Long Interspersed Nucleotide Elements
(Các đoạn nucleotid kéo dài nằm xen kẻ trong
ADN có khả năng chuyển vị)

LRP

LDL-receptor-related protein
(Protein liên quan thụ thể LDL)

MAPK

Mitogen - activated protein kinase
(Men phosphoryl hóa protein hoạt hóa phân bào)

MEK

Mitogen extracellular signal-regulated kinase
(Men phosphoryl hóa điều hòa tín hiệu phân bào

ngoại bào)

MMR

Mismatch repair
(Sửa lỗi bắt cặp sai)

MSI

Microsatellite instability
(Bất ổn định vi vệ tinh)

NRAS

Neuroblastoma RAS viral oncogene homolog

PIK3CA

Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate3
kinase, catalytic subunit alpha

PIP2

Phosphatidylinositol 3,4-diphosphate

PIP3

Phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate

PTEN

Phosphatase and tensin homolog


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các kiểu đột biến KRAS thƣờng gặp trong carcinôm tuyến đại trực tràng theo cơ sở dữ liệu COSMIC ......................................................... 32
Bảng 1.2: Một số đột biến hiếm gặp trên gene BRAF................................... 34
Bảng 1.3: Tổng hợp các kiểu đột biến thƣờng gặp của PIK3CA .................. 38
Bảng 2.1: Phân loại giai đoạn bệnh theo TNM ............................................. 44
Bảng 2.2: Chu kỳ luân nhiệt theo kỹ thuật COLD-PCR ............................... 48
Bảng 2.3: Chu kỳ luân nhiệt cycle sequencing ............................................. 49
Bảng 3.1: Liên quan giữa tình trạng mất biểu hiện PTEN với tuổi .............. 58
Bảng 3.2: Liên quan giữa tình trạng mất biểu hiện PTEN với giới tính ....... 58
Bảng 3.3: Liên quan giữa tình trạng mất biểu hiện PTEN với vị trí u .......... 59
Bảng 3.4: Liên quan giữa tình trạng mất biểu hiện PTEN với loại mô học . 59
Bảng 3.5: Liên quan giữa tình trạng mất biểu hiện PTEN với độ mô học ... 60
Bảng 3.6: Liên quan giữa tình trạng mất biểu hiện PTEN với độ xâm lấn... 60
Bảng 3.7: Liên quan giữa tình trạng mất biểu hiện PTEN với di căn hạch .. 61
Bảng 3.8: Liên quan giữa tình trạng mất biểu hiện PTEN với di căn xa ...... 61
Bảng 3.9: Tóm tắt các loại đột biến KRAS .................................................... 63
Bảng 3.10: Liên quan giữa tình trạng đột biến KRAS và tuổi ....................... 70
Bảng 3.11: Liên quan giữa tình trạng đột biến KRAS và giới tính ............... 71
Bảng 3.12: Liên quan giữa tình trạng đột biến KRAS và loại mô học .......... 72
Bảng 3.13: Liên quan giữa tình trạng đột biến KRAS với độ xâm lấn (pT) .. 73
Bảng 3.14: Liên quan giữa đột biến PIK3CA với vị trí u ............................. 75
Bảng 3.15: Liên quan giữa đột biến PIK3CA với độ xâm lấn....................... 76
Bảng 4.1: Tỉ lệ đột biến gen KRAS trong ung thƣ đại - trực tràng ................ 87
Bảng 4.2: Phân bố vị trí đột biến KRAS theo codon ..................................... 89
Bảng 4.3: :Tỉ lệ đột biến BRAF trong các nghiên cứu trƣớc đây ................. 96
Bảng 4.4: Tỉ lệ đáp ứng với kháng thể đơn dòng kháng EGFR theo tình trạng

đột biến BRAF .............................................................................................. 98


Bảng 4.5: Phân bố tỉ lệ đột biến gen PIK3CA ở exon 9 và exon 20 ............. 99
Bảng 4.6: Tỉ lệ đột biến PIK3CA qua các nghiên cứu ................................ 101
Bảng 4.7: Tỉ lệ đột biến KRAS theo giới tính .............................................. 106
Bảng 4.8: Liên quan giữa đột biến PIK3CA với giới tính........................... 113
Bảng 4.9: Liên quan giữa đột biến PIK3CA với loại mô học carcinôm tuyến
dạng nhầy .................................................................................................... 114


