Ứng dụng tế bào gốc tự thân từ tủy xương trong điều trị bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính

Luận án tiến sĩ y học Ứng dụng tế bào gốc tự thân từ tủy xương trong điều trị bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính.Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (BPTNMT) là một trong các bệnh hô hấp thường gặp nhất, trong đó đặc trưng nhất của bệnh là sự tắc nghẽn luồng khí thở mạn tính, tiến triển nặng dần theo thời gian. Mặc dù bệnh tiến triển từ từ, tính chất mạn tính và không gây tử vong ở giai đoạn sớm, nhưng hệ lụy do bệnh gây ra cho người bệnh, gia đình và xã hội rất nặng nề. Đây là nguyên nhân gây tử vong đứng hàng thứ tư trên thế giới,1 ở giai đoạn bệnh tiến triển, người bệnh trở nên tàn phế, suy giảm nặng về sức khỏe và chất lượng cuộc sống, ngay cả khi được điều trị. Tần suất mắc BPTNMT trung bình và nặng ở Việt Nam đứng cao nhất trong khu vực châu Á Thái Bình Dương chiếm 6,7% dân số.2 Trong tương lai gần, gánh nặng BPTNMT vẫn có xu hướng tăng lên, do việc tiếp tục phơi nhiễm với các yếu tố nguy cơ và dân số có xu hướng già hóa.

Với những hiểu biết mới nhất về bệnh, phản ứng viêm mạn tính tại chỗ và toàn thân là cơ chế dẫn đến phá hủy nhu mô phổi và làm rối loạn cơ chế sửa chữa và bảo vệ bình thường của đường thở, dẫn đến xơ hóa đường thở nhỏ và khí phế thũng, hậu quả cuối cùng là tàn phế và tử vong. Các biện pháp điều trị BPTNMT hiện nay bao gồm: ngừng tiếp xúc với các yếu tố nguy cơ, sử dụng thuốc (thuốc giãn phế quản, corticosteroid, ức chế phosphodiesterase 4…), luyện tập phục hồi chức năng hô hấp, thở oxy, thở máy.1 Mặc dù các thuốc điều trị bệnh ngày càng được tối ưu hóa nhưng không tác động ngăn chặn được cơ chế bệnh sinh của BPTNMT. Bệnh tiếp tục diễn biến đến những giai đoạn nặng, cuối cùng là tử vong.
Vì vậy, một yêu cầu cấp thiết hiện nay là tìm ra phương pháp điều trị mới 8với tham vọng ngăn chặn thậm chí đảo ngược tiến trình của bệnh. Những năm gần đây trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về việc sử dụng tế bào gốc (TBG) trong điều trị các bệnh lý khác nhau trong đó có bệnh lý hô hấp như xơ phổi, BPTNMT… TBG với các đặc tính như khả năng biệt hóa cao, khả năng điều hòa miễn dịch, tái tạo mô… được kỳ vọng sẽ đem lại lợi ích cho người bệnh,2 cải thiện chất lượng cuộc sống. Tuy nhiên, số lượng các nghiên cứu và thời gian nghiên cứu liệu pháp TBG trong lâm sàng vẫn còn hạn chế, còn nhiều câu hỏi về tính an toàn và cơ chế hoạt động của các tế bào ngoại sinh sau khi được đưa vào phổi tổn thương mạn tính, cũng như cơ chế điều hòa quá trình hoạt hóa của các tế bào tiền thân đưa vào cơ thể còn cần được trả lời.
Một số dữ liệu của các thử nghiệm tiền tiêu về tính an toàn của liệu pháp TBG trong các bệnh lý phổi mạn tính cho thấy liệu pháp này tương đối an toàn và dung nạp được. Tuy nhiên, ở Việt Nam cũng như ngay cả trên thế giới, số lượng các nghiên cứu này còn ít và thời gian theo dõi còn hạn chế. Bên cạnh đó, nguồn TBG tủy xương tự thân đã được nghiên cứu ở người bình thường và trong điều trị một số bệnh, nhưng chưa có nghiên cứu nào đánh giá đặc điểm TBG tủy xương ở người bệnh BPTNMT. Trong các nghiên cứu sử dụng TBG tủy xương trong điều trị, nguồn TBG có thể được sử dụng để truyền trực tiếp không qua nuôi cấy hoặc truyền sau khi đã nuôi cấy tăng sinh, mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng. Năm 2016, Bộ Khoa học và Công nghệ, Ban chủ nhiệm Chương trình trọng điểm KC.10 và Bệnh viện Bạch Mai đã phối hợp triển khai nghiên cứu đề tài cấp nhà nước về ứng dụng TBG trong điều trị BPTNMT. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Ứng dụng tế bào gốc tự thân từ tủy xương trong điều trị bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính”, thuộc một nhánh của đề tài cấp nhà nước trên, nhằm hai mục tiêu:
1. Mô tả đặc điểm dịch tủy xương và khối tế bào gốc tủy xương tự thân của người bệnh bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính.
