Luận án Tiến sĩ Y học: Tính đa dạng của hệ vi khuẩn và mối liên quan giữa tình trạng nhiễm một số chủng vi khuẩn đường tiêu hóa với ung thư đại trực tràng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:162

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Y học "Tính đa dạng của hệ vi khuẩn và mối liên quan giữa tình trạng nhiễm một số chủng vi khuẩn đường tiêu hóa với ung thư đại trực tràng" trình bày các nội dung chính sau: Xác định sự đa dạng hệ vi khuẩn tại mô ung thư đại trực tràng và mô gan, hạch di căn ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng tại Bệnh viện Trung ương Quân đội 108; Phân tích mối liên quan giữa tình trạng nhiễm F. nucleatum và B. fragilis với giai đoạn bệnh và nguy cơ ung thư đại trực tràng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Y học: Tính đa dạng của hệ vi khuẩn và mối liên quan giữa tình trạng nhiễm một số chủng vi khuẩn đường tiêu hóa với ung thư đại trực tràng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Y DƯỢC LÂM SÀNG 108 NGUYỄN DUY TRƯỜNG NGHIÊN CỨU MỐI LIÊN QUAN GIỮA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN ĐƯỜNG TIÊU HOÁ VỚI UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC Hà Nội - 2023
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Y DƯỢC LÂM SÀNG 108 NGUYỄN DUY TRƯỜNG TÍNH ĐA DẠNG CỦA HỆ VI KHUẨN VÀ MỐI LIÊN QUAN GIỮA TÌNH TRẠNG NHIỄM MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN ĐƯỜNG TIÊU HOÁ VỚI UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG Ngành: Bệnh truyền nhiễm và các bệnh nhiệt đới Mã số: 9720109 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS.TS. Lê Hữu Song 2. TS. Ngô Tất Trung Hà Nội - 2024
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu trong luận án là do chính tôi thu thập và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin đảm bảo tính khách quan, trung thực của các số liệu và kết quả xử lý số liệu trong nghiên cứu này. Hà Nội, ngày 04 tháng 10 năm 2023 Tác giả luận án Nguyễn Duy Trường
ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc, Phòng sau đại học, Bộ môn Truyền nhiễm và các bệnh nhiệt đới – Viện Nghiên cứu khoa học y dược lâm sàng 108/Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 đã cho phép và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn tới Thầy GS.TS. Lê Hữu Song, Thầy TS. Ngô Tất Trung đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các Bác sỹ, Điều dưỡng, Kỹ thuật viên Viện Lâm sàng các bệnh Truyền nhiễm, Khoa Sinh học phân tử, Khoa Vi sinh Y học, Trung tâm Nghiên cứu Y học Việt Đức - Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô, các bạn đồng nghiệp trong và ngoài cơ sở đào tạo đã đóng góp những ý kiến quý báu cho luận án. Cuối cùng, nhưng vô cùng quan trọng, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới gia đình, những người luôn bên tôi, là chỗ dựa tinh thần vững chắc để tôi yên tâm học tập và hoàn thành luận án này. Hà Nội, ngày 04 tháng 10 năm 2023 NCS Nguyễn Duy Trường
iii MỤC LỤC Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình Danh mục biểu đồ ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................1 Chương 1. TỔNG QUAN ................................................................................3 1.1. DỊCH TỄ HỌC UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG..................................3 1.1.1. Trên thế giới ...................................................................................3 1.1.2. Ở Việt Nam ....................................................................................4 1.2. CƠ CHẾ BỆNH SINH UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG ......................4 1.2.1. Khái niệm .......................................................................................4 1.2.2. Mô hình và các con đường phát sinh ung thư đại trực tràng .........4 1.2.3. Các đột biến gen và đường truyền tín hiệu thường gặp trong ung thư đại trực tràng ..................................................................................7 1.2.4. Vai trò của vi môi trường khối u trong cơ chế bệnh sinh ung thư đại trực tràng ............................................................................... 