Nghiên cứu tính đa hình của một số gen ở phụ nữ loãng xương sau mãn kinh

Luận án tiến sĩ y học Nghiên cứu tính đa hình của một số gen ở phụ nữ loãng xương sau mãn kinh.Loãng xương là một bệnh phổ biến ảnh hưởng đến khoảng 200 triệu người trên thế giới đặc trưng bởi giảm mật độ xương (Bone Mineral Density – BMD), tổn thương vi cấu trúc xương, gia tăng tính dễ gãy của xương1. Năm 2021, một phân tích tổng hợp của Nader Salari và cộng sự bao gồm 70 nghiên cứu trên 800.457 phụ nữ tuổi từ 15 đến 105, tỷ lệ loãng xương ở phụ nữ trên thế giới là 23,1%, tỷ lệ loãng xương ở phụ nữ châu Âu là 19,8%, châu Mỹ là 15,1%, châu Á là 24,3%2. Tỷ lệ loãng xương cao kéo theo chi phí điều trị loãng xương và gãy xương tăng gây ảnh hưởng đáng kể về kinh tế, xã hội và gánh nặng lâm sàng. Ở Hoa Kỳ, chi phí hàng năm để điều trị gãy xương do loãng xương là 17 tỷ đô la1. Phụ nữ sau mãn kinh là đối tượng có nguy cơ cao bị loãng xương. Tại Việt Nam, nghiên cứu của Hồ Phạm Thục Lan cho thấy tỉ lệ loãng xương cổ xương đùi (CXĐ) ở phụ nữ sau mãn kinh thành phố Hồ Chí Minh là 28,6%3. Theo Nguyễn Thị Thanh Hương tỉ lệ loãng xương CXĐ và cột sống thắt lưng (CSTL) ở phụ nữ miền Bắc lần lượt là 23,1% và 49,5%4.

Loãng xương là một bệnh lý chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong đó yếu tố gen đóng vai trò quan trọng. Nghiên cứu trên các cặp sinh đôi và phả hệ cho thấy 50-85% sự biến đổi BMD là do gen qui định5. Đến nay có hơn 20 nghiên cứu toàn hệ gen (genome wide association studies)(GWAS) được công bố và GWAS lớn nhất cho đến năm 2019 là của Morris và cộng sự đã xác định 518 locus ảnh hưởng đến BMD6. Trong điều kiện Việt nam khi chưa thực hiện được nghiên cứu toàn hệ gen, chúng tôi chọn 3 đa hình gen ứng viên để nghiên cứu là MTHFR rs1801133, LRP5 rs41494349 và FTO rs1121980 vì trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu cho thấy mối liên quan giữa 3 đa hình gen này với BMD và các kết quả này được lặp lại ở nhiều chủng tộc trên thế giới. Nhiều nghiên cứu cho thấy người mang alen T của đa hình gen MTHFR rs1801133 có nguy cơ bị giảm BMD như nghiên cứu của tác giả Bo Abrahamsen trên phụ nữ sau mãn kinh Đan Mạch7, Xiumei Hong trên phụ nữ sau mãn kinh Trung Quốc8, Masataka Shiraki trên phụ nữ sau mãn kinh Nhật Bản9. Sự có mặt của alen T làm giảm hoạt động của enzym2MTHFR (Methylen Tetrahydrofolat Reductase) dẫn đến tăng nồng độ homocystein máu có nguy cơ làm giảm BMD10. Một điều thú vị là mặc dù không can thiệp được trên gen này, song nếu tác động để đạt được sự bình thường của nồng độ homocystein máu, sẽ bảo vệ được BMD của những phụ nữ mãn kinh mang gen này.