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1.1: Phân bố các đột biến điểm trong carcinôm tuyến đại - trực tràng
trên toàn bộ gen KRAS .................................................................................. 31
Biểu đồ 1.2: Đặc tính hoạt hóa của các protein BRAF đột biến so với BRAF
không đột biến ............................................................................................... 35
Biểu đồ 1.3: Các dạng đột biến điểm gây giảm hoạt động kinase của protein
BRAF ............................................................................................................ 36
Biểu đồ 3.1: Phân bố bệnh nhân UTĐTT theo hai nhóm tuổi ...................... 51
Biểu đồ 3. 2: Phân bố bệnh nhân UTĐTT theo giới tính .............................. 51
Biểu đồ 3.3: Phân bố bệnh nhân UTĐTT theo vị trí u .................................. 52
Biểu đồ 3.4: Phân bố bệnh nhân UTĐTT theo loại mô học ......................... 52
Biểu đồ 3.5: Phân bố bệnh nhân UTĐTT theo độ mô học ........................... 54
Biểu đồ 3.6: Phân bố bệnh nhân UTĐTT theo độ xâm lấn của u ................. 55
Biểu đồ 3.7: Phân bố bệnh nhân UTĐTT theo nhóm di căn hạch ................ 55
Biểu đồ 3.8: Phân bố bệnh nhân UTĐTT theo giai đoạn bệnh TNM ........... 56
Biểu đồ 3.9: Biểu hiện PTEN trong carcinôm tuyến đại – trực tràng ........... 56
Biểu đồ 3.10: Tỉ lệ đột biến KRAS ................................................................ 62
Biểu đồ 3.11: Phân bố vị trí đột biến KRAS .................................................. 62
Biểu đồ 3.12: Phân bố tỉ lệ đột biến KRAS theo vị trí u ................................ 71

Biểu đồ 3.13: Phân bố tỉ lệ đột biến KRAS theo độ mô học ......................... 72
Biểu đồ 3.14: Phân bố tỉ lệ đột biến KRAS theo giai đoạn TNM.................. 73
Biểu đồ 3.15: Phân bố tỉ lệ đột biến PIK3CA theo nhóm tuổi ...................... 74
Biểu đồ 3.16: Phân bố tỉ lệ đột biến PIK3CA theo giới tính ......................... 74
Biểu đồ 3.17: Phân bố tỉ lệ đột biến PIK3CA theo loại mô học ................... 75
Biểu đồ 3.18: Phân bố tỉ lệ đột biến PIK3CA theo độ mô học ..................... 76
Biểu đồ 3.19: Phân bố tỉ lệ đột biến PIK3CA theo giai đoạn TNM.............. 77
Biểu đồ 4.1: So sánh tỉ số nguy cơ (Hazard Ratio) về sống còn toàn bộ giữa
nhóm KRAS đột biến và KRAS tự nhiên........................................................ 94


Biểu đồ 4.2: Phân bố các kiểu đột biến của gen PIK3CA thƣờng gặp theo
codon và exon.............................................................................................. 100

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1 Lộ trình bất ổn định nhiễm sắc thể ..................................................7
Sơ đồ 1.2: Sơ đồ đƣờng dẫn truyền tín hiệu khởi nguồn từ EGFR .............. 23


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Carcinôm tuyến không đặc hiệu ................................................... 17
Hình 1.2: Carcinôm tuyến chế nhầy.............................................................. 18
Hình 1.3: Carcinôm tế bào nhẫn ................................................................... 19
Hình 1.4: Carcinôm dạng tủy ........................................................................ 20
Hình 1.5: Sơ đồ vị trí gen KRAS trên nhiễm sắc thể số 12 và gen NRAS trên
nhiễm sắc thể số 1. ........................................................................................ 25
Hình 1.6: Sơ đồ gen/protein BRAF............................................................... 27
Hình 1.7: Sơ đồ biểu thị các vùng chức năng (domain) và các đột biến phổ
biến nhất của PIK3CA ................................................................................... 28
Hình 1.8: Sơ đồ vị trí gen PTEN trên nhiễm sắc thể số 10 ........................... 29

Hình 3.1: Carcinôm tuyến ............................................................................ 53
Hình 3.2: Carcinôm tuyến dạng nhầy ........................................................... 53
Hình 3.3: Carcinôm tế bào nhẫn ................................................................... 53
Hình 3.4: Carcinôm tuyến độ 1 ..................................................................... 54
Hình 3.5: Carcinôm tuyến độ 2 ..................................................................... 54
Hình 3.6: Carcinôm tuyến độ 3 ..................................................................... 55
Hình 3.7: Mất biểu hiện protein PTEN ......................................................... 57
Hình 3.8: Có biểu hiện protein PTEN ........................................................... 57
Hình 3.9: Đột biến điểm KRAS trên codon 12 (Gly12Val)........................... 64
Hình 3.10: Đột biến điểm KRAS trên codon 12 (Gly12Asp) ........................ 64
Hình 3.11: Đột biến điểm KRAS trên codon 12 (Gly12Ser) ......................... 65
Hình 3.12: Đột biến điểm KRAS trên codon 13 (Gly13Asp) ........................ 65
Hình 3.13: Đột biến điểm KRAS trên codon 13 (Gly13Ser) ......................... 66
Hình 3.14: Hai đột biến điểm KRAS trên cùng một vị trí ở codon 12 .......... 66
Hình 3.15: Hai đột biến điểm KRAS trên codon 12 và 13 ............................ 67
Hình 3.16: Đột biến điểm KRAS trên codon 10 (Gly10Glu) ........................ 67
Hình 3.17: Đột biến điểm BRAF trên codon 601 (Lys601Glu) .................... 68


