Khóa luận tốt nghiệp đại học ngành Dược học: Tổng quan về đa hình gen IL28B và sự ảnh hưởng của đa hình gen tới đáp ứng thuốc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:70

Thêm vào BST

Báo xấu

23
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nôi dung chính của khóa luận trình bày tổng quan về Interferon và gen IL28B và tổng quan về đa hình gen IL28B và ảnh hưởng của đa hình gen tới đáp ứng thuốc. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp đại học ngành Dược học: Tổng quan về đa hình gen IL28B và sự ảnh hưởng của đa hình gen tới đáp ứng thuốc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƯỢC TRẦN NHÂN PHAN TỔNG QUAN VỀ ĐA HÌNH GEN IL28B VÀ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐA HÌNH GEN TỚI ĐÁP ỨNG THUỐC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC Hà Nội – 2020
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƯỢC Người thực hiện: TRẦN NHÂN PHAN TỔNG QUAN VỀ ĐA HÌNH GEN IL28B VÀ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐA HÌNH GEN TỚI ĐÁP ỨNG THUỐC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (NGÀNH DƯỢC) Khóa: QH.2015.Y Người hướng dẫn: 1. ThS. PHẠM THỊ HỒNG NHUNG 2. PGS.TS ĐINH ĐOÀN LONG Hà Nội – 2020
LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS. Đinh Đoàn Long và ThS. Phạm Thị Hồng Nhung – Giảng viên Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội. Hai thầy cô đã luôn tận tình hướng dẫn chỉ bảo, cho tôi những lời khuyên và kiến thức chuyên môn để thực hiện được nghiên cứu này. Tôi xin dành lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô ở Bộ môn Y dược học cơ sở, Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội. Các thầy cô đã luôn chia sẻ kinh nghiệm, hỗ trợ về nhiều mặt và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện khóa luận của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô và cán bộ hỗ trợ ở Khoa Y Dược đã không chỉ chỉ bảo kiến thức chuyên ngành mà còn cả về định hướng nghề nghiệp, truyền lửa đam mê, giúp tôi có thêm động lực, niềm tin không chỉ trong học tập mà còn trong quá trình phát triển nghề nghiệp trong tương lai của mình. Tôi cũng trân trọng cảm ơn sự tài trợ kinh phí của Đại học quốc gia Hà Nội cho đề tài mã số QG.18.60 do PGS.TS Đinh Đoàn Long chủ trì để thực hiện nghiên cứu này. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè, những người luôn yêu quý, dành thời gian động viên, hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập, thực hiện và hoàn thành khóa luận này. Hà Nội, ngày 10 tháng 6 năm 2020 Sinh viên Trần Nhân Phan
DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1. Phân loại interferon ....................................................................................6 Hình 1.2. Mô hình liên kết disulfit của một số interferon ..........................................7 Hình 1.3. Trình tự protein của một số interferon .......................................................7 Hình 1.4. Con đường truyền tín hiệu của 3 loại interferon. .....................................10 Hình 1.5. Vị trí các gen mã hóa cho IFN loại I ở người...........................................11 Hình 1.6. Cấu trúc gen IFN loại 2 ............................................................................12 Hình 1.7. Gen mã hóa cho IL28B nằm trên nhiễm sắc thể số 19 .............................13 Hình 1.8. Các biến thể của IFN-λ3 và IFN-λ4 trên nhiễm sắc thể 19. .....................13 Hình 1.9. Vị trí trên nhiễm sắc thể và cấu trúc gen mã hóa cho các thành viên của họ IFN- λ ...................................................................................................................14 Hình 2.1. Vị trí của 2 đa hình rs12979860 và rs8099917 ........................................17 Hình 3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến đáp ứng thuốc ................................................20 Hình 3.2. Vai trò của rs12979860 trong dự đoán đáp ứng điều trị HCV kiểu gen 1 và 6 ở Việt Nam ........................................................................................................27
DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Từ khóa tìm kiếm .......................................................................................3 Bảng 1.2. So sánh đặc điểm của 3 loại IFN ................................................................8 Bảng 2.1. Tần số alen của các đa hình thuộc các nhóm quần thể khác nhau ...........16 Bảng 3.1. Bảng các thuốc có chứa thông tin dược di truyền liên quan đến IL28B trong nhãn thuốc. .......................................................................................................21 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của 3 đa hình với đáp ứng phác đồ PEG-IFN + RBV trong điều trị viêm gan C mạn tính .....................................................................................29 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của một số đa hình IL28B khác lên đáp ứng với phác đồ PEG-IFN trên bệnh nhân HCV mạn tính ..................................................................31 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của đa hình gen IL28B tới phác đồ 3 thuốc (PEG-IFN + RBV + DAA) trong điều trị viêm gan C mạn tính .............................................................34 Bảng 3.5. Khuyến cáo với các phác đồ chứa IFN dựa trên kiểu gen IL28B ............36 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của đa hình gen IL28B tới các thuốc chống virut tác dụng trực tiếp trong điều trị viêm gan C mạn tính .............................................................39 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của đa hình IL28B tới phác đồ PEG-IFN trên bệnh nhân viêm gan C đồng nhiễm HIV .............................................................................................41 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của đa hình IL28B đến đáp ứng điều trị với IFN ở bệnh nhân MPN ..........................................................................................................................46
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt aOR adjusted odds ratios Hệ số OR điều chỉnh Các tế bào trình diện kháng APCs Antigen presenting cell nguyên Amplification-refractory ARMS- Hệ thống đột biến chịu nhiệt mutation system-polymerase PCR khuếch đại ARMS-PCR chain reaction Hepatitis C virus - Ribonucleic ARN HCV ARN của virut viêm gan C acid BOC Boceprevir Boceprevir cEVR complete EVR Đáp ứng virut sớm toàn phần Clinical Pharmacogenetics Hiệp hội thực hiện dược di truyền CPIC Implementation Consortium học lâm sàng Complete hematologic Tỷ lệ lui bệnh huyết học hoàn CR remissions toàn DAAs Direct acting antivirals Các thuốc kháng virut trực tiếp DC Dendritic cells Tế bào tua Denaturing high performance DHPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao DNA liquid chromatography DSV Dasabuvir Dasabuvir EMA European Medicines Agency Cơ quan Dược phẩm Châu Âu Đáp ứng virut kết thúc khi kết EOTVR End of treatment virus response thúc điều trị ET Essential thrombocythemia Tăng tiểu cầu tiên phát EVR Early Virological Response Đáp ứng virut sớm Cục quản lý Thực phẩm và Dược FDA Food and Drug Administration phẩm Hoa Kỳ GAF IFN-γ activation factor Yếu tố hoạt hóa interferon gamma GAS gamma-activated sequence Trình tự hoạt hóa gamma Kháng nguyên liên quan đến lõi HBcrAg Hepatitis B core-related antigen của virut viêm gan B