Gen LRP5 (LDL Receptor Related Protein 5) liên quan đến con đường tín hiệu Wnt/ β-catenin ảnh hưởng đến tế bào tạo xương và BMD. Đa hình gen LRP5 rs41494349 (Q89R) rất hiếm gặp ở người da trắng nhưng lại tương đối hay gặp ở người châu Á11. Nghiên cứu của các tác giả Tomohiko Urano, Jung-Min Koh, Zhen- lin ZANG trên người Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc đều cho kết quả người mang alen R của đa hình gen Q89R có BMD thấp hơn người không mang alen R11,12,13.Gen FTO (Fat mass and Obesity Associated) ảnh hưởng đến trục yếu tố tăng trưởng biệt hóa 11 (growth differentiation factor 11) và gamma thụ thể kích hoạt chất tăng sinh peroxisome (Peroxisome proliferator-activated receptor gamma) gọi tắt là GDF11-FTO-PPARγ liên quan đến sự biệt hóa dòng tế bào gốc trung mô sang tế bào mỡ và ức chế sự hình thành xương, dẫn đến sự mất cân bằng giữa khối lượng xương và chất béo14. Nghiên cứu của Bích Trần và cộng sự (2013) trênngười Úc cho kết quả phụ nữ có kiểu gen đồng hợp tử lặn TT của SNP rs1121980 có nguy cơ gãy CXĐ cao hơn 2,06 lần so với nhóm phụ nữ có kiểu gen đồng hợp tử trội CC15. Ở Việt Nam, chưa có nghiên cứu nào tìm hiểu mối liên quan của 3 đa hình gen trên với mật độ xương ở phụ nữ sau mãn kinh. Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu tính đa hình của một số gen ở phụ nữ loãng xƣơng sau mãn kinh” với hai mục tiêu:
1. Xác định tính đa hình của gen MTHFR rs1801133, LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 ở phụ nữ loãng xƣơng sau mãn kinh
2. Tìm hiểu mối liên quan giữa tính đa hình của gen MTHFR rs1801133, LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 với mật độ xƣơng và một số yếu tố nguy cơ loãng xƣơng ở phụ nữ sau mãn kinh

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………………………………………….. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU……………………………………………… 3
1.1. Tổng quan loãng xương và loãng xương ở phụ nữ sau mãn kinh ……… 3
1.1.1. Định nghĩa loãng xương ……………………………………………………… 3
1.1.2. Chẩn đoán loãng xương ………………………………………………………. 4
1.1.3. Sinh lý học quá trình phát triển xương…………………………………… 6
1.1.4. Định nghĩa mãn kinh ………………………………………………………….. 8
1.1.5. Ảnh hưởng của mãn kinh đến loãng xương…………………………….. 8
1.1.6. Dịch tễ học loãng xương ở phụ nữ sau mãn kinh …………………… 11
1.1.7. Một số yếu tố liên quan đến mật độ xương và loãng xương ở
phụ nữ sau mãn kinh…………………………………………………………… 12
1.2. Gen và loãng xương………………………………………………………………… 15
1.2.1. Tổng quan về gen MTHFR và SNP rs1801133 ……………………… 17
1.2.2. Tổng quan về gen LRP5 và SNP rs41494349………………………… 25
1.2.3. Tổng quan về gen FTO và SNP 1121980……………………………… 30
1.3. Các kỹ thuật sinh học phân tử phân tích gen……………………………….. 34
1.3.1. Kỹ thuật PCR…………………………………………………………………… 34
1.3.2. Phương pháp ARMS-PCR …………………………………………………. 35
1.3.3. Kỹ thuật RFLP-PCR …………………………………………………………. 36
1.3.4. Kỹ thuật giải trình tự gen trực tiếp………………………………………. 36
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 38
2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ……………………………………………… 38
2.1.1. Địa điểm nghiên cứu…………………………………………………………. 38
2.1.2. Thời gian nghiên cứu:……………………………………………………….. 38
2.2. Đối tượng nghiên cứu……………………………………………………………… 38
2.2.1. Tiêu chuẩn lựa chọn:…………………………………………………………. 38
2.2.2. Tiêu chuẩn loại trừ:…………………………………………………………… 392.3. Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………………. 39
2.3.1. Thiết kế nghiên cứu ………………………………………………………….. 39
2.3.2. Cỡ mẫu …………………………………………………………………………… 39
2.3.3. Phương pháp chọn mẫu……………………………………………………… 40
2.3.4. Quy trình phỏng vấn và khám lâm sàng ……………………………….. 41
2.3.5. Đo BMD theo phương pháp hấp thụ tia X năng lượng kép ……… 43
