Nghiên cứu kiểu gen CYP1A1 tại vị trí đa hình rs4646903 và mối liên quan với nồng độ dioxin máu ở người phơi nhiễm chất độc hóa học dioxin

T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 1-2020

NGHIÊN CỨU KIỂU GEN CYP1A1 TẠI VỊ TRÍ ĐA HÌNH rs4646903
VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI NỒNG ĐỘ DIOXIN MÁU Ở NGƯỜI
PHƠI NHIỄM CHẤT ĐỘC HÓA HỌC/DIOXIN
Đào Hồng Dương1; Nguyễn Hoàng Thanh2; Nguyễn Bá Vượng2
TÓM TẮT
Mục tiêu: nghiên cứu phân bố kiểu gen CYP1A1 tại vị trí đa hình rs4646903 và đánh giá mối
liên quan với nồng độ dioxin máu ở nạn nhân phơi nhiễm chất độc hóa học/dioxin. Đối tượng và
phương pháp: nghiên cứu mô tả cắt ngang có phân tích 100 nạn nhân phơi nhiễm chất da
cam/dioxin tại Bệnh viện Quân y 103 và Bệnh viện Quân y 17 từ tháng 01 - 2014 đến 12 - 2016.
Phân tích nồng độ dioxin và 17 chất đồng loại trong máu theo phương pháp sắc ký khí khối phổ
độ phân giải cao (GC/HR-MS), xác định đa hình gen CYP1A1 tại vị trí rs4646903 bằng phương
pháp giải trình tự Sanger. Kết quả và kết luận: tỷ lệ kiểu gen A/A, A/G, G/G, T/G lần lượt là
29%, 45%, 24%, 2%; tỷ lệ alen A 51,5%, alen G 47,5%, alen T 1%. Có sự khác biệt về nồng độ
dioxin, tổng đương lượng độc polychlorinated dibenzo-p-dioxinsvà polychlorinated dibenzofurans giữa
các kiểu gen CYP1A1 rs4646903, trong đó bệnh nhân có kiểu gen chứa alen A có nồng độ độ
2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin và đương lượng độc cao hơn kiểu gen chứa alen G và T.
Tổng đương lượng độc polychlorinated dibenzo-p-dioxins; 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin;
2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-furanscó giá trị xác định alen A với diện tích dưới đường cong > 0,6.
Trong đó, 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-furanscó diện tích dưới đường cong lớn nhất = 0,833;
điểm cắt tại vị trí 1,17ppt có chỉ số Youden J cao nhất (độ nhạy 89,2%; độ đặc hiệu 76,9%).
* Từ khóa: CYP1A1; Dioxin.

ĐẶT VẤN ĐỀ
Dioxin là nhóm hóa chất độc hại nhất
mà con người từng biết đến. Trong những
năm gần đây, với sự tiến bộ vượt bậc của
sinh học phân tử, các nhà khoa học đã
làm sáng tỏ nhiều vấn đề về cơ chế tác
động ở mức phân tử của dioxin đối với cấu

trúc và chức năng của các gen liên quan
đến quá trình chuyển hóa dioxin như gen
CYP1A1 [5, 6, 7]. CYP1A1 là gen mã hóa
cho CYP1A1, enzym đóng vai trò quan trọng
trong quá trình chuyển hóa các hydrocarbon

thơm dạng vòng, trong đó có dioxin.
Những biến đổi trong cấu trúc của gen
CYP1A1 gây ảnh hưởng đến cấu trúc và
chức năng của enzym, từ đó gây rối loạn
quá trình chuyển hóa các phối tử như
dioxin [9]. Phân tích gen CYP1A1tại vị trí
đa hình rs4646903 trên đối tượng phơi
nhiễm dioxin cho thấy khác biệt rõ rệt về
nồng độ dioxin và các chất độc đồng loại
cũng như tổng đương lượng độc giữa
các kiểu gen của CYP1A1 tại một số vị trí
đa hình [6, 10].

