Nghiên cứu kiểu hình, kiểu gen và kết quả điều trị bệnh thiếu enzym Beta-ketothiolase ở Việt Nam

Luận án Nghiên cứu kiểu hình, kiểu gen và kết quả điều trị bệnh thiếu enzym Beta-ketothiolase ở Việt Nam. Bệnh thiếu enzym beta-ketothiolase (BKT) là một bệnh rối loạn chuyển hóa bẩm sinh (RLCHBS). Đây là bệnh lý di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường do đột biến gen T2 (ACAT1) nằm trên cánh dài nhiễm sắc thể số 11 (11q22.3-q23.1) mã hoá tạo ra enzym acetoacetyl CoA thiolase hay còn gọi là BKT. BKT là enzym xúc tác quá trình chuyển hóa isoleucine và xeton trong cơ thể [1],[2].

Bệnh lần đầu tiên được mô tả năm 1971 bởi Daum RS [3]. Trong 40 năm nghiên cứu, các tác giả nhận thấy đây là bệnh hiếm gặp, phát hiện trên 90 bệnh nhân trên toàn thế giới [2].
Bệnh cảnh lâm sàng đặc trưng bởi những đợt nhiễm toan xeton không có triệu chứng lâm sàng    giữa    các    cơn.    Các đợt cấp thường    xảy    ra khi    trẻ    bị ốm như nhiễm trùng, viêm ruột… hoặc ăn quá nhiều protein. Tuổi xuất hiện cơn cấp lần đầu thường từ 6-24 tháng, nhưng có thể xảy ra muộn hơn. Nếu không được điều trị kịp thời, bệnh nhân có thể tử vong hoặc có di chứng chậm phát triển tâm thần vận động. 80% bệnh nhân phát triển bình thường khi được điều trị và phòng bệnh kịp thời [1],[2],[4].
Trên thế giới đã tìm thấy khoảng 70 đột biến khác nhau, không tìm thấy đột biến phổ biến gây    bệnh [5]. Nhiều nghiên cứu    chưa tìm    thấy    mối    liên quan giữa    đột biến gen    với    mức    độ    nặng và tuổi xuất hiện    cơn đầu    tiên    của bệnh [2].
Khác với các nước trên thế giới, tại Bệnh viện Nhi Trung ương, bệnh thiếu enzym BKT là bệnh lý RLCHBS thường gặp nhất (41 bệnh nhân) qua hơn 10 năm sàng lọc nguy cơ cao bệnh RLCHBS [5].
Để góp phần tiếp cận chẩn đoán, điều trị có hiệu quả cũng như tìm hiểu kiểu đột biến gen của bệnh nhân thiếu enzym BKT ở Việt Nam, chúng tôi nghiên cứu đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng và kết quả điều trị với các mục tiêu sau:
1.    Mô    tả đặc    điểm lâm sàng và cận lâm sàng của bệnh nhân thiếu enzym beta-ketothiolase.
2.     Phát hiện đột biến gen T2 gây bệnh của bệnh nhân và một số thành viên gia đình của bệnh nhân thiếu enzym beta ketothiolase.
3.    Nhận xét kết quả điều trị bệnh thiếu enzym beta-ketothiolase. 
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BÓ
LIÊN QUAN ĐÉN ĐỀ TÀI
1.     Nguyễn Ngọc Khánh và cộng sự. (2015). Phát triển thể chất và tinh thần của bệnh nhân thiếu beta-ketothiolase tại bệnh viện nhi trung ương trong 10 năm. Tạp chí nhi khoa, 8 (2), 54-57.
2.     Nguyễn Ngọc Khánh và cộng sự. (2015). Bệnh thiếu enzym beta- ketothiolase tại bệnh viện nhi Trung ương: kiểu hình, kiểu gen và kết quả điều trị. Tạp chíy dược học quân sự số, 2, 90-95.
3.    Nguyễn Ngọc Khánh et al. (2013). Betaketothiolase deficiency in a referal center of Vietnam: Clinical feature and outcome. Oral Presentation. The 3rd Asian Congress for Inherited Metabolic Diseases (ACIMD), 27-29 th, November, 2013. Vol. 29 2013. I.SN 0912-0122
4.    Nguyễn Ngọc Khánh et al. (2013). Report 23 cases with betaketothiolase deficiency in a Vietnam center. ICIEM 2013. Poster Presentation. 12th International Congress of Inborn Errors of Metabolism. Barcelona, 3rd – 6th September, 2013. Journal of Inherited Metabolic Disease, Vol 36, Suppl 2, 91.
5.    Khanh NN et al. (2017). Characterization and outcome of 41 patients with beta-ketothiolase deficiency: 10 years’ experience of a medical center in northern Vietnam. Jounal of inherited metabolic disease. DOI 10.1007/s10545-017-0026-6. 
