Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Xây dựng quy trình phân tích một số đa hình gen n acetyltransfarase 2 liên quan...

Tài liệu Xây dựng quy trình phân tích một số đa hình gen n acetyltransfarase 2 liên quan đến đáp ứng điều trị isoniazid ở người bệnh lao

.PDF
62
39
141

Mô tả:

ac y, VN U ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƯỢC an d Ph a rm KIỀU HỒNG NHUNG ed ici ne XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH MỘT SỐ ĐA HÌNH GEN N-ACETYLTRANSFARASE 2 LIÊN QUAN ĐẾN ĐÁP ỨNG ĐIỀU TRỊ ISONIAZID KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH Y ĐA KHOA Co py rig ht @ Sc ho ol of M Ở NGƯỜI BỆNH LAO Hà Nội – Năm 2019 ac y, VN U ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƯỢC an d Ph a rm KIỀU HỒNG NHUNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ed ici ne MỘT SỐ ĐA HÌNH GEN N-ACETYLTRANSFARASE 2 LIÊN QUAN ĐẾN ĐÁP ỨNG ĐIỀU TRỊ ISONIAZID of M Ở NGƯỜI BỆNH LAO Sc ho ol KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH Y ĐA KHOA : QH 2013.Y : PSG.TS. Đinh Đoàn Long ThS. Phạm Thị Hồng Nhung Co py rig ht @ Khóa Người hướng dẫn Hà Nội – Năm 2019 LỜI CẢM ƠN VN U Để hoàn thành quá trình nghiên cứu khóa luận này, lời đầu tiên tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS. Đinh Đoàn Long, ThS. Phạm Thị Hồng Nhung – Giảng viên Khoa Y Dược – Đại học Quốc gia Hà Nội, những người thầy đã như kinh nghiệm trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. ac y, hướng dẫn trực tiếp, chỉ dạy nhiệt tình, tỉ mỉ và truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức cũng Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới TS. Vũ Thị Thơm – Giảng viên Khoa Y rm Dược – Đại học Quốc gia Hà Nội - cố vấn khoa học, người thầy đã luôn tận tâm giúp Ph a đỡ tôi trong quá trình học tập nghiên cứu, luôn sẵn sàng giải đáp mọi thắc mắc để tôi có thể hoàn thành khóa luận này. Đồng thời, tôi xin cảm ơn chị Nguyễn Thị Thu Hà, thành viên cùng nhóm nghiên cứu đã luôn tích cực giúp đỡ, chỉ dạy tôi rất nhiều trong an d quá trình thực hiện các nghiên cứu tại phòng thí nghiệm. Tôi xin cảm ơn Bộ Khoa học và công nghệ và Chương trình Newton Fund Việt ed ici ne Nam đã tài trợ kinh phí cho đề tài nghiên cứu KHCN cấp nhà nước (Mã số HNQT/SPĐP/01.16) do PGS.TS Lê Thị Luyến chủ trì, mà đây là một nhánh đề tài trong nghiên cứu đó. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Bệnh viện Phổi Trung Ương, Bệnh viện Phổi Hà Nội và Bệnh viện 74 Trung Ương đã cung cấp các mẫu phẩm phục vụ cho nghiên M cứu. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô, các bạn thực tập tại Phòng thí nghiệm – Bộ môn Y Dược học cơ sở đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện of nghiên cứu. ol Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, cùng toàn thể các thầy cô giáo trong Sc ho Khoa Y Dược - Đại học Quốc gia Hà Nội đã cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình học tập tại trường. Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn và yêu thương tới gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh, động viên, khích lệ tôi trong lúc khó khăn cũng như trong quá Co py rig ht @ trình thực hiện khóa luận này. Hà Nội, ngày 13 tháng 5 năm 2019 Tác giả Kiều Hồng Nhung VN U DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Vi khuẩn kháng axit (Acid Fast Bacillus) CYP2E1 Cytochrom P450 2E1 ddNTP Dideoxynucleotide DHPLC Sắc kí lỏng cao áp biến tính (Denaturing high performance liquid chromatography) DILI Tổn thương gan do thuốc (Drug-induced liver injury) DNA Axit Deoxyribonucleic (Deoxyribo Nucleic Acid) EDTA Chất chống đông Ethylene Diamine Tetra acetic Acid INH Isoniazid NAT1 Gen N-Acetyltransferase 1 NAT2 Gen N- Acetyltransferase 2 NAT2 Enzym N- Acetyltransferase 2 OD Mật độ quang học (Optical Density) PCR Phản ứng chuỗi Polymerase (Polymerase chain Reaction) PGx Dược di truyền học (Pharmacogenetics/-nomics) RFLP Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn (Restriction Fragment M ed ici ne an d Ph a rm ac y, AFB Length Polymorphism) Đa hình di truyền đơn nucleotit (Singles nucletotide of SNP ol polymorphisms) Liều điều trị tiêu chuẩn (Standard Treatment Dose) Sc ho STD Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization) Co py rig ht @ WHO DANH MỤC CÁC BẢNG VN U Trang Bảng 1. 1. Ảnh hưởng của kiểu hình acetyl hóa tới chuyển hóa một số thuốc ...............4 Bảng 1. 2. Một số SNP phổ biến ở gen NAT2 .....................................................................7 ac y, Bảng 2. 1. Thành phần và điều kiện của phản ứng cắt ..................................................... 23 Bảng 3. 1. Thành phần và điều kiện phản ứng nhân dòng gen NAT2............................. 27 Co py rig ht @ Sc ho ol of M ed ici ne an d Ph a rm Bảng 3. 2. Kết quả phân tích kiểu gen và tần số của đa hình NAT2 ............................... 