1. Học viện Quân y
2. Bệnh viện Quân y 103
Người phản hồi (Corressponding): Đào Hồng Dương
Ngày nhận bài: 07/01/2020; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 04/02/2020
Ngày bài báo được đăng: 10/02/2020

102


T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 1-2020
Ở Việt Nam, lượng dioxin lớn nhất trên

thế giới và tạp chất lẫn trong các hóa chất
diệt cỏ chủ yếu là chất da cam đã được
không quân Hoa Kỳ rải xuống chiến trường
miền Nam trong thời kỳ chiến tranh (1961 1972). Ảnh hưởng nghiêm trọng của dioxin
đối với sức khỏe nạn nhân phơi nhiễm
qua nhiều thế hệ đã được nhiều tác giả
trong và ngoài nước nghiên cứu với các
mức độ khác nhau [1].
Hiện nay, chưa có nhiều nghiên cứu về
các gen chuyển hóa dioxin như CYP1A1
trên quần thể nạn nhân phơi nhiễm chất
độc màu da cam/dioxin ở Việt Nam. Vì vậy,
chúng tôi tiến hành: Nghiên cứu kiểu gen
CYP1A1 tại vị trí đa hình rs4646903 và
mối liên quan với nồng độ dioxin máu ở
người phơi nhiễm chất độc hóa học/dioxin.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu.
- 100 người phơi nhiễm với chất da
cam/dioxin, sinh sống quanh sân bay
Đà Nẵng và Biên Hòa được thu dung về
Bệnh viện Quân y 103 và Bệnh viện
Quân y 17 từ tháng 01 - 2014 đến 12 - 2016.
* Tiêu chuẩn lựa chọn:

- Phân tích dioxin trong máu: phân tích
17 đồng loại nhóm polychlorinated dibenzop-dioxins (PCDD) và polychlorinated
dibenzofurans (PCDF) trên hệ thống máy
Sắc ký khí ghép nối khối phổ phân giải cao

(High - Resolution Gas Chromatography/High
Resolution
Mass
Spectrometry
HRGC/HRMS) theo phương pháp 1613
của Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US
EPA) tại Trung tâm Eurofins (Đức) [4].
Định lượng 7 đồng loại 2,3,7,8-PCDD và
10 đồng loại PCDF. Tổng đương lượng
độc của 7 đồng loại PCDD, 10 đồng loại
PCDF và của tổng số 17 đồng loại được
tính bằng cách cộng gộp nồng độ từng
đồng loại nhân với hệ số đương lượng
độc của từng chất theo thống nhất của
WHO (2005). Giá trị của đồng loại thấp
hơn ngưỡng phát hiện của máy được gán
bằng một nửa giá trị của ngưỡng phát
hiện khi tính tổng đương lượng độc [8].
- Phân tích đa hình gen CYP1A1 tại vị
trí rs4646903: tách chiết và tinh sạch ADN
từ máu ngoại vi bằng DNA blood mini kit.
Nhân gen PCR trên hệ thống Real-time
PCR 7500 (Hãng Applied Biosystem, Mỹ)

- Đang sinh sống tại địa bàn điểm
nóng của ô nhiễm dioxin quanh sân bay
Đà Nẵng và Biên Hòa.

với cặp mồi đặc hiệu thiết kế bằng phần

- Thời gian sống và cư trú tại địa bàn
≥ 5 năm.

hàng gen (Genebank). Giải trình tự gen

- Xét nghiệm nồng độ 2,3,7,8tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) ≥ 2ppt.
2. Phương pháp nghiên cứu.
- Thiết kế nghiên cứu: mô tả cắt ngang
có phân tích.

mềm thiết kế primer-primer chuyên dụng
(Vector NTI 11.5) và kiểm tra trên ngân
CYP1A1 tại vị trí rs4646903 theo nguyên lý
Sanger trên hệ thống CEQ 8800 Sequencer
(Hãng Beckman Coulter, Mỹ) để đối chiếu
kết quả Real-time PCR. Thực hiện phân
tích gen CYP1A1 tại Khoa Sinh học
Phân tử, Bệnh viện TWQĐ 108.
103


