Luận án tiến sĩ sinh học phát hiện người mang đột biến gen ATP7B trong các thành viên gia đình bệnh nhân wilson

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
pu

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Nguyễn Thị Mai Hương

PHÁT HIỆN NGƯỜI MANG ĐỘT BIẾN GEN
ATP7B TRONG CÁC THÀNH VIÊN GIA ĐÌNH
BỆNH NHÂN WILSON

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2018


VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG

PHÁT HIỆN NGƯỜI MANG ĐỘT BIẾN GEN ATP7B
TRONG CÁC THÀNH VIÊN GIA ĐÌNH
BỆNH NHÂN WILSON

Chuyên ngành: Di truyền học
Mã số: 9 42 01 21

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

1. GS. TS. Tạ Thành Văn
Trường Đại học Y Hà Nội
2. GS. TS. Phan Văn Chi
Viện Công nghệ sinh học


Lời cảm ơn
Nghiên cứu được thực hiện dưới sự hỗ trợ, giúp đỡ của rất nhiều người. Tôi
xin được trân trọng cảm ơn và luôn luôn ghi nhớ!
Lời cảm ơn sâu sắc nhất tôi xin gửi đến toàn bộ bệnh nhân Wilson và gia đình
họ. Nếu không có sự hợp tác nhiệt tình của họ, tôi đã không thể hoàn thành được
nghiên cứu này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn hai người thầy: GS.TS. Tạ Thành Văn, Trường Đại
học Y Hà Nội và GS.TS. Phan Văn Chi, Viện Công nghệ sinh học đã hướng dẫn, chỉ
bảo cho tôi trong thời gian qua.
Tôi vô cùng biết ơn PGS.TS. Trần Vân Khánh, Trường đại học Y Hà Nội đã
giúp đỡ và góp ý tận tình cho tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các vị lãnh đạo Bệnh viện Nhi
Trung Ương và các anh, chị đồng nghiệp, đặc biệt là TS.BS Nguyễn Phạm Anh
Hoa, Trưởng Khoa Gan-Mật đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu
Tôi thực sự xúc động và tự hào bởi sự hỗ trợ nhiệt tình, sự động viên, chia sẻ
của lãnh đạo và các đồng nghiệp tại Khoa Di truyền và Sinh học phân tử, nơi tôi
đang công tác, để tôi hoàn thành nhiệm vụ và nghiên cứu của tôi!
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô và các anh, chị tại Viện Công nghệ
sinh học, Viện Nghiên cứu hệ gen đã giúp đỡ tôi trong những chặng đường đã qua.
Bố, mẹ đã mang tôi đến với cuộc sống, luôn dõi theo, cổ vũ và hỗ trợ! Tôi xin
dành tặng kết quả nhỏ bé này tới bố mẹ tôi! Tôi cũng vô cùng cảm ơn sự chia sẻ,
giúp đỡ của các em tôi, của những người bạn dành cho tôi. Họ là động lực để tôi

luôn luôn cố gắng không ngừng.
Chồng và các con của tôi là những người thân yêu nhất ở bên cạnh tôi, luôn
động viên và yêu thương vô bờ bến! Đặc biệt, tôi muốn được chia sẻ niềm vui này
với một thiên thần nhỏ trong gia đình tôi, con là lý do để tôi sống tốt hơn mỗi ngày.
Vì con, tôi nguyện cố gắng để làm được những điều có ý nghĩa với gia đình, với
cuộc sống và đặc biệt là với bệnh nhân của tôi.
Nguyễn Thị Mai Hương

i


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan:
Đây là công trình nghiên cứu của tôi và một số kết quả phối hợp với một số
đồng nghiệp khác;
Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực, một phần đã được
công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành với sự đồng ý và cho phép của các
đồng tác giả;
Phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kì công trình nào khác.

Hà Nội, ngày 29 tháng 06 năm 2018
Tác giả

Nguyễn Thị Mai Hương

ii


MỤC LỤC

1.1.

1.2.

1.3.

MỞ ĐẦU ...................................................................................................

1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................

3

Lịch sử nghiên cứu bệnh Wilson ............................................................

3

1.1.1.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................
3

1.1.2.

Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam ...........................................................
6

Dịch tễ học và phân loại bệnh Wilson ....................................................

8

1.2.1.

Dịch tễ học ................................................................................................
8

1.2.2.

Phân loại bệnh ...........................................................................................
9

Cơ sở di truyền phân tử bệnh Wilson ....................................................

9

1.3.1.

Vị trí, cấu trúc phân tử gen ATP7B ...........................................................
9

1.3.2.

Cấu trúc và chức năng protein ATP7B .....................................................
9

1.3.3.

Đặc điểm đột biến gen ATP7B ................................................................
11

1.4.

Cơ chế bệnh sinh bệnh Wilson ............................................................... 14

1.5.

Đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng, tiêu chuẩn chẩn đoán, điều
trị bệnh Wilson ......................................................................................... 18

1.6.

1.7.

1.5.1.

Đặc điểm lâm sàng ....................................................................................
18

1.5.2.

Đặc điểm cận lâm sàng, tiêu chuẩn chẩn đoán và điều trị
23
bệnh Wilson ...............................................................................................

Phát hiện người mang gen ATP7B bị đột biến và chẩn đoán
trước sinh bệnh Wilson ........................................................................... 26
1.6.1.

Phát hiện người mang gen ATP7B bị đột biến ................................ 26

1.6.2.

Chẩn đoán trước sinh bệnh Wilson ...........................................................
27

Các kỹ thuật sinh học phân tử được sử dụng trong chẩn đoán xác
định bệnh Wilson ..................................................................................... 28


1.7.1.

Giải trình tự gen bằng phương pháp Sanger ................................ 28

1.7.2.

Một số phương pháp khác được dùng trong phát hiện đột
29
biến gen ATP7B .........................................................................................

1.7.3.

Phương pháp phân tích đột biến mới.........................................................
31

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.... 33
2.1.

2.2.

2.3

Đối tượng nghiên cứu .............................................................................. 33
2.1.1.

Nhóm bệnh nhân và các thành viên trong gia đình ................................
33

2.1.2.

Nhóm chẩn đoán trước sinh ................................................................
33

2.1.3.

Tiêu chuẩn lựa chọn ..................................................................................
33

2.1.4.

Tiêu chuẩn loại trừ.....................................................................................
35

Hóa chất và thiết bị .................................................................................. 36
2.2.1.

Hóa chất ................................................................................................
36

2.2.2.

Thiết bị và các loại tiêu hao................................................................
38

Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 38
2.3.1.