10 1.2.5. Đặc điểm hệ vi khuẩn tại tổ chức u và tổ chức di căn ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng ....................................................................... 12 1.3. VAI TRÒ CỦA HỆ VI KHUẨN ĐƯỜNG TIÊU HOÁ TRONG CƠ CHẾ BỆNH SINH UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG .......................... 14 1.3.1. Đặc điểm hệ vi khuẩn đường tiêu hoá ở người ........................... 14 1.3.2. Một số cơ chế sinh ung thư đại trực tràng liên quan đến hệ vi khuẩn đường tiêu hoá .................................................................. 16 1.3.3. Vai trò của Fusobacterium nucleatum trong cơ chế bệnh sinh ung thư đại trực tràng ......................................................................... 18 1.3.4. Tình hình nghiên cứu về mối liên quan giữa F. nucleatum với ung thư đại trực tràng .................................................................. 22
iv 1.3.5. Vai trò của Bacteroides fragilis trong cơ chế bệnh sinh ung thư đại trực tràng ............................................................................... 25 1.3.6. Tình hình nghiên cứu về mối liên quan giữa B. fragilis với ung thư đại trực tràng ......................................................................... 27 1.4. CÁC YẾU TỐ NGUY CƠ GÂY UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG ..... 28 1.4.1. Tiền sử cá nhân ........................................................................... 28 1.4.2. Tiền sử gia đình........................................................................... 29 1.4.3. Lối sống và chế độ ăn ................................................................. 30 1.4.4. Thuốc chống viêm....................................................................... 31 1.5. CHẨN ĐOÁN POLYP VÀ UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG ............. 31 1.5.1. Chẩn đoán polyp đại trực tràng .............................................. 31 1.5.2. Chẩn đoán ung thư đại trực tràng........................................... 32 1.6. ỨNG DỤNG KỸ THUẬT 16S rRNA METAGENOMICS TRONG NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG HỆ VI KHUẨN ĐƯỜNG TIÊU HOÁ ...................................................................................................... 33 1.6.1. Khái niệm .................................................................................... 33 1.6.2. Ứng dụng 16S rRNA metagenomics nghiên cứu mối liên quan giữa hệ vi khuẩn đường tiêu hoá với ung thư đại trực tràng trên thế giới ........................................................................................ 34 1.6.3. Ứng dụng 16S rRNA metagenomics nghiên cứu mối liên quan giữa hệ vi khuẩn đường tiêu hoá với ung thư đại trực tràng tại Việt Nam ..................................................................................... 36 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............. 37 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................... 37 2.1.1. Đối tượng .................................................................................... 37 2.1.2. Tiêu chuẩn lựa chọn .................................................................... 37 2.1.3. Tiêu chuẩn loại trừ ...................................................................... 37 2.2. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU....................................... 37 2.2.1. Địa điểm ...................................................................................... 37 2.2.2. Thời gian ..................................................................................... 38 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................... 38 2.3.1. Thiết kế nghiên cứu..................................................................... 38
