XÂY DỰNG QUI TRÌNH SINH THIẾT LỎNG SPOT-MAS PHÁT HIỆN NHIỀU LOẠI UNG THƯ TỪ GIAI ĐOẠN SỚM

XÂY DỰNG QUI TRÌNH SINH THIẾT LỎNG SPOT-MAS PHÁT HIỆN NHIỀU LOẠI UNG THƯ TỪ GIAI ĐOẠN SỚM
Nguyễn Trọng Hiếu1, Phan Thanh Hải2, Phạm Thị Thu Thủy2, Jasmine Thanh Xuân2, Nguyễn Văn Chủ3, Trần Thị Thanh Hương3, Nguyễn Hữu Thịnh4, Trần Đức Huy4, Nguyễn Duy Sinh5, Nguyễn Văn Thiện Chí1, Lương Bắc An6, Cao Văn Thịnh7, Huỳnh Quang Huy8, Đỗ Thị Thanh Thủy1, Trương Đình Kiệt1, Nguyễn Hoài Nghĩa6, Phan Minh Duy1, Giang Hoa1, Trần Lê Sơn1
1 Viện Di truyền Y học
2 Trung tâm Y khoa Medic, TP.HCM
3 Bệnh viện K
4 Bệnh viện Đại học Y Dược, TP.HCM
5 Đại học Nguyễn Tất Thành
6 Trung tâm Y Sinh học Phân tử, Đại học Y Dược TP.HCM
7 Đại học Tân Tạo
8 Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Đặt vấn đề: Ở Việt Nam, năm 2020 đã ghi nhận 182.563 ca ung thư mới và 122.690 ca tử vong vì ung thư. Bốn loại ung thư hàng đầu ở Việt Nam là ung thư gan (14,5%), ung thư phổi (14,4%), ung thư vú (11,8%) và ung thư đại trực tràng (9,0%). Phát hiện sớm đồng thời nhiều loại ung thư giúp giảm 78% tỉ lệ bệnh nhân được chẩn đoán ở giai đoạn muộn và giảm 26% bệnh nhân tử vong vì ung thư. Ngoài ra, phát hiện sớm ung thư giúp tăng hiệu quả điều trị và giảm chi phí y tế. Mục tiêu: Trong nghiên cứu này chúng tôi phát triển một qui trình sinh thiết lỏng phát hiện ung thư giai đoạn sớm gọi là SPOT-MAS. Phương pháp: Qui trình SPOT-MAS được xây dựng dựa trên công nghệ giải trình tự thế hệ mới để phát hiện đồng thời 4 biến đổi đặc trưng của ADN khối u được phóng thích vào máu ngoại vi (gọi là circulation tumor DNA, ctDNA) bao gồm i) sự biến đổi hyper-methylation trên 450 vùng, ii) biến đổi hypo-methylation trên toàn bộ gen, iii) kích thước đặc trưng của ctDNA và iv) biến đổi số lượng bản sao và cấu trúc NST. Sự kết hợp 4 đặc tính này và mô hình máy học đã giúp gia tăng khả năng phát hiện ung thư từ giai đoạn sớm và cho phép phát hiện đồng thời 4 loại ung thư gan, phổi, vú và đại-trực tràng. Qui trình SPOT-MAS được phát triển với mẫu máu được thu nhận từ 285 bệnh nhân mắc ung thư giai đoạn I-IIIa và 222 người khoẻ mạnh. Kết quả: Độ nhạy của qui trình SPOT-MAS đạt 73,9% (95%CI: 73,2-74,6), độ đặc hiệu đạt 95,9% (95%CI: 95,8-96), giá trị tiên đoán dương là 95,4% (95%CI: 95,2-95,3) và giá trị tiên đoán âm là 75,7% (95%CI: 74,7-76). Kết luận: Phương pháp SPOT-MAS phân tích đồng thời 4 biến đổi đặc trưng của ctDNA, vì vậy giúp tăng độ chính xác trong phát hiện sớm ung thư và cho phép phát hiện đồng thời 4 loại ung thư phổ biến nhất chỉ trong một lần phân tích.

