Luận án Tiến sĩ Y học: Nghiên cứu các đột biến TP53, BRAF trong mô ung thư da và mối liên quan của nó với các thể bệnh

8 và không bao giờ bị rám hoặc những người có tiền sử bỏng nắng khi trẻ được cảnh báo nguy cơ cao mắc ung thư da [23], trong khi những người ở châu Phi, châu Á tỷ lệ ung thư da thấp hơn [24]. Điều này cho thấy, melanin, sắc tố làm cho da sẫm màu có thể bảo vệ da chống lại ung thư da. - Tuổi và giới: Nguy cơ ung thư da đều liên quan đến tuổi tác, người lớn tuổi thường dễ mắc ung thư da hơn người trẻ tuổi. - Yếu tố miễn dịch: Những ảnh hưởng của yếu tố miễn dịch đến ung thư da chưa rõ ràng, tuy nhiên một số nghiên cứu cho thấy có sự gia tăng ung thư da ở những bệnh nhân ghép tạng và trẻ em điều trị ung thư, bệnh nhân HIV/AIDS [25]. 1.1.3.5. Các yếu tố khác Ngoài ánh sáng mặt trời, yếu tố gen và các yếu tố trên, nhiều nghiên cứu còn đề cập đến các nguyên nhân khác gây ung thư da như tiếp xúc với hóa chất, các chế phẩm nhựa, các vết loét mạn tính, hút thuốc… [24],[25],[26]. 1.1.4. Phân loại ung thư da Ung thư da bao gồm nhiều loại u ác tính khác nhau xuất phát từ da hoặc các thành phần phụ của da. Hiện nay, ung thư da được phân loại như sau: - Ung thư da không phải ung thư tế bào hắc tố (Non - melanoma skin cancer - NMSC): + Ung thư tế bào đáy (Basal cell carcinoma - BCC). + Ung thư tế bào vảy (Squamous cell carcinoma - SCC). + Ung thư tế bào Merkel. - Ung thư tế bào hắc tố (Malignant melanoma - MM).

9 - U lympho ở da. + U lympho tế bào T. + U lympho tế bào B. Tuy nhiên, có ba loại ung thư da thường gặp nhất là ung thư biểu mô tế bào đáy, ung thư biểu mô tế bào vảy và ung thư tế bào hắc tố. 1.1.4.1. Ung thư biểu mô tế bào đáy (Basal cell carcinoma -BCC) Là loại ung thư da hay gặp nhất, chiếm khoảng 75-80% các loại ung thư da. Thương tổn là khối u nhỏ, ở vùng da hở, thâm nhiễm cứng, màu da bình thường hay có hiện tượng tăng sắc tố, có thể loét, dễ chảy máu. Mặc dù tiến triển chậm, nhưng nếu không được chẩn đoán và điều trị sớm, tổ chức ung thư tiếp tục xâm lấn, phá hủy da và tổ chức xung quanh làm biến dạng và làm rối loạn chức năng của một số cơ quan bộ phận, đặc biệt là các hốc tự nhiên như mũi, miệng và mắt. Ung thư biểu mô tế bào đáy tiến triển lâu, gây xâm lấn tổ chức xung quanh. Nếu được phát hiện sớm và điều trị kịp thời cắt bỏ rộng thương tổn, tiên lượng của bệnh rất tốt. Nguồn gốc thực sự của ung thư tế bào đáy xuất phát từ loại tế bào nào vẫn còn là câu hỏi cần được trả lời. Người ta thấy rằng có sự giống nhau về tế bào học và miễn dịch học giữa các tế bào của ung thư biểu mô tế bào đáy và các tế bào lớp ngoài cùng của nang lông nên nhiều tác giả cho rằng ung thư biểu mô tế bào đáy xuất phát từ nang lông. 1.1.4.2. Ung thư tế bào vảy (Squamous cell carcinoma - SCC) Là ung thư khởi phát từ tế bào sừng thượng bì của da và niêm mạc. Trong các ung thư da, SCC chiếm khoảng 20% và đứng hàng thứ hai sau ung thư tế bào đáy nhưng SCC xâm lấn và di căn nhiều hơn. SCC chủ yếu liên quan đến vùng da tiếp xúc ánh nắng mạn tính ở người da sáng màu, tuy nhiên có thể thứ phát sau các tổn thương hình thành sẹo (bỏng, loét mạn tính, ...)