Kháng nguyên e của virut viêm HBeAg Hepatitis B envelope Antigen gan B Kháng nguyên bề mặt virut viêm HBsAg Hepatitis B surface antigen gan B HBV Hepatitis B Virus Virut viêm gan B HCC Hepatocellular carcinoma Ung thư tế bào gan HCSC Health Canada (Santé Canada) Hệ thống Y tế Canada HCV Hepatitis C Virus Virut viêm gan C Human Immunodeficiency HIV Virut suy giảm miễn dịch ở người Virus IFN Interferon Interferon IL Interleukin Interleukin IL10R interleukin-10 receptor Thụ thể interleukin 10 IRF9 IFN-regulatory factor 9 Yếu tố điều hòa interferon 9 IRS Insulin receptor substrate Chất nền thụ thể insulin ISG IFN-stimulated gene Gen kích thích Interferon ISGF3 IFN-stimulated gene factor 3 Yếu tố gen kích thích IFN 3 IFN-stimulated response Các yếu tố đáp ứng được kích ISRE elements thích bằng IFN JAK1 Janus kinase 1 Janus kinase 1 mDCs Myeloid dendritic cells Các tế bào tua myeloid MF Myelofibrosis Xơ hóa tủy xương MPN Myeloproliferative neoplasms Tăng sinh tủy ác tính NR Null Response Không đáp ứng với điều trị pDCs Plasmacytoid dendritic cells Các tế bào tua plasmacytoid PEG-IFN Pegylated Interferon Pegylated Interferon pEVR partial EVR Đáp ứng virut sớm một phần Pharmaceuticals and Medical Cơ quan Dược phẩm và Thiết bị PMDA Devices Agency, Japan Y tế Nhật Bản PV Polycythemia vera Bệnh đa hồng cầu nguyên phát RBV Ribavirin Ribavirin Restriction fragment length RFLP Đa hình độ dài đoạn cắt giới hạn polymorphism RNA Ribonucleic acid Axit Ribonucleic
Ribonuclease L- Một loại enzym RNase L Ribonuclease L được kích hoạt tạo ra bởi interferon RVR Rapid Virological Response Đáp ứng virut nhanh Single nucleotide SNP Đa hình đơn nucleotit polymorphism SVR Sustained virological response Đáp ứng virut bền vững Signal transducer and Activator Protein chuyển đổi tín hiệu và STAT of transcription kích hoạt phiên mã Swiss Agency of Therapeutic Cơ quan quản lý dược phẩm Thụy Swissmedic Products Sĩ TPR Telaprevir Telaprevir TYK2 Tyrosine kinase 2 Tyrosine kinase 2
MỤC LỤC Trang ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................ 3 1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 3 2. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ INTERFERON VÀ GEN IL28B ...................... 4 1.1. Giới thiệu chung về interferon ............................................................... 4 1.1.1. Cytokin......................................................................................................4 1.1.2. Interferon ..................................................................................................4 1.1.3. Phân loại và danh pháp interferon ............................................................6 1.1.4. Con đường truyền tín hiệu bởi interferon .................................................8 1.2. Cấu trúc và vị trí của các gen mã hóa cho IFN .................................... 11 1.2.1. IFN loại I ................................................................................................11 1.2.2. IFN loại II ...............................................................................................11 1.2.3. IFN loại III ..............................................................................................12 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ ĐA HÌNH GEN IL28B .................................... 15 2.1. Các đa hình gen IL28B ......................................................................... 