T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 1-2020
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
1. Nồng độ dioxin trong máu ở nạn
nhân phơi nhiễm chất độc hóa học/dioxin.
Bảng 1: Kết quả phân tích dioxin trong
máu ở nạn nhân phơi nhiễm chất độc hóa
học/dioxin.
Nồng độ (ppt)

Min - max

2,3,7,8-TCDD

3,32 - 858,33

2,3,7,8-TCDF

0,12 - 177,35

Tổng đương lượng
độc PCDD

6,94 - 981,3

Tổng đương lượng
độc PCDF

3,2 - 229,29

Trung vị
(25 - 75%)
38,56
(30,41 - 51,35)
2,38
(2,02 - 2,88)
55,44
(46,48 - 67,59)

(WHO) dao động từ 13 - 39 ppt [2]. Lính

không quân Mỹ tham gia phun rải chất da
cam trong chiến dịch Ranch Hand (1962 1971) có CDD trong huyết thanh từ 10 521 ppt [3]. Tổng đương lượng độc trong
nghiên cứu của chúng tôi trên 100 người
ở Đà Nẵng và Biên Hòa từ 3,9 - 722 ppt.
2. Phân bố kiểu gen CYP1A1 tại vị
trí đa hình rs4646903 ở nạn nhân phơi
nhiễm chất độc hóa học/dioxin (theo
định luật cân bằng Hardy - Weinberg).
Bảng 2: Kết quả phân tích kiểu gen
CYP1A1 rs4646903 ở nạn nhân phơi nhiễm
chất độc hóa học/dioxin.

11,15
(10,64 - 13,13)

Kiểu gen

Alen

A/A

29%

Alen A

51,5%

A/G

45%

Alen G

47,5%

(TCDF: Tetrachlorodibenzofuran)

G/G

24%

Alen T

1%

Kết quả phân tích cho thấy, tất cả đối

T/G

2%

Tổng đương lượng
độc WHO-PCDD/F

11,4 - 1.080

62,70
(54,40 - 75,80)

tượng trong nhóm nghiên cứu đều có nồng

2

χ = 0,615;
p = 0,893

độ 2,3,7,8-TCDD và các đồng loại trong

Tỷ lệ người mang alen G trong nghiên

máu cao. Tổng đương lượng độc của các

cứu này cao hơn nghiên cứu 1.000

đối tượng đều vượt cao hơn mức tiêu

Genomes Project Phase 3 trên 99 người

chuẩn cho phép trên thế giới. Trong đó,

Kinh khỏe mạnh sống tại TP. Hồ Chí Minh

1 người có hàm lượng dioxin trong máu cao

(alen G là 43,4% và alen A là 56,6%,

nhất với nồng độ 2,3,7,8-TCDD là 853,33

không có người mang alen T) [11, 12].

ppt và tổng đương lượng độc PCDD/F là

Kobayashi S và CS (2013) nghiên cứu

1.080 ppt. Theo Nguyễn Hoàng Thanh

421 phụ nữ mang thai phơi nhiễm dioxin

(2010), khi khảo sát ở người phơi nhiễm

ở Sapporo, Hokkaido, Nhật Bản nhận

tại các vùng nóng Đà Nẵng và Biên Hòa

thấy tỷ lệ alen lặn của đa hình CYP1A1

đều phát hiện có 2,3,7,8-TCDD trong máu

MspI rs4646903 là 34,4% và chỉ phát hiện

và tổng đương lượng độc PCDD/F

2 loại alen tại vị trí đa hình này [10].

104


T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 1-2020
3. Mối liên quan của kiểu gen CYP1A1 rs4646903 và nồng độ dioxin trong máu
của ở nạn nhân phơi nhiễm chất độc hóa học/dioxin.