30 Bảng 3. 3. Tỷ lệ kiểu hình NAT2 trên 100 người bệnh mắc lao người Việt Nam......... 30 DANH MỤC CÁC HÌNH VN U Trang Hình 1. 1. Một số phản ứng chuyển hóa được xúc tác bởi NAT2 ....................................4 Hình 1. 2. Cấu trúc và vị trí gen NAT2 trên nhiễm sắc thể số 8 .........................................5 ac y, Hình 1. 3. Ảnh hưởng ở mức độ phân tử của các SNP NAT2 ............................................8 Hình 1. 4. Tỉ lệ mắc bệnh lao tại một số khu vực trên thế giới năm 2017 .......................9 rm Hình 1. 5. Chuyển hóa isoniazid ở gan............................................................................... 12 Hình 1. 6. Số lượng người gặp tác dụng phụ của isoniazid từ 1997-2018 .................... 13 Ph a Hình 2. 1. Các bước tiến hành nghiên cứu ......................................................................... 20 Hình 2. 2. Nguyên lý tách DNA tổng số bằng kit ............................................................ 21 Hình 2. 3. Trình tự đoạn gen NAT2 được nhân dòng để xác định kiểu alen.................. 22 an d Hình 2. 4. Kết quả dự kiến cắt alen NAT2*5, NAT2*6 và NAT2*7. ............................... 23 Hình 3. 1. Kết quả DNA tổng điện di trên gel agarose 1,2%. ......................................... 26 Hình 3. 2. Kết quả tối ưu phản ứng PCR nhân dòng NAT2 trên gel agarose 1,5%.. ... 27 ed ici ne Hình 3. 3. Kết quả nhân dòng 10 mẫu nghiên cứu gen NAT2 theo điều kiện tối ưu. .. 28 Hình 3. 4. Phân tích kiểu gen NAT2 dựa vào PCR - RFLP ............................................. 28 Hình 3. 5. Kết quả xác định các kiểu gen NAT2 trên BioEdit version 7.1.9. ................ 30 M Hình 4. 1. Các tần số phân bố của alen NAT2*5, *6, *7, *11, *12, *13 tại một số vùng và khu vực trên thế giới. ................................................................................... 34 Hình 4. 2. Sự phân bố kiểu hình acetyl hóa chậm trên 99 quần thể trên thế giới ......... 35 of Hình 4. 3. Nồng độ INH sau 2 giờ của mỗi kiểu hình acetyl hóa ................................... 36 ol Hình 4. 4. Tỷ lệ tổn thường gan do INH gây ra (INH-DILI) theo thời gian trong số 172 Co py rig ht @ Sc ho người bệnh. ......................................................................................................... 37 MỤC LỤC VN U Trang ĐẶT VẤN ĐỀ.......................................................................................................................... 1 ac y, CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................ 3 1.1. Tổng quan về enzym N-Acetyltransferase 2 (NAT2) .................................................. 3 rm 1.2. Tổng quan về gen N-Acetyltransferase 2....................................................................... 5 1.2.1. Vị trí, cấu trúc và vai trò của gen NAT2 ............................................................... 5 Ph a 1.2.2. Đa hình gen N-Acetyltransferase 2 ....................................................................... 6 1.3. Đặc điểm chung về bệnh lao và vai trò của isoniazid trong điều trị lao .................... 9 an d 1.3.1. Đặc điểm chung về bệnh lao .................................................................................. 9 1.3.2. Điều trị và dự phòng lao ....................................................................................... 10 ed ici ne 1.3.3. Isoniazid trong điều trị lao.................................................................................... 11 1.3.3.1. Dược lý, chuyển hóa của isoniazid ............................................................ 11 1.3.3.2. Độc tính của INH với cơ thể ...................................................................... 12 M 1.3.4. Gen liên quan đến chuyển hóa isoniazid ở người.............................................. 14 1.4. Các nghiên cứu về đa hình di truyền NAT2 liên quan đến đáp ứng điều trị isoniazid of ở người bệnh lao. .................................................................................................................... 15 ol 1.5. Các phương pháp phân tích đa hình NAT2 .................................................................. 16 Sc ho CHƯƠNG 2. ĐỔI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................... 19 2.1. Vật liệu nghiên cứu......................................................................................................... 19 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................... 19 @ 2.1.2. Hóa chất .................................................................................................................. 19 ht 2.1.3. Thiết bị ..................................................................................................................... 19 py rig 2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................... 