2. Nhận xét kết quả ứng dụng liệu pháp tế bào gốc tủy xương tự thân trong điều trị bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ …………………………………………………………………………………….. 1
CHƯƠNG 1 . TỔNG QUAN TÀI LIỆU………………………………………………. 3
1.1. Đại cương về bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính …………………………………….. 3
1.1.1. Khái niệm bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính ……………………………………….. 3
1.1.2. Dịch tễ học và gánh nặng kinh tế xã hội của bệnh phổi tắc nghẽn mạn
tính ………………………………………………………………………………………………….. 3
1.1.3. Cơ chế bệnh sinh bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính ……………………………… 5
1.1.3.1. Phản ứng viêm quá mức của đường thở ……………………………………… 5
1.1.3.2. Mất cân bằng Proteinase – kháng Proteinase ……………………………….. 6
1.1.3.3. Cơ chế mất cân bằng oxy hoá – kháng oxy hoá……………………………. 7
1.1.4. Chẩn đoán bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính……………………………………….. 7
1.1.4.1. Triệu chứng lâm sàng……………………………………………………………….. 7
1.1.4.2. Triệu chứng cận lâm sàng…………………………………………………………. 8
1.1.4.3. Chẩn đoán bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính………………………………….. 10
1.1.4.4. Phân loại giai đoạn bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính ……………………… 10
1.1.4.5. Điều trị bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính giai đoạn ổn định…………….. 11
1.2. Tế bào gốc và nguồn tế bào gốc từ tủy xương…………………………………. 13
1.2.1. Đại cương về tế bào gốc……………………………………………………………… 13
1.2.1.1. Khái niệm……………………………………………………………………………… 13
1.2.1.2. Phân loại tế bào gốc theo đặc tính hay mức độ biệt hóa ……………… 14
1.2.1.3. Phân loại theo nguồn tế bào gốc ………………………………………………. 16
1.2.2. Tế bào gốc từ tủy xương …………………………………………………………….. 18
1.2.2.1. TBG tạo máu (Hematopoietic Stem Cell) …………………………………. 19
1.2.2.2. Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal Stem Cells – MSCs) từ tủy xương
…………………………………………………………………………………………….. 20
1.2.3. Quy trình tạo khối tế bào gốc từ tủy xương…………………………………… 24
1.2.3.1. Thu thập tế bào gốc tủy xương ………………………………………………… 241.2.3.2. Tách chiết tế bào gốc tủy xương………………………………………………. 25
1.2.3.3. Bảo quản tế bào gốc……………………………………………………………….. 25
1.2.3.4. Rã đông và truyền tế bào gốc cho bệnh nhân …………………………….. 28
1.2.3.5. Đánh giá và kiểm tra chất lượng khối tế bào gốc ……………………….. 28
1.3. Ứng dụng tế bào gốc từ tủy xương trong điều trị bệnh phổi tắc nghẽn mạn
tính …………………………………………………………………………………………… 30
1.3.1. Cơ chế tác dụng của tế bào gốc từ tủy xương trong điều trị bệnh phổi tắc
nghẽn mạn tính…………………………………………………………………………………… 30
1.3.1.1. Ức chế đáp ứng viêm bất thường và điều hòa miễn dịch …………….. 30
1.3.1.2. Kích thích tái tạo và giảm sẹo………………………………………………….. 31
1.3.1.3. Ức chế việc chết theo chương trình tế bào phổi …………………………. 33
1.3.1.4. Yếu tố thể dịch được tiết từ MSC góp phần cải thiện bệnh phổi tắc
nghẽn mạn tính…………………………………………………………………………………… 33
1.3.2. Các nghiên cứu tiền lâm sàng trên động vật thí nghiệm………………….. 34
1.3.3. Các thử nghiệm lâm sàng liệu pháp tế bào gốc từ tủy xương điều trị bệnh
phổi tắc nghẽn mạn tính ………………………………………………………………………. 35
1.3.4. Các nghiên cứu ứng dụng tế bào gốc trong điều trị bệnh phổi tắc nghẽn
mạn tính tại Việt Nam…………………………………………………………………………. 40
