Phát hiện sớm ung thư đại trực tràng bằng công nghệ giải trình tự gene thế hệ mới

Đây là kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Đại học Y dược TP.HCM, giúp phát hiện sớm bệnh ung thư đại trực tràng, mang lại cơ hội sống cho nhiều bệnh nhân, cùng như giảm gánh nặng chi phí điều trị bệnh. 

Tại Việt Nam, ung thư đại trực tràng (UTĐTT) nằm trong nhóm 5 loại ung thư phổ biến nhất, đứng thứ 2 ở nữ giới (sau ung thư vú) và đứng thứ 4 trong 5 loại ung thư phổ biến ở nam giới. UTĐTT là một trong số ít bệnh lý ác tính có tiên lượng khá tốt nếu được phát hiện và điều trị sớm. 

GS.TS.BS Trần Diệp Tuấn, Đại học Y dược TP.HCM cho biết, nếu UTĐTT được phát hiện ở giai đoạn sớm, điều trị đúng phương pháp, tỷ lệ khỏi bệnh có thể đạt từ 50 đến 100%. Thời gian sống còn của bệnh nhân UTÐTT phụ thuộc chủ yếu vào giai đoạn bệnh ở thời điểm được chẩn đoán. Chính vì vậy việc chẩn đoán sớm chính xác, tránh nhầm lẫn các bệnh khác rất quan trọng, giúp cải thiện tỷ lệ khỏi bệnh, thời gian sống còn cũng như chất lượng sống của bệnh nhân.

Một số phương pháp phát hiện sớm UTĐTT như nội soi đại trực tràng vẫn được xem là phương pháp chuẩn vàng cho chẩn đoán UTĐTT với ưu điểm là độ chính xác cao và cho phép kết hợp tiến hành phẫu thuật loại bỏ khối u ngay khi phát hiện. Tuy nhiên, do giá thành cao và có tính xâm lấn nên mức tiếp cận kỹ thuật này còn hạn chế và khó triển khai rộng rãi. Các phương pháp phân tích kháng nguyên trong phân như phân tích máu hiện diện trong phân FOBT (faecal occult blood) và FIT (fecal immunochemical), tuy không xâm lấn, nhưng độ đặc hiệu của cả hai kỹ thuật này thấp (6% -56%) và kết quả chẩn đoán có khả năng sai lệch do chảy máu ruột xảy ra do nhiều bệnh lý khác như bướu thịt, trĩ, viêm ruột hoặc do chế độ ăn uống của bệnh nhân. 

Theo giáo sư Trần Diệp Tuấn, vài năm gần đây, một số đơn vị tại Việt Nam đã bắt đầu nghiên cứu xây dựng quy trình sinh thiết lỏng phát hiện ctDNA (DNA ngoại bào mang đột biến ung thư) ở bệnh nhân ung thư, hầu hết thuộc giai đoạn muộn (tức giai đoạn III và IV), tuy nhiên hiện chưa ghi nhận đơn vị nào nghiên cứu quy trình phát hiện ctDNA trong giai đoạn sớm của ung thư.

Do đó, từ sự hỗ trợ kinh phí từ Sở KH&CN TP.HCM, từ giữa năm 2019, nhóm các nhà khoa học là giáo sư, bác sỹ tại Đại học Y dược TPHCM đã tiến hành triển khai nhiệm vụ khoa học công nghệ “Xây dựng quy trình phát hiện ctDNA (circulatin tumor DNA) trong ung thư đại trực tràng giai đoạn sớm bằng công nghệ giải trình tự thế hệ mới”. 

Sự khác biệt gene đột biến ung thư

Sau khi nghiên cứu mẫu máu ở các bệnh nhân UTĐTT, bệnh nhân khỏe mạnh và ứng dụng công nghệ giải trình tự thế hệ hệ mới, nhóm đã tách chiết cfDNA từ mẫu huyết tương thành công và đánh giá được sự khác biệt giữa nồng độ cfDNA ở bệnh nhân UTĐTT và người khỏe mạnh.

Nghiên cứu cho thấy, nồng độ cfDNA trung bình thu được từ nhóm bệnh là 0,78ng/μl, khoảng dao động từ 0,20-5,18ng/μl. Nhóm chứng có nồng độ cfDNA trung bình là 0,46ng/μl, khoảng dao động từ 0,06-1,27ng/μl. 98% mẫu được tách chiết có kết quả nồng độ tách chiết cfDNA ≥ 0,1ng/μl.

So sánh nồng độ cfDNA giữa nhóm bệnh và nhóm đối chứng, thì nồng độ cfDNA ở nhóm bệnh cao hơn nhóm chứng khoảng 1,7 lần. Xu hướng gia tăng hàm lượng cfDNA tổng số, phần lớn bắt nguồn từ việc gia tăng của hàm lượng ctDNA trong máu. Với bệnh nhân ở giai đoạn tiến triển xa của ung thư, hàm lượng ctDNA gia tăng đáng kể. 

Tương quan nồng độ cfDNA giữa nhóm bệnh và nhóm chứng

CfDNA sau khi tách chiết được, nhóm nghiên cứu đã tiến hành các bước chuẩn bị thư viện giải trình tự bằng kit Accel NGS 2S Plus DNA library kit và lai-bắt giữ được thư viện trình tự 20 gene mục tiêu. Ngoài ra, nhóm cũng khảo sát thành công ngưỡng phát hiện của quy trình (LOD) tại 0,1% MAF. Đồng thời, có dữ liệu sơ bộ về độ nhạy và độ đặc hiệu của quy trình lần lượt đạt 84% và 91,7%.