Hình 3.18: Đột biến điểm PIK3CA trên codon 1055 ở exon 20 ................... 69
Hình 3.19: Đột biến điểm PIK3CA trên codon 545 ở exon 9 ....................... 69
Hình 3.20: Đột biến điểm PIK3CA trên codon 1057 ở exon 20 ................... 70


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo thống kê về gánh nặng ung thư toàn cầu của tổ chức nghiên cứu
ung thư quốc tế [74], ung thư đại - trực tràng (UTĐTT) là một trong năm
loại ung thư thường gặp ở cả hai giới trên toàn cầu, với khoảng 1.361.000

trường hợp bệnh mắc mới, 694.000 trường hợp tử vong và đứng hàng thứ 5
trong số các nguyên nhân tử vong do ung thư. Tại Việt Nam năm 2012,
UTĐTT đứng hàng thứ tư về số lượng mắc mới và tử vong do ung thư ở
cả hai giới, với khoảng 4561 trường hợp mắc mới và khoảng 3112 trường
hợp tử vong do UTĐTT [74].
Qua khảo sát đột biến bộ gen người trong UTĐTT, các biến đổi phân
tử thông qua hai lộ trình hạ nguồn EGFR là RAS/RAF/MAPK và
PI3K/PTEN/Akt đã được chứng minh có vai trò quan trọng trong cơ chế
sinh ung thư đại - trực tràng [89],[160]. Các nghiên ở nước ngoài đã cho
thấy việc khảo sát đột biến các gen KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA và mất
biểu hiện protein PTEN có ý nghĩa tiên đoán đáp ứng điều trị với các thuốc
nhắm trúng đích phân tử EGFR [13],[42],[43].
Liệu pháp nhắm trúng đích phân tử EGFR bằng các kháng thể đơn
dòng như cetuximab hay panitumumab khi được sử dụng phối hợp với các
phác đồ hóa trị chuẩn như FOLFOX hay FOLFIRI trong điều trị UTĐTT
di căn đã giúp cải thiện rõ rệt thời gian sống còn so với nhóm bệnh nhân chỉ
hóa trị đơn thuần [13],[27],[163]. Tuy nhiên, nếu chỉ dựa vào tiêu chuẩn
UTĐTT di căn có biểu hiện EGFR dương tính trên hóa mô miễn dịch để chỉ
định điều trị bằng cetuximab thì tỷ lệ đáp ứng chưa đến 25% [39],[131].
Mặt khác, khi UTĐTT di căn có biểu hiện EGFR âm tính trên hóa mô miễn
dịch vẫn có đáp ứng với cetuximab [37],[66]. Như vậy, sự biểu hiện của
EGFR trên tế bào u không có giá trị tiên đoán đáp ứng đối với liệu pháp
nhắm trúng đích trong điều trị UTĐTT bằng kháng thể đơn dòng kháng


2

EGFR. Sau đó, nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh sự hoạt hóa
quá mức ít nhất một lộ trình tín hiệu RAS/RAF/MAPK hoặc
PI3K/PTEN/Akt do các đột biến tăng chức năng một trong số các gen

KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA hoặc các biến đổi phân tử gây mất biểu hiện
protein PTEN sẽ gây kháng thuốc cetuximab và panitumumab trong
UTĐTT di căn [13],[42],[43]. Do đó, KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA và
PTEN được xem là các dấu ấn phân tử có giá trị tiên đoán đáp ứng với liệu
pháp nhắm trúng đích EGFR trong điều trị UTĐTT di căn. Ngoài ra,
UTĐTT có đột biến PIK3CA là một yếu tố thuận lợi cho việc điều trị hỗ trợ
bằng aspirin, giúp hạn chế tỷ lệ tái phát cho bệnh nhân [48],[95].
Bên cạnh giá trị tiên đoán đáp ứng điều trị, việc khảo sát các gen
KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA và mất biểu hiện protein PTEN còn có ý
nghĩa tiên lượng bệnh. Nghiên cứu của Bazzan[20], Roth [128], Tol [156],
Zhu [189] cho thấy đột biến tăng chức năng các gen KRAS, NRAS, BRAF,
PIK3CA và các nghiên cứu của Mao [105], Sawai [137] về sự mất biểu hiện
PTEN là các yếu tố tiên lượng xấu trong ung thư đại trực tràng.
Nhiều nghiên cứu nước ngoài về các biến đổi phân tử ở các gen
KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA [61],[189],[191] cũng như sự mất biểu hiện
protein PTEN [101],[120],[137] cho thấy có sự thay đổi theo địa dư, chủng
tộc. Ở Việt Nam, đặc điểm đột biến các gen KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA
và mất biểu hiện protein PTEN của bệnh nhân UTĐTT chưa được nghiên
cứu nhiều. Đã có vài báo cáo về tỷ lệ đột biến KRAS trong carcinôm tuyến
đại - trực tràng. Tuy nhiên, kỹ thuật khảo sát đột biến gen theo phương
pháp PCR đặc hiệu alen trong nghiên cứu của Hồ Hữu Thọ [1], Bùi Ánh
Tuyết [5] và Tạ Thành Văn [6] thì không thể phát hiện được các đột biến
mới. Cho đến hiện tại, chỉ có nghiên cứu của Hoàng Anh Vũ [7] xác định
đột biến KRAS trong carcinôm tuyến đại - trực tràng dựa trên kỹ thuật giải
trình tự gen trực tiếp của Sanger, là tiêu chuẩn vàng trong xác định đột biến