Bảng 3: Nồng độ 2,3,7,8-TCDD (ppt).
Kiểu gen

n

Min - max

Trung vị (25 - 75%)

A/A

29

4,92 - 858,33

61,28 (36,21 - 213,92)

A/G

45

3,69 - 203,51

44,4 (34,35 - 59,14)

G/G

24

3,32 - 621,71

12,03 (5,99 - 24,02)

T/G

2

34,09 - 34,3

34,2 (34,09 - 34,3)

pmedian test < 0,05
Chứa alen A (1)

74

3,69 - 858,33

48,37 (37,08 - 60,23)

Không chứa alen A (2)

26

3,32 - 621,71

14,7 (6,35 - 28,16)

p(1-2) < 0,05
Chứa alen G (3)

71

3,32 - 621,71

34,3 (21,63 - 47)

Không chứa alen G (4)

29

4,92 - 858,33

61,28 (36,21 - 213,92)

p(3-4) < 0,001

Không có sự tương đồng về nồng độ 2,3,7,8-TCDD giữa các kiểu gen của CYP1A1
rs4646903 (p < 0,05), có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về nồng độ 2,3,7,8-TCDD
giữa các kiểu gen chứa alen A/không chứa alen A và chứa alen G/không chứa alen G
của CYP1A1 rs4646903 (p < 0,05).
Bảng 4: Tổng đương lượng độc PCDD (ppt).
Kiểu gen

n

Min - max

Trung vị (25 - 75%)

A/A

29

10,05 - 981,3

86,9 (56,46 - 270,79)

A/G

45

14,35 - 226,33

56,11 (48,09 - 80,66)

G/G

24

6,94 - 731,62

22,08 (14,81 - 36,43)

T/G

2

48,32 - 50,79

49,56 (48,32 - 50,79)

pmedian test < 0,001
Chứa alen A (1)

74

10,05 - 981,3

62,59 (53,74 - 81,61)

Không chứa alen A (2)

26

6,94 - 731,62

23,7 (17,22 - 42,38)

p(1-2) < 0,05
Chứa alen G (3)

29

10,05 - 981,3

86,9 (56,46 - 270,79)

Không chứa alen G (4)

71

6,94 - 731,62

48,32 (33,86 - 57,29)

p(3-4) < 0,05

Không có sự tương đồng về tổng đương lượng độc PCDD giữa các kiểu gen của
CYP1A1 rs4646903 (p < 0,05). Tổng đương lượng độc PCDD giữa các kiểu gen chứa
105


T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 1-2020
alen A/không chứa alen A và chứa alen G/không chứa alen G của CYP1A1 rs4646903
khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
Bảng 5: Tổng đương lượng độc PCDF (ppt).
Kiểu gen

n

Min - max

Trung vị (25 - 75%)

A/A

29

10,05 - 981,3

86,9 (56,46 - 270,79)

A/G

45

14,35 - 226,33

56,11 (48,09 - 80,66)

G/G

24

6,94 - 731,62

22,08 (14,81 - 36,43)

T/G

2

48,32 - 50,79

49,56 (48,32 - 50,79)

pmedian test < 0,001
Chứa alen A (1)

74

3,61 - 229,29

11,45 (10,68 - 13,25)

Không chứa alen A (2)

26

3,2 - 76,6

10,74 (9,1 - 14,58)

p(1-2) = 0,427
Chứa alen G (3)

71

3,2 - 76,6

10,73 (10,35 - 11,47)

Không chứa alen G (4)

29

6,3 - 229,29

13,43 (11,62 - 18,31)