Thiết kế nghiên cứu ...................................................................................
38

2.3.2.

Xây dựng phả hệ và thu thập mẫu .............................................................
38

2.3.3.

Phương pháp sử dụng trong phát hiện đột biến gen ATP7B
42
cho bệnh nhân Wilson và các thành viên trong gia đình ...........................

2.3.4.

Phương pháp sử dụng trong chẩn đoán trước sinh cho thai nhi ................
47

2.4

Đạo đức nghiên cứu ................................................................................. 49

2.5

Thời gian và địa điểm nghiên cứu .......................................................... 49

2.6.

Sơ đồ nghiên cứu ...................................................................................... 49
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .............................................. 51

3.1.

Kết quả xác định đột biến gen ATP7B cho các thành viên trong
gia đình bệnh nhân Wilson ..................................................................... 51


3.2.

3.1.1.

Phát hiện đột biến gen ATP7B cho 78 bệnh nhân Wilson .........................
51

3.1.2.

Xác định đột biến gen ATP7B cho các thành viên gia đình
74
bệnh nhên Wilson ......................................................................................

Chẩn đoán trước sinh bệnh Wilson ....................................................... 88
3.2.1.

Kết quả tách DNA tổng số từ dòng tế bào ối và PCR ...............................
88

3.2.2.

Kết quả chẩn đoán trước sinh bệnh Wilson ...............................................
89

CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN KẾT QUẢ .................................................... 93
4.1.

4.2.

Phát hiện đột biến gen ATP7B cho các thành viên trong gia đình
96
bệnh nhân Wilson ....................................................................................
4.1.1.

Đặc điểm đột biến gen ATP7B của 78 bệnh nhân Wilson ........................
96

4.1.2.

Ý nghĩa của sàng lọc đột biến cho các thành viên gia đình
bệnh nhân Wilson ......................................................................................
109

Ý nghĩa của chẩn đoán trước sinh bệnh Wilson ................................... 119
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 122

NHỮNG CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN
QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ............................................................................... 124
TÓM TẮT LUẬN ÁN BẰNG TIẾNG ANH ......................................... 125
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 131
PHỤ LỤC..................................................................................................

1

Phụ lục 1. Danh sách bệnh nhân, kết quả tách DNA tổng sổ và phân
tích đột biến gen của 78 bệnh nhân và các thành viên trong 55 phả hệ ....

1

Phụ lục 2. Danh sách và kiểu gen của 78 bệnh nhân Wilson .................... 16
Phụ lục 3. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR 21 exon của gen ATP7B ....... 21
Phụ lục 4. Trình tự đột biến gen của bệnh nhân có đột biến mới
IVS20+4A>G ............................................................................................. 22
Phụ lục 5. Bảng mã di truyền và viết tắt các acid amin ............................. 23


Phụ lục 6. Phả hệ và trình tự đột biến gen của các phả hệ được phát
hiện sớm người mắc bệnh Wilson chưa có biểu hiện lâm sàng................. 24
Phụ lục 7. Kết quả sàng lọc đột biến đích cho các thành viên trong gia
đình bệnh nhân mã số WBW120501 ......................................................... 30
Phụ lục 8. Kết quả tách DNA của 3 mẫu dịch ối sau nuôi cấy .................. 32


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Tên đầy đủ

Nghĩa tiếng việt

ARMS

Amplification refractory mutation

Hệ thống đột biến chịu nhiệt

system

nhân bản

ATOX1

Antioxidant protein 1

ATP

Adenosine triphosphate

ATP7A

ATPase copper transporting alpha

ATP

vận

chuyển

đồng,

chuyển

đồng,

chuỗi alpha
ATP7B

ATPase copper transporting beta

ATP

vận

chuỗi beta
bp

base pair

Cặp bazơ

cDNA

complementary DNA

DNA bổ sung

CTR1

Copper transporter

Chất vận chuyển đồng

cs

Cộng sự

Cu

Đồng

DNA

Desoxyribonucleic acid

ddNTP

Dideoxynucleotide triphosphate

dNTP

Deoxynucleotide triphosphate

EtBr

Ethidium bromide

h

hour

kb

kilo base

kDa

kilo Dalton

KF

Kayser-Fleischer

MDD

Maximum dependence

Phụ thuộc tối đa mô hình

Decompositon Model

phân hủy

Multiplex Ligat on-dependent

Kỹ thuật khuếch đại đa mồi

Probe Amplification

dựa vào phản ứng nối

Markov Model

Mô hình Markov

MLPA

MM

giờ

vi


MM/MM Missense mutation/ Missense

Đột biến sai nghĩa/Đột biến

mutation

sai nghĩa

mRNA

messenger RNA

RNA thông tin

MRI

Magnetic resonance imaging

Chụp cộng hưởng từ

RNA

Ribonucleic acid

NST

Nhiễm sắc thể

PCR

Polymerase chain reaction

Phản ứng chuỗi trùng hợp

RFLP

Restricted fragment length

Đa hình đột dài đoạn cắt giới

polymorphism

hạn

Servere mutation/Servere

Đột biến nghiêm trọng/Đột

mutation

biến nghiêm trọn

Servere mutation/Missense

Đột biến nghiêm trọng/Đột

mutation

biên sai nghĩa

SNPs

Single nucleotide polymorphisms

Đa hình nucleotid đơn

TGE

Thr-Gly-Glu

TGEA

Thr-Gly-Glu-Ala

TM

Transmembrane

Xuyên màng

UTR

Untranslated region

Vùng không dịch mã

WMM

Weight Matrix Model

Mô hình ma trận trọng lượng

SM/SM

SM/MM

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1

Bảng điểm Leipzig 2001 trong chẩn đoán bệnh Wilson ........................

34

Bảng 2.2

Các cặp mồi dùng trong PCR và giải trình tự gen ATP7B .....................
37

Bảng 2.3

Thành phần PCR .......................................................................................
43

Bảng 2.4

Thành phần phản ứng giải trình tự gen ....................................................
43

Bảng 3.1

Phân bố bệnh nhân theo giới và độ tuổi phát bệnh trung bình .............
52

Bảng 3.2

Phân bố bệnh nhân theo địa phương ...................................................
52

Bảng 3.3

Kiểu gen của 78 bệnh nhân Wilson ....................................................