CHƯƠNG 2 . ĐÔI TƯƠNG VA PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CƯU…….. 42
2.1. Đối tượng nghiên cứu ………………………………………………………………….. 42
2.1.1. Tiêu chuẩn lựa chọn bệnh nhân …………………………………………………… 42
2.1.2. Tiêu chuẩn loại trừ …………………………………………………………………….. 42
2.2. Phương pháp nghiên cứu………………………………………………………………. 44
2.2.1. Thiết kế nghiên cứu……………………………………………………………………. 44
2.2.2. Cách chọn mẫu………………………………………………………………………….. 45
2.2.3. Phương pháp thu thập số liệu………………………………………………………. 46
2.2.4. Các bước tiến hành…………………………………………………………………….. 46
2.2.5. Các biến số chính của nghiên cứu………………………………………………… 57
2.2.6. Các tiêu chuẩn áp dụng trong nghiên cứu……………………………………… 582.2.7. Phương pháp thống kê ……………………………………………………………….. 61
2.3. Vấn đề đạo đức…………………………………………………………………………… 61
2.4. Bảo vệ dữ liệu của bệnh nhân ………………………………………………………… 61
CHƯƠNG 3 . KẾT QUẢ NGHIÊN CƯU…………………………………………… 63
3.1. Đặc điểm lâm sàng chung của nhóm nghiên cứu trước can thiệp ………. 63
3.2. Đặc điểm khối tế bào gốc tự thân từ tủy xương ở bệnh nhân bệnh phổi tắc
nghẽn mạn tính…………………………………………………………………………………… 66
3.2.1. Thu gom dịch tủy xương…………………………………………………………….. 66
3.2.2. Kết quả tách chiết tế bào gốc từ tủy xương …………………………………… 66
3.2.3. Đặc điểm khối tế bào gốc tự thân từ tủy xương ở bệnh nhân bệnh phổi
tắc nghẽn mạn tính truyền lần 1 và lần 2 ……………………………………………….. 69
3.2.3.1. So sánh đặc điểm khối tế bào gốc tự thân từ tủy xương giữa 2 lần
truyền …………………………………………………………………………………………….. 69
3.2.3.2. Kết quả nuôi cấy các mẫu khối tế bào gốc từ tủy xương……………… 71
3.3. Ứng dụng liệu pháp tế bào gốc tự thân từ tủy xương ở bệnh nhân bệnh
phổi tắc nghẽn mạn tính ………………………………………………………………………. 72
3.3.1. Sự thay đổi các chỉ số lâm sàng nhóm bệnh nhân can thiệp…………….. 72
3.3.2. Sự thay đổi số lần xuất hiện đợt cấp trước và sau điều trị tế bào gốc tự
thân từ tủy xương ……………………………………………………………………………….. 73
3.3.3. Sự thay đổi các chỉ số cận lâm sàng nhóm bệnh nhân điều trị tế bào gốc
tự thân từ tủy xương……………………………………………………………………………. 74
3.4. So sánh sự thay đổi các chỉ số lâm sàng, cận lâm sàng giữa nhóm can thiệp
và nhóm chứng…………………………………………………………………………………… 79
3.4.1. So sánh sự thay đổi các chỉ số lâm sàng giữa nhóm can thiệp và nhóm
chứng………………………………………………………………………………………………… 79
3.4.2. So sánh sự thay đổi cận lâm sàng giữa nhóm can thiệp và nhóm chứng
………………………………………………………………………………………………… 81
3.4.2.1. Chức năng hô hấp ………………………………………………………………….. 81
3.4.2.2. Áp lực động mạch phổi…………………………………………………………… 823.4.2.3. Khí máu động mạch……………………………………………………………….. 82
3.4.2.4. Các chỉ số viêm……………………………………………………………………… 84
3.4.2.5. Các chỉ số CT định lượng phổi ………………………………………………… 86
3.4.3. Các biến cố bất lợi trong quá trình thu gom dịch tủy xương……………. 88
3.4.4. Các biến cố bất lợi trong quá trình điều trị bằng tế bào gốc tự thân từ tủy
xương và theo dõi……………………………………………………………………………….. 89
CHƯƠNG 4 . BÀN LUẬN…………………………………………………………………. 90
4.1. Đặc điểm lâm sàng chung của nhóm nghiên cứu …………………………….. 90
4.2. Đặc điểm dịch tủy xương và khối tế bào gốc tủy xương tự thân của bệnh
nhân bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính ………………………………………………………. 92
4.2.1. Đặc điểm dịch tủy xương của bệnh nhân bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính
………………………………………………………………………………………………… 92