p(3-4) < 0,05

Không có sự tương đồng về tổng đương lượng độc PCDF giữa các kiểu gen của
CYP1A1 rs4646903 (p < 0,05). Có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về tổng đương
lượng độc PCDF giữa các kiểu gen chứa alen G/không chứa alen G của CYP1A1
rs4646903 (p < 0,05) và không có sự khác biệt giữa các kiểu gen chứa alen A/không
chứa alen A (p > 0,05).
Kết quả phân tích cho thấy, nồng độ dioxin và đương lượng độc cao hơn ở người
có kiểu gen chứa alen A so với người chứa alen G, T. Kết quả của chúng tôi tương tự
với nghiên cứu của Tsuchida và CS (2003) ở 28 đàn ông khỏe mạnh Nhật Bản tuổi từ
50 - 59 có dioxin trong máu. Khi phân tích riêng biệt những người có kiểu gen CYP1A1
MspI A (gen chứa alen thuần chủng) có nồng độ PCDD, PCDF và co - PCB trong máu
tăng hơn so với người có kiểu gen B (gen chứa alen lặn), trong đó tổng nồng độ của
các non - ortho - PCB ở kiểu gen A cao hơn có ý nghĩa thống kê so với kiểu gen B [6].
Trong nghiên cứu của Kobayashi S và CS (2013) ở 421 phụ nữ Nhật Bản mang thai,
tổng đương lượng độc PCDD và PCDF của kiểu gen chứa alen thuần chủng (TT + TC)
tại vị trí đa hình rs4646903 cao hơn có ý nghĩa thống kê so với tổng đương lượng độc
của kiểu hình chỉ chứa alen lặn (CC). Đồng thời, về nồng độ của từng chất, có sự khác
biệt về nồng độ 2,3,4,7,8-pentachlorinated dibenzofuran (PeCDF) giữa kiểu gen TT với
CC, kiểu hình chứa gen trội TT + TC với kiểu hình chỉ chứa gen lặn CC (p lần lượt là
0,049 và 0,028) [10].
106


T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 1-2020
Bảng 6: Phân tích tương quan giữa kiểu gen CYP1A1 rs4646903 và nồng độ dioxin.
Biến số

CYP1A1 rs4646903 (A/T/G)

n

r

p

Tổng đương lượng độc PCDD

100

-0,345

0,000

Tổng đương lượng độc PCDF

100

-0,199

0,048

2,3,7,8-TCDD

100

-0,332

0,001

2,3,7,8-TCDF

100

-0,241

0,016

Các biến số nghiên cứu đều tương quan có ý nghĩa với phân bố kiểu gen (p < 0,05).

Biểu đồ 1: Đường cong ROC trong đánh giá độ nhạy, độ đặc hiệu với phân bố alen A.
Dựa vào đường cong ROC có thể thấy tổng đương lượng độc PCDDs; 2,3,7,8TCDD; 2,3,7,8-TCDF có giá trị xác định alen A với diện tích dưới đường cong > 0,6.
Trong đó, 2,3,7,8-TCDF có diện tích dưới đường cong lớn nhất = 0,833; điểm cắt tại vị
trí 1,17ppt có chỉ số Youden J cao nhất (độ nhạy 89,2%; độ đặc hiệu 76,9%); 2,3,7,8TCDD có diện tích dưới đường cong nhỏ nhất = 0,743; điểm cắt tại vị trí 34,3 ppt có
chỉ số Youden J cao nhất (độ nhạy 67,6%; độ đặc hiệu 76,9%), tổng đương lượng độc
PCDDs có diện tích dưới đường cong = 0,756; điểm cắt tại vị trí 37,39 ppt có chỉ số
Youden J cao nhất (độ nhạy 73%; độ đặc hiệu 69,2%).
107


T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 1-2020
KẾT LUẬN
Nghiên cứu 100 nạn nhân phơi nhiễm
chất độc hóa học/dioxin sinh sống tại các
điểm nóng dioxin ở Đà Nẵng và Biên Hòa,
chúng tôi nhận thấy:
- Tất cả nạn nhân đều có lượng dioxin
và đương lượng độc trong máucao, trong
đó người có hàm lượng dioxin cao nhất với
nồng độ 2,3,7,8-TCDD là 853,33ppt và