10 hóa chất (arsen, hydro carbon…), nhiễm virus HPV (type 16, 18, 30, 33, 35) và tiếp xúc tia xạ (tia X, tia gamma, tia radium), người suy giảm miễn dịch do bệnh hoặc do thuốc cũng có nguy cơ cao mắc SCC. Đối với vùng sinh dục, ung thư tế bào vảy liên quan trực tiếp đến với chít hẹp bao quy đầu ở nam giới. 1.1.4.3. Ung thư tế bào hắc tố Ung thư tế bào hắc tố là khối u ác tính của tế bào hắc tố (melanocyte) sản xuất ra sắc tố đen (melanin), tế bào này chủ yếu phân bố ở da, ngoài ra có thể thấy ở mắt, tai, cơ quan tiêu hóa, tế bào não, và niêm mạc miệng, sinh dục. Ung thư tế bào hắc tố chiếm khoảng 5% các ung thư da; tuy nhiên, đây là khối u gây tử vong cao nhất (75%) trong số các ung thư da trên thế giới. Do vậy, việc chẩn đoán và phát hiện sớm sẽ làm tăng thời gian sống và giảm tỷ lệ tử vong. 1.2. SINH LÝ BỆNH HỌC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN UNG THƢ DA 1.2.1. Kiểm soát sự phân chia, sinh trưởng của tế bào Sự phân chia, sinh trưởng của tế bào được kiểm soát bởi nhiều gen thông qua các sản phẩm protein của chúng. Thành phần đầu tiên tham gia kiểm soát là yếu tố sinh trưởng (GF: growth factor), yếu tố này kết hợp với receptor của nó có trên bề mặt tế bào. Phức hợp receptor - yếu tố sinh trưởng gửi những thông tin tới nhân tế bào bằng quá trình chuyển nạp tín hiệu với những protein kinase đặc hiệu. ở trong nhân, chúng tương tác với các yếu tố phiên mã để điều khiển sự hoạt động của các gen đặc hiệu chi phối sự phân chia và sinh trưởng của tế bào. Chu kỳ tế bào thực hiện qua các pha khác nhau được chi phối bởi các protein, đó là các cyclin, các loại kinase phụ thuộc cyclin (CDK: cyclin

11 dependent kinase) và các yếu tố ức chế của chúng. Các CDK có mặt liên tục trong mọi pha của chu kỳ tế bào, nhưng ở dạng không hoạt động. Chúng chỉ hoạt động khi được gắn vào một cyclin tương ứng. Các cyclin chỉ được tổng hợp trong các pha đặc hiệu của chu kỳ tế bào, cyclin có chức năng hoạt hoá CDK tương ứng. Các chất ức chế của chúng làm cho CDK không hoạt động. Các cyclin điều khiển chu kỳ tế bào bằng sự phosphoryl hoá protein đích. Do sự hoạt động của các yếu tố trên nên tế bào dừng lại hoặc chuyển từ giai đoạn này sang giai đoạn khác của chu kỳ tế bào. Có ít nhất 5 loại cyclin với các định danh là A, B, C, D, E và có ít nhất 7 loại CKD [27],[28]. - Phức hợp Cyclin D - CDK4 làm tế bào chuyển từ G1 sang pha S. - Phức hợp Cyclin A- CDK2 làm tế bào chuyển từ pha S sang G 2 . - Phức hợp Cyclin B - CDK1 làm tế bào chuyển từ G 2 sang M (bao gồm các kỳ phân chia chu kỳ tế bào). Ngoài tính phụ thuộc vào Cyclin, các CDK còn phụ thuộc vào sự kiểm soát của chất ức chế nó là CDKi (cyclin dependent kinase inhibitor). Các CDKi là các protein có trọng lượng phân tử thấp như các protein của gen p21, p27, TP53 có tác dụng ức chế không đặc hiệu các CDK hoặc ức chế chọn lọc các phức hợp Cyclin D- CDK4 hoặc CDK6 như các protein p16, p15 và p18. Các CDKi là các protein được cảm ứng tổng hợp khi có tổn thương DNA (gẫy đơn hay gãy kép) có tác dụng ức chế chu kỳ tế bào ở nhiều điểm để sửa chữa các tổn thương DNA. Các CDKi còn được giải phóng khi có mặt các yếu tố ức chế tăng sinh như TGF-beta, trái lại bị ức chế khi có mặt IL2. 1.2.2. Các cơ chế phát sinh ung thư da 1.2.2.1. Mô hình chung của phát sinh ung thư da