20 2.2.1. Thu mẫu sinh phẩm................................................................................................ 21 Co 2.2.2. Tách chiết DNA tổng số ....................................................................................... 21 2.2.3. Nhân dòng đoạn gen NAT2 bằng PCR................................................................ 22 2.2.4. Tinh sạch sản phẩm PCR...................................................................................... 23 2.2.5. Xác định kiểu gen NAT2 bằng PCR-RFLP ........................................................ 23 2.2.6. Xác định kiểu gen NAT2 bằng phương pháp giải trình tự ................................ 24 VN U 2.2.7. Xác định tần số của các SNP và dự đoán kiểu hình acetyl hóa ....................... 24 2.3. Đạo đức nghiên cứu........................................................................................................ 25 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................................ 26 ac y, 3.1. Tách chiết DNA tổng số ................................................................................................ 26 3.2. Nhân dòng đoạn gen NAT2 bằng PCR........................................................................ 26 rm 3.2.1. Tối ưu quy trình PCR ............................................................................................ 26 Ph a 3.3.2. Nhân dòng gen NAT2 của 100 mẫu nghiên cứu ................................................ 27 3.3. Xác định kiểu gen NAT2 bằng PCR-RFLP ................................................................. 28 an d 3.4. Xác định kiểu gen NAT2 bằng giải trình tự. ................................................................ 29 3.5. Kết quả phân bố tần số alen và tỷ lệ kiểu gen, kiểu hình NAT2. .............................. 30 CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN................................................................................................... 32 ed ici ne 4.1 Tối ưu hóa quy trình phân tích đa hình di truyền NAT2 ............................................. 32 4.1.1. Phương pháp PCR-RFLP ..................................................................................... 32 4.1.2. Phương pháp giải trình tự ..................................................................................... 32 M 4.2. Về đa hình di truyền NAT2 ............................................................................................ 33 of 4.2.1. Tần số alen và tỷ lệ kiểu hình acetyl hóa............................................................ 33 4.2.2. Về mối liên quan giữa NAT2 và một số bệnh khác ........................................... 39 ol KẾT LUẬN ............................................................................................................................ 40 Sc ho KIẾN NGHỊ........................................................................................................................... 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO Co py rig ht @ PHỤ LỤC VN U ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh lao do vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis là một trong các bệnh nhiễm ac y, trùng mạn tính phổ biến nhất ở người. Bệnh gây nên các triệu chứng chủ yếu trên đường hô hấp, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe và cuộc sống của người bệnh. Theo công bố của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Việt Nam hiện đứng thứ 16/30 nước có 124.000 người trong đó 12.840 người tử vong do lao [40]. rm gánh nặng bệnh lao cao nhất thế giới với số lượng người mới mắc năm 2017 là Ph a Sau khi chẩn đoán mắc bệnh lao, người bệnh thường điều trị theo phác đồ của Chương trình Chống lao Quốc gia [1]. Theo đó các thuốc chống lao hàng 1 gồm có 5 thuốc: Isoniazid (INH), Rifampicin, Ethambutol, Pyrazinamid, Streptomycin [1]. an d Trong đó, Isoniazid là thuốc then chốt trong điều trị và dự phòng lao do hiệu lực kìm và diệt vi khuẩn lao cao. Đối với các người bệnh lao mới mắc và không đa kháng ed ici ne thuốc, hầu hết đều đáp ứng điều trị tốt với phác đồ hàng 1, tuy nhiên một tỷ lệ nào đó gặp phải các tác dụng không mong muốn, một phần khác thất bại trong điều trị. Nhiều trường hợp điều trị thất bại và gặp các tác dụng phụ đã được một số nghiên cứu trên thế giới trước đây chỉ ra liên quan đến đột biến gen N- Acetyltransferase 2 (NAT2) gây ra kiểu hình acetyl hóa chậm. Tùy vào vị trí đột biến mà làm biến đổi hoạt tính, cấu M trúc và độ bền enzym làm ảnh hưởng đến khả năng chuyển hóa isoniazid và các thuốc of chuyển hóa bởi NAT2 như hydralazin, procainamid, aminoglutethimid, sufasalazin, nitrazepam, dapson [24]. Kiểu gen NAT2 quy định kiểu hình acetyl hóa với 3 kiểu ol hình acetyl hóa là acetyl hóa nhanh, acetyl hóa trung bình và acetyl hóa chậm [44]. Sc ho Một số nghiên cứu đã chứng minh, người bệnh có kiểu