3

gen và có thể phát hiện tất cả các đột biến mới. Đến nay, chưa có nghiên

cứu nào được công bố ở Việt Nam về đặc điểm đột biến gen NRAS, BRAF,
PIK3CA và biểu hiện protein PTEN trong carcinôm tuyến đại - trực tràng.
Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu tỷ lệ các biến đổi phân tử
KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA và PTEN trong carcinôm tuyến đại - trực
tràng” dựa trên kỹ thuật giải trình tự gen trực tiếp của Sanger và hóa mô
miễn dịch như là một nghiên cứu bước đầu nhằm góp phần làm sáng tỏ tỷ
lệ các biến đổi phân tử ở các gen KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA và protein
PTEN trong carcinôm tuyến đại – trực tràng ở Việt Nam.
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU:
1. Khảo sát một số đặc điểm mô bệnh học, lâm sàng trong carcinôm tuyến
đại - trực tràng.
2. Xác định tỷ lệ đột biến KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA, mất biểu hiện
protein PTEN và mối liên quan với một số đặc điểm mô bệnh học, lâm sàng
trong carcinôm tuyến đại - trực tràng.


4

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 DỊCH TỄ HỌC UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG
Ung thư đại - trực tràng là một trong số các loại ung thư phổ biến nhất
trên thế giới. Theo tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế IARC [74], mỗi năm
trên thế giới có hơn 1,3 triệu bệnh nhân mắc mới ở cả hai giới. Trong đó,
khoảng 55% trường hợp UTĐTT xảy ra ở các nước phát triển. Nam luôn có
tỷ lệ mắc cao hơn nữ. Nước có xuất độ mắc chuẩn theo tuổi cao nhất là Úc
(44,8/100.000 dân), Newzeland và các nước Bắc Âu(>32/100.00 dân) tính
chung cả hai giới. Các nước có xuất độ mắc thấp nhất ở Tây Phi với xuất độ
mắc chuẩn theo tuổi từ 3,8 - 4,5/ 100.000 dân. Các nước Đông Á và Đông
Nam Á, trong đó có Việt Nam, có xuất độ mắc trung bình. Trên toàn thế
giới, số lượng bệnh lưu hành 5 năm hơn 3,5 triệu bệnh nhân. Số lượng bệnh

nhân tử vong do UTĐTT khoảng hơn 690.000 người, thấp hơn so với số
lượng bệnh mắc mới. Xuất độ tử vong cao nhất ở Trung và Đông Âu (20,3/
100,000 dân đối với nam, 11,7/100,000 dân đối với nữ) và thấp nhất là ở
Tây Phi (3,5/ 100,000 dân đối với nam, 3/100,000 dân đối với nữ) [74].
Tại Việt Nam, Nguyễn Bá Đức và cộng sự [1] ghi nhận UTĐTT có
xuất độ mắc đứng hàng thứ 3 ở nam và thứ 6 ở nữ. Theo ghi nhận của
IARC [74], mỗi năm Việt Nam có khoảng 8.768 bệnh nhân ung thư đại trực tràng mắc mới và khoảng 5.976 bệnh nhân tử vong do căn bệnh này.
Số lượng bệnh nhân UTĐTT lưu hành 5 năm ghi nhận đến năm 2010 có
khảng 18844 bệnh nhân, chiếm 8,9% tổng số ung thư và có xuất độ
27,3/100.000 người trưởng thành. Ở Cần Thơ, Huỳnh Quyết Thắng và cộng
sự [2] ghi nhận ung thư đại - trực tràng có xuất độ mắc mới đứng thứ 2 ở
nam và thứ 4 ở nữ.
Xuất độ mắc UTĐTT tăng theo tuổi, và hiếm khi xuất hiện trước 40
tuổi, ngoại trừ các trường hợp cơ địa có tích lũy các bất thường về di truyền


