Nghiên cứu đặc điểm lâm sàng và biến đổi di truyền của hội chứng Prader-Willi

Nghiên cứu đặc điểm lâm sàng và biến đổi di truyền của hội chứng Prader-Willi.Hội chứng Prader-Willi (Prader-Willi Syndrome – PWS) là hội chứng bệnh di truyền gây nên do mất hoạt động chức năng của các gen trên nhánh dài gần tâm vị trí q11-q13 của nhiễm sắc thể (NST) số 15 có nguồn gốc từ bố. Các triệu chứng thường gặp trong hội chứng này là: giảm cử động thai, giảm trương lực cơ, béo phì, chậm phát triển tâm thần vận động, tầm vóc thấp, chân tay nhỏ, bộ mặt bất thường, thiểu năng sinh dục, và hầu hết đều vô sinh. Mã số bệnh tật của PWS theo ICD – 10: Q87.1; theo OMIM: 176270. Tỷ lệ mắc PWS trong quần thể ước tính 1/10.000 – 1/30.000 [1]. Theo hiệp hội Prader-Willi quốc tế, trên thế giới hiện nay có khoảng 350.000 – 400.000 bệnh nhân được chẩn đoán mắc PWS, trong đó 17.000 – 20.000 bệnh nhân đang sống ở Hoa Kỳ [2].

Nguyên nhân của PWS do mất chức năng của các gen trên NST 15 vùng q11-q13 có nguồn gốc từ bố. Các gen trên vùng này hoạt động theo cơ chế dấu ấn di truyền (genetic imprinting) – di truyền đơn alen (monoallelic), chỉ hoạt động trên NST 15 nguồn gốc bố, không hoạt động trên NST 15 nguồn gốc mẹ [3]. Các nguyên nhân gây PWS gồm: do mất đoạn NST 15q11- q13 nguồn gốc bố; do hai NST số 15 đều có nguồn gốc mẹ (maternal Uniparental Disomy – mUPD, do khiếm khuyết dấu ấn di truyền (Imprinting Defect – ID).
Chẩn đoán PWS dựa trên các tiêu chuẩn chẩn đoán trên lâm sàng và được chẩn đoán xác định bằng các kỹ thuật di truyền tế bào và phân tử. Xét nghiệm di truyền tế bào: phân tích NST đồ với kỹ thuật băng G phát hiện các bất thường NST như: mất đoạn NST 15q11-q13, chuyển đoạn NST 15 với một NST khác trong bộ NST dẫn đến mất đoạn NST 15q11-q13.
Xét nghiệm lai giữa di truyền tế bào và phân tử: kỹ thuật lai tại chỗ huỳnh quang (Fluorescence In Situ Hybridization – FISH), kỹ thuật này chẩn đoán nhóm bệnh nhân PWS do mất đoạn NST 15q11-q13.2 Xét nghiệm di truyền phân tử: dựa trên nguyên lý phát hiện mất đoạn NST 15q11-q13 hay phát hiện bất thường methyl hóa tại vùng gen PraderWilli. Các kỹ thuật phổ biến đang được nhiều trung tâm di truyền trên thế giới áp dụng như: lai so sánh bộ gen (array Comparative Genome Hybridization – aCGH), phản ứng chuỗi đặc hiệu methyl hóa (Methylation Specific Polymerase Chain Reaction – MS-PCR), khuếch đại đa đầu dò đặc hiệu methyl hóa(Methylation Specific Multiplex Ligation dependent Probe Amplification – MS-MLPA), phân tích tính đa hình DNA của bố mẹ, giải trình tự gen.Tại Việt Nam, tỷ lệ mới mắc của PWS chưa được xác định do đây là bệnh di truyền hiếm gặp. Tại Bệnh viện Nhi Trung ương, PWS mới được đưa vào chẩn đoán và quản lý bệnh nhân từ năm 2007. Bệnh do mất hoạt
động chức năng của các gen vùng NST 15q11-q13 là vùng có chứa số lượnggen nhiều, cơ chế hoạt động dấu ấn di truyền phức tạp, bệnh nhân có biểu hiện lâm sàng nặng, đa dạng, nên có thể gặp ở nhiều chuyên khoa khác nhau.