53

Bảng 3.4

Tỷ lệ các đột biến gen ATP7B trong nghiên cứu ................................
55

Bảng 3.5

Các đa hình trên gen ATP7B được phát hiện trong nghiên cứu ...........
64

Bảng 3.6

Tỷ lệ phát hiện đột biến trên các vùng gen ATP7B .............................
64

Bảng 3.7

Kết quả phân tích đột biến mới bằng chương trình tin sinh .................
69

Bảng 3.8

Kiểu gen, đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng của 7 bệnh nhân
Wilson có đột biến mới ................................................................ 70

Bảng 3.9

Kết quả phân tích đột biến vùng cắt, nối của gen ATP7B....................

72

Bảng 3.10

Kết quả sàng lọc đột biến gen ATP7B cho các thành viên của
55 phả hệ............................................................................................
74

Bảng 3.11

Tỷ lệ người mang gen bệnh ở bố, mẹ của bệnh nhân Wilson ..............
75

Bảng 3.12

Tỷ lệ người mang gen bệnh ở nhóm anh, chị, em ruột của bệnh
nhân Wilson .......................................................................................
75

Bảng 3.13

Đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng của 13 trường hợp bị
Wilson được phát hiện qua sàng lọc gia đình................................ 76

Bảng 3.14

Đặc điểm cận lâm sàng, kiểu gen và điểm chẩn đoán của 5
trường hợp mắc Wilson chưa có biểu hiện lâm sàng ...........................
83

Bảng 3.15

Tỷ lệ người mang gen bệnh ở nhóm họ hàng của bệnh nhân.................
86

Bảng 3.16

Kết quả chẩn đoán trước sinh bệnh Wilson.............................................
89

Bảng 4.1

Đột biến thường gặp trên gen ATP7B trong nghiên cứu và một
số nước châu Á ..................................................................................
103

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1.

Gen ATP7B và protein ATP7B-ATPase tương ứng ở người .................
10

Hình 1.2

Quá trình chuyển hóa đồng trong gan .....................................................
17

Hình 2.1

Sơ đồ nghiên cứu ................................................................................
50

Hình 3.1

Trình tự gen của bệnh nhân mã số WBW160802 ................................
57

Hình 3.2

Trình tự gen của bệnh nhân mã số WBW100604 ................................
58

Hình 3.3

Trình tự gen của bệnh nhân mã số WBW160609 ................................59

Hình 3.4

Trình tự gen của bệnh nhân mã số WBW170704 ................................60

Hình 3.5

Trình tự gen của bệnh nhân mã số WBW160507 ................................61

Hình 3.6

Trình tự gen của bệnh nhân mã số WBW160507 ................................

62

Hình 3.7

Trình tự gen của bệnh nhân mã số WBW140801 ................................
63

Hình 3.8

Biểu đồ tỷ lệ phát hiện đột biến trên các vùng gen ATP7 ....................
65

Hình 3.9

Vị trí và tỷ lệ các đột biến gen ATP7B trong nghiên cứu .....................
66

Hình 3.10 Sơ đồ các bước phát hiện đột biến gen ATP7B cho bệnh nhi
mắc bệnh Wilson ......................................................................................
68
71
Hình 3.11 Kết quả phân tích đột biến F1026Y bằng chương trình SIFT ...............
Hình 3.12

Kết quả phân tích đột biến F1026Y bằng chương trình
Polyphen-2 và MutationTaster ................................................................
71

Hình 3.13 Kết quả phân tích đột biến IVS20+4A>G bằng phần mềm

73

BDGP ........................................................................................................
78
Hình 3.14 Phả hệ của gia đình bệnh nhân WBW160101 và WBW160602 ...........
79
Hình 3.15 Trình tự gen của gia đình bệnh nhân mã số WBW160101 ....................
80
Hình 3.16 Trình tự gen của gia đình bệnh nhân mã số WBW160602 ....................
81
Hình 3.17 Phả hệ của gia đình bệnh nhân mã số WBW160904 .............................
82
Hình 3.18 Trình tự gen của gia đình bệnh nhân mã số WBW160904 ..................
84
Hình 3.19 Phả hệ của gia đình bệnh nhân mã số WBW100901 .............................
Hình 3.20 Trình tự gen của gia đình bệnh nhân mã số WBW100901 ....................85
86
Hình 3.21 Phả hệ của gia đình bệnh nhân mã số WBW120501 .............................
87
Hình 3.22 Trình tự gen của gia đình bệnh nhân mã số WBW120501 ....................

ix


88
Hình 3.23 Điện di sản phẩm PCR của 3 mẫu chẩn đoán trước sinh .......................
90
Hình 3.24 Phả hệ gia đình thai phụ mã số AFW151105 .........................................
91
Hình 3.25 Trình tự gen của gia đình thai phụ mã số AFW151105 .........................

92
Hình 3.26 Phả hệ gia đình thai phụ mã số AFW150804 .........................................
93
Hình 3.27 Trình tự gen của gia đình thai phụ mã số AFW150804 .........................
94
Hình 3.28 Phả hệ gia đình thai phụ mã số AFW160501 .........................................
95
Hình 3.29 Trình tự gen của gia đình thai phụ mã số AFW160501 .........................
Hình 4.1

Biểu đồ các exon của gen ATP7B có tỷ lệ phát hiện đột biến
cao trong nghiên cứu và các nghiên cứu khác ........................................
106

x


1

1.

MỞ ĐẦU

Bệnh Wilson là một bệnh di truyền lặn hiếm gặp trên thế giới với tỷ lệ mắc từ
1/5000 đến 1/30000 trẻ đẻ sống do đột biến gen ATP7B. Gen ATP7B mã hóa protein
ATPase, có chức năng vận chuyển đồng từ gan để bài tiết ra ngoài thông qua mật.
Rối loạn chức năng protein ATPase là nguyên nhân dẫn đến đồng tích lũy phần lớn
tại gan và một số cơ quan khác chẳng hạn như não, thận và do đó gây ra các bệnh
liên quan đến gan, tâm thần và thần kinh.
Wilson là bệnh có biểu hiện lâm sàng vô cùng phong phú và phát bệnh ở nhiều