hình acetyl hóa chậm có nguy cơ tổn thương gan, gặp các tác dụng phụ và tỉ lệ thất bại khi điều trị với các thuốc chuyển hóa bởi NAT2 cao hơn 2 kiểu hình còn lại [23, 46]. NAT2 ngoài liên quan đến chuyển hóa một số thuốc nêu trên, nó còn đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa @ một số hợp chất gây ung thư. Một số nghiên cứu chỉ ra sự liên quan giữa kiểu hình ht acetyl hóa và nguy cơ ung thư vú, ung thư bàng quang, ung thư đại trực tràng [10, 35]. py rig Trong các đột biến liên quan đến kiểu hình acetyl hóa, 6 alen NAT2*5 (c.341T>C), NAT2*6 (c.590G>A), NAT2*7 (c.857G>A), NAT2*11 (c.481C>T), NAT2*12 (c.803G>A), NAT2*13 (c.282C>T) được ghi nhận phổ biến và được nghiên Co cứu nhiều nhất ở một số quần thể trên thế giới [36, 37]. Việc xác định đột biến trên gen NAT2 nhằm tìm hiểu mối liên quan giữa biến đổi di truyền và đáp ứng thuốc có thể giúp các bác sĩ lâm sàng cân nhắc điều chỉnh liều điều trị INH, hạn chế tác dụng phụ của thuốc, qua đó nâng cao hiệu quả điều trị cho người bệnh. Đây chính là xu 1 hướng tối ưu hóa điều trị theo cá thể, tích hợp xét nghiệm di truyền trong phác đồ điều trị đang được phát triển và mở rộng ứng dụng nhanh chóng trên thế giới. Tuy vậy, ở VN U Việt Nam, việc nghiên cứu cũng như ứng dụng quy trình phân tích kiểu gen NAT2 vào ac y, thực hành lâm sàng hầu như mới chỉ bắt đầu. Từ nhu cầu lâm sàng và tính cấp thiết của việc tích hợp xét nghiệm gen NAT2 trong liệu trình chẩn đoán, điều trị người bệnh mắc lao, nhóm nghiên cứu chúng tôi tiến hành đề tài “Xây dựng quy trình phân tích một số đa hình gen N-acetyltransferase 2 liên quan đến đáp ứng điều trị isoniazid ở rm người bệnh lao” với mục tiêu và nội dung nghiên cứu như sau: Mục tiêu nghiên cứu: Ph a - Xây dựng được quy trình phân tích một số đa hình di truyền gen NAT2 ở an d người bệnh mắc lao tại Việt Nam. - Áp dụng được quy trình đã tối ưu để bước đầu đánh giá mức độ đa hình di truyền gen NAT2 trên 100 mẫu người bệnh lao ở Việt Nam. Nội dung nghiên cứu: ed ici ne - Tối ưu hóa phản ứng PCR nhân dòng đoạn gen mã hóa enzym NAT2. - Xác định kiểu gen NAT2 bằng phương pháp PCR-RFLP và giải trình tự. - Khảo sát tần số kiểu gen và tần số alen liên quan đến 6 đa hình SNP gồm NAT2*5 (c.341T>C), NAT2*6 (c.590G>A), NAT2*7 (c.857G>A), NAT2*11 Co py rig ht @ Sc ho ol of tham gia nghiên cứu. M (c.481C>T), NAT2*12 (c.803G>A), NAT2*13 (c.282C>T) ở nhóm người bệnh 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU Tổng quan về enzym N-Acetyltransferase 2 (NAT2) VN U 1.1. Như chúng ta đã biết, hiệu lực của nhiều loại thuốc và các chất ngoại lai từ môi trường tới cơ thể ngoài việc phụ thuộc vào các cơ chế truyền tin (cơ chế dược lực ac y, học), còn phụ thuộc vào sự chuyển hóa và thải trừ thuốc của cơ thể (các cơ chế dược động học). Trong các con đường chuyển hóa và thải trừ thuốc, sự acetyl hoá các thuốc rm bởi enzym N-Acetyltransferase (NAT, EC 2.3.1.5) [24, 62] là một cơ chế chuyển hoá quan trọng giúp cơ thể tránh khỏi các phản ứng quá khích với thuốc và các chất độc Ph a hại từ môi trường. Nhiều loại thuốc và hóa chất trong cơ thể có thể được NAT chuyển thành các chất không độc và loại khỏi cơ thể, trong đó có cả các chất có khả năng gây ung thư và gây độc cho cơ thể [14]. NAT là enzym xúc tác phản ứng acetyl hóa, qua an d đó có xu hướng chuyển một chất gây độc cho cơ thể thành chất không hoặc ít độc. NAT xúc tác phản ứng gồm N-Acetyl hóa, O-Acetyl hóa và N,O-Acetyl hóa, trong đó ed ici ne N-acetyl hóa (Hình 1.1) được chỉ ra là con đường hiệu quả nhất thực hiện biến đổi sinh học các hợp chất amin thơm, hydralazin và một số chất gây ung thư [14]. NAT ở người bao gồm 2 loại là N-Acetyltransferase 1 (NAT1) và N-Acetyltransferase 2 (NAT2). Enzym NAT1 có vai trò trong sự chuyển hóa các hợp chất folat, trong khi đó M NAT2 đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa một số hợp chất amin thơm và dị vòng như isoniazid (một loại thuốc chống lao), hydralazin và endralazin (thuốc điều trị tăng huyết áp), procainamid (thuốc điều trị loạn nhịp tim), aminoglutethimid ( một of chất ức chế tổng hợp hormon của tuyến thượng thận), nitrazepam (thuốc an thần) và ol dapson (thuốc điều trị bệnh phong) (Bảng 1.1) [24]. Sc ho NAT2 được phân bố chủ yếu ở gan, một phần ở ruột non và đại tràng trong khi NAT1 có ở hầu hết các mô trong cơ thể [14]. Các gen mã hóa cả hai protein đều có khung đọc mở dài 870 bp trên nhánh ngắn (vùng 22) của nhiễm sắc thể số 8 (vùng @ 8p22) [54]. Các biến thể di truyền trên gen NAT1 và NAT2 quyết định kiểu hình acetyl hóa của mỗi cá thể ảnh hưởng đến đáp ứng với nhiều thuốc và các chất có nguy ht cơ gây ung thư. Tùy vào trình tự các nucleotid trên NAT2 của mỗi cá thể mà phân chia ra ba nhóm kiểu hình là acetyl hóa là nhanh, trung bình và chậm [15]. Mối liên py rig quan giữa kiểu hình acetyl hóa (được quyết định bởi NAT2) và nguy cơ mắc các bệnh khác nhau đã được báo cáo từ nhiều năm nay. Năm 1960, lần đầu tiên các đa hình của NAT2 được nghiên cứu liên quan đến chuyển hóa isoniazid, sau đó các nghiên cứu Co tiếp theo chứng minh sự liên quan đến các thuốc khác được đưa ra nhiều hơn, và ngày càng chứng minh được tầm quan trọng của NAT đối với cơ chế giải độc của cơ thể [12]. 