Do vậy việc nghiên cứu về đặc điểm lâm sàng và di truyền của PWS có vai trò hướng cho các bác sĩ lâm sàng trong chẩn đoán và chỉ định các xét nghiệm chẩn đoán xác định PWS. Việc lựa chọn kỹ thuật xét nghiệm phù hợp để chẩn đoán xác định bệnh và chẩn đoán bệnh sớm có ý nghĩa rất quan trọng trong điều trị và quản lý bệnh nhân nhằm cải thiện các triệu chứng nặng, giảm tỷ lệ biến chứng và tăng chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân mắc PWS.
Xuất phát từ những lý do trên đây, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm lâm sàng và biến đổi di truyền của hội chứng Prader-Willi” được tiến hành vớihai mục tiêu sau:
1. Mô tả đặc điểm lâm sàng của bệnh nhân mắc hội chứng Prader-Willi.
2. Xác định các biến đổi di truyền tế bào và phân tử của bệnh nhân mắc hội chứng Prader-Willi

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………………………………………….. 1
Chương 1: TỔNG QUAN …………………………………………………………………. 3
1.1. Khái niệm…………………………………………………………………………………. 3
1.2. Lịch sử nghiên cứu hội chứng Prader-Willi ……………………………………. 3
1.3. Đặc điểm lâm sàng của hội chứng Prader-Willi………………………………. 4
1.3.1. Tiền sử thai nghén ……………………………………………………………….. 5
1.3.2. Giảm trương lực cơ ……………………………………………………………… 5
1.3.3. Phát triển tâm thần và đặc điểm tính cách………………………………… 6
1.3.4. Ăn không kiểm soát và béo phì………………………………………………. 7
1.3.5. Bộ mặt bất thường……………………………………………………………….. 8
1.3.6. Thiểu năng sinh dục …………………………………………………………….. 9
1.3.7. Tầm vóc thấp…………………………………………………………………….. 10
1.3.8. Các vấn đề rối loạn nội tiết khác…………………………………………… 10
1.3.9. Một số triệu chứng khác ……………………………………………………… 10
1.3.10. Tỷ lệ tử vong ………………………………………………………………….. 11
1.3.11. Cải thiện các triệu chứng lâm sàng trên bệnh nhân điều trị GH .. 12
1.4. Cơ chế di truyền của hội chứng Prader-Willi………………………………… 13
1.4.1. Cấu trúc vùng gen Prader-Willi ……………………………………………. 13
1.4.2. Cơ chế của quy luật dấu ấn di truyền…………………………………….. 18
1.4.3. Các nhóm nguyên nhân gây hội chứng Prader-Willi………………… 20
1.5. Một số kỹ thuật di truyền ứng dụng để chẩn đoán hội chứng Prader-Willi… 26
1.5.1. Kỹ thuật di truyền tế bào …………………………………………………….. 26
1.5.2. Kỹ thuật lai giữa di truyền tế bào và phân tử ………………………….. 27
1.5.3. Kỹ thuật di truyền phân tử …………………………………………………… 28
1.6. Nghiên cứu về hội chứng Prader-Willi trên thế giới và tại Việt Nam… 33Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………… 37
2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ……………………………………………….. 37
2.2. Đối tượng nghiên cứu……………………………………………………………….. 37
2.2.1. Tiêu chuẩn chọn đối tượng nghiên cứu………………………………….. 37
2.2.2. Tiêu chuẩn loại trừ đối tượng nghiên cứu ………………………………. 38
2.3. Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………………… 38
2.3.1. Nghiên cứu đặc điểm lâm sàng…………………………………………….. 39
2.3.2. Nghiên cứu các đặc điểm di truyền……………………………………….. 43