độ tuổi khác nhau. Trên thực tế, bệnh nhân Wilson ở Việt Nam thường được chẩn
đoán ở giai đoạn muộn do bệnh nhân không có điều kiện khám, chữa bệnh hoặc do
không được thăm khám đúng chuyên khoa vì kiểu hình của bệnh rất đa dạng. Nếu
bệnh nhân Wilson không được chẩn đoán và điều trị sớm, đồng dư thừa sẽ tích lũy
trong các mô của cơ thể, làm tổn thương nghiêm trọng các cơ quan này và có thể tử
vong do suy gan cấp và suy gan tối cấp. Bởi vậy chẩn đoán xác định bệnh Wilson
có ý nghĩa quan trọng trong thực hành lâm sàng và tiên lượng bệnh.
Bệnh Wilson có thể được chẩn đoán theo thang điểm Leipzig nhưng khi đó
bệnh nhân đã có nhiều triệu chứng khiến cho việc điều trị bệnh tốn kém và gặp
nhiều khó khăn. Trong khi xét nghiệm di truyền dựa trên phát hiện đột biến gen
ATP7B không những là phương pháp duy nhất được sử dụng trong chẩn đoán xác
định bệnh ở bất kì giai đoạn nào của bệnh mà còn là xét nghiệm được dùng để chẩn
đoán phân biệt bệnh Wilson với nhiều bệnh lý khác liên quan đến gan và thần kinh
chưa rõ nguyên nhân. Đặc biệt, người mắc bệnh Wilson chưa có biểu hiện lâm sàng
chỉ có thể được phát hiện sớm bằng xét nghiệm di truyền. Khi được chẩn đoán sớm,
bệnh nhân sẽ được điều trị sớm, tiết kiệm chi phí chữa bệnh, tránh các biểu hiện và
biến chứng nguy hiểm.
Một trong những nghĩa quan trọng khác của phân tích đột biến gen ATP7B là
vai trò của nó trong phát hiện người mang gen bệnh Wilson. Nếu bệnh nhân Wilson
có thể được chẩn đoán theo thang điểm Leipzig thì người mang gen bệnh không thể


2

phát hiện được bởi họ hầu như không có biểu hiện lâm sàng và bất thường trên xét
nghiệm sinh hóa. Vì vậy, xét nghiệm di truyền là phương pháp duy nhất để xác định
người mang gen bệnh, đặc biệt trong các trường hợp sàng lọc đột biến gen ATP7B
cho người hiến tạng trước khi ghép gan cho bệnh nhân Wilson thể suy gan tối cấp
bởi người hiến tạng phù hợp phải là người không bị bệnh hoặc không mang gen
bệnh Wilson. Hơn thế nữa, phát hiện người mang gen bệnh còn là cơ sở của tư vấn

di truyền tiền hôn nhân và chẩn đoán trước sinh nhằm giảm tỷ lệ sinh con mắc bệnh
và nâng cao chất lượng cuộc sống của người bệnh và gia đình.
Cho đến nay, một số nghiên cứu về đột biến gen ATP7B ở Việt Nam đã được
thực hiện trên qui mô nhỏ nên chưa đại diện cho đặc điểm đột biến gen ATP7B ở
người Việt Nam, cũng như chưa xác định được tần suất các loại đột biến gen. Việc
phát hiện đột biến cho bệnh nhân Wilson cần thực hiện trên toàn bộ gen ATP7B
khiến cho chi phí xét nghiệm rất tốn kém và cần nhiều thời gian, có thể ảnh hưởng
đến điều trị bệnh. Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài “Phát hiện người mang đột
biến gen ATP7B trong các thành viên gia đình bệnh nhân Wilson” được thực
hiện nhằm phát hiện đột biến thường gặp và vùng thường xảy ra đột biến của gen
ATP7B ở Việt Nam để từ đó xây dựng quy trình phát hiện đột biến cho bệnh nhân
Wilson, đồng thời phát hiện sớm người bệnh chưa có biểu hiện lâm sàng và người
mang gen bệnh để làm cơ sở tư vấn di truyền, điều trị, tiên lượng bệnh và chẩn đoán
trước sinh bệnh Wilson. Xét nghiệm di truyền đã mở ra một bước tiếp cận mới
trong chẩn đoán và điều trị bệnh Wilson nói riêng và các bệnh di truyền nói chung ở
Việt Nam. Chẩn đoán và điều trị sớm không chỉ giúp các bệnh nhân Wilson cải
thiện chất lượng sống, hòa nhập tốt với cộng đồng, giảm chi phí điều trị mà còn
giúp tư vấn di truyền cho người bệnh và gia đình họ. Vì vậy, nghiên cứu này được
tiến hành với mục tiêu sau:
1. Phát hiện người mang đột biến gen ATP7B cho các thành viên trong gia
đình có tiền sử mắc bệnh Wilson.
2. Bước đầu chẩn đoán trước sinh cho thai phụ có tiền sử sinh con mắc
bệnh Wilson.


3

1. CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU BỆNH WILSON

1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Bệnh Wilson là bệnh di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường (NST) thường do
đồng lắng đọng ở các mô trong cơ thể, nhiều nhất ở gan và não. Biểu hiện lâm sàng
của bệnh chủ yếu liên quan đến bệnh gan, thần kinh, tâm thần (Ferenci và cs, 2012).
Năm 1850, Wilson lần đầu tiên được báo cáo là một hội chứng mang đặc điểm
lâm sàng có tính chất di truyền hay bệnh thoái gan (Aoki, 2004).Năm 1912, bệnh
Wilson được nhà thần kinh học người Anh, Samuel Alexander Kinnier Wilson
(1878-1937) mô tả là bệnh “thoái hóa tiến triển hình hạt đậu”, mang tính chất gia
đình, có thể tử vong do bệnh thần kinh kèm theo các bệnh về gan mạn tính dẫn tới
xơ gan. Nghiên cứu mô tả đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng được thực hiện trên
bệnh nhân Wilson đã cho thấy mối liên quan giữa các bất thường trên xét nghiệm
sinh hóa và di truyền (Das và cs, 2006).
Năm 1993, gen ATP7B gây bệnh Wilson đã được tách dòng thành công. Gen
ATP7B là một thành viên của nhóm ATPase vận chuyển cation (Yamaguchi và cs,
1993; Tanzi và cs, 1993). Năm 1994, gen ATP7B đã được mô tả cấu trúc và chức
năng một cách đầy đủ (Wu và cs, 1994). Từ đó, gen ATP7B được nghiên cứu ở
nhiều nước trên thế giới bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm: PCR
(Polymerase Chain Reaction), PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-Restricted
Fragment Length Polymorphism) và giải trình tự gen. Người châu Âu và Địa Trung
Hải có lượng đột biến rất phong phú, đột biến thường gặp nhất là H1069Q (Ferenci,
2006; Loudianos và cs, 1999), đột biến thay thế Histidin thứ 1069 trên chuỗi
polypeptid thành Glutamin (Phụ lục 5-Bảng mã di truyền và kí hiệu viết tắt của các
acid amin). Nghiên cứu phát hiện đột biến từ exon 5 đến exon 21, tác giả Shah đã
phát hiện 27 đột biến khác nhau, bao gồm 5 đột biến mất đoạn hoặc thêm đoạn (dẫn