v 2.3.2. Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu ............................................ 38 2.3.3. Thu thập các chỉ tiêu nghiên cứu ................................................ 40 2.3.4. Phương tiện, sinh phẩm và quy trình kỹ thuật ............................ 45 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU...................................................... 57 2.5. ĐẠO ĐỨC NGHIÊN CỨU.................................................................... 59 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ......................................................... 60 3.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG ............................................................................. 60 3.1.1. Đặc điểm tuổi và giới .................................................................. 60 3.1.2. Đặc điểm vị trí polyp và ung thư đại trực tràng.......................... 61 3.1.3. Đặc điểm mô bệnh học ............................................................... 61 3.1.4. Đặc điểm giai đoạn bệnh của bệnh nhân ung thư đại trực tràng 62 3.1.5. Nồng độ CEA huyết tương tại thời điểm chẩn đoán ................... 62 3.2. TÍNH ĐA DẠNG HỆ VI KHUẨN TẠI MÔ UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG, MÔ GAN VÀ HẠCH DI CĂN ........................................... 63 3.2.1. Thành phần hệ vi khuẩn (taxonomic profilling) ......................... 63 3.2.2. Chỉ số đa dạng sinh học alpha (Alpha diversity) ........................ 66 3.2.3. Chỉ số đa dạng sinh học beta (Beta diversity)............................. 69 3.2.4. Chỉ thị sinh học ........................................................................... 71 3.3. MỐI LIÊN QUAN GIỮA TÌNH TRẠNG NHIỄM F. NUCLEATUM VÀ B. FRAGILIS VỚI UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG .................... 75 3.3.1. Tỷ lệ phát hiện F. nucleatum và B. fragilis tại mẫu mô đại trực tràng ................................................................................ 75 3.3.2. Tải lượng tương đối của F. nucleatum và B. fragilis tại mẫu mô đại trực tràng ................................................................. 80 3.3.3. Mối liên quan giữa tuổi, giới, vị trí u, nhiễm F. nucleatum và B. fragilis với nguy cơ ung thư đại trực tràng ........................ 83 Chương 4 BÀN LUẬN .................................................................................. 85 4.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG ............................................................................. 85 4.1.1. Đặc điểm về tuổi và giới ............................................................. 85 4.1.2. Đặc điểm vị trí ung thư đại trực tràng......................................... 86 4.1.3. Đặc điểm mô bệnh học của bệnh nhân ung thư đại trực tràng ... 87 4.1.4. Đặc điểm giai đoạn bệnh của bệnh nhân..................................... 88
vi 4.1.5. Đặc điểm nồng độ CEA huyết tương tại thời điểm chẩn đoán .. 88 4.2. TÍNH ĐA DẠNG HỆ VI KHUẨN TẠI MÔ UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG, MÔ GAN VÀ HẠCH DI CĂN ........................................... 89 4.2.1. Thành phần hệ vi khuẩn (taxonomic profilling) ......................... 89 4.2.2. Chỉ số đa dạng sinh học alpha (Alpha diversity) ........................ 93 4.2.3. Chỉ số đa dạng sinh học beta (Beta diversity)............................. 95 4.2.4. Chỉ thị sinh học (Biomarker analysis) ........................................ 96 4.3. MỐI LIÊN QUAN GIỮA F. NUCLEATUM VỚI UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG ................................................................................... 