3 VN U ac y, rm Ph a an d Hình 1. 1. Một số phản ứng chuyển hóa được xúc tác bởi NAT2 [14] Kiểu hình acetyl hóa Chậm Sulphamethoxazol Chậm Hydralazin Chậm Nhanh ol Chậm Tăng mẫn cảm Liên quan đến lupus ban đỏ hệ thống Giảm hiệu quả điều trị Chậm Tăng các phản ứng không mong muốn Chậm Gây độc với gan, gây buồn nôn, nôn Procainamid Chậm Liên quan đến lupus ban đỏ hệ thống ht Ảnh hưởng đến phenytoin và rifampicin Phenelzin Nhanh Giảm đáp ứng điều trị py rig Sc ho Isoniazid Ảnh hưởng Gây độc hệ thần kinh of Dapson M Tên thuốc ed ici ne Bảng 1. 1. Ảnh hưởng của kiểu hình acetyl hóa tới chuyển hóa một số thuốc [24] p- Phenylenediamin Chậm Gây viêm da tiếp xúc Ctrimoxazol @ Sulphasalazin Sự tiếp xúc với các chất độc hại từ thực phẩm hoặc từ môi trường làm việc Co (như khói thuốc lá, các hóa chất có chứa benzen..) sẽ làm con người dễ mắc một số bệnh, đặc biệt là ung thư. Và kiểu hình acetyl hóa có thể làm tăng hoặc giảm nguy cơ mắc ung thư đối với các cá thể có phơi nhiễm. Nguy cơ khác nhau giữa kiểu hình 4 acetyl hóa nhanh và chậm đã được nghiên cứu và chứng minh với một số bệnh như: ung thư bàng quang, ung thư đại tràng, ung thư vú, bệnh lupus ban đỏ hệ thống [14], VN U bệnh Parkinson và Alzheimer [11]. Đối với chuyển hóa thuốc, tính đa hình di truyền của NAT2 được phát hiện lần đầu tiên ở những người bệnh lao điều trị bằng isoniazid [47]. Các nghiên cứu sau đó đều chứng minh mối liên quan giữa kiểu hình acetyl hóa ac y, và chuyển hóa isoniazid, từ đó đưa ra các phác đồ điều trị phù hợp cho mỗi kiểu hình nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng không tốt của isoniazid lên cơ thể. Tổng quan về gen N-Acetyltransferase 2 rm 1.2. 1.2.1. Vị trí, cấu trúc và vai trò của gen NAT2 Ph a Gen NAT2 trên vai ngắn nhiễm sắc thể số 8 (vùng 8p22) mã hóa enzym an d arylamine N-Acetyltransferase 2. Gen NAT2 gồm hai exon, exon 1 (không mã hóa protein) dài 100 bp nằm ở vị trí 8 kb ngược dòng của vị trí bắt đầu dịch mã, exon 2 @ Sc ho ol of M ed ici ne (mã hóa protein) là một khung đọc mở dài 870 bp như mô tả ở Hình 1.2 [54]. Hình 1. 2. Cấu trúc và vị trí gen NAT2 trên nhiễm sắc thể số 8[16] ht Việc xác định các đa hình NAT2 rất quan trọng trong việc thiết lập các khái py rig niệm cơ bản trong dược lý học của các thuốc chuyển hóa bởi NAT2, trong đó isoniazid là thuốc đầu tiên và điển hình. Enzym NAT2 có vai trò là trung tâm trong chuyển hóa thuốc này, vì vậy sự biến đổi bất thường trên gen NAT2 gây ra nhiều ảnh Co hưởng khác nhau của cá thể với khả năng đáp ứng thuốc, tác dụng không mong muỗn của thuốc và với sự gia tăng tỷ lệ một số bệnh khi đã tiếp xúc với yếu tố phơi nhiễm. 5 1.2.2. Đa hình gen N-Acetyltransferase 2 VN U Dự án giải trình tự hệ gen người hoàn thành vào năm 2004 và các nghiên cứu sau này đã chứng minh rằng DNA hệ gen của phần lớn (hơn 7,5 tỷ người) chúng ta đang sống khác biệt nhau chủ yếu là đa hình thay thế đơn nucleotit (Singles nucletotide polymorphisms – SNP), một loại ʺđột biến điểmʺ có thể hoặc không dẫn ac y, đến sự thay thế axit amin. SNP có ý nghĩa rất quan trọng vì nó là loại biến dị di truyền phổ biến và ổn định. Sự biến đổi các SNP chung trong cả hệ gen được coi có ảnh hưởng lớn đến phản ứng của mỗi người đối với bệnh tật, với các nhân tố môi trường rm (như vi khuẩn, vi rút, các độc tố và hóa chất), các thuốc và các liệu pháp điều trị khác Ph a nhau. Sự tiến bộ trong các nghiên cứu di truyền học và dược lý học đã chứng tỏ bản chất di truyền của sự khác biệt giữa các cá thể trong đáp ứng các yếu tố bất lợi của môi trường (như các chất độc) và đáp ứng thuốc. SNP giải thích sự biến đổi trong hoạt an d động của enzym với chuyển hóa thuốc làm tăng hoặc giảm độ thanh thải thuốc, qua đó tác động đến đáp ứng điều trị [38]. Mặc dù tác động của từng SNP đến sự hình thành ed ici ne bệnh là tương đối yếu nhưng sự kết hợp của chúng có thể làm thay đổi đáng kể nguy cơ gây bệnh. Cùng với đó là sự liên quan đến khả năng đáp ứng, khả năng hấp thụ và chuyển hóa của nhiều thuốc. Do có cấu trúc đơn giản, chỉ thay đổi một nucleotit nên các kĩ thuật sinh học phân tử có thể xác định nhanh kiểu gen và dự đoán hiệu quả của kiểu gen lên đáp ứng thuốc của mỗi cá thể. Các nhà di truyền y học hy vọng trong M tương lai có thể hoàn thiện bản đồ các SNP có liên quan đến các bệnh lý, tiến đến việc giải mã chức năng của các gen ở mỗi cá thể giúp tiên lượng các nguy cơ mắc bệnh, từ of đó có lời khuyên thích hợp trong vấn đề phòng bệnh và điều trị của từng cá thể. ol Đa hình NAT2 cho thấy một