2.3.6. Quy trình lấy máu phân tích gen và bảo quản ……………………….. 46
2.3.7. Các bước tiến hành phân tích gen ……………………………………….. 47
2.4. Các biến số nghiên cứu……………………………………………………………. 57
2.5. Sơ đồ nghiên cứu……………………………………………………………………. 58
2.6. Sai số và khống chế sai số. ………………………………………………………. 59
2.7. Phân tích và xử lý số liệu…………………………………………………………. 59
2.8. Đạo đức nghiên cứu………………………………………………………………… 60
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU………………………………………….. 62
3.1. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu…………………………………. 62
3.2. Phân bố tần số kiểu gen và alen của đa hình gen MTHFR rs1801133,
LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 của đối tượng nghiên cứu ……….. 66
3.2.1. Nồng độ DNA và độ tinh sạch trung bình …………………………….. 66
3.2.2. Kiểu gen và alen của đa hình gen MTHFR rs1801133 ……………. 67
3.2.3. Kiểu gen và alen của đa hình gen LRP5 rs41494349………………. 68
3.2.4. Kiểu gen và alen của đa hình gen FTO rs1121980…………………. 70
3.2.5. Phân bố kiểu gen và alen của đa hình MTHFR rs1801133, LRP5
rs41494349, FTO rs1121980 của nhóm phụ nữ sau mãn kinh
loãng xương với nhóm không loãng xương……………………………… 72
3.2.6. Phân bố kiểu gen và alen của đa hình MTHFR rs1801133, LRP5
rs41494349, FTO rs1121980 của nhóm phụ nữ sau mãn kinh
loãng xương với nhóm giảm mật độ xương và nhóm mật độ xương
bình thường……………………………………………………………………….. 733.3. Mối liên quan giữa tính đa hình gen MTHFR rs1801133, LRP5
rs41494349, FTO rs1121980 với mật độ xương và các yếu tố nguy cơ
loãng xương……………………………………………………………………………. 76
3.3.1. Mối liên quan giữa kiểu gen và mật độ xương của đối tượng
nghiên cứu………………………………………………………………………… 76
3.3.2. Mối liên quan giữa kiểu gen và các yếu tố nguy cơ loãng xương … 77
3.3.3. Tương quan 2 biến của một số yếu tố nguy cơ với mật độ xương …. 80
3.3.4. Tương quan đa biến của các yếu tố nguy cơ loãng xương và mật
độ xương ………………………………………………………………………….. 81
3.3.5. Tương quan tuyến tính đơn biến của các đa hình gen với mật
độ xương………………………………………………………………………….. 82
3.3.6. Tương quan đa biến giữa các đa hình gen MTHFR rs1801133,
LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 và một số yếu tố liên quan
với mật độ xương……………………………………………………………….. 85
CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN ……………………………………………………………….. 94
4.1 Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu………………………………….. 94
4.1.1. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu …………………………… 94
4.1.2. Đặc điểm mật độ xương của đối tượng nghiên cứu………………… 95
4.1.3. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu theo phân loại mật
độ xương ………………………………………………………………………….. 96
4.2. Bàn luận về phân bố tần số kiểu gen và alen của đa hình gen MTHFR
rs1801133…………………………………………………………………………….. 100
4.2.1. Bàn luận về phân bố tần số alen của đa hình gen MTHFR
rs1801133……………………………………………………………………….. 101
4.2.2. Bàn luận về phân bố kiểu gen của đa hình gen MTHFR
rs1801133……………………………………………………………………….. 1024.2.3. Bàn luận về sự phân bố tần số alen của đa hình gen LRP5
rs41494349……………………………………………………………………… 102
4.2.4. Bàn luận về phân bố tần số kiểu gen của đa hình gen LRP5
rs41494349……………………………………………………………………… 103
4.2.5. Bàn luận về phân bố tần số kiểu gen và alen của đa hình gen
FTO rs1121980………………………………………………………………… 104
4.2.6. Bàn luận về phân bố kiểu gen và alen của đa hình gen MTHFR
rs1801133, LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 ở nhóm phụ nữ
sau mãn kinh loãng xương với nhóm phụ nữ sau mãn kinh không
loãng xương…………………………………………………………………….. 105
4.2.7. Bàn luận về phân bố kiểu gen và alen của đa hình gen MTHFR