15 2.2. Tần số phân bố alen và tỷ lệ kiểu gen của IL28B ................................ 15 2.3. Các đa hình quan trọng của IL28B ....................................................... 16 2.4. Các cách xác định kiểu gen IL28B ....................................................... 17 CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐA HÌNH GEN IL28B TỚI ĐÁP ỨNG THUỐC ........................................................................................ 19 3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến đáp ứng thuốc ............................................ 19 3.2. Đáp ứng các thuốc ảnh hưởng bởi IL28B ............................................ 20 3.2.1. Thuốc điều trị viêm gan C mạn tính .......................................................21 3.2.1.1. HCV không đồng nhiễm HIV..............................................................23 3.2.1.1.1. Phác đồ PEG-IFN-α..........................................................................23 3.2.1.1.2. Phác đồ PEG-IFN-λ ..........................................................................36 3.2.1.1.3. Phác đồ không IFN ...........................................................................37
3.2.1.2. HCV đồng nhiễm HIV.........................................................................40 3.2.2. Thuốc điều trị viêm gan B ......................................................................41 3.2.2.1. Phác đồ PEG-IFN ................................................................................42 3.2.2.2. Phác đồ PEG-IFN + adefovir ..............................................................44 3.2.3. Thuốc điều trị tăng sinh tủy ác tính ........................................................44 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .................................................................................... 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO
ĐẶT VẤN ĐỀ Để đạt kết quả tối ưu khi sử dụng thuốc để điều trị cho bệnh nhân, cần đến sự hiểu biết về dược động học, dược lực học và dược di truyền của thuốc. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, đáp ứng thuốc giữa các cá thể với cùng một loại thuốc rất khác nhau. Trong đó, đáp ứng kém/gặp phản ứng có hại khi dùng thuốc chiếm tới 25 - 50% số bệnh nhân. Có nhiều yếu tố tác động và gây nên sự khác biệt về đáp ứng thuốc giữa các cá thể như kiểu gen, tuổi tác, giới tính, nhịp sinh học, các bệnh mắc kèm, chế độ ăn, hành vi thói quen,...Các nghiên cứu dược di truyền cho thấy 20 - 30% sự khác biệt về đáp ứng thuốc là do các đa hình di truyền [53, 104]. Chính vì vậy, y học cá thể hóa dựa vào kiểu gen của từng bệnh nhân là xu hướng điều trị được giới y học hướng đến trong tương lai, với mong muốn tăng hiệu quả điều trị và giảm thiểu các tác dụng phụ ở bệnh nhân [41]. Một số đa hình gen IL28B đã được nghiên cứu và chứng minh là yếu tố tiên lượng có ý nghĩa với kết quả điều trị, đặc biệt là ở các bệnh nhân viêm gan C mạn tính [51]. Viêm gan virut C (HCV) hiện là một vấn đề sức khỏe mang tính toàn cầu, với ước tính tỉ lệ người mắc chiếm khoảng 3% dân số thế giới (120 - 180 triệu người). Trong đó, chỉ 1 lượng nhỏ bệnh nhân mắc HCV cấp tính có khả năng đào thải virut một cách tự nhiên, còn lại (khoảng 70 - 80%) trở thành dạng viêm gan mạn tính, là nguyên nhân của các bệnh lý khác về gan như xơ gan hay ung thư biểu mô tế bào gan [60]. Phác đồ tiêu chuẩn trước đây được sử dụng là Pegylated Interferon alfa (PEG- IFN-α) và ribavirin (RBV). Tuy nhiên, phác đồ này có nhiều hạn chế, như chi phí cao, có nhiều