100 4.3.1. Tỷ lệ phát hiện F. nucleatum tại mẫu u đại trực tràng ...............100 4.3.2. Tải lượng tương đối của F. nucleatum tại mẫu u đại trực tràng102 4.3.3. Mối liên quan giữa tuổi, giới, vị trí u và nhiễm F. nucleatum với nguy cơ ung thư đại trực tràng ............................................106 4.4. MỐI LIÊN QUAN GIỮA B. FRAGILIS VỚI UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG ............................................................................................... 106 4.4.1. Tỷ lệ phát hiện B. fragilis tại mẫu u đại trực tràng ....................106 4.4.2. Tải lượng tương đối của B. fragilis tại mẫu u đại trực tràng .....108 4.4.3. Mối liên quan giữa tuổi, giới, vị trí u, nhiễm B. fragilis với nguy cơ ung thư đại trực tràng .............................................109 4.5. MỐI LIÊN QUAN GIỮA TÌNH TRẠNG ĐỒNG NHIỄM F. NUCLEATUM VÀ B . FRAGILIS VỚI UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG ........................................................................... 110 4.6. NHỮNG ĐIỂM HẠN CHẾ CỦA LUẬN ÁN ..................................... 111 KẾT LUẬN ...................................................................................................112 KIẾN NGHỊ ..................................................................................................114 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH SÁCH BỆNH NHÂN
vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Phần viết tắt Phần viết đầy đủ American Joint Committee on Cancer 1 AJCC (Hiệp hội ung thư Mỹ) Analysis of compositions of microbiomes with 2 ANCOM-BC bias correction (Phân tích thành phần của hệ vi sinh vật với hiệu chỉnh sai số) Adenomatous Polyposis Coli 3 APC (Gen ức chế khối u APC) 4 B. fragilis Bacteroides fragilis 5 BN Bệnh nhân B-Raf proto-oncogene serine/threonine kinase 6 BRAF (Tiền gen sinh ung thư BRAF) Centers for Disease Control and Prevention 7 CDC (Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa bệnh tật Mỹ) Carcinoembryonic antigen 8 CEA (Kháng nguyên ung thư bào thai) CpG island methylator pathway 9 CIMP (Con đường methyl hóa các đảo CpG) Chromosomal Instability pathway 10 CIN pathway (Con đường mất ổn định nhiễm sắc thể) Cycle Thershold 11 Ct (Ngưỡng chu kỳ) 12 DCs Dendritic cells (Tế bào đuôi gai) Deoxyribonucleic acid 13 DNA (Phân tử axit nucleic)
viii STT Phần viết tắt Phần viết đầy đủ DNA mismatch repair 14 DNA MMR (Hệ thống sửa lỗi ghép cặp DNA) 15 ĐTT Đại trực tràng 16 ECM Extracellular matrix (Ma trận ngoại bào) 17 ECs Intestinal epithelial cells (Tế bào biểu mô ruột) Endothelial progenitor cells 18 EPCs (Tế bào tiền thân nội mô) 19 F. nucleatum Fusobacterium nucleatum 20 FadA Fusobacterium adhesin A (Yếu tố kết dính FadA) Familial adenomatous polyposis 21 FAP (Bệnh đa polyp tuyến gia đình) Fusobacterium autotransporter protein 2 22 Fap2 (Protein vận chuyển Fusobacterium) 23 FCD Mô ung thư đại trực tràng 24 FCG Mô gan di căn 25 FCH Mô hạch di căn Formalin-fixed paraffin-embedded 26 FFPE (Cố định formalin và đúc khối nến paraffin) Global Cancer Observatory 27 GLOBOCAN (Tổ chức ghi nhận ung thư toàn cầu) Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer 28 HNPCC (Ung thư đại trực tràng không đa polyp di truyền)
ix STT Phần viết tắt Phần viết đầy đủ Inflammatory Bowel Disease 29 IBD (Bệnh viêm ruột) Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog 30 KRAS (Gen tương đồng với gen sinh ung thư của chuột Kirsten) Linear discriminant analysis Effect Size 31 LefSe (Phân tích sự khác biệt tuyến tính) Nuclear factor-κB signalling 32 NF-kB (Yếu tố nhân kappa B) 33 NK Natural killer (Tế bào giết tự nhiên) Nitrogen oxygen species 34 NOS (Các gốc chứa nitơ hoạt tính) Non-steroidal antiinflamatory drug 35 NSAID (Thuốc chống viêm không steroid) Polymerase chain reaction 36 PCR (Phản ứng khuếch đại chuỗi) Pattern recognition receptors 37 PRR (Các thụ thể nhận diện kiểu mẫu) Reactive oxygen species 38 ROS (Các gốc chứa oxy hoạt tính) 39 RQ Realative Quantification (Tải lượng tương đối) 40 UTĐTT Ung thư đại trực tràng World Health Organization 41 WHO (Tổ chức Y tế thế giới)
x DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Phân loại giai đoạn bệnh theo WHO 2019 ..................................... 42 Bảng 2.2. Kết quả đánh giá xây dựng quy trình .............................................. 48 Bảng 2.3. Trình tự mồi và mẫu đầu dò sử dụng trong nghiên cứu.................. 56 Bảng 2.4. Thành phần phản ứng Realtime PCR ............................................. 57 Bảng 2.5. Chu kỳ nhiệt phản ứng Realtime PCR............................................ 57 Bảng 3.1. Đặc điểm tuổi và giới của bệnh nhân ............................................. 60 Bảng 3.2. Đặc điểm vị trí polyp và ung thư đại trực tràng.............................. 61 Bảng 3.3. Đặc điểm mô bệnh học của bệnh nhân ung thư đại trực tràng ....... 61 Bảng 3.4. Đặc điểm giai đoạn bệnh của bệnh nhân UTĐTT .......................... 62 Bảng 3.5. Đặc điểm nồng độ CEA huyết tương tại thời điểm chẩn đoán ....... 62 Bảng 3.6. Chỉ số beta giữa các nhóm mẫu. ..................................................... 70 Bảng 3.7. Tỷ lệ phát hiện F. nucleatum tại mẫu mô ung thư đại trực tràng và polyp đại trực tràng....................................................................... 75 Bảng 3.8. Tỷ lệ phát hiện F. nucleatum tại mẫu mô ung thư đại trực tràng theo giai đoạn và mô lành cạnh ung thư............................................... 76 Bảng 3.9. Tỷ lệ phát hiện F. nucleatum tại mẫu mô ung thư đại trực tràng theo vị trí u.................................................................................... 76 Bảng 3.10. Tỷ lệ phát hiện B. fragilis tại mẫu mô ung thư đại trực tràng và polyp đại trực tràng ...................................................................... 77 Bảng 3.11. Tỷ lệ phát hiện B. fragilis tại mẫu mô ung thư đại trực tràng theo giai đoạn và mô lành cạnh ung thư .............................................. 77 Bảng 3.12. Tỷ lệ phát hiện B. fragilis tại mẫu mô ung thư đại trực tràng theo vị trí u ........................................................................................... 78 Bảng 3.13. Tỷ lệ phát hiện đồng nhiễm F .nucleatum và B .fragilis tại mẫu mô đại trực tràng theo giai đoạn bệnh ................................................ 78
xi Bảng 3.14. Tỷ lệ phát hiện đồng nhiễm F .nucleatum và B .fragilis tại mẫu mô ung thư đại trực tràng và mô lành cạnh ung thư .................... 79 Bảng 3.15. Tỷ lệ phát hiện đồng nhiễm F. nucleatum và B. fragilis tại mẫu mô ung thư đại trực tràng theo vị trí u.................................. 79 Bảng 3.16. Tải lượng tương đối của F. nucleatum tại mẫu mô ung thư đại trực tràng và polyp đại trực tràng ........................................... 80 Bảng 3.17. Tải lượng tương đối của F. nucleatum tại mẫu mô ung thư đại trực tràng theo giai đoạn và mô lành cạnh ung thư ................ 80 Bảng 3.18. Tải lượng tương đối của F. nucleatum tại mẫu mô ung thư đại trực tràng theo vị trí u ............................................................. 81 Bảng 3.19. Tải lượng tương đối của B. fragilis tại mẫu mô ung thư đại trực tràng và polyp đại trực tràng ........................................... 81 Bảng 3.20. Tải lượng tương đối của B. fragilis tại mẫu mô đại trực tràng theo giai đoạn và mô lành cạnh ung thư ....................................... 82 Bảng 3.21. Tải lượng tương đối của B. fragilis tại mẫu mô ung thư đại trực tràng theo vị trí u ............................................................. 82 Bảng 3.22. Yếu tố nguy cơ ung thư đại trực tràng bằng phân tích hồi quy đơn biến logistic ........................................................................... 83 Bảng 3.23. Yếu tố nguy cơ ung thư đại trực tràng bằng phân tích hồi quy đa biến logistic.............................................................................. 84