Theo  GLOBOCAN 2020, thế giới có 19,2 triệu ca ung thư mới và 9,9 triệu ca tử vong do ung thư trong năm 2020. Ở Việt Nam, năm 2020 đã ghi nhận 182.563 ca ung thư mới và 122.690 ca tử vong vì ung thư và hơn 350.000 bệnh nhân đang sống chung với bệnh ung thư. Bốn loại ung thư hàng đầu  ở Việt  Nam  là  ung thư  gan  (14,5%), ung  thư  phổi  (14,4%),  ung  thư  vú  (11,8%)  và ung thư đại trực tràng (9,0%). Sàng lọc phát hiện sớm ung thư được xem là hướng đi đúng trong cuộc chiến chống lại ung thư. Theo Đỗ Đình Công, 83,8%  bệnh  nhânung  thư  đại  trực  tràng  được chẩn đoán trễ [4]. Vì  vậy, khi bệnh nhân được chẩn đoán ung thư đại trực tràng thì hơn 50% bệnh nhân đã ở giai đoạn III, chỉ có chưa đến 5% bệnh nhân được chẩn đoán ở giai đoạn I. Đối với ung thư vú, nếu được phát hiện ở giai đoạn I và được điều trị tích cực, bệnh nhân sẽ có 80 -90% cơ  hội  sống  trên  5  năm.Ở  ung  thư  gan,  gần 43,1% bệnh nhân phát hiện ung thư nhưng đã quá chỉ định điều trị. Tỉ lệ bệnh nhân ung thư gan được phát hiện bệnh ở giai đoạn I-II là 12,2% và 87,8 % trường hợp ung thư đã ở giai đoạn III-IV [9]. Với ung thư phổi, chỉ 16% trường hợp ung thư phổi được chẩn đoán ở giai đoạn sớm. Hơn 50% số bệnh nhân chết trong vòng 1 năm kể từ khi có kết quả chẩn đoán. Tỉ lệ sống sót sau 5 năm chỉ đạt 56% cho các trường hợp khối u vẫn còn giới hạn trong phổi [8].Gần  đây,  phương  pháp  xét  nghiệm  không xâm  lấn  (còn  gọi  là  sinh  thiết  lỏng),  dựa  vào nguyên  tắc  phát  hiện  sự  hiện  diện  của  những phân  mảnh  DNA  ngoại  bào (cell  free  DNA -cfDNA) được phóng thích từ tế bào ung thư vào máu  ngoại  biên,  đã  được  chứng  minh  có  tiềm năng ứng dụng trong chẩn đoán ung thư. Tuy nhiên, độ nhạy của phương pháp sinh thiết lỏng phụ thuộc vào lượng cfDNA được khối u phóng thích ra và rất khác biệt giữa các giai đoạn ung thư. Các phương pháp cho phép hiện đồng thời từ 7 đến 50 dạng ung thư khác nhau với độ đặc hiệu trên 95% và độ nhạy trung bình từ 44%-98% tuỳ thuộc vào dạng ung thư và giai đoạn bệnh, cũng như tỉ lệ dự đoán chính xác nguồn gốc khối u dao động từ 61%-93% [1][2][3][6].Hiện nay, trên thế giới có nhiều phương pháp tầm soát sớm ung thư dựa trêncông nghệ sinh thiết lỏng, trong đó có 4 phương pháp nổi bật và hiệu quả nhất được ghi nhận bao gồm phương pháp  CANCERSEEK,  phương  pháp  PANSEER, phương  pháp  DELFI  và  phương  pháp  GRAIL. Điểm  chung  là  các  phương  pháp  này  đều  khai thác một hoặc vài đặc điểm đặc trưng của cfDNA có  nguồn  gốc  từ  khối  u  như phương  pháp CANCERSEEK dựa vào phát hiện đột biến của 16 gen ung thư đặc trưng và kết hợp với 8 dấu ấn sinh hoá để kết luận nguy cơ mắc ung thư [2]. Phương pháp PANSEER phân tích 595 vùng DNAcó  biến  đổi  methyl  hoá  đặc  trưng  giữa  bệnh nhân ung thư và người khoẻ mạnh [1]. Phương pháp  DELFI  phân  tích  đánh  giá  chiều  dài  các phân tử cfDNA thu được trong máu [3]. Phương pháp  GALLERIlàxét  nghiệm  sàng  lọc  trên  50 loại ung thư giai đoạn sớm dựa trên các biến đổi methyl hoá đặc trưng của 100.000 vùng trình tự mục  tiêu  với  hơn  1.000.000  CpG[6]. Mục  tiêu nghiên cứuTrong  nghiên  cứu  này,chúng  tôi  sử  dụng phương pháp SPOT-MAS (Screening for Presence Of  Tumor  by  Methylation  And  Size  of  cfADN) khảo sát đồng thời 4 đặc điểm: i) sự methyl hoá tại các vị trí xác định thuộc các gen liên quan đến quá trình tăng trưởng khối u; ii)sự methyl hóa  trên  toàn  bộ  bộ  gen  khối  u; iii)sự  bất thường về số lượng bản sao trên toàn bộ bộ gen khối u; và iv)kích thước đặc trưng của cfDNA do khối u phóng thích vào máu