ĐẶT VẤN ĐỀ    1
Chương 1: TỔNG QUAN    3
1.1.     Lịch sử phát hiện bệnh    3
1.2.     Phân loại RLCHBS    4
1.2.1.    Phân loại theo hóa sinh bệnh học    5
1.2.2.    Phân loại theo sinh lý bệnh học    6
1.3.    Bệnh thiếu enzym BKT    8
1.4.     Cơ chế gây bệnh    8
1.5.     Nguyên nhân gây bệnh    10
1.5.1.    Vị trí và cấu trúc gen T2    10
1.5.2.    Chức năng của gen T2    11
1.5.3.    Đột biến gen T2 gây bệnh    13
1.5.4.    Các kỹ thuật phát hiện đột biến gen T2 gây bệnh    15
1.6.     Chẩn đoán bệnh    20
1.6.1.    Triệu chứng lâm sàng    20
1.6.2.    Xét nghiệm chuyển hóa thường quy    21
1.6.3.     Xét nghiệm sinh hóa đặc hiệu    21
1.6.4.    Đo hoạt độ enzym BKT    23
1.6.5.     Xét nghiệm phân tử    24
1.7.    Chẩn    đoán    sớm    qua sàng    lọc    nguy    cơ    cao và sàng    lọc    sơ
sinh mở rộng    24
1.7.1.     Sàng lọc sơ sinh mở rộng    24
1.7.2.    Sàng lọc nguy cơ cao    25
1.8.     Chẩn đoán phân biệt    25
1.8.1.    Chẩn đoán phân biệt với các bệnh có nhiễm toan chuyển hóa xeton … 25 
1.8.2.    Chẩn đoán phân biệt với các bệnh RLCH giáng hóa thể xeton và isoleucine    27
1.9.     Các lưu ý trong xét nghiệm chấn đoán    28
1.10.     Điều trị    31
1.10.1.     Nguyên tắc điều trị bệnh thiếu BKT    31
1.10.2.    Các phương pháp điều trị trong cơn cấp mất bù chuyển hóa    32
1.10.3.     Điều trị lâu dài    36
1.11.     Tư vấn di truyền    38
1.12.     Tiên lượng    39
1.13.     Tình hình nghiên cứu trên thế giới    40
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU    41
2.1.    Đối tượng nghiên cứu:    41
2.2.     Địa điểm và thời gian nghiên cứu:    41
2.3.     Phương pháp nghiên cứu    41
2.3.1.     Thiết kế nghiên cứu:    41
2.3.2.     Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu:    42
2.4.     Các biến số nghiên cứu và phương pháp thu thập số liệu:    43
2.4.1.    Chọn các đối tượng có nguy cơ cao RLCHBS thiếu enzym BKT . 43
2.4.2.    Các đặc điểm lâm sàng    44
2.4.3.    Các đặc điểm cận lâm sàng:    45
2.4.4.    Các phương pháp điều trị và đánh giá kết    quả điều trị:    46
2.4.5.    Các phương pháp xét nghiệm và thu thập    số liệu    48
2.5.     Phương pháp xử lý số liệu    56
2.5.1.     Làm sạch số liẹu:    56
2.5.2.    Cách mã hóa:    56
2.5.3.     Xử lý số liẹu:    56
2.6.     Đạo đức trong nghiên cứu:    57
Chương 3: KÉT QUẢ NGHIÊN CỨU    58
3.1.    Đặc điếm lâm sàng và cận lâm sàng    58
3.1 1. Đặc điểm chung    58
3.1.2.     Đặc điểm về địa dư và dân tộc    60
3.1.3.    Đặc điểm của cơn cấp chuyển hoá mất bù    62
3.1.4.    Đặc điểm của xét nghiệm hoá sinh đặc hiệu    72
3.2.     Kết quả phân tích phân tử    75
3.3.    Phương pháp và kết quả điều trị    80
3.3.1.    Các phương pháp điều trị trong cơn cấp và điều trị lâu dài    80
3.3.2.     Kết quả điều trị    82
Chương 4: BÀN LUẬN    90
4.1.    Đặc điếm lâm sàng và cận lâm sàng    90
4.1.1.    Đặc điểm chung    90
4.1.2.     Đặc điểm về địa lý và dân tộc    93
4.1.3.    Đặc điểm của cơn cấp chuyển hoá mất bù    95
4.1.4.    Đặc điểm của xét nghiệm hoá sinh đặc hiệu    101
4.2.     Kết quả phân tích phân tử    105
4.3.     Phương pháp và kết quả điều trị    112
4.3.1.    Các phương pháp điều trị trong cơn cấp và điều trị lâu dài    112
4.3.2.     Kết quả điều trị    116
KÉT LUẬN    121
KIÉN NGHỊ    123
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ
LIÊN QUAN ĐÉN ĐỀ TÀI TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 
 
Bảng 1.1.    Phân loại RLCHBS theo sinh lý bệnh học     6