4.2.2. Đặc điểm khối tế bào gốc tự thân từ tủy xương của bệnh nhân bệnh phổi
tắc nghẽn mạn tính ngay sau tách chiết………………………………………………….. 93
4.2.3. Đặc điểm khối tế bào gốc tự thân từ tủy xương của bệnh nhân bệnh phổi
tắc nghẽn mạn tính bảo quản lạnh và rã đông…………………………………………. 97
4.3. Ứng dụng liệu pháp tế bào gốc tự thân từ tủy xương trong điều trị bệnh
phổi tắc nghẽn mạn tính …………………………………………………………………….. 104
4.3.1. Hiệu quả lâm sàng của liệu pháp điều trị bằng tế bào gốc tự thân từ tủy
xương ở bệnh nhân bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính ………………………………… 104
4.3.1.1. Thang điểm CAT …………………………………………………………………. 104
4.3.1.2. Thang điểm mức độ khó thở mMRC………………………………………. 105
4.3.1.3. Khoảng cách đi bộ 6 phút (6MWD) ……………………………………….. 105
4.3.1.4. Thang điểm chất lượng cuộc sống SGRQ ……………………………….. 106
4.3.1.5. BODE…………………………………………………………………………………. 107
4.3.2. Hiệu quả cận lâm sàng của liệu pháp điều trị bằng tế bào gốc tự thân từ
tủy xương ở bệnh nhân bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính…………………………… 107
4.3.2.1. Chức năng hô hấp ………………………………………………………………… 107
4.3.2.2. Khí máu động mạch……………………………………………………………… 108
4.3.2.3. Áp lực động mạch phổi…………………………………………………………. 1094.3.2.4. Các chỉ số viêm……………………………………………………………………. 109
4.3.2.5. CT định lượng phổi………………………………………………………………. 110
4.3.3. Số lần xuất hiện đợt cấp ở nhóm bệnh nhân điều trị tế bào gốc tủy xương
………………………………………………………………………………………………. 112
4.3.4. Tính an toàn điều trị bằng tế bào gốc tự thân từ tủy xương ở bệnh nhân
bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính …………………………………………………………….. 113
KẾT LUẬN ……………………………………………………………………………………. 118
TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………………….. 120DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại giai đoạn BPTNMT theo GOLD ……………………………… 11
Bảng 1.2: Một số nhóm thuốc chính điều trị BPTNMT …………………………… 11
Bảng 1.3. Hướng dẫn điều trị BPTNMT giai đoạn ổn định theo GOLD ……. 12
Bảng 1.4. So sánh TBG phôi và TBG trưởng thành ………………………………… 17
Bảng 1.5. Những marker bề mặt TBG tạo máu ………………………………………. 19
Bảng 1.6. Một số kháng nguyên bề mặt phát hiện ở trên MSC…………………. 21
Bảng 1.7. Ưu nhược điểm của việc sử dụng khối tế bào gốc tươi……………… 26
Bảng 1.8. Ưu nhược điểm của việc sử dụng khối tế bào gốc đông lạnh …….. 27
Bảng 1.9. Tổng hợp các thử nghiệm lâm sàng điều trị bằng MSC từ tủy xương
cho BN BPTNMT ………………………………………………………………………………. 38
Bảng 2.1. Điều trị nền BPTNMT theo GOLD………………………………………… 49
Bảng 2.2. Phân loại mức độ khó thở bằng điểm mMRC………………………….. 58
Bảng 2.3. Phân loại mức độ ảnh hưởng của BPTNMT lên chất lượng cuộc sống
bằng thang điểm CAT …………………………………………………………………………. 59
Bảng 2.4. Cách tính chỉ số BODE ………………………………………………………… 59
Bảng 2.5. Giá trị tiên lượng tử vong của BODE……………………………………… 59
Bảng 2.6. Phân loại BMI (kg/m2) theo WHO 2000…………………………………. 60
Bảng 2.7. Mức độ tắc nghẽn đường dẫn khí …………………………………………… 60
Bảng 2.8. Đánh giá mức độ đau bằng thang điểm VAS …………………………… 60
Bảng 2.9. Đánh giá sốt ………………………………………………………………………… 60
Bảng 3.1. Đặc điểm chung các nhóm nghiên cứu……………………………………. 63
Bảng 3.2. Chất lượng sức khỏe và cuộc sống của các nhóm nghiên cứu……. 64
Bảng 3.3. Các thông số khí máu động mạch của các nhóm nghiên cứu……… 65