quan điểm mới về lĩnh vực dược lý học, đây là một Sc ho trong những đa hình về chuyển hóa thuốc đầu tiên được ghi nhận tương đối hệ thống trong nhiều quần thể người [12]. Ngay từ năm 1953, các nghiên cứu bắt đầu chứng @ minh được mối liên quan giữa đa hình NAT2 với hiệu quả lâm sàng, cụ thể là sự gia tăng tần số và mức độ tác dụng phụ của thuốc chống lao isoniazid trên một số người bệnh [42]. Năm 1960, kết quả về mối liên quan trên được công bố bởi Evan và cộng ht sự [12], đến năm 1965 danh pháp quốc tế về gen NAT đã được công bố lần đầu tiên và py rig được áp dụng trên toàn thế giới vào các nghiên cứu sau đó [30]. Các nghiên cứu tiếp theo về NAT2 đều chỉ ra rằng có 3 kiểu hình acetyl hóa là acetyl hóa nhanh (3 alen nhanh), acetyl hóa trung bình (2 alen nhanh, 1 alen chậm) và acetyl hóa chậm (nhiều hơn 1 alen chậm) [15]. Hiện nay, các nhà di truyền học đã xác định được alen kiểu dại Co hay còn gọi là kiểu alen không có đột biến, alen kiểu dại được qui ước là NAT2*4. Các đột biến dưới dạng SNP có thể xuất hiện duy nhất trong đoạn gen hoặc xuất hiện đồng thời với các đột biến khác được gọi là các halotype hay biến thể di truyền. Hiện nay, 6 trên thế giới đã tìm thấy tổng cộng 108 halotype, trong đó một số halotype được tìm ra đã được chứng minh ảnh hưởng của nó đối với kiểu hình acetyl hóa [5]. Một ví dụ VN U điển hình về halotype được tìm thấy là alen NAT2*5, một trong các alen gây ra kiểu hình acetyl hóa chậm. Alen này được xác định khi có sự thay thế axit amin isoleucin thành threonin ở vị trí c.341T>C , halotypee NAT2*5A được xác định khi có 2 vị trí ac y, cùng xảy ra sự thay thế axit amin là c.341T>C và c.481C>T [5]. Bên cạnh alen kiểu dại NAT2*4 là các halotype khác NAT2*12A-C, *13A, *18 liên quan đến kiểu hình có liên quan đến kiểu hình acetyl hóa chậm (Phụ lục 1). rm acetyl hóa nhanh và các halotype NAT2*5A-J, *6A-E, *7, *12D, *14A-G, *17 và *19 Kiểu hình acetyl hóa Chậm Ảnh hưởng chức năng Giảm hoạt tính NAT2 Arg197Gln Chậm ed ici ne Ph a Bảng 1. 2. Một số SNP phổ biến ở gen NAT2 [31, 38, 56] Chậm Giảm độ bền NAT2 Giảm hoạt tính NAT2 Leu161Leu Nhanh Không gây biến đổi Arg268Lys Nhanh Không gây biến đổi Nhanh Không gây biến đổi Mã tra cứu Vị trí Axit amin thay thế NAT2*5 rs1801280 341T>C Ile114Thr NAT2*6 rs1799930 590G>A NAT2*7 rs1799931 857G>A Gly286Glu NAT2*11 rs1799929 481C>T NAT2*12 rs1208 803A>G NAT2*13 rs1041983 282C>T M an d Alen Tyr94Tyr of Trong các đa hình gây ra kiểu hình acetyl hóa chậm, 3 alen NAT2*5, *6, *7 được nghiên cứu nhiều nhất, bởi tỷ lệ đột biến trong 3 vị trí này được tìm thấy nhiều ol hơn hẳn các vị trí khác, đồng thời ảnh hưởng của 3 SNP trên cũng rõ ràng hơn [19]. Sc ho Tuy nhiên, các nghiên cứu sử dụng 6 alen NAT2*5, *6, *7, *11, *12, *13 được dùng phổ biến hơn (Bảng 1.2) [5, 41], đặc biệt trong các nghiên cứu có sử dụng phương pháp giải trình tự. Đối với kiểu hình dựa trên 3 SNP, các nhóm cá thể có kiểu hình @ acetyl hóa nhanh có kiểu gen đồng hợp tử kiểu dại ở cả 3 vị trí SNP (T341C, G590A, G857A). Các cá thể có kiểu hình acetyl hóa trung bình có kiểu gen dị hợp tử về alen ht đột biến ở một trong 3 vị trí NAT2*5, *6 hoặc *7. Những người acetyl hóa chậm là py rig những người có trên một alen đột biến trong 3 SNP trên. Tuy nhiên, các nghiên cứu tại các vị trí địa lý khác nhau trên thế giới cho kết quả tỷ lệ các kiểu hình acetyl hóa có sự khác biệt ở mỗi quốc gia và vùng địa lý. Đối với kiểu hình 6 SNP, xác định kiểu hình Từ năm 2009 ứng dụng trên web là Co acetyl hóa được cho là chính xác hơn. NAT2PRED (của tác giả Igor B. Kuznetsov) cho phép xác định kiểu hình acetyl hóa thông qua kiểu gen ở 6 vị trí NAT2 *5, *6, *7, *11, *12, *13. Trên bài báo công bố về web NAT2PRED có chỉ ra tỷ lệ khác biệt giữa kiểu hình dựa trên 3 SNP và 6 SNP, sự 7 khác biệt này là không lớn, nhưng việc xác định kiểu hình dựa trên 6 SNP được ưu VN U tiên hơn [31, 65]. Một số vị trí đột biến thay thế gây ra kiểu hình acetyl hóa chậm được biểu thi ở Hình 1.3. Alen đột biến NAT2*5 (c.341T>C) làm thay thế isoleucin ở vị trí 114 thành threonin gây giảm hoạt tính enzym, tuy nhiên đột biến này không thể xác định bằng ac y, RFLP. Vì vậy, hầu hết các nghiên cứu đều phân tích alen c.481C>T (là một đột biến câm liên kết với c.341) như là một biến thể đại diện của NAT2*5, vì khi xảy ra đột M ed ici ne an d Ph a rm biến ở vị trí c.481 thì cũng xảy ra đột biến ở NAT2*5 và ngược lại [38, 58]. of Hình 1. 