5

liên quan hoặc bệnh viêm đại tràng mạn ở các vùng dịch tễ có xuất độ mắc
cao. Tuy nhiên, xuất độ mắc chuẩn theo tuổi trong số người trẻ thường cao
hơn ở vùng có xuất độ mắc mới thấp so với các vùng có xuất độ mắc mới
cao. Tỉ số ung thư đại tràng/ung thư trực tràng ở các dân số có xuất độ mắc
cao sẽ cao hơn so với dân số có xuất độ mắc thấp [62].
1.2. CƠ CHẾ PHÂN TỬ TRONG BỆNH SINH CARCINÔM TUYẾN
ĐẠI - TRỰC TRÀNG
Carcinôm tuyến đại - trực tràng được hình thành qua một quá trình
biến đổi về mặt phân tử qua nhiều giai đoạn: từ niêm mạc bình thường trở
thành một tổn thương lành tính, tổn thương tiền ung thư và có thể diễn tiến
thành một ung thư thật sự [29]. Năm 1988, Vogelstein [167] và cộng sự đã
đưa ra một lộ trình sinh UTĐTT với các sự kiện phân tử then chốt tích hợp

thành một chuỗi sự kiện phân tử diễn tiến qua nhiều giai đoạn gây biến đổi
một niêm mạc bình thường thành tổn thương u tuyến và cuối cùng là ung
thư. Tuy nhiên, lộ trình này chưa giải thích hết cơ chế bệnh sinh phân tử
của UTĐTT.
Bổ sung vào sự thiếu sót của lộ trình sinh UTĐTT của Vogelstein,
một kiểu hình riêng biệt của carcinôm tuyến đại - trực tràng đã được khám
phá, đó là nhóm bất ổn định vi vệ tinh mức độ cao [154]. Nhóm bệnh
carcinôm tuyến đại - trực tràng với tình trạng bất ổn định vi vệ tinh mức độ
cao có đặc điểm mô bệnh học đặc biệt như: khuynh hướng u ở đại tràng
gần, tiến triển tương đối nhanh từ u tuyến đến ung thư xâm lấn và thường
có tiên lượng tốt hơn so với nhóm không có tình trạng bất ổn định vi vệ tinh
trong điều kiện tương đồng về giai đoạn của bệnh [8].
Ung thư đại - trực tràng được hình thành dựa trên cơ sở một tế bào
bình thường trước đó, được tích lũy nhiều biến đổi gen qua nhiều quá trình
phân bào và tạo ra được các dòng tế bào với đặc điểm di truyền bị biến đổi.
Trong đó, mỗi dòng tế bào có lợi thế tăng trưởng khác nhau. Lợi thế tăng


6

trưởng này có được thông qua việc tăng sinh tế bào, suy yếu khả năng gây
chết tế bào theo lập trình, hoặc cả hai. Hầu hết các bệnh ung thư cần có từ 6
đến 10 biến đổi về mặt vật chất di truyền để có thể hình thành nên ung thư,
cũng như khả năng di căn xa [123]. Ngoài khía cạnh các biến đổi về chất
liệu di truyền tạo nên lợi thế tăng trưởng tế bào, thì các dòng tế bào tiền ung
thư muốn trở thành các dòng tế bào ung thư thật sự phải được phát triển
trong một môi trường thuận lợi cho phép tạo ra các đột biến tiếp sau [68].
Quá trình này được gọi là sự bất ổn định bộ gen, đảm bảo rằng khả năng
mắc phải những đột biến quan trọng tiếp theo xảy ra ngày càng lớn hơn.
Bất ổn định bộ gen là một hiện tượng rất quan trọng trong cơ chế sinh ung

thư. Nó làm tăng tốc quá trình biến đổi tế bào để hình thành ung thư, bằng
cách tăng khả năng bị đột biến. Nếu không có sự bất ổn định của bộ gen,
việc mắc phải các đột biến mới sẽ xảy ra quá chậm để có thể hình thành
được bệnh ung thư trong suốt cuộc đời của một người [100].
Có hai khái niệm chính của sự bất ổn định bộ gen trong ung thư đại trực tràng. Phổ biến nhất là khái niệm bất ổn định nhiễm sắc thể
(BOĐNST), trong đó các sự kiện di truyền thiết yếu xảy ra thông qua sự
tích tụ của các bất thường về số lượng hoặc cấu trúc nhiễm sắc thể [123].
Khái niệm thứ hai về sự bất ổn định của bộ gen là bất ổn định vi vệ tinh.
Carcinôm tuyến đại - trực tràng có bất ổn định vi vệ tinh mức độ cao xuất
nguồn từ sự sai sót của hệ thống sửa lỗi bắt cặp sai, là một hệ thống quan
trọng trong việc duy trì sự tương đồng về gen sau khi sao chép ADN [68].
Rối loạn chức năng hệ thống sửa lỗi bắt cặp sai có thể do hai cơ chế: (1) cơ
chế đột biến dòng mầm các gen sửa lỗi bắt cặp sai như trong hội chứng
Lynch, còn được gọi là UTĐTT di truyền không đa polyp hoặc (2) cơ chế
biểu sinh gây bất hoạt một gen sửa lỗi bắt cặp sai nào đó, phổ biến nhất là
gen MLH1 [64]. Sự loại trừ lẫn nhau giữa lộ trình BOĐNST với lộ trình bất