xii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Mô hình biến đổi gen trong UTĐTTcủa Fearon (A) và được bổ sung bởi Vogelstein (B). ....................................................................5 Hình 1.2. Các con đường hình thành UTĐTT ...................................................6 Hình 1.3. Sơ lược về đường truyền tín hiệu Wnt ...............................................8 Hình 1.4. Vai trò của các acid béo chuỗi ngắn (SCFAs) và polyamines trong cơ chế bệnh sinh ung thư đại trực tràng ......................................... 18 Hình 1.5. Vai trò của F. nucleatum trong cơ chế bệnh sinh ung thư đại trực tràng ................................................................................... 21 Hình 1.6. Vai trò của B. fragilis trong cơ chế bệnh sinh ung thư đại trực tràng ................................................................................... 26 Hình 2.1. Sơ đồ thiết kế nghiên cứu ................................................................ 39 Hình 2.2. Phân tích kết quả xét nghiệm 16S rRNA metagenomics ................ 50
xiii DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Thành phần hệ vi khuẩn tại các mẫu mô ở mức phân loại ngành ........................................................................... 63 Biểu đồ 3.2. Thành phần hệ vi khuẩn tại các mẫu mô ở mức phân loại chi .. 64 Biểu đồ 3.3. Thành phần hệ vi khuẩn tại các mẫu mô ở mức phân loại loài 65 Biểu đồ 3.4. Chỉ số alpha giữa các mẫu .......................................................... 67 Biểu đồ 3.5. So sánh các chỉ số alpha ở các nhóm mẫu .................................. 68 Biểu đồ 3.6. Principal Coordinate Analysis (PCoA) trên các nhóm mẫu. ...... 69 Biểu đồ 3.7. Xác định các biomarker bằng phân tích LefSe........................... 71 Biểu đồ 3.8. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi cấp log2 ở mức phân loại ngành về tỷ lệ vi sinh vật giữa các 2 nhóm mẫu và thanh khoảng tin cậy 95% ............................................................................................. 72 Biểu đồ 3.9. Tỷ lệ hiện diện ngành Fusobacteriota và Bacteroidota. .............. 74
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư đại trực tràng (UTĐTT) là một trong những bệnh ung thư phổ biến trên thế giới. Theo tổ chức ghi nhận ung thư toàn cầu (GLOBOCAN) năm 2020, UTĐTT đứng thứ 3 về tỷ lệ mắc mới và thứ 2 về tỷ lệ tử vong do ung thư. Ở Việt Nam, UTĐTT đứng hàng thứ 5 về tỷ lệ mắc mới và tỷ lệ tử vong lần lượt sau ung thư gan, ung thư phổi, ung thư vú và ung thư dạ dày[1]. Quá trình sinh bệnh của UTĐTT trải qua nhiều giai đoạn, xuất phát từ các tế bào biểu mô đại trực tràng lành tính[2]. Hiện nay đã xác định được yếu tố di truyền và yếu tố môi trường góp phần vào sự phát triển của UTĐTT[3]. Các tác nhân truyền nhiễm có liên quan tới khoảng 15 - 20% các loại ung thư, trong đó có UTĐTT[4, 5]. Số lượng vi khuẩn trong đại tràng cao gấp khoảng một triệu lần so với số lượng vi khuẩn ở ruột non và tỷ lệ UTĐTT cao gấp khoảng 12 lần ung thư ở ruột non, cho thấy vai trò tiềm ẩn của hệ vi khuẩn đường tiêu hoá trong UTĐTT[6]. Vi khuẩn đường tiêu hoá là nguyên nhân chính gây viêm đại tràng và liên quan đến sự tiến triển của UTĐTT[7]. Vi môi trường khối u đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển, tồn tại, xâm lấn và di căn của tế bào UTĐTT[8]. Hệ vi khuẩn tại khối u có vai trò quan trọng hình thành đáp ứng miễn dịch tại chỗ của vi môi trường khối u và ảnh hưởng đến tiến triển của UTĐTT. Hệ vi khuẩn tại khối u có vai trò khác nhau trong miễn dịch chống lại khối u, có thể là tăng hoặc giảm đáp ứng miễn dịch kháng khối u[9]. Hệ vi khuẩn tại mô UTĐTT, mô gan và hạch di căn bao gồm các vi khuẩn nội bào đặc hiệu cho từng loại khối u khác nhau[9]. Nghiên cứu trên mô hình tế bào và động vật đã xác định được vai trò của một số chủng vi khuẩn đường tiêu hoá trong cơ chế bệnh sinh UTĐTT như Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum), Bacteroides fragilis (B. fragilis), Peptostreptococcus sp, Escherichia coli (E. coli) và Streptococcus gallolyticus (S. gallolyticus)[10]. Đặc biệt là F. nucleatum có liên quan đến UTĐTT thông qua một số cơ chế như gây tăng sinh có chọn lọc dòng tế bào UTĐTT[11], giúp tế bào ung thư không bị tiêu diệt bởi tế bào diệt tự nhiên (NK) và tế bào lympho