2.4. Đạo đức trong nghiên cứu …………………………………………………………. 58
2.5. Sơ đồ nghiên cứu……………………………………………………………………… 58
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……………………………………………… 60
3.1. Đặc điểm chung của nhóm nghiên cứu ……………………………………….. 60
3.1.1. Phân bố theo giới tính…………………………………………………………. 60
3.1.2. Tuổi bệnh nhân lúc chẩn đoán ……………………………………………… 60
3.1.3. Tiền sử sản khoa………………………………………………………………… 61
3.1.4. Tuổi bố mẹ lúc chẩn đoán……………………………………………………. 62
3.2. Đặc điểm lâm sàng …………………………………………………………………… 63
3.2.1. Một số đặc điểm lâm sàng giai đoạn sơ sinh…………………………… 66
3.2.2. Chỉ số khối cơ thể BMI ………………………………………………………. 66
3.2.3. Chậm phát triển tâm thần vận động ………………………………………. 67
3.2.4. Thiểu sản cơ quan sinh dục ngoài…………………………………………. 69
3.2.5. Các đặc điểm lâm sàng khác………………………………………………… 69
3.2.6. Tỷ lệ tử vong …………………………………………………………………….. 70
3.3. Các biến đổi di truyền……………………………………………………………….. 71
3.3.1. Kết quả phân tích nhiễm sắc thể đồ ………………………………………. 71
3.3.2. Kết quả xét nghiệm lai tại chỗ huỳnh quang …………………………… 76
3.3.3. Kết quả phân tích tình trạng Methyl hóa với kỹ thuật chuỗi đặc hiệu
methyl hóa………………………………………………………………………… 80
3.3.4. Kết quả phân tích kỹ thuật khuếch đại đa đầu dò đặc hiệu methyl hóa…… 813.4. Mối liên hệ giữa biểu hiện lâm sàng và các biến đổi di truyền…………. 88
Chương 4: BÀN LUẬN…………………………………………………………………… 94
4.1. Đặc điểm chung của nhóm nghiên cứu ………………………………………… 94
4.1.1. Giới tính …………………………………………………………………………… 94
4.1.2. Tuổi chẩn đoán………………………………………………………………….. 94
4.1.3. Tiền sử sản khoa………………………………………………………………… 95
4.2. Đặc điểm lâm sàng …………………………………………………………………… 96
4.2.1. Các đặc điểm lâm sàng giai đoạn sơ sinh……………………………….. 96
4.2.2. Tình trạng thừa cân, béo phì và tăng cảm giác thèm ăn ……………. 97
4.2.3. Chậm phát triển tâm thần vận động ………………………………………. 99
4.2.4. Thiểu sản cơ quan sinh dục ngoài……………………………………….. 101
4.2.5. Các đặc điểm lâm sàng khác………………………………………………. 102
4.2.6. Tỷ lệ tử vong …………………………………………………………………… 104
4.2.7. Ý nghĩa của việc mô tả đặc điểm lâm sàng trong chẩn đoán hội chứng
Prader- Willi……………………………………………………………………. 105
4.3. Biến đổi di truyền của bệnh nhân mắc hội chứng Prader-Willi ………. 106
4.3.1. Mất đoạn 15q11-q13…………………………………………………………. 106
4.3.2. Chuyển đoạn giữa NST 15 và 1 NST khác gây mất đoạn 15q11-q13…. 111
4.3.3. Hai NST15 nguồn gốc mẹ …………………………………………………. 113
4.3.4. Khiếm khuyết dấu ấn di truyền…………………………………………… 117
4.3.5. Ý nghĩa của việc xác định các biến đổi di truyền của hội chứng
Prader – Willi trong thực hành lâm sàng ………………………………. 119
4.4. Mối liên quan giữa các đặc điểm lâm sàng và biến đổi di truyền ……. 122
KẾT LUẬN………………………………………………………………………………….. 124
KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO …………………. 126
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Danh sách các đầu dò (probe) của bộ kit MEO28-C1 cho KT