3. Ảnh hưởng ở mức độ phân tử của các SNP NAT2 [56]. Hình 3D của ol NAT2 và các SNP phổ biến xác định kiểu hình acetyl hóa gồm NAT2*5 (Ile114Thr,vị trí số 2), NAT2*6 (Arg197Gln, vị trí số 7), NAT2*7 (Gly286Glu,vị trí số 10) và Sc ho NAT2*12 (Arg268lys, vị trí số 8) Đột biến ở alen NAT2*6 (c.590G>A) dẫn đến làm giảm độ bền của NAT2 do sự thay thế axit amin Arginin bằng Glycin. Đột biến alen NAT2*7 (c.857G>A) làm biến @ đổi cấu hình lập thể tại trung tâm xúc tác của enzym qua đó làm giảm hoạt tính của ht enzym. Các SNP tại 3 vị trí trên dẫn đến thay đổi hoạt độ, độ ổn định, ái lực của enzym NAT2 với cơ chất, hậu quả là gây ra các biến đổi về nồng độ của các hợp chất py rig không tốt trong cơ thể và gây ra các biểu hiện trên lâm sàng [50]. Các halotype NAT2*11A, NAT2*12A và NAT2*13A gây ra kiểu hình acetyl hóa nhanh được cho là không ảnh hưởng đến hoạt tính enzym NAT2, tuy nhiên sự xuất hiện của các alen Co nhanh nàycó thể liên quan đến sự tăng giảm một số chất chuyển hóa của thuốc khác. Các nghiên cứu trước đây về đặc điểm chức năng của các đa hình NAT2 cho thấy các cơ chế phân tử khác nhau của kiểu hình acetyl hóa chậm, cuối cùng đều gây giảm biểu 8 hiện protein mRNA và protein NAT2. Đặc biệt là khi có sự hiện diện của NAT2*5B, 1.3. VN U NAT2*6D và NAT2*14G [8, 57] . Đặc điểm chung về bệnh lao và vai trò của i soniazid trong điều trị lao 1.3.1 Đặc điểm chung về bệnh lao ac y, Bệnh lao ở người do vi khuẩn thuộc nhóm vi khuẩn kháng cồn kháng axit (Acid fast bacilli, AFB) gây ra, trong đó chủ yếu là do vi khuẩn lao người (Mycobacterium tuberculosis hominis). Đây là một trong những nguyên nhân hàng HIV/AIDS (Human Immuno-deficiency Virus/ rm đầu gây tử vong trên toàn thế giới [2]. Thêm vào đó, sự xuất hiện của đại dịch Acquired Immuno Deficiency Ph a Syndrom, Vi rút gây Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải ở người đã làm cho bệnh lao bùng phát trở lại và đáng sợ hơn, đặc biệt là trong những năm cuối của thế kỉ an d XX tỷ lệ người mắc và chết do lao đã gia tăng mạnh mẽ. Năm 1993, WHO đã tuyên bố tình trạng khẩn cấp toàn cầu về bệnh lao và mối hiểm họa kháng thuốc trong tương lai. Trong công bố của WHO về dịch tễ lao, năm 2017 có 10 triệu người mắc bệnh lao ed ici ne với hơn 1,3 triệu người tử vong do lao, trong đó một số khu vực và vùng lãnh thổ có tỷ lệ mắc khá cao, đặc biệt là khu vực Châu Phi như bản đồ phân bố ở Hình 1.4. Trong số các ca tử vong năm 2017, có khoảng 1,3 triệu người âm tính với HIV và 300.000 người dương tính với HIV [40]. Năm 2017 Việt Nam có 124.000 người mắc M mới với 12.840 ca tử vong do lao. Hiện tại, Việt Nam hiện đang xếp thứ 16/30 nước Sc ho ol kháng thuốc [40]. of có gánh nặng bệnh lao cao trên thế giới và thứ 13/30 nước có gánh nặng bệnh lao đa ht @ Việt Nam Co py rig Số ca mắc Hình 1. 4. Tỉ lệ mắc bệnh lao tại một số khu vực trên thế giới năm 2017 [64] 9 Bệnh lao diễn biến qua 2 giai đoạn là nhiễm lao và lao bệnh. Vi khuẩn lao có thể gây bệnh ở tất cả các bộ phận trên cơ thể người, trong đó phổ biến nhất là lao phổi. VN U Giai đoạn nhiễm lao xảy ra khi vi khuẩn xâm nhập lần đầu tiên vào cơ thể chưa bao giờ tiếp xúc với lao. Vi khuẩn lao xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đường hô hấp vào tận phế nang gây tổn thương viêm phế nang, sau khoảng 3 tuần đến 3 tháng dưới tác ac y, động của vi khuẩn lao, cơ thể có sự chuyển biến về mặt sinh học, hình thành dị ứng và miễn dịch với vi khuẩn lao. Người bị lây ở tình trạng nhiễm lao, lúc này trong cơ thể người bị nhiễm đã có kháng thể kháng lao và phản ứng Tuberculin có thể dương tính. rm Đa số người bị bệnh chỉ ở tình trạng nhiễm lao (khoảng 80% - 90%) không chuyển sang giai đoạn lao bệnh. Khoảng 10% -20% người nhiễm lao sẽ chuyển sang giai đoạn Ph a bệnh lao khi sức đề kháng của cơ thể giảm, số lượng và độc tính của vi khuẩn tăng. bệnh mạn tính, các bệnh toàn thân khác [3]. an d Đặc biệt ở những người thuộc nhóm suy giảm miễn dịch như HIV/AIDS hoặc có các Vi khuẩn lao ở cơ quan bộ phận nào thì sẽ gây nên các triệu chứng thuộc về ed ici ne mỗi cơ quan bộ phận đó. Do triệu chứng ở giai đoạn sớm thường khó phát hiện, vì vậy bệnh chỉ được phát hiện khi đã có các biểu hiện rõ ràng. Các triệu chứng hay gặp nhất là triệu chứng toàn thân và triệu chứng thuộc đường hô hấp như: da xanh xao, người mệt mỏi, ăn kém, gầy sút cân, ho kéo dài, sốt nhẹ về chiều (37 o5 đến 38 o C) kèm ra mồ hôi về ban đêm... Tuy nhiên, do các triệu chứng thường mơ hồ, khó xác định và dễ M nhầm với các triệu chứng thuộc các bệnh khác, vì vậy bệnh lao được chẩn đoán xác định khi tìm thấy vi khuẩn lao trong bệnh phẩm (đờm, dịch dạ dày, dịch phế quản). of Các kĩ thuật xác định vi khuẩn lao gồm 2 nhóm chính là kĩ thuật cổ điển và hiện đại. ol Các kĩ thuật cổ điển gồm: kĩ thuật nhuộm soi trực tiếp Ziehl - Neelsen (còn gọi là kĩ thuật nhuộm AFB), phương pháp nuôi cấy, phương pháp tiêm truyền súc vật. Nhóm Sc ho các kĩ thuật hiện đại gồm: phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase chain Reaction PCR), phương pháp khuếch đại trực tiếp (Amplified direct test), phản ứng miễn dịch gắn men (Enzym Linked Immunosorbent Assay – ELISA), Xpert/MTB và nhiều kĩ @ thuật khác [2, 3]. ht 1.3.2 Điều trị và dự phòng lao py rig Điều trị lao: Mỗi nước trên thế giới đều có một phác đồ điều trị