4

đến làm dịch khung đọc mở), 16 đột biến thay thế nucleotid (do bị thay đổi bộ ba), 2

đột biến vô nghĩa (đột biến tạo mã kết thúc sớm) và 2 đột biến vùng cắt, nối (Shah
và cs, 1997; Nussbaum và cs, 2007), trong đó đột biến H1069Q là phổ biến nhất.
Đây cũng là đột biến có tỷ lệ phát hiện cao nhất (37%) trong số 50 đột biến tìm thấy
trong nghiên cứu gồm 136 bệnh nhân mắc Wilson đến từ Italia, Thổ Nhĩ Kì, Tây
Ban Nha và đột biến tìm thấy thường ở thể đột biến dị hợp tử kép (Loudianos và cs,
1999) và Hungary (Firneisz và cs, 2002).
Nghiên cứu đột biến gen ATP7B được thực hiện ở một số nước khu vực Đông
Á chẳng hạn như Trung Quốc (Liu và cs, 2004; Wu và cs, 2000; Wu và cs, 2001; Li
và cs, 2011), Hàn Quốc (Yoo và cs, 2002; Gu và cs, 2003; Park và cs, 2007; Lee và
cs, 2011), Đài Loan (Wan và cs, 2006; Lin và cs, 2010) và Nhật Bản (Okada và cs,
2000; Kusuda và cs, 2000). Ngoài ra, nghiên cứu đột biến gen ATP7B đã được hự
chiện trên người Iran (Maleki và cs, 2013). Một số quốc gia khác chẳng hạn như:
Pakistan, Bangladesh, Indonesia, Philippine hiện vẫn chưa có công bố về đột biến
gen ATP7B (Ferenci và cs, 2007). Ở khu vực Đông Nam Á, nghiên cứu phát hiện
đột biến gen ATP7B rất hiếm gặp hoặc được thực hiện với cỡ mẫu nhỏ. Một nghiên
cứu trên người Thái Lan đã phát hiện 2 đột biến, c.1870_1871delGA trên exon 6 và
M1359V trên exon 20 (Treepongkaruna và cs, 2010), tuy nhiên đây không phải là
đột biến phổ biến ở Châu Á (Ferenci, 2006).
Đột biến mới trên gen ATP7B được công bố trong nhiều y văn quốc tế
(Kusuda và cs, 2000; Leggio và cs, 2006; Kuppala và cs, 2009; Geng và cs, 2013)
và cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của chúng đến chức năng của gen ATP7B.
Các đột biến này được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, chẳng hạn
như: nghiên cứu in silico (sử dụng các chương trình tin sinh để đánh giá ảnh hưởng
của đột biến đến cấu trúc và chức năng của gen), in vivo, in vitro (Squitti và cs,
2014; Dong và cs, 2016) và nghiên cứu mô hình cấu trúc không gian của gen
(Huster và cs, 2012) để đánh giá ảnh hưởng của đột biến mới đến cấu trúc, chức
năng của protein. Nghiên cứu thực nghiệm in vivo hoặc in vitro trên tế bào nấm men
hoặc tế bào động vật có ý vai trò tiên quyết để khẳng định chắc chắn đột biến mới

5

trên gen ATP7B là đột biến gây bệnh hay không gây bệnh (Forbes và Cox, 1998;
Squitti và cs, 2014). Một số đột biến là đột biến gây bệnh khi phân tích bằng các
chương trình tin sinh, trong khi nghiên cứu thực nghiệm lại có kết quả ngược lại,
chẳng hạn kết quả phân tích hàm cPdel cho thấy đột biến M645R, V995A, R1041W,
R1041P, A1183T... là những đột biến gây bệnh nhưng nghiên cứu thực nghiệm cho
thấy những đột biến trên không ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển đồng. Ngoài
ra, đột biến M769V, L776V chưa được phân loại một cách chắn chắn là đột biến
gây bệnh hay là một biến dị (variant). Nghiên cứu ở mức độ chức năng của protein
nhờ biểu hiện gen trong nấm men đã cho thấy M769V là đột biến gây bệnh và
L776V chỉ là một biến dị hiếm gặp hoặc là một đột biến ảnh hưởng đến quá trình
định vị nội bào của protein ATP7B, qua đó làm giảm lượng đồng nội bào (Forbes
và Cox, 1998). Việc phân tích, đánh giá đột biến mới luôn cần có sự kết hợp của
nhiều chương trình tin sinh và quan trọng nhất vẫn là thực hiện các nghiên cứu đột
biến mới ở mức độ protein (Forbes và Cox, 1998; Park và cs, 2007). Từ năm 1995,
nghiên cứu về chức năng của gen ATP7B đã được thực hiện trên các chủng nấm
men (Forbes và Cox, 1998), tế bào CHO-K1 (Cater và cs, 2007; Wan và cs, 2010)
để nghiên cứu ảnh hưởng của các đột biến gen ATP7B đến quá trình vận chuyển
đồng. Nghiên cứu in vivo và in vitro có thể phân biệt được ảnh hưởng của đột biến
gen đến quá trình cuộn gập của protein (protein folding) hoặc chức năng của
protein. Theo tác giả Huster, đột biến D1027A ảnh hưởng đến năng suất vận chuyển
đồng do phá vỡ quá trình thủy phân mặc dù nó không ảnh hưởng đến việc liên kết
đồng (Huster và cs, 2012). Đột biến vùng mã hóa và không dịch mã được nghiên
cứu bằng phương pháp cách tách dòng gen và tạo đột biến điểm trực tiếp. Dòng tế
bào có đột biến điểm được chuyển vào các tế bào CHO-K1 để đánh giá ảnh hưởng
của các đột biến này đến chức năng của gen. Kết quả cho thấy, đột biến sai nghĩa
vùng điều khiển gen đã làm giảm hoạt tính của vùng điều khiển gen, từ 13 đến 51%.
Nghiên cứu biểu hiện tế bào bị đột biến vùng cắt nối của exon 12 trên tế bào CHOK1 cho thấy thể bị đột biến bị giảm khả năng vận chuyển đồng đến 80% so với thể
không bị đột biến (Wan và cs, 2010).