rs1801133, LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 ở nhóm phụ nữ
sau mãn kinh loãng xương với nhóm giảm mật độ xương và
nhóm mật độ xương bình thường tại vị trí cổ xương đùi, đầu trên
xương đùi, cột sống thắt lưng …………………………………………….. 106
4.3. Mối liên quan giữa tính đa hình của một sô gen với mật độ xương và
một số yếu tố nguy cơ loãng xương ở phụ nữ sau mãn kinh …………. 107
4.3.1. Mối liên quan giữa đa hình kiểu gen MTHFR rs1801133 với mật
độ xương. ……………………………………………………………………….. 107
4.3.2. Mối liên quan giữa đa hình kiểu gen LRP5 rs41494349 với mật
độ xương. ……………………………………………………………………….. 108
4.3.3. Mối liên quan giữa đa hình kiểu gen FTO rs1121980 với mật
độ xương. ……………………………………………………………………….. 109
4.3.4. Tương quan tuyến tính đơn biến và đa biến giữa một số yếu tố
nguy cơ với mật độ xương. ………………………………………………… 110
4.3.5. Mô hình hồi quy tuyến tính đơn biến của các đa hình gen
MTHFR rs1801133 với mật độ xương …………………………………. 1104.3.6. Mô hình hồi quy tuyến tính đơn biến của các đa hình gen LRP5
rs41494349 với mật độ xương ……………………………………………. 111
4.3.7. Mô hình hồi quy tuyến tính đơn biến của các đa hình gen FTO
rs1121980 với mật độ xương ……………………………………………… 111
4.3.8. Tương quan tuyến tính đa biến của đa hình gen MTHFR
rs1801133 và một số yếu tố liên quan với mật độ xương. ………. 112
4.3.9.Tương quan tuyến tính đa biến của đa hình gen LRP5 rs41494349
và một số yếu tố liên quan với mật độ xương…………………………. 119
4.3.10. Tương quan tuyến tính đa biến của đa hình gen FTO rs1121980
và một số yếu tố liên quan với mật độ xương. …………………………. 121
KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………… 126
KHUYẾN NGHỊ…………………………………………………………………………… 128
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Giá trị mật độ xương đỉnh (pBMD) (g/cm2) và tuổi đạt đỉnh ở
người Việt Nam……………………………………………………………….. 5
Bảng 1.2: So sánh mật độ xương (g/cm2) của người Việt với các nước
Châu Á khác và người da trắng…………………………………………… 5
Bảng 2.1: Mật độ xương đỉnh trung bình (g/cm2) trong quần thể của phụ
nữ Việt Nam đo bằng máy Hologic4 ………………………………….. 46
Bảng 2.2: Các biến số nghiên cứu……………………………………………………. 57
Bảng 3.1: Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu…………………………. 62
Bảng 3.2: Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu theo phân nhóm
loãng xương và nhóm khôngloãng xương…………………………… 65
Bảng 3.3. Nồng độ DNA và độ tinh sạch trung bình…………………………… 66
Bảng 3.4. Phân bố tần số kiểu gen và alen của đa hình gen MTHFR rs1801133
của đối tượng nghiên cứu……………………………………………………. 68
Bảng 3.5. Phân bố tần số kiểu gen và alen của đa hình gen LRP5 rs41494349
của đối tượng nghiên cứu…………………………………………………… 69
Bảng 3.6. Phân bố tần số kiểu gen và alen của đa hình gen FTO rs1121980
của đối tượng nghiên cứu…………………………………………………… 71
Bảng 3.7. Phân bố kiểu gen và alen của đa hình MTHFR rs1801133,
LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 của nhóm phụ nữ sau mãn
kinh loãng xương so với nhóm không loãng xương ……………… 72
Bảng 3.8. Phân bố kiểu gen và alen của đa hình MTHFR rs1801133,
LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 của nhóm phụ nữ sau mãn
kinh loãng xương so với nhóm giảm mật độ xương và nhóm
mật độ xương bình thường tại vị trí cổ xương đùi………………… 73
Bảng 3.9. Phân bố kiểu gen và alen của đa hình MTHFR rs1801133,
LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 của nhóm phụ nữ sau mãn
kinh loãng xương với nhóm giảm mật độ xương và nhóm mật
độ xương bình thường tại vị trí đầu trên xương đùi………………. 74Bảng 3.10. Phân bố kiểu gen và alen của đa hình MTHFR rs1801133,
LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 của nhóm phụ nữ sau mãn