MS-MLPA…………………………………………………………………….. 52
Bảng 2.2. Trình tự các đầu dò đặc hiệu Methyl hóa trong KT MS-MLPA 54
Bảng 2.3. Nhận định kết quả số lượng bản sao và tình trạng methyl hóa
trong kỹ thuật MS-MLPA………………………………………………… 55
Bảng 3.1. Phân bố theo giới tính……………………………………………………… 60
Bảng 3.2. Tuổi bệnh nhân lúc chẩn đoán ………………………………………….. 60
Bảng 3.3. Cách thức đẻ………………………………………………………………….. 61
Bảng 3.4. Tuổi thai trung bình………………………………………………………… 62
Bảng 3.5. Cân nặng lúc sinh …………………………………………………………… 62
Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các triệu chứng nặng theo tiêu chuẩn Holm …… 63
Bảng 3.7. Mô tả một số triệu chứng nặng theo nhóm tuổi……………………. 64
Bảng 3.8. Bảng tổng hợp các triệu chứng nhẹ theo tiêu chuẩn Holm …….. 65
Bảng 3.9. Mô tả một số triệu chứng nhẹ theo nhóm tuổi……………………… 65
Bảng 3.10. Chỉ số khối cơ thể lúc chẩn đoán ………………………………………. 66
Bảng 3.11. Phân loại triệu chứng thừa cân béo phì theo nhóm tuổi tại thời
điểm chẩn đoán………………………………………………………………. 67
Bảng 3.12. Phân loại mức độ phát triển tâm thần vận động theo chỉ số DQ
của nhóm bệnh nhân dưới 6 tuổi……………………………………….. 67
Bảng 3.13. Phân loại mức độ phát triển tâm thần vận động theo chỉ số IQ của
nhóm bệnh nhân trên 6 tuổi ……………………………………………… 68
Bảng 3.14. So sánh trung bình của chỉ số IQ, DQ theo giới tính ……………. 68
Bảng 3.15. Tỷ lệ ẩn tinh hoàn…………………………………………………………… 69
Bảng 3.16. Bệnh nhân tử vong………………………………………………………….. 70
Bảng 3.17. Kết quả phân tích nhiễm sắc thể đồ……………………………………. 72Bảng 3.18. Kết quả phân tích NST đồ của 4 bệnh nhân mang chuyển đoạn
NST 15 và NST đồ của bố mẹ bệnh nhân …………………………… 72
Bảng 3.19. Kết quả phân tích kỹ thuật FISH……………………………………….. 76
Bảng 3.20. So sánh biểu hiện lâm sàng theo biến đổi di truyền………………. 89
Bảng 3.21. Sự khác nhau về mức độ phát triển tâm thần vận động theo biến
đổi di truyền ………………………………………………………………….. 89
Bảng 3.22. Sự khác nhau về tuổi chẩn đoán theo biến đổi di truyền ……….. 90
Bảng 3.23. Mối liên hệ giữa trung bình tuổi mẹ và biến đổi di truyền……… 90
Bảng 3.24. Mối liên hệ giữa nhóm tuổi mẹ và biến đổi di truyền……………. 91
Bảng 4.1. So sánh tiền sử sản khoa với các nghiên cứu khác ……………….. 95
Bảng 4.2. So sánh triệu chứng giảm trương lực cơ và hỗ trợ cho ăn giai
đoạn sơ sinh…………………………………………………………………… 97
Bảng 4.3. So sánh chỉ số IQ trung bình với nghiên cứu khác……………… 100
Bảng 4.4. So sánh tỷ lệ bệnh nhân do mUPD và ID giữa các nghiên cứu… 116
Bảng 4.5. Giá trị các xét nghiệm di truyền trong chẩn đoán PWS tại bệnh
viện nhi trung ương …………………………………………………….. 121DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Tóm tắt bản đồ gen và cơ chế hoạt động vùng 15q11-q13 …….. 14
Hình 1.2. Các nhóm nguyên nhân gây hội chứng Prader-Willi …………….. 20
Hình 1.3. Các cơ chế gây tình trạng hai NST có cùng nguồn gốc bố hoặc mẹ…….. 23
Hình 1.4. Quá trình tạo giao tử ……………………………………………………….. 25