6

Wilson là bệnh lý đặc biệt bởi sự liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình. Kiểu
hình của bệnh Wilson không chỉ phụ thuộc vào thể đột biến, mà còn phụ thuộc vào
từng loại đột biến cụ thể xảy ra trên các vị trí khác nhau của gen ATP7B (Fan và cs,
2000; Lei và cs, 2004; Bie và cs, 2007; Chang và cs, 2017). Tuy nhiên, phần lớn y
văn báo cáo kết quả nghiên cứu một số đột biến thường gặp đến biểu hiện lâm sàng
của bệnh. Theo đó, bệnh nhân bị đột biến đồng hợp tử R778L có biểu hiện bệnh từ
sớm và lâm sàng nặng của thể bệnh gan (Forbes và Cox, 1998; Kusuda và cs, 2000).
Trong khi, đột biến R778Q được tìm thấy trên người Đài Loan gây ra hậu quả ít
nghiêm trọng hơn so với đột biến R778L, mặc dù Glutamin có tính chất gần với
Arginin hơn là Leucin (Forbes và Cox, 1998). Đột biến dị hợp tử R778L trên gen
ATP7B (ví dụ kiểu gen c.2871delC/R778L) không ảnh hưởng nhiều đến kiểu hình
của bệnh nhân Wilson (Okada và cs, 2000) nhưng một số nghiên cứu khác đã không
thể khẳng định mối liên quan giữa đột biến đồng tử R778L và các triệu chứng lâm
sàng của bệnh gan ở bệnh nhân Wilson (Bie và cs, 2007). Bệnh nhân bị đột biến
đồng hợp tử R779L thường có vấn đề về ngôn ngữ, cử động lưỡi và bệnh biểu hiện
muộn, thường từ 18 tuổi, trong khi bệnh nhân dị hợp tử với đột biến này có thể
được chia thành hai nhóm: nhóm có vấn đề về cử động lưỡi và nhóm có vấn đề về
nội tạng (Fan và cs, 2000); đồng hợp tử đột biến H1069Q không liên quan đến mức
độ biểu hiện của bệnh (Anjali và cs, 1997) nhưng có thể ảnh hưởng đến độ tuổi phát
bệnh và thể bệnh thần kinh (Firneisz và cs, 2002; Bie và cs, 2007); bệnh nhân bị đột
biến đồng hợp tử G943S, V1106I biểu hiện bệnh muộn và ảnh hưởng đến thần kinh
(Forbes và Cox, 1998; Lei và cs, 2004). Bệnh nhân Wilson có kiểu gen đồng hợp tử
đột biến A874V thường biểu hiện bệnh liên quan đến thần kinh và phát bệnh muộn
(Kusuda và cs, 2000).

1.1.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam

Năm 1965, bệnh Wilson trên người Việt Nam được Scheinberg mô tả lần đầu
tiên trong y văn báo cáo khái quát về bệnh Wilson, bao gồm các đặc điểm di truyền,
đặc điểm lâm sàng và sự phân bố địa lý của bệnh Wilson trên thế giới (Scheinberg


7

và cs, 1965). Năm 2005, tác giả Thái Duy Thành đã phân tích các triệu chứng lâm
sàng của bệnh Wilson, một số thay đổi trên hình ảnh học và chỉ số sinh hóa (Thái
Duy Thành, 2005). Năm 2006, tác giả Lê Đức Hinh đã mô tả đặc điểm lâm sàng của
bệnh nhân Wilson. Tuy nhiên, nghiên cứu đã không tiến hành phát hiện đột biến
gen ATP7B (Lê Đức Hinh và cs, 2006).
Năm 2008, tác giả Hoàng Lê Phúc là người đầu tiên tiến hành nghiên cứu đột
biến gen ATP7B trên 16 bệnh nhân nhi mắc bệnh Wilson tại Bệnh viện Nhi Đồng 1,
Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam. Nghiên cứu đã báo cáo 8 đột biến, bao gồm:
P767Pfs, T850I, G943D, I1148T, E1173K, E1372X, IVS15-2 A>G, và 1 đột biến
mới L1015R. Tuy nhiên, đột biến gen ATP7B được sàng lọc từ exon 4 đến exon 21
vì quá trình phân tích gen được thực hiện ở Áo (Hoàng Lê Phúc và cs, 2008). Năm
2010, tác giả Nguyễn Thị Mai Hương đã báo cáo kết quả phát hiện đột biến gen
ATP7B trên 10 bệnh nhân nhi mắc Wilson ở Bệnh viện Nhi Trung Ương. Theo đó,
S105X có thể là một đột biến thường gặp trong nghiên cứu (Nguyễn Thị Mai
Hương và cs, 2010). Ngược lại, nghiên cứu của Đỗ Thanh Hương chỉ phát hiện hai
trường hợp bị đột biến dị hợp tử R778L trên gen ATP7B khi tiến hành phát hiện đột
biến cho 23 bệnh nhân Wilson (Đỗ Thanh Hương và cs, 2010).
Năm 2015, tác giả Phan Tôn Hoàng đã công bố kết quả phân tích đột biến gen
ATP7B trên 61 bệnh nhân Wilson, trong đó 51 bệnh nhân bị đột biến gen ATP7B,
bao gồm 28 đột biến xảy ra trên 13 exon, 1 vùng intron và 5’UTR. Tác giả đã đưa ra
tỷ lệ các vùng đột biến gen và bản đồ đột biến gen ATP7B ở Việt Nam (Phan Tôn
Hoàng, 2015).
Năm 2015-2016, tác giả Đỗ Thanh Hương và Hoàng Lê Phúc đã công bố kết

quả nghiên cứu về mối liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình của bệnh nhân Wilson
ở Việt Nam. Theo đó, kiểu hình của bệnh nhân Wilson không chỉ phụ thuộc loại đột
biến mà còn phụ thuộc vị tri của đột biến gen ATP7B (Hoàng Lê Phúc, 2015; Đỗ
Thanh Hương, 2016). Năm 2017, nghiên cứu của tác giả Phạm Lê Anh Tuấn đã
phát hiện 26 đột biến khác nhau trên 54 bệnh nhân Wilson ở miền Bắc, Việt Nam.