kinh loãng xương với nhóm giảm mật độ xương và nhóm mật
độ xương bình thường tại vị trí cột sống thắt lưng ……………….. 75
Bảng 3.11. Mối liên quan giữa kiểu gen MTHFR rs1801133 và mật độ
xương của đối tượng nghiên cứu……………………………………….. 76
Bảng 3.12. Mối liên quan giữa kiểu gen LRP5 rs41494349 và mật độ
xương của đối tượng nghiên cứu……………………………………….. 76
Bảng 3.13. Mối liên quan giữa kiểu gen FTO rs1121980 và mật độ xương
của đối tượng nghiên cứu…………………………………………………. 77
Bảng 3.14. Mối liên quan giữa kiểu gen MTHFR rs1801133 và các yếu tố
nguy cơ loãng xương ………………………………………………………. 77
Bảng 3.15. Mối liên quan giữa kiểu gen LRP5 rs41494349 và các yếu tố
nguy cơ loãng xương ………………………………………………………. 78
Bảng 3.16. Mối liên quan giữa kiểu gen FTO rs1121980 và các yếu tố
nguy cơ loãng xương ………………………………………………………. 79
Bảng 3.17. Tương quan tuyến tính đơn biến của các yếu tố nguy cơ loãng
xương với mật độ xương………………………………………………….. 80
Bảng 3.18. Tương quan đa biến của các yếu tố nguy cơ loãng xương và
mật độ xương…………………………………………………………………. 81
Bảng 3.19. Mô hình hồi quy tuyến tính đơn biến của đa hình gen MTHFR
rs1801133 với mật độ xương ……………………………………………. 82
Bảng 3.20. Mô hình hồi quy tuyến tính đơn biến của đa hình gen LRP5
rs41494349 với mật độ xương ………………………………………….. 83
Bảng 3.21. Mô hình hồi quy tuyến tính đơn biến của đa hình gen FTO
rs1121980 với mật độ xương ……………………………………………. 84Bảng 3.22. Tương quan đa biến giữa đa hình gen MTHFR rs1801133 và
một số yếu tố liên quan với mật độ xương tại cổ xương đùi…… 85
Bảng 3.23. Tương quan đa biến giữa đa hình gen MTHFR rs1801133 và một
số yếu tố liên quan với mật độ xương tại đầu trên xương đùi……… 86
Bảng 3.24. Tương quan đa biến giữa các đa hình gen MTHFR rs1801133 và
một số yếu tố liên quan với mật độ xương tại cột sống thắt lưng…. 87
Bảng 3.25. Tương quan đa biến giữa các đa hình gen LRP5 rs41494349 và
một số yếu tố liên quan với mật độ xương tại cổ xương đùi…… 88
Bảng 3.26. Tương quan đa biến giữa các đa hình gen LRP5 rs41494349 và
một số yếu tố liên quan với mật độ xương tại đầu trên xương đùi.. 89
Bảng 3.27. Tương quan đa biến giữa các đa hình gen LRP5 rs41494349 và
một số yếu tố liên quan với mật độ xương tại cột sống thắt lưng…. 90
Bảng 3.28. Tương quan đa biến giữa đa hình gen FTO rs1121980 và một
số yếu tố liên quan với mật độ xương tại 3 vị trí………………….. 91
Bảng 3.29. Tương quan đa biến giữa các đa hình gen MTHFR rs1801133,
LRP5 rs41494349 và một số yếu tố liên quan với mật độ xương
ở 3 vị trí ……………………………………………………………………….. 92
Bảng 3.30. Tương quan đa biến giữa các đa hình gen MTHFR rs1801133,
LRP5 rs41494349, FTO rs1121980 và một số yếu tố liên quan
với mật độ xương ở 3 vị trí ……………………………………………… 93
Bảng 4.1. So sánh tần số alen và kiểu gen của đa hình gen FTO rs1121980
với các nghiên cứu khác………………………………………………….. 104
Bảng 4.2. Hàm lượng folat trong 100 gam phần ăn được của một số
thực phẩm …………………………………………………………………… 119DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1: Đặc điểm mật độ xương của đối tượng nghiên cứu…………….. 63
Biểu đồ 3.2: Phân bố tỉ lệ loãng xương của đối tượng nghiên cứu ………….. 64
Biểu đồ 3.3: Đặc điểm mật độ xương của đối tượng nghiên cứu theo phân
nhóm loãng xương và nhóm không loãng xương ……………….. 66
Biểu đồ 4.1. Tần số alen C và T của đa hình MTHFR rs1801133 ở một số
cộng đồng………………………………………………………………….. 101
Biểu đồ 4.2. Sự phân bố kiểu gen của đa hình MTHFR rs 1801133 ở một
số cộng đồng………………………………………………………………. 102
Biểu đồ 4.3. Tần số alen A và G của gen LRP5 rs41494349 ở một số cộng đồng. 103
Biểu đồ 4.4. Sự phân bố kiểu gen của đa hình gen LRP5 rs41494349 ở
một số cộng đồng ……………………………………………………….. 10