Bảng 1.2.    Các phương pháp chẩn đoán bệnh RLCHBS    24
Bảng 1.3.    Lượng protein và isoleucine hàng ngày theo lứa tuổi    của    bệnh
nhân thiếu enzym BKT    37
Bảng 2.1.    Bảng phân độ mất nước theo CDD    44
Bảng 2.2.    Trình tự mồi sử dụng cho phân tích gen T2    55
Bảng 2.3.    Các probe MLPA cho phân tích gen T2    56
Bảng 3.1.    Đặc điểm về tuổi, giới, huyết thống và tiền sử gia đình    58
Bảng 3.2.    Phân bố địa dư của bệnh nhân    60
Bảng 3.3.    Phân bố nhóm bệnh RLCHBS qua chương trình sàng    lọc    nguy
cơ cao từ năm 2005     61
Bảng 3.4.    Thời điểm được chẩn đoán bệnh    62
Bảng 3.5.    Triệu chứng lâm sàng của cơn cấp    63
Bảng 3.6.    Biểu hiện xét nghiệm chuyển hóa thường quy trong cơn    cấp …    65
Bảng 3.7.    Tình trạng nhiễm toan chuyển hóa    65
Bảng 3.8.    Tình trạng đường máu    66
Bảng 3.9.    Kết quả xét nghiệm phân tích acid hữu cơ niệu và định    lượng
acylcarnitine máu    72
Bảng 3.10.    Mức độ tăng 2MMA, 2M3HB, TIG trong nước tiểu    73
Bảng 3.11.    Mức độ tăng C5:1, C5:OH trong máu    74
Bảng 3.12.    Kiểu gen của bệnh nhân    77
Bảng 3.13.    Mối liên quan kiểu gen kiểu hình    78
Bảng 3.14.    Kiểu gen và kiểu hình của 5 cặp anh chị em ruột    79
Bảng 3.15.    Phương pháp điều trị    80
Bảng 3.16.    Diễn biến điều trị của cơn cấp    81
Bảng 3.17.    Tần suất và tuổi tái phát của bệnh nhân    83
Bảng 3.18. Phát triển chiều cao, cân nặng theo biểu đồ tăng trưởng của
WHO 2007     84
Bảng 3.19.    Phát triển tinh thần vận động theo test Denver II    85
Bảng 3.20.    Yếu tố tiên lượng nặng    86
Biểu đồ 3.1. Tần suất xuất hiện cơn cấp lần đầu theo lứa tuổi    59
Biểu đồ 3.2. Mức độ hôn mê theo thang đánh giá AVPU    64
Biểu đồ 3.3. Mức độ mất nước    64
Biểu đồ 3.4. Mức độ tăng amoniac máu (^g/dl)    66
Biểu đồ 3.5. Mức độ tăng bạch cầu (G/l)    67
Biểu đồ 3.6. Tỉ lệ các đột biến gen T2 gây bệnh    75
Biểu đồ 3.7. Biểu đồ chiều cao của bệnh nhân theo Z-score của WHO 2007 … 85 Biểu đồ 3.8. Biểu đồ cân nặng của bệnh nhân theo Z-score của WHO 2007 …. 85 
Hình 1.1:    Các chuyển hóa cơ bản trong cơ thể    5
Hình 1.2.    Sơ đồ chuyển hoá của enzym BKT và cơ chế gây bệnh    9
Hình 1.3.    Vị trí gen T2 (ACAT1) trên NST 11     10
Hình 1.4.    Cấu trúc của gen T2 ở người    11
Hình 1.5.    Cấu trúc không gian của protein T2    12
Hình 1.6.    Sơ đồ các loại đột biến gen T2    14
Hình 1.7.    Các bước cơ bản của phản ứng PCR     15
Hình 1.8.    Trình tự nucleotid được xác định trên máy    giải trình tự gen    16
Hình 1.9.    Các giai đoạn của phương pháp MLPA    17
Hình 1.10. Phương pháp MLPA phân tích gen T2     19
Hình 1.11. Kết quả xét nghiệm acid hữu cơ niệu của bệnh nhân thiếu enzym
BKT: với 2 đỉnh tăng tương ứng 2M3HB và TIG    22
Hình 1.12. Kết quả Tandem Mass của bệnh nhân thiếu    enzym BKT    23
Hình 1.13. Sơ đồ chẩn đoán cho thiếu enzym BKT     30
Hình 1.14. Khả năng di truyền cho thế hệ sau của bệnh thiếu enzym BKT     39
Hình 2.1.    Sơ đồ nghiên cứu    42
Hình 3.1.    Hình ảnh tổn thương não của bệnh nhân    19    68
Hình 3.2.    Ảnh bệnh nhân 19    69
Hình 3.3.    Hình ảnh MRI não của bệnh nhân 21    70
Hinh 3.4.    Ảnh bệnh nhân 21    71
Hình 3.5.    Hình ảnh đột biến p.R208X của bệnh nhân    số 3 và 4    76
Hình 3.6.    Sơ đồ kết quả điều trị    82
Hình 3.7.    Diễn biến bệnh của 41 bệnh nhân    83
Hình 3.8. Ảnh bệnh nhân số 6    87
Hình 3.9. Ảnh bệnh nhân số 39    88
Hình 3.10. Ảnh bệnh nhân số 8, 20    89