lao riêng, nhưng đều có đặc điểm chung là đều dựa vào chiến lược chống lao do WHO khuyến cáo là chiến lược DOTS (Directly Observed Treatment Short Course) điều trị hóa trị liệu ngắn ngày có kiểm soát trực tiếp. Dựa trên DOTS, Chương trình Chống lao Quốc Co gia Việt Nam đã đưa ra phác đồ điều trị cho các loại bệnh lao. Trong đó lao mới mắc sử dụng phác đồ I gồm các thuốc chống lao hàng 1 là isoniazid, rifampicin, streptomycin, pyrazinamid, ethambutol. Phác đồ cụ thể là sử dụng 4 loại thuốc 10 streptomycin, isoniazid, rifampicin, pyrazinamid đối với người lớn và rifampicin, isoniazid, pyrazinamid với trẻ em hàng ngày trong 2 tháng đầu, 6 tháng tiếp theo dùng VN U 2 loại thuốc isoniazid, ethambutol cho người lớn và rifampicin, isoniazid cho trẻ em hàng ngày. Người bệnh điều trị thuốc lao cần được theo dõi đánh giá đáp ứng lâm sàng và các tác dụng phụ của thuốc để điều chỉnh kịp thời. Các người bệnh lao AFB ac y, dương tính sẽ được xét nghiệm đờm vào tháng thứ 2, thứ 5 và thứ 7. Điều trị được coi là thất bại nếu từ tháng thứ 5 xét nghiệm AFB vẫn dương tính [1]. Dự phòng lao: Vaccin BCG được sử dụng dự phòng trong trường hợp chưa rm nhiễm lao, các người bệnh nhiễm lao sẽ được dự phòng bằng uống INH trong vòng 6 an d 1.3.3.1. Dược lý, chuyển hóa của isoniazid Ph a tháng đến 1 năm để làm giảm tỷ lệ chuyển sang giai đoạn bệnh lao. 1.3.3 Isoniazid trong điều trị lao Isoniazid (còn gọi là isonicotinylhydrazid, viết tắt là INH), là một thuốc chính trong điều trị bệnh lao. Hóa chất này được tổng hợp ở Praha năm 1912 nhưng đến năm ed ici ne 1952 mới biết được tác dụng của INH với vi khuẩn lao. INH kìm hãm sự sinh trưởng và diệt vi khuẩn lao ở cả trong và ngoài tế bào. Cơ chế tác dụng của thuốc là thông qua sự ức chế hình thành axit mycolic có ở thành trực khuẩn lao [3]. Sau khi uống, M INH hấp thu qua ruột vào máu: 40% ở dạng tự do, một phần kết hợp với axit amin trong máu thành hydrazol; INH ở dạng tự do và hydrazol có tác dụng với vi khuẩn lao, phần dư thừa còn lại được chuyển hóa ở gan tạo thành các hợp chất không có tác dụng of với vi khuẩn lao. Tại gan, 50% - 90% INH được acetyl hóa bởi enzym NAT2 như ol Hình 1.5 tạo thành acetyl isoniazid, sản phẩm tiếp tục bị thủy phân tạo thành acetyl hydrazin. Sc ho Một con đường khác là INH có thể bị thủy phân trực tiếp tạo ra hydrazin [28]. Sau đó NAT2 xúc tác quá trình acetyl hóa của hydrazin tạo acetyl hydrazin và diacetyl hydrazin. Acetyl hydrazin và hydrazin có thể bị oxi hóa bởi Cytochrom P450 2E1 tạo @ thành các hợp chất trung gian gây độc cho cơ thể [53]. Hydrazin là một chất độc với các tế bào gan do có khả năng gây hoại tử tế bào. Vì vậy, trong trường hợp hoạt tính py rig ht NAT2 thấp, hydrazin sẽ tăng nồng độ trong máu đồng thời chuyển hóa chủ yếu theo con đường bởi CYP2E1, tạo ra các sản phẩm trung gian gây độc với gan. Các chất chuyển hóa của INH được thải trừ ra khỏi cơ thể chủ yếu qua hệ tiết niệu (chiếm 80%) [28]. Đặc tính dược động học của thuốc bị ảnh hưởng bởi các yếu tố cụ thể của từng Co người bệnh như tình trạng di truyền, tuổi, cân nặng, bệnh đi kèm và các thuốc dùng đồng thời với INH. 11 VN U ac y, rm Ph a an d ed ici ne Hình 1. 5. Chuyển hóa isoniazid ở gan[61] (CYP2E1: Cytochrom P450 2E1; NAT2: N-Acetyltransferase 2; GST: Glutathion S-transferase) M Nồng độ ức chế tối thiểu trong huyết thanh của INH với vi khuẩn lao là 0,04 µg/mL. Nồng độ của INH trong huyết thanh của mỗi người khác nhau phụ thuộc vào kiểu hình acetyl hóa của cá thể. Khi uống INH liều 5 mg/kg sau 1-2 giờ sẽ đạt of nồng độ tối đa trong huyết tương trung bình là 3-5 µg/mL [3]. Liều chuẩn theo phác đồ của Bộ y tế là với INH là 5 mg (4-6 mg)/kg/ngày cho ol cả trẻ em và người lớn, liều hàng ngày tối đa là 300 mg, nên uống một lần lúc đói. Sc ho Liều cách quãng 3 lần/tuần là 10 mg/kg thể trọng (8-12 mg), liều cách quãng 2 lần/tuần là 15 mg/kg thể trọng (13-17 mg) [1]. 1.3.3.2. Độc tính của INH với cơ thể @ Tương tác thuốc: Isoniazid ức chế chuyển hóa một số thuốc. Khi dùng kết hợp isoniazid với các thuốc này có thể làm tăng nồng độ trong huyết thanh và làm tăng độc ht tính của thuốc phối hợp, nhất là các thuốc chữa động kinh. Các thuốc khi phối hợp với py rig isoniazid phải điều chỉnh liều gồm có alfentanil, các chất chống đông máu dẫn chất coumarin, dẫn chất indandion, các benzodiazepin, carbamazepin, theophylin, phenytoin, enfluran, disulfiram và cycloserin [21]. Khi dùng đồng thời rifampicin, Co acetaminophen, rượu với isoniazid có thể làm tăng độc tính với gan, đặc biệt ở người có tiền sử suy gan. Isoniazid làm giảm nồng độ ketoconazole (thuốc điều trị nấm) trong huyết thanh, vì vậy làm giảm tác dụng điều trị nấm của thuốc này. Các corticoid làm tăng thải trừ isoniazid, vì vậy làm giảm nồng độ và tác dụng của isoniazid, đặc 12
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

Tài liệu vừa đăng