Bảng 3.4. Các chỉ số viêm của các nhóm nghiên cứu………………………………. 65
Bảng 3.5. Một số chỉ số của dịch tủy xương trong 1ml hút đầu tiên………….. 66
Bảng 3.6. Đặc điểm túi dịch tủy chưa tách chiết …………………………………….. 66
Bảng 3.7. Đặc điểm khối TBG sau tách chiết từ túi dịch tủy ……………………. 67Bảng 3.8. Chỉ số tế bào CD34 và MSC trong khối TBG sau tách chiết……… 68
Bảng 3.9. Hiệu suất thu hồi tế bào có nhân, một nhân của máy Sepax 2 ……. 69
Bảng 3.10. Đặc điểm khối TBG của 2 lần truyền……………………………………. 70
Bảng 3.11. Hiệu suất bảo quản tế bào có nhân ……………………………………….. 71
Bảng 3.12. Nuôi cấy khối tế bào gốc từ tủy xương …………………………………. 71
Bảng 3.13. Các chỉ số lâm sàng trước và sau truyền TBG từ TX………………. 72
Bảng 3.14. Số lần xuất hiện đợt cấp trước và sau điều trị TBG từ TX……….. 73
Bảng 3.15. Số lần xuất hiện đợt cấp trước và sau điều trị TBG từ TX so sánh
với nhóm chứng………………………………………………………………………………….. 73
Bảng 3.16. Các chỉ số cận lâm sàng trước và sau truyền TBG từ TX………… 74
Bảng 3.17. Các chỉ số viêm trước và sau truyền TBG từ TX……………………. 76
Bảng 3.18. Các tỷ lệ cytokin viêm/chống viêm trước và sau truyền TBG tự thân
từ tủy xương ………………………………………………………………………………………. 77
Bảng 3.19. Các chỉ số CT định lượng phổi trước và sau truyền TBG từ TX . 77
Bảng 3.20. So sánh sự thay đổi về lâm sàng giữa nhóm can thiệp và nhóm
chứng………………………………………………………………………………………………… 79
Bảng 3.21. So sánh sự thay đổi CNHH giữa nhóm can thiệp và nhóm chứng
…………………………………………………………………………………………………………. 81
Bảng 3.22. So sánh sự thay đổi ALĐMP giữa nhóm can thiệp và nhóm chứng82
Bảng 3.23. So sánh sự thay đổi KMĐM giữa nhóm can thiệp và nhóm chứng
…………………………………………………………………………………………………………. 83
Bảng 3.24. So sánh sự thay đổi chỉ số viêm giữa nhóm can thiệp và nhóm chứng
…………………………………………………………………………………………………………. 84
Bảng 3.25. So sánh thay đổi chỉ số CT định lượng phổi giữa nhóm can thiệp và
nhóm chứng……………………………………………………………………………………….. 86
Bảng 3.26. Kiểm định thay đổi tổn thương đường thở trên CT định lượng phổi
giữa nhóm can thiệp và nhóm chứng …………………………………………………….. 87Bảng 3.27. Biến cố bất lợi của quy trình thu gom dịch TX ở bệnh nhân
BPTNMT…………………………………………………………………………………………… 88
Bảng 3.28. Biến cố bất lợi của quy trình truyền TBG tự thân từ tủy xương điều
trị bệnh nhân BPTNMT ………………………………………………………………………. 89
Bảng 4.1. Chỉ số tế bào khối TBG sau bảo quản và rã đông giữa các nghiên cứu
…………………………………………………………………………………………………………. 99
Bảng 4.2. Đặc điểm khối TBG TX trong các nghiên cứu điều trị BPTNMT
……………………………………………………………………………………………………….. 1

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên………………………………….. 46
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ nghiên cứu ………………………………………………………………… 62
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Tiềm năng biệt hóa của MSC…………………………………………………. 23
Hình 2.1. Chọc hút DTX dưới gây tê tủy sống……………………………………….. 51
Hình 2.2. Tách chiết TBG từ tủy xương bằng máy Sepax 2……………………… 52
Hình 2.3. Hạ lạnh và trữ đông khối TBG từ tủy xương……………………………. 52
Hình 2.4. Hình ảnh tế bào đơn nhân trong khối TBG từ tủy xương…………… 53
Hình 2.5. Truyền TBG từ tủy xương ngay sau tách chiết tại phòng mổ …….. 54
Hình 2.6. Rã đông khối TBG từ tủy xương sau bảo quản lạnh …………………. 55
Hình 2.7. Theo dõi BN sau truyền TBG ………………………………………………… 5