7

ổn định vi vệ tinh cho thấy sự bất ổn định của bộ gen là cần thiết và chỉ cần
một trong hai lộ trình là đủ để có thể sinh ung thư đại - trực tràng.
Gần đây, khi khảo sát đặc điểm biểu sinh trên bộ gen, đặc biệt là khảo
sát sự methyl hóa ở chuỗi promoter của các gen, các nhà khoa học đã hình
thành một kiểu hình phân tử mới của bệnh ung thư đại - trực tràng đó là
kiểu hình methyl hóa đảo CpG và đã đề xuất một lộ trình mới, được gọi là
lộ trình u tuyến dạng răng cưa [76],[78].
1.2.1 Lộ trình bất ổn định nhiễm sắc thể
Khoảng 70% -85% ung thư đại - trực tràng phát triển thông qua lộ
trình bất ổn định nhiễm sắc thể, nó cũng được gọi là lộ trình cổ điển, hoặc

còn được gọi là lộ trình đè nén u do có liên quan đến các đột biến bất hoạt
các gen đè nén u như các gen APC, p53, DCC, SMAD2 và SMAD4 [59].

Lộ trình “Đột biến gen” và
lộ trình “Methyl hóa” có
thể chia ra từ đây

Các sự kiện phân tử có
thể đảo ngược trong
trường hợp đa polyp
tuyến gia đình (FAP)

Sơ đồ 1.1: Lộ trình BOĐNST: các giai đoạn bệnh học tương ứng
với các sự kiện biến đổi về phân tử của chất liệu di truyền
“Nguồn: Worthley DL, World J Gastroenterol, 2007” [179].


8

Các tổn thương sớm nhất có thể phát hiện được trong lộ trình này là ổ
tuyến bất thường của niêm mạc đại tràng, đây là một tổn thương trên vi thể
của niêm mạc ruột, trước khi phát triển thành một polyp trên đại thể [151].
Lộ trình cổ điển gắn liền với đột biến gen APC hoặc mất đoạn nhiễm sắc
thể ở nhánh dài nhiễm sắc thể số 5 có chứa gen APC, đột biến gen KRAS,
mất nhánh dài nhiễm sắc thể 18 (trong đó có chứa các gen DCC, SMAD2 và
SMAD4) và mất nhánh ngắn nhiễm sắc thể 17 (trong đó có gen đè nén u
quan trọng là gen p53) (Sơ đồ 1.1) [59],[79]. Tuy nhiên, chỉ có một tỷ lệ rất
nhỏ ung thư đại - trực tràng theo lộ trình BOĐNST có đầy đủ của những
bất thường phân tử kể trên. Có thể là một số trong những "bước" trên có thể
được thay thế bởi các sự kiện di truyền khác nhưng vẫn có thể đưa đến các

hậu quả là hình thành ung thư [146].
Gen Adenomatous Polyposis Coli (APC)
Gen APC là một gen lớn, nằm trên nhánh dài nhiễm sắc thể số 5
(5q21), có chứa 15 exon. Đột biến gây bệnh trong gen APC thường là kiểu
đột biến làm giảm kích thước protein APC và hậu quả là giảm khả năng gắn
kết với β-catenin. Protein APC gắn với β-catenin là một bước quan trọng
trong việc làm giảm lộ trình truyền tín hiệu Wnt [31]. Tín hiệu Wnt bình
thường giúp điều hòa tăng trưởng, apoptosis và sự biệt hóa. Do đó, lộ trình
tín hiệu này đặc biệt có liên quan trong phôi, cũng như duy trì khả năng tái
tạo mô của tế bào gốc [90]. Sự sai lạc của lộ trình này do đột biến gen APC
có thể góp phần gây ung thư ở người trưởng thành, trong đó hội chứng đa
polyp tuyến gia đình là một ví dụ điển hình.
Mất chức năng APC cũng có thể gây ảnh hưởng đến việc điều hòa quá
trình nguyên phân bình thường, góp phần vào lộ trình BOĐNST. Tế bào
thiếu chức năng của protein APC sẽ không phát hiện đầy đủ các bất thường
nhiễm sắc thể trong kỳ giữa, nhưng tế bào vẫn có thể tiếp tục tiến vào kỳ
sau và có khả năng tạo ra dòng tế bào đi theo lộ trình BOĐNST [57].


9

Tỷ lệ của đột biến APC trong u tuyến sớm đã được báo cáo là rất cao
(khoảng 80%) và thường phụ thuộc vào loại mô bệnh học của u tuyến
[78],[151]. Đột biến của APC được tìm thấy trong khoảng 60% trường hợp
ung thư phát sinh từ đại tràng và 82% ung thư trực tràng [78]. Bất thường
gen APC và lộ trình truyền tín hiệu Wnt có thể là một cơ chế thuận lợi để
hình thành u tuyến sớm từ các ổ tuyến bất thường của niêm mạc đại tràng
hoặc có thể là yếu tố thúc đẩy các thương tổn rất sớm hình thành các tổn
thương nặng hơn. Thực tế là bất thường chức năng protein APC không chỉ
có trong lộ trình sinh ung thư cổ điển mà còn có vai trò trong các cơ chế