8

Nghiên cứu đã đưa xác định được một số exon có tỷ lệ phát hiện đột biến cao trên
gen ATP7B, bao gồm exon 2, 8, 18 và đột biến thường gặp nhất là S105X (Phạm Lê
Anh Tuấn và cs, 2017).
Như vậy, nghiên cứu phát hiện đột biến gen ATP7B đã được thực hiện tại
nhiều đơn vị khác nhau, trên nhiều cỡ mẫu đại diện cho một số khu vực dân cư nhất
định nên vẫn chưa đưa ra được kết luận chung về đặc điểm đột biến gen ATP7B ở
người Việt Nam. Vì vậy, việc xác định toàn bộ đột biến trên bệnh nhân Wilson cần
tiếp tục được tiến hành trên toàn bộ 21 exon của gen ATP7B để tìm ra đột biến đặc
trưng và các vùng thường xảy ra đột biến ở độ tuổi khác nhau trên người Việt Nam
bị bệnh Wilson, giúp cho việc chẩn đoán và điều trị bệnh hiệu quả.
1.2. DỊCH TỄ HỌC VÀ PHÂN LOẠI BỆNH WILSON

1.2.1. Dịch tễ học
Wilson là một trong những bệnh di truyền chuyển hóa hiếm gặp trên thế giới
với tỷ lệ mắc bệnh Wilson ước tính từ 1/5000 đến 1/30000 trẻ đẻ sống. Tỷ lệ người
mang gen bệnh (carrier) là khoảng 1/90 (Forbes và cs, 1998; Das và cs, 2006).
Wilson là bệnh di truyền lặn, bố và mẹ đều là người truyền gen bị đột biến cho con
của họ (Lutsenko và cs, 2007). Khu vực châu Á bao gồm các quốc gia như Trung
Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản có tần suất mắc bệnh Wilson cao hơn các khu vực khác.
Theo đó, bệnh Wilson là một trong số bệnh di truyền lặn phổ biến ở Hàn Quốc với
tỷ lệ mắc là 1/3000, cao hơn rất nhiều tỷ lệ mắc bệnh trên thế giới; tỷ lệ người mang

đột biến gen là 1/30778 (Zhang và cs, 2011). Iran và Ấn Độ là hai quốc gia có tỷ lệ
người mắc bệnh Wilson rất cao bởi tình trạng hôn nhân cận huyết (Ferenci và cs,
2012; Maleki và cs, 2013) bởi kết hôn cận huyết là một nguyên nhân làm tăng nguy
cơ mắc căn bệnh di truyền lặn này trong cộng đồng (Zhang và cs, 2011; Chaudhry
và cs, 2017). Ấn Độ có 15 đến 20 bệnh nhân Wilson mắc mới một năm. Kết hôn
cận huyết là một nguyên nhân làm tăng nguy cơ mắc căn bệnh di truyền lặn này
trong cộng đồng (Zhang và cs, 2011; Chaudhry và cs, 2017). Bệnh Wilson cũng là
một trong những bệnh di truyền lặn thường gặp nhất ở Hàn Quốc (Jang và cs,


9

2017). Tỷ lệ mắc bệnh Wilson ở Hàn Quốc là 1/3000, cao hơn rất nhiều so với tỷ lệ
mắc bệnh trên thế giới. Tỷ lệ người mang gen bệnh ở Hàn Quốc và Đài Loan khi
sàng lọc một số đột biến thường gặp trên gen ATP7B lần lượt là 1/30.778 và 3/100.
Tỷ lệ người mang đột biến R778L ở người Hồng Kông gốc Trung Quốc (người
Hán) ước tính khoảng 1/200 và tần suất người bị bệnh Wilson là 1/5400, một lần
nữa đã cho thấy tỷ lệ mắc bệnh cao ở một số quốc gia châu Á (Zhang và cs, 2011).

1.2.2. Phân loại bệnh
Wilson thường có 2 thể lâm sàng chính, thể bệnh gan và thể bệnh thần kinh.
Ngoài ra, một số bệnh nhân có biểu hiện lâm sàng kết hợp của cả 2 thể bệnh.
Wilson thể bệnh gan thường gặp nhiều ở trẻ em và người trưởng thành nhiều hơn so
với ở người cao tuổi (Roberts và cs, 2003). Tỷ lệ mắc bệnh Wilson ở nam và nữ như
nhau (Chaudhry và cs, 2017). Những trường hợp Wilson được chẩn đoán muộn
thường gặp tổn thương phối hợp đa cơ quan (Ferenci và cs, 2012).
1.3. CƠ SỞ DI TRUYỀN PHÂN TỬ BỆNH WILSON

1.3.1. Vị trí, cấu trúc phân tử gen ATP7B
Gen ATP7B nằm trên NST số 13 (13q14.3), mã hóa protein ATPase (P type

ATPase copper transporting beta peptide) nhóm phosphate, có vai trò quan trọng
trong quá trình vận chuyển, hấp thu và đào thải đồng. Kích thước toàn bộ gen vào
khoảng 80 kb. Gen gồm có 21 exon và 20 intron, khung đọc mở có kích thước 4,3
kb (Kenney và cs, 2007). Protein ATP7B biểu hiện chức năng chủ yếu trong gan
nhưng cũng tìm thấy trong thận, nhau thai, tuyến vú và phổi (Galehdari và cs, 2012;
Chang và cs, 2017).

1.3.2. Cấu trúc và chức năng protein ATP7B
ATPase nhóm phosphate- ATP7B là một thành viên trong họ protein vận
chuyển kim loại nặng theo cơ chế vận chuyển xuyên màng, đồng thời còn là chất
vận chuyển trung gian của nhiều cation bao gồm Mg2+, Ca2+, Na+, K+, Zn2+, Ag+ và
thường vận chuyển ngược với gradient nồng độ (Lutsenko và cs, 2002). Protein


10

màng này chủ yếu nằm trong mạng lưới Golgi của tế bào gan, một lượng nhỏ trong
não và có thể có trong ty thể (Fatemi và cs, 2002; Roberts và cs, 2003). Trong gan
người bình thường, protein ATP7B đảm nhận 2 chức năng chính: vận chuyển đồng
vào mạng lưới Golgi để liên kết với ceruloplasmin và đào thải đồng dư thừa bằng
cách cô lập kim loại trong túi nội bào để thải ra ngoài qua đường mật ở giai đoạn
tiếp theo; chức năng thứ hai là vận chuyển từ mạng lưới Golgi đến túi nội bào để
đáp ứng với sự tăng cao lượng đồng nội bào (Huster và cs, 2012).