2 T[12], tạo ra vi môi trường tiền viêm tại khối u[13] và thúc đẩy quá trình kháng trị với hoá chất ở BN UTĐTT[14]. F. nucleatum có 1 yếu tố kết dính là FadA, nồng độ của FadA trong mô đại trực tràng ở BN u tuyến và ung thư biểu mô tuyến cao hơn 10-100 lần so với người khỏe mạnh[11]. Ngoài ra, các chủng Fusobacteria nếu thiếu hoặc bị bất hoạt yếu tố Fap2 bằng đột biến dẫn đến giảm hình thành UTĐTT[15]. Đo tải lượng của F. nucleatum có thể có giá trị trong tiên lượng và theo dõi điều trị ở BN UTĐTT[16]. Bên cạnh đó, B. fragilis cũng đang được chứng minh có liên quan tiến triển UTĐTT[17]. B. fragilis có khả năng xuyên qua lớp chất nhầy của ruột và hình thành màng sinh học trên bề mặt biểu mô đường ruột[18]. B. fragilis sinh ra độc tố fragilysin làm tổn thương biểu mô ruột thông qua sự phân cắt của E- cadherin. Chính điều này cho phép B. fragilis và độc tố fragilysin tương tác với các tế bào miễn dịch và kích hoạt phản ứng viêm[19]. Độc tố fragilysin làm thay đổi cấu trúc và chức năng của các tế bào biểu mô đại tràng. Sự phân cắt E- cadherin làm tăng nồng độ β-catenin trong tế bào chất giúp hoạt hoá con đường tín hiệu NF-kB và STAT3 làm tăng sinh tế bào biểu mô cũng như tăng biểu hiện của gen gây ung thư[20]. Hiện nay mối liên quan giữa hệ vi khuẩn tại khối u với UTĐTT đang được nghiên cứu trên thế giới, đặc biệt là với hai chủng F. nucleatum và B. fragilis, tuy nhiên kết quả có khác nhau giữa các chủng tộc. Tại Việt Nam chưa có nghiên cứu nào về tính đa dạng hệ vi khuẩn tại mô UTĐTT và mô gan, hạch di căn cũng như mối liên quan của F. nucleatum và B. fragilis với UTĐTT. Vì vậy, đề tài được tiến hành nghiên cứu với hai mục tiêu: 1. Xác định sự đa dạng hệ vi khuẩn tại mô ung thư đại trực tràng và mô gan, hạch di căn ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng tại Bệnh viện Trung ương Quân đội 108. 2. Phân tích mối liên quan giữa tình trạng nhiễm F. nucleatum và B. fragilis với giai đoạn bệnh và nguy cơ ung thư đại trực tràng.
3 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. DỊCH TỄ HỌC UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG 1.1.1. Trên thế giới Theo GLOBOCAN 2020, ước tính có khoảng 19,3 triệu ca mắc mới và 10 triệu ca tử vong do ung thư trên toàn thế giới, trong đó UTĐTT đóng góp khoảng 1,93 triệu (10%) số ca mắc thêm và 0,94 triệu (9,4%) ca tử vong. Tỷ lệ mắc và tử vong do UTĐTT khác nhau đáng kể giữa các quốc gia và giữa các khu vực trên thế giới do liên quan tình trạng kinh tế xã hội của mỗi nước[1]. Tỷ lệ mắc và tử vong do UTĐTT đang gia tăng ở các quốc gia đang phát triển đối với cả nam và nữ. Năm 2020, UTĐTT là bệnh ung thư được chẩn đoán nhiều nhất (trong số 36 bệnh ung thư) ở nam giới tại 18 trong số 185 quốc gia trên toàn thế giới và ở nữ giới tại 6 trong số 185 quốc gia[1]. UTĐTT phổ biến ở nam giới hơn nữ giới và phổ biến ở các quốc gia có thu nhập cao với tỷ lệ gấp bốn lần so với các quốc gia có thu nhập thấp. Số ca tử vong ở các quốc gia có thu nhập cao cũng cao hơn khoảng 2,5 lần so với các quốc gia có thu nhập thấp[21]. Năm 2020, tỷ lệ mắc bệnh chuẩn hóa theo độ tuổi (trên thế giới) trên 100.000 người mắc UTĐTT ở cả hai giới là 19,8, trong đó nam có tỷ lệ mắc cao hơn là 23,4 và nữ là 16,2, gần như bằng tỷ lệ mắc của năm 2018. Tỷ lệ tử vong ở cả hai giới là 9,1; trong đó nam là 11 và nữ là 7,2 trên 100.000 người mắc UTĐTT[1, 22]. Trong số các trường hợp UTĐTT, ung thư đại tràng chiếm phần lớn và chiếm 59,5% số ca mắc mới, 61,9% số ca tử vong, trong khi ung thư trực tràng có tỷ lệ mắc là 37,9% và tỷ lệ tử vong là 36,3% ở cả hai giới và mọi lứa tuổi. Riêng ung thư đại tràng đứng thứ năm về số ca ung thư mới và tử vong so với tất cả các bệnh ung thư. Ngược lại, ung thư trực tràng là loại ung thư đứng thứ tám về tỷ lệ mắc và thứ mười về tỷ lệ tử vong[1].