tác dụng phụ và thời gian điều trị kéo dài. Do đó, việc dự đoán kết quả điều trị dựa trên kiểu gen IL28B mang lại nhiều ý nghĩa, giúp bệnh nhân và bác sĩ có cơ sở để đưa ra quyết định trị liệu phù hợp [69]. Nhiều tổ chức trên thế giới như Hiệp hội thực hiện dược di truyền học lâm sàng (CPIC), Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), Cơ quan Dược phẩm Châu Âu (EMA), Cơ quan quản lý Dược phẩm Thụy Sĩ (Swissmedic), Cơ quan Dược phẩm và Thiết bị Y tế Nhật Bản (PMDA) và Hệ thống Y tế Canada (HCSC) đã đưa ra các hướng dẫn điều trị trên lâm sàng, các khuyến cáo trên nhãn thuốc dựa trên kiểu gen IL28B [69, 115]. Interferon (IFN) loại I (thường nhắc đến IFN-α và β) được sử dụng trên lâm sàng để điều trị các bệnh do virut, các loại ung thư khác nhau và bệnh đa xơ cứng. Tuy nhiên, các tác dụng phụ nghiêm trọng liên quan đến điều trị bằng IFN loại I như ức chế tạo máu, ảnh hưởng đến thần kinh và các triệu chứng giống cúm,… cho thấy 1
nhu cầu cần phải tìm ra các liệu pháp điều trị hiệu quả hơn và ít độc tính hơn. Theo đó, nhiều nghiên cứu được tiến hành và chỉ ra, IFN-λ khi dùng trên lâm sàng để điều trị các bệnh do virut có thể biểu hiện độc tính ít hơn so với IFN-α. Điều này cho thấy những tiềm năng mới của IFN-λ trong điều trị lâm sàng [27]. Trong khi đó, tại Việt Nam, các thông tin về IFN-λ nói chung và các nghiên cứu về ảnh hưởng của đa hình gen IL28B (mã hóa IFN-λ ) tới đáp ứng thuốc vẫn còn mới và chưa nhiều. Từ những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Tổng quan về đa hình gen IL28B và sự ảnh hưởng của đa hình gen tới đáp ứng thuốc” với các nội dung chính: 1. Tổng quan về Interferon và gen IL28B 2. Tổng quan về đa hình gen IL28B và ảnh hưởng của đa hình gen tới đáp ứng thuốc 2
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu - Các nghiên cứu trên cơ sở dữ liệu PubMed, các báo cáo, sách, tài liệu, giáo trình,… về gen, đa hình gen IL28B, ảnh hưởng của đa hình IL28B tới đáp ứng thuốc. - Các guideline hướng dẫn về thuốc có ảnh hưởng bởi IL28B và ảnh hưởng của đa hình gen tới đáp ứng lâm sàng. - Các bài báo, công trình nghiên cứu khoa học y dược được đăng tải trên tạp chí trong nước. - Các trang web: https://www.pharmgkb.org/ https://www.ensembl.org/ 2. Phương pháp nghiên cứu Tìm kiếm tài liệu: Sử dụng từ khóa “IL28B”, “PEG-IFN α”, “polymorphism”, “Drug response” và các từ đồng nghĩa trình bày trong Bảng 1.1. Sử dụng phương pháp tìm kiếm nâng cao, với các toán tử “OR” và “AND” để thiết lập cụm từ khóa tìm kiếm tài liệu. Đọc nhanh tóm tắt để tìm tài liệu phù hợp. Tìm bản toàn văn và đọc tài liệu. Bảng 1.1. Từ khóa tìm kiếm Từ khóa Các từ khóa đồng nghĩa/liên quan IFN lambda, IL28B, interleukin 28B, IL-28C, IFN-lambda-3, IL28B interleukin-28C, IFN-λ3 Polymorphisms, Genetic Polymorphisms, Single Nucleotide Polymorphism Polymorphism, SNP, genetic variation, variant, đa hình, biến thể, đa hình đơn nucleotit, đa hình gen Predictive, predict, response, therapeutic response, drug Drug response metabolism, dự đoán, đáp ứng thuốc, đáp ứng điều trị Tổng hợp, phân tích các tài liệu tìm được và viết báo cáo tổng quan. 