sinh ung thư đại - trực tràng theo các lộ trình khác [130].
Gen SMAD2, SMAD4 và DCC
Các gen DCC, SMAD2 và SMAD4 đều nằm ở vị trí 18q21 và tỷ lệ đột
biến mất alen tại vị trí này được tìm thấy lên đến 60% trong UTĐTT [167].
SMAD2 và SMAD4 có tham gia vào đường truyền tín hiệu yếu tố tăng
trưởng chuyển dạng bêta (TGF-β), một lộ trình tín hiệu quan trọng trong
việc điều chỉnh tăng trưởng và chết tế bào theo lập trình. Gen DCC mã hóa
một thụ thể xuyên màng, có vai trò thúc đẩy quá trình chết tế bào theo lập
trình trong trường hợp không gắn với phối tử của nó là netrin-1. Tuy nhiên,
đột biến trong DCC và SMAD2 rất hiếm gặp trong ung thư đại - trực tràng.
Do đó, theo quan điểm hiện nay thì gen SMAD4 mới có ảnh hưởng nhiều
hơn trong cơ chế sinh ung thư đại - trực tràng [178]. Hơn nữa, ở một số
nhóm bệnh đa polyp thiếu niên, một hội chứng đã được chứng minh có liên
quan với ung thư đại - trực tràng, có mang đột biến dòng mầm của gen
SMAD4. Điều này đã cũng cố thêm bằng chứng về tầm quan trọng của lộ
trình tín hiệu yếu tố tăng trưởng chuyển dạng β trong UTĐTT [24].
Gen p53
Gen p53 nằm trên nhánh ngắn nhiễm sắc thể 17 tại vị trí (17p13). Đột
biến mất gen p53, thường là thông qua mất alen của nhánh ngắn nhiễm sắc


10

thể 17, thường là một sự kiện phân tử xảy ra vào cuối lộ trình BOĐNST và
báo hiệu sự chuyển đổi từ tiền xâm lấn sang xâm lấn. Một số nghiên cứu đã
chỉ ra rằng tần số của những bất thường p53 bao gồm đột biến gen hoặc mất
tính dị hợp tử tăng tương đối theo các giai đoạn mô học của các tổn thương
trong lộ trình sinh ung. Thật vậy, các bất thường gen p53 được tìm thấy
trong 4% -26% các u tuyến, 50% u tuyến với ổ xâm lấn và trong 50% -75%
ung thư [93]. Các protein p53 chức năng là một yếu tố phiên mã quan

trọng. Hoạt động của p53 làm tăng sự biểu hiện của các gen làm chậm chu
kỳ tế bào, nhằm tạo đủ thời gian để sửa chữa ADN khi có tổn thương. Khi
tổn thương ADN là quá lớn không thể sửa chữa được, protein p53 sẽ cảm
ứng để kích hoạt các gen có vai trò thúc đẩy tế bào chết theo lập trình kiểu
apoptosis [108].
Tóm lại, lộ trình sinh ung thư đại - trực tràng ngẫu nhiên theo lộ trình
BOĐNST được khởi đầu là tổn thương vi thể dạng các ổ tuyến bất thường
của niêm mạc đại tràng và thường có kèm đột biến KRAS. Các dòng tế bào
này tiếp tục mắc phải đột biến sinh dưỡng ở gen APC, hoặc mất đoạn
nhiễm sắc thể 5q (có chứa gen APC) để góp phần thúc đẩy hình thành u
tuyến. Hiện chưa rõ lý do tỷ lệ đột biến KRAS ở những u tuyến ống kích
thước nhỏ (<1cm) lại thấp (12-30%), trong khi ở tổn thương sớm hơn là các
ổ tuyến bất thường của niêm mạc đại tràng lại có tỷ lệ đột biến KRAS cao
(63%) [151]. Một giả thuyết được chấp nhận là có thể đột biến APC xảy ra
dễ dàng hơn trong các tế bào thuộc loại KRAS tự nhiên, vì vậy hầu hết kiểu
hình phân tử APC tự nhiên / KRAS đột biến ở các ổ tuyến bất thường của
niêm mạc đại tràng hầu như không tiến triển nặng hơn. Có thể là kiểu hình
phân tử APC tự nhiên/ KRAS đột biến ở các ổ tuyến bất thường của niêm
mạc đại tràng được chuyển hướng từ lộ trình cổ điển thành những dòng
bệnh lý khác. Các dòng tế bào trong ổ tuyến bất thường của niêm mạc đại
tràng có kiểu hình phân tử APC đột biến/ KRAS đột biến lại dễ diến tiến


11

nhanh thành các tổn thương nặng hơn, chẳng hạn như u tuyến ống - nhánh.
Từ giả thuyết này, ta có thể nhìn nhận rằng mặc dù biến đổi ở gen APC là
cửa ngõ để hình thành tổn thương u tuyến, nhưng KRAS lại là một phím tắt
phân tử để phát triển u tuyến thành tổn thương nặng hơn, khơi mào cho sự
hình thành ung thư.