4 1.1.2. Ở Việt Nam Theo GLOBOCAN 2020, Việt Nam có 16426 người mới được chẩn đoán UTĐTT, chiếm khoảng 9% trong các loại ung thư, đứng hàng thứ năm lần lượt sau ung thư gan, ung thư phổi, ung thư vú và ung thư dạ dày. Ở nam giới, UTĐTT là ung thư phổ biến thứ tư (với 8887 người mới được chẩn đoán, chiếm khoảng 9%) lần lượt sau ung thư gan, ung thư phổi và ung thư dạ dày. Ở nữ giới, UTĐTT là ung thư phổ biến thứ ba (với 7539 người mới được chẩn đoán, chiếm khoảng 9%) lần lượt sau ung thư vú và ung thư phổi. Số lượng người tử vong do UTĐTT là 8524 người, chiếm khoảng 6,9%, đứng hàng thứ năm lần lượt sau ung thư gan, ung thư phổi, ung thư dạ dày và ung thư vú[1]. 1.2. CƠ CHẾ BỆNH SINH UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG 1.2.1. Khái niệm UTĐTT là tổn thương ác tính xuất phát từ đại tràng và trực tràng. Hơn 97% UTĐTT là ung thư biểu mô, các loại ung thư khác hiếm gặp như: U lympho ác tính, ung thư mô mềm (sarcoma), carcinoid[23]. UTĐTT tiến triển qua nhiều giai đoạn, xuất phát từ các tế bào biểu mô đại trực tràng lành tính. Hiện nay đã xác định được yếu tố di truyền và môi trường góp phần vào sự phát triển của UTĐTT bằng cách tích lũy các đột biến gen sinh ung thư, gen ức chế ung thư và gen sửa chữa DNA thông qua một số con đường khác nhau dẫn đến hình thành khối u[3]. 1.2.2. Mô hình và các con đường phát sinh ung thư đại trực tràng UTĐTT phát triển từ các tế bào biểu mô lành tính, trải qua quá trình gồm nhiều bước để chuyển thành kiểu hình ác tính. Năm 1990, Fearon và Vogelstein đề xuất mô hình biến đổi gen nhiều bước trong cơ chế bệnh sinh UTĐTT. Đầu tiên, gen ức chế khối u APC bị bất hoạt ở tế bào niêm mạc đại tràng lành tính, dẫn tới tăng sinh tế bào và hình thành u tuyến sớm. Tiếp theo là đột biến hoạt
5 hóa ở gen KRAS và đột biến gen DCC cùng với các gen ức chế khối u khác ở nhiễm sắc thể 18q làm tiến triển thành u tuyến muộn. Sau đó, đột biến gen p53 dẫn tới hình thành tế bào ung thư biểu mô. Các đột biến tích lũy khác thúc đẩy tế bào ung thư xâm lấn và di căn[24]. Hình 1.1. Mô hình biến đổi gen trong UTĐTTcủa Fearon (A) và được bổ sung bởi Vogelstein (B). *Nguồn: E. R. Fearon and B. Vogelstein (1990)[24] Hiện nay, mô hình của Fearon và Vogelstein vẫn được chấp nhận rộng rãi và được coi là mô hình mẫu phát sinh u đặc. Một phiên bản sửa đổi của mô hình mô tả con đường biến đổi di truyền chủ yếu ở bệnh nhân UTĐTT, được mô tả ở hình 1.2 - con đường mất ổn định nhiễm sắc thể (CIN: chromosomal instability). Ngoài ra, các con đường biến đổi di truyền khác làm phát sinh UTĐTT cũng được nghiên cứu và đề xuất là con đường mất ổn định vi vệ tinh (MSI: microsatellites instability) và thay đổi di truyền biểu sinh (epigenetic alterations)[25].