Phân bố nồng độ cfDNA của các mẫu sau bước chuẩn bị thư viện

Mở ra những hướng nghiên cứu mới

Sau 2 năm nghiên cứu, nhóm tác giả đã xây dựng thành công quy trình sinh thiết lỏng phát hiện ctDNA trong máu ở bệnh nhân UTĐTT giai đoạn sớm.

Theo  trình tự, trước tiên, thu nhận mẫu huyết tương bệnh nhân. Sau đó, mẫu huyết tương sẽ được tách chiết để thu nhận các mảnh DNA tự do (circulating free DNA-cfDNA). Tiếp theo, các cfDNA sẽ được tiến hành giải trình tự trên hệ thống giải trình tự NextSeq550 với các bước cụ thể gồm: gắn mã UID kết hợp tạo thư viện giải trình tự, làm giàu thư viện giải trình tự thông qua các đầu dò đặc hiệu với 20 gene mục tiêu cần quan tâm, kiểm tra chất lượng thư viện và giải trình tự. Cuối cùng là bước phân tích dữ liệu giải trình tự, từ đó xác định được sự hiện diện của ctDNA trong mẫu huyết tương bệnh nhân. 

Phổ đột biến gen trên mẫu FFPE

BS Tuấn cho biết thêm, nghiên cứu của đề tài cũng đã minh chứng được tính khả thi về mặt kĩ thuật của quy trình sinh thiết lỏng sàng lọc ung thư giai đoạn sớm dựa trên đột biến đặc trưng ung thư, đạt độ tin cậy tương tự như nghiên cứu trên thế giới. Nghiên cứu cũng đã khắc phục được hạn chế về mặt kỹ thuật của phương pháp sinh thiết lỏng gặp phải như hiện tượng clonal hematopoiesis.

Một đặc điểm đáng chú ý trong nghiên cứu là nhóm tác giả nhận thấy 44/50 (88%) số mẫu có sự hiện diện của các đột biến xuất phát từ WBC (tế bào bạch cầu) hiện diện trong khối u của bệnh nhân. Giải thích cho điều này, đó là hiện tượng xâm nhập của tế bào miễn dịch vào trong khối u. Hiện tượng này đã được báo cáo trong nhiều nghiên cứu trước đó. Với đặc tính mẫu nghiên cứu là UTĐTT giai đoạn sớm, có thể thấy hệ miễn dịch đã tấn công rất sớm vào khối u. Tuy nhiên, tại sao hệ miễn dịch vẫn chưa thể loại bỏ hiệu quả khối u thì vẫn cần được làm rõ. Với ghi nhận này, có thể mở ra thêm những nghiên cứu về ứng dụng của liệu pháp điều trị miễn dịch trong nghiên cứu điều trị ung thư.

Đột biến ghi nhận trên mẫu LB (sinh thiết lỏng) của bệnh nhân UTĐTT

Một xét nghiệm phát hiện ung thư giai đoạn sớm có độ chính xác cao, giá thành hợp lý và đặc biệt là sự đơn giản, không xâm lấn có thể được ứng dụng rộng rãi và thường qui trong sàng lọc sớm các loại ung thư nói chung và ưng thư đại trực tràng (UTĐTT) nói riêng. Hiện nay hơn 70% số ca ung thư ở Việt Nam được phát hiện khi bệnh đã ở giai đoạn tiến xa, dẫn đến việc điều trị và chăm sóc bệnh nhân ung thư trở thành gánh nặng đối với xã hội. Được biết, tỷ lệ sống sau 5 năm của bệnh nhân ung thư giai đoạn muộn thường thấp hơn 5%. 

Việc nghiên cứu thành công của đề tài là tiền đề mở rộng cho các dạng ung thư khác ở người Việt Nam. Qua đó, nếu phát hiện sớm được ung thư sẽ giảm gánh nặng chi phí cho điều trị, chăm sóc bệnh nhân và tăng cơ hội chữa khỏi bệnh.

Chia sẻ thêm về khả năng mở rộng kết quả của nhiệm vụ khoa học công nghệ nảy trong tương lai, giáo sư Trần Diệp Tuấn cho rằng, hướng nghiên cứu sắp tới là phân biệt được phổ đột biến giữa u lành tính và u ác tính. Ngoài ra, đây là nghiên cứu bước đầu xây dựng quy trình nên được nhóm thực hiện nhiệm vụ thiết kế theo nghiên cứu bệnh - chứng, do đó các giá trị (độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị tiên đoán dương, giá trị tiên đoán âm) đạt được trên nhóm dân số có nguy cơ rất cao UTĐTT (tỷ lệ 34,2%). Vì vậy, để triển khai quy trình vào trong thực tế cần mở rộng nghiên cứu trên nhóm dân số chung với cỡ mẫu lớn hơn và mang tính đại diện.

Thông tin liên hệ:

Đại học Y Dược TP.HCM

Địa chỉ: 217 Hồng Bàng, Quận 5, Tp.HCM

Điện thoại: 028. 38558441 - 0985598528

E-mail: dieptuan@ump.edu.vn