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ INTERFERON VÀ GEN IL28B 1.1. Giới thiệu chung về interferon 1.1.1. Cytokin Trong cơ thể, các tế bào tương tác với nhau qua tín hiệu hóa học, điều này đặc biệt thể hiện rõ trong các đáp ứng miễn dịch. Một chất hóa học do 1 tế bào tiết ra để kích hoạt hay kìm hãm tác dụng của 1 tế bào khác là cytokinin, hay còn được gọi là cytokin. Tên gọi này là sự kết hợp của: Cyto (tế bào) và kinin (chất gây tác dụng). Từ những năm 1950 đến 1979 của thế kỷ 20, người ta phát hiện ra những cytokin đầu tiên. Chúng là sản phẩm của quá trình viêm và miễn dịch, có trọng lượng phân tử thấp, đóng vai trò truyền tin và tác động lên các tế bào khác nhau [3]. Cytokin là các protein do các tế bào hoạt hóa tiết ra, tác dụng đa hướng, đa năng, có thể tác dụng lên chính các tế bào tiết ra chúng và nhiều loại tế bào khác. Do đó, ngoài tên cytokin, chúng còn được gọi với nhiều tên khác: - Tên gọi theo chức năng sinh học của cytokin: interleukin (chất tác động giữa các bạch cầu), hoạt hóa lympho bào (lymphocyte activating factor), kích thích phân bào (mitogenic protein),… - Tên gọi theo các tế bào tiết ra chúng: lymphokin, monokin,… - Tên gọi theo một số tên đã quen dùng từ trước: interferon, yếu tố hoại tử khối u (tumor necrosis factor),… [3] 1.1.2. Interferon Interferon (IFN) là các cytokin loại II giúp cơ thể chống lại các tác nhân ngoại lai như virut, vi khuẩn, ký sinh trùng và tế bào ung thư. Sau khi phát hiện bởi Isaacs và Lindenmann vào năm 1957, IFN đã thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học trên toàn thế giới. Tuy nhiên, ban đầu các nhà nghiên cứu chỉ có thể xác minh sự tồn tại và chức năng của chúng mà chưa thể tạo ra đủ số lượng IFN cho các ứng dụng lâm sàng và nghiên cứu tiếp theo. Năm 1986, 29 năm sau khi phát hiện ra IFN, sự phát triển của công nghệ sinh học đã cho phép sản xuất một lượng lớn IFN. Điều này cho phép ứng dụng phổ biến và rộng rãi IFN trong cả nghiên cứu và lâm sàng, mở ra một kỷ nguyên mới cho IFN [106]. Năm 2003, hai phòng thí nghiệm đã độc lập phát hiện ra loại IFN thứ ba là IFN-lamda (IFN-λ). IFN-λ có ba dạng phụ là IFN-λ1, IFN-λ2 và IFN-λ3 hay còn được gọi tên lần lượt là IL-29, IL-28A và IL-28B [47, 88]. Những IFN mới này sau đó đã được chứng minh là có tác dụng chống virut, được chính thức 4
phân loại là IFN loại III. Chỉ bảy năm sau, lần đầu tiên các chế phẩm có bản chất là IFN loại III được phát triển bởi công ty BMS và Zymo Genetic bước vào thử nghiệm lâm sàng giai đoạn ba. Vào tháng 1 năm 2013, một loại IFN mới là IFNL4 được báo cáo và tạo ra một sự bùng nổ mới trong lĩnh vực nghiên cứu IFN [78]. Các IFN là một nhóm glycoprotein được sản xuất bởi các tế bào của hệ miễn dịch ở hầu hết động vật, có hoạt tính chống lại virut, vi khuẩn hoặc ký sinh trùng hoặc tế bào ung thư một cách không đặc hiệu. Nó chỉ được sản xuất khi có mặt các chất sinh IFN (còn gọi là interferonogen). Để chống lại virut, IFN ức chế quá trình sao chép RNA thông tin của virut, dẫn đến ức chế sự sinh sản của virut, ảnh hưởng đến sinh trưởng và phân hóa của các tế bào khối u và tế bào bình thường nhất định nào đó [3]. Chính bởi vậy, IFN được sử dụng như một chất điều trị không đặc hiệu cho mọi nhiễm trùng do virut. Tuy nhiên, IFN không phải chỉ sinh ra trong các tế bào bị nhiễm virut, IFN còn được tạo ra khi tế bào bị kích thích bởi một số chất lạ khác như: axit nucleic, vi khuẩn, độc tố của vi khuẩn, rikettsia, nguyên sinh động vật. Trong các tế bào không bị nhiễm virut, các gen chịu trách nhiệm tổng hợp IFN luôn ở trạng thái không hoạt động, do đó ở tế bào bình thường không tạo ra IFN. Khi virut xâm nhập hoặc các chất kích thích ngoại lai khác vào tế bào, chúng giải tỏa sự kìm hãm và hoạt hóa các gen này, dẫn đến tổng hợp IFN. IFN một phần ở lại trong tế bào, còn phần lớn ngấm qua màng tế bào để tác động vào các tế bào khác. Thông thường, IFN bao gồm 130-170 axit amin với trọng lượng phân tử 20∼100 kD và dễ bị phân hủy bởi các protease, diethyl, chloroform và ketone. Độ ổn định nhiệt của IFN khác nhau tùy thuộc nguồn gốc của chúng [31]. Ở nhiệt độ cao, hoạt tính