Hiện tượng mất tính dị hợp tử tại nhánh dài nhiễm sắc thể 18 (chủ yếu
do mất đoạn gen 18q) gây mất chức năng của các gen DCC, SMAD2 và có
lẽ quan trọng nhất là SMAD4 có thể thúc đẩy lộ trình BOĐNST bằng cách
can thiệp vào apoptosis, cho phép tích lũy các đột biến mà bình thường các
đột biến đó dễ bị bắt giữ hoặc bị chết tế bào theo lập trình. Cuối cùng, việc
mất chức năng protein p53 do mắc phải đột biến p53 hoặc mất tính dị hợp
tử tại vị trí 17p là yếu tố thúc đẩy chuyển dạng từ tổn thương chưa xâm lấn
thành tổn thương xâm lấn thật sự theo lộ trình BOĐNST (Sơ đồ 1.1).
Đã có nhiều bằng chứng cho thấy các trạm kiểm soát phân bào là yếu
tố quan trọng trong lộ trình BOĐNST [123]. Các trạm kiểm soát này giúp
đảm bảo rằng tất cả các nhiễm sắc thể được đặt đúng cách trong kỳ giữa,
trước khi tiến vào kỳ sau của nguyên phân. Một trạm kiểm soát bị tổn hại
một phần sẽ làm cho các tế bào có lợi thế tăng trưởng tương đối. Các gen
qui định các trạm kiểm soát phân bào như hBUB1 và hBUBR1 đôi khi bị
đột biến trong ung thư đại - trực tràng [32].
Thiếu sót của mô hình cổ điển là không thể giải thích được lý do tại
sao phần lớn các u tuyến lành tính không bao giờ biến thành ung thư xâm
lấn. Một nghiên cứu của Stryker S.J. và cộng sự [150] cho thấy các polyp
lớn (>1 cm) có nguy cơ tích lũy trở thành ung thư chỉ có 2,5%, 8% và 24%
tại các thời điểm tương ứng 5, 10 và 20 năm. Từ một loạt khám nghiệm tử
thi, tỷ lệ polyp không triệu chứng ở những người trên 75 tuổi là 40% -60%,
trong khi tỷ lệ của ung thư đại - trực tràng là khoảng 3% [121]. Điều này
cho thấy có thể có các trở ngại nào đó trong quá trình sinh UTĐTT, trong


12

đó cơ hội để hình thành cơ chế bất ổn định gen chỉ thỉnh thoảng mới có thể
vượt qua được. Ngược lại, nguy cơ ung thư đại - trực tràng cao hơn nhiều ở
các polyp có nguồn gốc ở những bệnh nhân ung thư đại - trực tràng thuộc

nhóm không đa polyp tuyến di truyền, cũng như ở một số nhóm mô bệnh
học từ các lộ trình khác [60].
1.2.2 Lộ trình bất ổn định vi vệ tinh
Vi vệ tinh là một vùng nucleotide lặp đi lặp lại trên chuỗi ADN. Có
thể lặp lại một hoặc nhiều kiểu nuceotide. Chiều dài chuỗi nucleotide lặp lại
này dao động từ 2-5 cặp base và thường được lặp đi lặp lại từ 5-50 lần
[162]. Vi vệ tinh hiện diện tại hàng ngàn vị trí trong bộ gen của một sinh
vật. Ngoài ra, các vùng vi vệ tinh này có tỷ lệ đột biến cao hơn các vùng
khác của ADN dẫn đến sự đa dạng di truyền rất cao ở sinh vật [30].
Lộ trình bất ổn định vi vệ tinh còn được gọi là lộ trình đột biến. Ngoài
lộ trình BOĐNST, lộ trình bất ổn định vi vệ tinh cũng là một cơ chế chính
cho sự bất ổn định của bộ gen trong ung thư đại - trực tràng. Khoảng 20%
ung thư đại - trực tràng có kiểu hình phân tử bất ổn định vi vệ tinh, do mất
chức năng bình thường của hệ thống sửa lỗi bắt cặp sai có vai trò sửa lỗi
AND sau sao chép. Hệ thống SLBCS bao gồm ít nhất 7 protein: MLH1,
MLH3, MSH2, MSH3, MSH6, PMS1 và PMS2. Các protein phối cặp với
nhau kiểu khác loại để thực hiện chức năng sửa lỗi bắt cặp sai. Trong đó,
MLH1 và MSH2 là hai protein thiết yếu của bộ máy sửa lỗi bắt cặp sai và
hình thành 5 kiểu phối cặp khác loại gồm: MSH2-MSH3; MSH2-MSH6;
MLH1-PMS1; MLH1-PMS2; MLH1-MLH3 [68].
Do men ADN polymerase có đặc tính dễ bị sai sót trong trùng hợp
hình thành các trình tự lặp lại ngắn nên khi hệ thống SLBCS bị rối loạn
chức năng sẽ không sửa chữa được các sai sót này. Phân tích các sai sót ở
các vi vệ tinh bằng cách phân tích và so sánh đồng thời mô u và mô lành
(đại diện cho tế bào dòng mầm). Bộ 5 dấu ấn tiêu chuẩn được thống nhất áp