Hình 1.5. Nguyên lý của kỹ thuật lai tại chỗ huỳnh quang – FISH ……….. 28
Hình 2.1. Quy trình làm kỹ thuật FISH và nhận định kết quả ………………. 46
Hình 2.2. Phân tích kết quả MS-MLPA……………………………………………. 56
Hình 2.3. Sơ đồ nghiên cứu ……………………………………………………………. 58
Hình 3.1. Tóm tắt quá trình thực hiện các kỹ thuật xét nghiệm di truyền.. 71
Hình 3.2. NST đồ bệnh nhân mã số 45PWS 45,XY,der(10)t(10;15)(q26;q12),
(10pter->10q26::15q12->15qter)-15 ………………………………….. 74
Hình 3.3. NST đồ bệnh nhân mã số 126PWS ……………………………………. 74
Hình 3.4. NST đồ bệnh nhân mã số 117PWS ……………………………………. 75
Hình 3.5. NST đồ bố bệnh nhân mã số 117PWS 46,XY,t(15;20)(q12;q12)……….75
Hình 3.6. NST đồ bệnh nhân mã số 146PWS ……………………………………. 75
Hình 3.7. Bệnh nhân mã số 103PWS Kết quả mất đoạn NST 15q11.2 ….. 77
Hình 3.8. Bệnh nhân mã số 23PWS Kết quả không mất đoạn NST 15q11.2……..77
Hình 3.9. Bệnh nhân mã số 126PWS mang t(15;22) có hình ảnh mất đoạn
NST 15q11.2 và vùng tâm ……………………………………………….. 78
Hình 3.10. Bệnh nhân mã số 146PWS mang t(X;15) có hình ảnh mất đoạn
NST 15q11.2 và vùng tâm ……………………………………………….. 78
Hình 3.11. Kết quả FISH của bệnh nhân mã số 117PWS và bố bệnh nhân 79
Hình 3.12. Hình ảnh điện di sản phẩm của kỹ thuật MS-PCR ……………….. 80
Hình 3.13. Kết quả MS-MLPA bệnh nhân mã số 86PWS mất đoạn NST
15q11-q13 typ 1……………………………………………………………… 83
Hình 3.14. Kết quả MS-MLPA bệnh nhân mã số 141PWS mất đoạn NST15q11-q13 typ 2……………………………………………………………… 84
Hình 3.15. Kết quả MS-MLPA bệnh nhân mã số 133PWS mang mất đoạn
NST 15q11-q13 không điển hình ………………………………………. 86
Hình 3.16. Kết quả MS-MLPA của bệnh nhân mã số 33PWS ……………….. 87
Hình 3.17. Bộ mặt điển hình của bệnh nhân mắc hội chứng Prader-Willi… 91
Hình 3.18. Bộ mặt không điển hình của bệnh nhân mắc PWS ……………….. 92
Hình 3.19. Hình ảnh giảm trương lực cơ giai đoạn sơ sinh ……………………. 92
Hình 3.20. Giảm sắc tố da, tóc nhạt màu ……………………………………………. 93
Hình 3.21. Béo phì tập trung vùng thân mình ……………………………………… 93
Hình 3.22. Thiểu sản CQSD ngoài ……………………………………………………. 93
Hình 4.1. Phân loại mất đoạn 15q11-q13………………………………………… 106
Hình 4.2. So sánh với các bệnh nhân mất đoạn 15q11-q13 không điển hình …. 109
Hình 4.3. Áp dụng kỹ thuật microarray khảo sát LOH xác định dưới nhóm
mUPD…………………………………………………………………………. 114
Hình 4.4. Sơ đồ vùng gen 15q11-q13 trong cơ chế dấu ấn di truyền……. 11

ANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CÔNG BỐ
LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
1. An Thùy Lan, Bùi Phương Thảo, Vũ Chí Dũng, Ngô Diễm Ngọc, Đinh Thị Hồng Nhung, Lê Thị Liễu, Phan Thị Hoan (2015). Đặc điểm lâm sàng và chẩn đoán mất đoạn nhiễm sắc thể 15q11-q13 ở các bệnh nhi mắc hội chứng Prader-Willi. Tạp chí nghiên cứu y học,96 (4),51-59.
2. An Thùy Lan, Bùi Phương Thảo, Vũ Chí Dũng, Lê Thị Liễu, Phan Thị Hoan (2015). Biến đổi di truyền ở bệnh nhân mắc hội chứng PraderWilli tại Bệnh viện Nhi Trung ương. Tạp chí nhi khoa,8(6),63-66.