của IFN ở người thường kém ổn định hơn so với các loài khác. Trong hầu hết các trường hợp, sự giảm hoạt tính của các IFN được quan sát sau 1 giờ ở 56 đến 60° C. Tuy nhiên, các IFN có độ ổn định trên khoảng pH rộng [107]. Phần lớn RNA và DNA của virut đều nhạy cảm với IFN nhưng cơ chế và cường độ tác động thay đổi tùy loại virut. IFN chỉ có tác dụng chống virut ở bên trong tế bào, không có tác dụng chống virut bên ngoài tế bào và không trực tiếp tác động làm phân giải virut. IFN cảm ứng tế bào chủ sản xuất ra các ptotein quan trọng giúp chống lại virut như các protein kinase phụ thuộc RNA, 2 ′, 5′-oligoadenylate synthetase, RNase L và Mx GTPase. Qua đó, ức chế tổng hợp hoặc phân hủy mRNA và các protein của virut,…[84]. Interferon đóng vai trò là hàng rào bảo vệ đầu tiên của cơ thể chống lại virut và sự phát triển bất thường của tế bào. Nhìn chung, IFN có các hoạt tính sau: kháng virut; điều hòa miễn dịch; chống tăng sinh khối u; kích thích 5
sự biệt hóa tế bào; điều hòa sinh trưởng tế bào; giải độc; kháng đột biến. Từ các hoạt tính này, con người đã vận dụng vào việc bào chế các loại thuốc chữa bệnh an toàn và hiệu quả. 1.1.3. Phân loại và danh pháp interferon Hình 1.1. Phân loại interferon Trước đây, IFN được phân loại dựa trên nguồn gốc tế bào của chúng. Theo đó, IFN được phân thành 3 loại là α, β, và γ, có nguồn gốc tương ứng từ bạch cầu bị nhiễm virut, nguyên bào sợi bị nhiễm virut và tế bào T hoạt hóa. Tuy nhiên, vào năm 2003, IFN-λ đã được phát hiện, là một loại IFN mới không phù hợp với bất kỳ loại nào trong ba loại trước đó và sử dụng một thụ thể riêng biệt [47, 88]. Để phù hợp với loại IFN mới này, IFN-α, -β, -γ và -λ mới được phát hiện đã được sắp xếp và phân nhóm lại thành IFN loại I, II và III phù hợp với các thụ thể của chúng (Hình 1.1). IFN loại I bao gồm các IFN-α/β của hệ thống phân loại trước đó, có thể được phân loại thành 17 loại phụ khác nhau dựa trên tính kháng nguyên khác nhau của chúng. Những nhóm nhỏ phân loại này được biểu thị bằng các chữ cái Hy Lạp và có thể được chia thành các loại nhỏ hơn. Ví dụ: IFN-α chứa 13 loại phụ nhỏ hơn, được biểu thị bằng các chữ số (như IFNα-1, IFNα-2, IFNα-3,…) và có thể được phân loại nhỏ hơn nữa (như IFNα-1a, IFNα-1b, IFNα-1c,…) [106]. IFN loại II và loại III lần lượt là IFN-γ và IFN-λ. 6
IFN có cấu trúc chung gồm 6 chuỗi xoắn kí hiệu từ A đến F (Hình 1.2). Các loại IFN khác nhau có trình tự axit amin khác nhau và vị trí hình thành các cầu disulfit đặc trưng khác nhau (Hình 1.2 và 1.3). Hình 1.2. Mô hình liên kết disulfit của một số interferon Hình 1.3. Trình tự protein của một số interferon 7
1.1.4. Con đường truyền tín hiệu bởi interferon Ở người, khi IFN được biểu hiện, chúng đóng vai trò như các phối tử, bám vào thụ thể chuyên biệt cho từng loại IFN trên màng tế bào. Các IFN bám lên các phức hợp thụ thể và kích thích con đường tín hiệu thông qua con đường protein Janus tyrosine kinase (JAK) và protein chuyển đổi tín hiệu và kích hoạt phiên mã (Signal transducer and Activator of transcription, viết tắt là STAT) [84]. Thông tin về nguồn gốc, tế bào đích, yếu tố cảm ứng sinh IFN, thụ thể, phân tử tín hiệu và vị trí gắn yếu tố phiên mã của từng loại IFN được trình bày trong Bảng 1.2. Bảng 1.2. So sánh đặc điểm của 3 loại IFN [16] IFN loại I IFN loại II IFN loại III Thành viên 13 loại IFN-α, IFN-γ IFN-λ1, IFN-λ2, trong nhóm IFN-β, IFN-κ, IFN- IFN-λ3, IFN-λ4 ω, IFN-ε Tế bào sản xuất Tất cả tế bào có Tế bào T, Tế bào B, Tất cả tế bào có ra IFN nhân tế bào diệt tự nhiên nhân, chủ yếu là (NK), tế bào T tiêu tế bào đuôi gai diệt tự nhiên (NKT) có nguồn gốc và các tế bào