tổng đương lượng độc PCDD/F là 1.080 ppt.
- Phân bố kiểu gen CYP1A1 rs4646903:
tỷ lệ người mang alen A 51,5%, alen G
47,5% và alen T 1%. Kiểu gen A/G chiếm
tỷ lệ cao nhất (45%), kiểu gen T/G chiếm
tỷ lệ thấp nhất (2%), kiểu gen A/A 29% và
kiểu gen G/G 24%.
- Có sự khác biệt về nồng độ dioxin,
tổng đương lượng độc PCDD và PCDF
giữa các kiểu gen của CYP1A1 rs4646903.
Bệnh nhân có kiểu gen chứa alen A có
nồng độ dioxin và đương lượng độc cao
hơn kiểu gen chứa alen G, T.
- Có mối tương quan giữa nồng độ
dioxin với phân bố các kiểu gen. Tổng
đương lượng độc PCDDs; 2,3,7,8-TCDD;
2,3,7,8-TCDF có giá trị xác định alen A
với diện tích dưới đường cong > 0,6.
Trong đó 2,3,7,8-TCDF có diện tích dưới
đường cong lớn nhất = 0,833; điểm cắt
tại vị trí 1,17 ppt có chỉ số Youden J cao
nhất (độ nhạy 89,2%; độ đặc hiệu 76,9%).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường. Tác hại
của dioxin đối với con người Việt Nam.
Nhà xuất bản Y học. 2008.

108

2. Nguyễn Hoàng Thanh. Thu dung, chẩn

đoán và điều trị nạn nhân chất độ hóa học/dioxin.
Dự án cấp Bộ Quốc phòng. 2010.
3. Institute of Medicine Committee to
review the health effects in Vietnam veterans
of exposure to herbicides. Veterans and
Agent Orange: Update 2012. National Academies
Press (US). Washington, D.C. 2012.
4. The United States Environmental Protection
Agency's Office of Science and Technology.
Method 1613: Tetra- through octa-chlorinated
dioxins and furans by isotope dilution
HRGC/HRMS. Washington, D.C. 1994.
5. Kishi R, Kobayashi S, Ikeno T et al.
Ten years of progress in the Hokkaido birth
cohort study on environment and children's
health: Cohort profile. Environ Health Prev Med.
2013, 18 (6), pp.429-450.
6. Tsuchiya Y, Nakai S, Nakamura K et al.
Effects

of

dietary habits

and CYP1A1

polymorphisms on blood dioxin concentrations
in Japanese men. Chemosphere. 2003, 52 (1),
pp.213-219.
7. Chen H.L, Su H.J, Wang Y.J et al.

Interactive effects between CYP1A1 genotypes
and environmental polychlorinated dibenzo-pdioxins and dibenzofurans exposures on liver
function profile. J Toxicol Environ Health A.
2006, 69 (3-4), pp.269-281.
8. Van den Berg Martin, Birnbaum Linda S,
Denison Michael et al. The 2005 World Health
Organization re-evaluation of human and
mammalian toxic equivalency factors for
dioxins and dioxin-like compounds. Toxicological
sciences: An Official Journal of the Society of
Toxicology. 2006, 93 (2), pp.223-241.
9. Mescher M, Haarmann-Stemmann T.
Modulation of CYP1A1 metabolism: From
adverse health effects to chemoprevention


T¹p chÝ y - d−îc häc qu©n sù sè 1-2020
and therapeutic options. Pharmacol Ther.
2018, 187, pp.71-87.
10. Kobayashi S, Sata F, Sasaki S et al.
Genetic association of aromatic hydrocarbon
receptor (AHR) and cytochrome P450, family 1,
subfamily A, polypeptide 1 (CYP1A1)
polymorphisms with dioxin blood concentrations
among pregnant Japanese women. Toxicol Lett.
2013, 219 (3), pp.269-278.

11. Sudmant Peter H, Rausch Tobias,
Gardner Eugene J et al. An integrated map of
structural variation in 2,504 human genomes.

Nature. 2015, 526 (7571), pp.75-81.
12. Auton Adam, Abecasis Gonçalo R,
Altshuler David M et al. A global reference for
human genetic variation. Nature. 2015, 526
(7571), pp.68-74.

109