Hình 1.1. Gen ATP7B và protein ATP7B-ATPase tương ứng ở người
(Nguồn: Chang và cs, 2017)
Trong cấu trúc lõi của từng vùng chức năng có các motif được cấu thành từ
các acid amin có tính bảo thủ cao, chẳng hạn như TGEA (Thr-Gly-Glu-Ala) ở vùng
A, DKTGT (Asp-Lys-Thr-Gly-Thr) ở vùng P và SEHPL (Ser-Glu-His-Pro-Leu) ở
vùng N. Đặc biệt, trong vùng liên kết với kim loại (Metal binding) ở đầu tận N có 6

vị trí liên kết với đồng, mỗi vị trí có một motif GMXCXXC (Gly-Met-X (acid amin
bất kì-Cys-X-Cys) có tính ổn định cao (Fatemi và cs, 2002; Chang và cs, 2017).
Vận chuyển đồng xuyên màng là một quá trình phức tạp, vận chuyển theo cách
xuyên màng tế bào nhờ sử dụng năng lượng ATP. Đồng tự do trước tiên được liên
kết với các motif GG trong vùng liên kết với kim loại và được vận chuyển trên các
motif gồm chuỗi acid amin Cys-Pro-Cys (CPC) trong vùng liên kết với kim loại 6.
Cuối cùng, khử photphoryl hóa của acyl-photphat ở vùng A làm cho đồng rải khắp


11

màng tế bào. Một trong các bước này có thể bị ảnh hưởng bởi đột biến gen và gây
ra hậu quả có thể rất nghiêm trọng, dẫn đến mất hoàn toàn chức năng ATP7B, nếu
vị trí đột biến là quan trọng cho việc liên kết của ATP hoặc đồng và/ hoặc chuyển
đổi về hình dạng trong suốt quá trình xúc tác (Huster và cs, 2006). Sự bất hoạt chức
năng của gen cũng có thể bị ảnh hưởng một phần nếu đột biến gen ATP7Blàm giảm
ái lực cho các chất nền, làm chậm quá trình chuyển đổi về hình dạng, hoặc túi
protein. Tuy nhiên, để biết được sự đa dạng trong kiểu hình của bệnh Wilson cần sự
phân tích kết hợp tất cả các tác nhân gây đột biến làm thay đổi sự ổn định protein,
hoạt động và sự định vị protein trong tế bào (Huster và cs, 2012; Chang và cs,2017).

1.3.3. Đặc điểm đột biến gen ATP7B
1.3.3.1. Đột biến gen ATP7B rất đa dạng
Đột biến là những thay đổi hiếm gặp xảy ra trên trình tự nucleotid của một
gen. Đột biến gen thường là nguyên nhân gây bệnh nhưng có thể ảnh hưởng hoặc
không ảnh hưởng đến biểu hiện kiểu hình. Đột biến gen được di truyền từ bố mẹ
(đột biến dòng tế bào mầm) hoặc xảy ra trong quá trình sinh trưởng, phát triển của
mỗi cá thể (đột biến tế bào soma). Trong khi đó, các đa hình cũng là những thay đổi
trên trình tự nucleotid của gen nhưng đa hình thường xảy ra trong quần thể với tỷ lệ
1% hoặc cao hơn. Đa hình có thể không gây hại hoặc có lợi và là nguyên nhân của

sự đa dạng sinh học (Karki và cs, 2015). Với bệnh Wilson, đột biến gen ATP7B rất
phong phú, có thể xảy ra trên toàn bộ gen (Ferenci, 2006). Cho đến nay, hơn 800
đột biến đã được phát hiện trên gen ATP7B ( />(Jang và cs, 2017). Nhiều nghiên cứu trên thế giới liên tục phát hiện thêm các đột
biến mới (Kusuda và cs, 2000; Park và cs, 2007; Manocheri và cs, 2014; Zhang và
cs, 2011) đã khẳng định sự đa dạng của đột biến gen ATP7B. Bệnh nhân Wilson
thường có hai đột biến dị hợp tử (dị hợp tử kép-compound heterozygote), gồm một
đột biến dị hợp tử có nguồn gốc từ bố và một đột biến dị hợp tử có nguồn gốc từ mẹ
(Roberts và cs, 2003; Ferenci và cs, 2004).


12

Trong sô các loại đột biến trên gen ATP7B, đột biến sai nghĩa và đột biến vô
nghĩa thường phổ biến hơn, tiếp đến là đột biến mất đoạn hoặc thêm đoạn nhỏ, đột
biến vùng cắt, nối (Ferenci, 2006; Zhang và cs, 2011; Squitti và cs, 2014). Đột biến
sai nghĩa (hay còn gọi là đột biến điểm) là những đột biến do thay thế một nucleotid
trên trình tự DNA có thể làm thay đổi bộ ba mã hóa khiến cho acid amin này được
thay thế bằng một acid amin khác dẫn đến thay đổi duy nhất 1 acid amin trên chuỗi
polypeptid. Đột biến vô nghĩa (nonsense) là những đột biến điểm xảy ra trên trình tự
DNA, khiến cho mã bộ ba mã hóa một acid amin bình thường bị thay thế bằng 1
trong 3 bộ ba kết thúc, và do vậy quá trình dịch mã sẽ dừng lại ngay tại vị trí bị đột
biến. Quá trình dịch mã bị kết thúc sớm làm cho mRNA dễ bị phân hủy và có thể
không có sản phẩm protein. Thậm chí, mRNA không đủ ổn định để dịch mã, khiến
cho protein bị cụt (truncated), không bền và chúng nhanh chóng bị suy thoái trong
tế bào. Các đột biến do thêm hoặc mất 1 nucleotid hoặc một đoạn nucleotid làm
thay đổi khung đọc mở bắt đầu từ vị trí xảy ra đột biến dẫn đến làm thay đổi trình tự
nucleotid và thêm và hoặc bị mất một hoặc một số bộ ba mã hóa acid amin và do
vậy có thể tạo thành bộ ba kết thúc (Nusbaum, 2007; Chang và cs, 2017). Đột biến
vùng cắt, nối ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp mRNA. Quá trình phiên mã để tạo
thành phân tử mRNA trưởng thành đòi hỏi có sự tham gia của một loạt các sự kiện

khác nhau bao gồm gắn mũ đầu 5’, polyadenylation và cắt, nối gen. Tất các bước
trên đều phụ thuộc vào một trình tự đặt biệt nằm gần các exon-intron (xuôi chiều
đầu 5’) hoặc intron-exon (ngược chiều đầu 3’) hoặc một số trình nucleotid đặc biệt
trên trình gen. Đột biến xảy ra trên trình tự này ảnh hưởng đến quá trình cắt, nối
bình thường, vùng intron gần vị trí đột biến không được cắt bỏ. Do đó, mRNA chưa
qua chế biến vẫn còn các trình tự vùng intron. Ngoài ra, đột biến vùng intron có thể
không ảnh hưởng đến trình tự của vị trí cắt nối xuôi chiều và ngược chiều mà chúng
tạo ra các vị trí cắt nối mới, cạnh tranh với vị trí cắt nối ban đầu của gen trong quá
trình chế biến RNA. Vì thế, sản phẩm mRNA trưởng thành sẽ có một tỷ lệ nhất định
những trình tự intron không được cắt, nối chính xác (Nusbaum, 2007) và đã tạo ra
sản phẩm quá trình dịch mã bất thường.