trình monocyte diện kháng nguyên (moDC), tế bào (APCs) đuôi gai plasmacytoid (pDC), tế bào biểu mô Tế bào đích của Tất cả tế bào có Tất cả tế bào có Tế bào phổi, IFN nhân nhân ruột, biểu mô gan Yếu tố cảm ứng Phân tử liên quan Interleukin (IL)12, Phân tử liên sản sinh IFN đến tổn thương, IL15, IL18, IFN loại quan đến tổn các phân tử liên I, các phân tử liên thương, các quan đến bệnh quan đến bệnh phân tử liên nguyên nguyên quan đến bệnh nguyên Thụ thể của Thụ thể số 1 và số Thụ thể số 1 và số 2 Thụ thể số 1 IFN 2 của Interferon α của Interferon γ Interferon λ (IFNαR1 và (IFNγR1 và (IFN-λR1) và IFNαR2) IFNγR2) thụ thể số 2 interleukin 10 (IL10R2) 8
Phân tử tín - Tyrosine kinase 2 - Janus kinase 1 và 2- Tyrosine hiệu (TYK2) (JAK1 và JAK2) kinase 2 (TYK2) - Janus kinase 1 - Bộ chuyển đổi tín - Janus kinase 1 (JAK1) hiệu và bộ kích hoạt (JAK1) - Các bộ chuyển phiên mã 1 và 3 - Bộ chuyển đổi đổi tín hiệu và bộ (STAT1 và STAT3) tín hiệu và bộ kích hoạt phiên mã kích hoạt phiên (STATs) mã 1 và 2 - CT10 regulator of (STAT1 và kinase-like STAT2) (CRKL) - Yếu tố điều - Chất nền thụ thể hòa interferon 9 insulin (IRS) (IRF9) Vị trí gắn yếu - Các yếu tố đáp - Trình tự hoạt hóa - Các yếu tố đáp tố phiên mã ứng được kích gamma (GAS) (điển ứng được kích thích bởi IFN hình) thích bởi IFN (ISRE) (điển hình) - Các yếu tố đáp ứng (ISRE) - Trình tự hoạt hóa được kích thích bởi gamma (GAS) IFN (ISRE) (không (không điển hình) điển hình) Chức năng Chống virut, đáp Chống virut, chống Đáp ứng virut, ứng chống đông đông máu, đáp ứng miễn dịch niêm máu, điều hòa quá chống khối u, điều mạc trình chết theo chu hòa miễn dịch trình tế bào, điều hòa miễn dịch Con đường truyền tín hiệu của 3 loại interferon được mô tả trong Hình 1.4. IFN loại I bám vào thụ thể IFNαR1 và IFNαR2, sau đó hai thụ thể này sẽ lần lượt kết hợp với TYK2 và JAK1 để phosphoryl hóa STAT1 và STAT2. Các phân tử STAT này kết hợp với IRF9 tạo thành ISGF3. Phức hợp này di chuyển vào nhân để biểu hiện các gen kích thích biểu hiện IFN (ISG). Với IFN loại II, phức hợp thụ thể IFNG1 và IFNG2 được tạo thành từ 2 chuỗi IFNG1 và 2 chuỗi IFNG2 để trở thành phức hợp tetramer. Hai phân tử IFN-γ bám vào thụ thể sẽ phosphoryl hóa các phân tử JAK2 và JAK1. JAK1 sẽ hoạt hóa STAT1. Hai phân tử STAT1 kết hợp với nhau và di chuyển vào nhân phiên mã ra các phân tử GAS để kích hoạt hệ miễn dịch. 9
Hình 1.4. Con đường truyền tín hiệu của 3 loại interferon. IFN: interferon, IFNAR1 và IFNAR2: thụ thể số 1 và số 2 của IFN-α, IFNL1: thụ thể số 1 của IFN- λ, IL10R2: thụ thể số 2 của IFN- λ, IFNG1 và IFNG2: thụ thể số 1 và số 2 của IFNγ, ISG: gen kích thích inteferon, JAK1: Janus kinase 1, JAK2: Janus kinase 2, TYK2: Tyrosine kinase 2, STAT: bộ chuyển đổi tín hiệu và bộ kích hoạt phiên mã, IRF9: yếu tố điều hòa interferon 9, GAF: yếu tố hoạt hóa interferon gamma, GAS: trình tự hoạt hóa gamma, ISRE: các yếu tố đáp ứng được kích thích bởi IFN, IFGF3: yếu tố gen kích thích IFN 3. Với IFN-λ, mặc dù cơ chế biểu hiện của IFN-λ tương tự IFN-α/β nhưng sử dụng phức hợp thụ thể khác - thụ thể cytokin loại II (Là phức hợp thụ thể không đồng nhất, gồm 2 tiểu đơn vị: IFNLR và IL10R2). IFN loại III liên kết với thụ thể IFN- LR1 dẫn đến thay đổi về hình dạng, tạo điều kiện cho việc thêm IL10R2 để tạo phức hợp thụ thể. Sau khi phức hợp gồm IFN loại III, IFNLR1 và IL10R2 hình thành, các tyrosine kinase liên kết với nhau, gồm JAK1 và TYK2, được kích hoạt để điều hòa quá trình phosphoryl tyrosine miền nội bào của chuỗi IFNLR1. Điều này dẫn đến hình thành các peptide chứa phosphotyrosine, tạo vị trí lắp ghép cho protein STAT. 10