12 Về chi tiết có nhiều cơ chế di truyền phân tử và di truyền tế bào gây phát sinh ung thư. Về nguyên tắc sự phát sinh ung thư trải qua một quá trình nhiều bước đột biến, chọn lọc, tích luỹ đột biến và phân hoá các dòng tế bào cho tới khi tạo tế bào ung thư khởi nguồn để tăng sinh tạo dòng tế bào ung thư. Bước đầu tiên là các tổn thương ở DNA do các yếu tố bên trong (các khiếm khuyết trong tự nhân đôi DNA hoặc trong sửa chữa DNA) hoặc do các tác nhân bên ngoài tác động (như các tia phóng xạ ion hoá, các tác nhân hoá học gây đột biến, một số loại virus...). Tổn thương DNA có thể gây chết tế bào hoặc được sửa chữa lại như bình thường, hoặc tạo thành đột biến nhiễm sắc thể (NST) hoặc đột biến gen. Đột biến này có thể gây chết dòng tế bào này trong chọn lọc (vì kém ưu thế trong cạnh tranh sinh trưởng so với các tế bào bình thường), hoặc tạo dòng tế bào mới có sức sinh trưởng như tế bào bình thường, tồn tại mang một gen hoặc NST “đánh dấu” do kết quả của đột biến. Khả năng thứ ba là tạo ra một tế bào mới với đặc điểm giảm ức chế tiếp xúc, có tính ưu việt chọn lọc, sinh trưởng ưu thế, tăng sinh nhanh hơn các tế bào bình thường. Các tế bào này tiếp tục tích luỹ các biến đổi ở DNA, NST gây biến đổi mạnh hình thái và chức năng tế bào, thoát khỏi các tác động bình thường về điều chỉnh kiểm soát tăng sinh. Một số tế bào qua chọn lọc bị đào thải (chết) hoặc ngẫu nhiên dẫn tới dòng tế bào có ưu thế chọn lọc cao hơn nữa, sinh trưởng tăng tiến tạo khối u và phát triển độc lập, không bị kiềm chế, chèn ép, xâm lấn các mô lân cận hoặc di căn. 1.2.2.2. Các con đường tín hiệu trong ung thư da * Con đường tín hiệu từ EGFR trong ung thư da Thụ thể yếu tố phát triển biểu mô (EGFR - Epidermal growth factor receptor) có trên bề mặt tế bào có ái lực cao với yếu tố phát triển biểu mô (EGF - Epidermal growth factor). Khi EGF gắn với EGFR sẽ kích hoạt

13 tyrosine kinase nội bào của thụ thể. Tiếp theo, các tyrosine kinase sẽ khởi động một dòng thác tín hiệu để tác động lên nhiều quá trình hóa sinh trong tế bào như: tăng nồng độ Ca 2+ nội bào, tăng cường quá trình đường phân và sinh tổng hợp protein, tăng quá trình biểu hiện một số gen kể cả gen mã hóa EGFR, thúc đẩy quá trình tái bản của DNA và quá trình phân chia tế bào [11]. EGFR đã được chứng minh có biểu hiện quá mức ở người bệnh ung thư đại trực tràng và cũng là đích nhắm đến của liệu pháp điều trị bằng kháng thể đơn dòng [27],[28]. * Con đường tín hiệu Wnt (Wingless-integration) Có hơn 20 yếu tố thuộc vào họ gen của yếu tố phát triển Wnt ở người. Đó là các protein có trọng lượng phân tử khoảng 40 kDa. Điểm quyết định của con đường này chính là sự liên kết và hoạt hóa β-catenin. Trong khi chất này bị ức chế bởi hoạt động phối hợp của một số protein gồm APC, axin và GSK3β. Hoạt động liên tục của con đường này đặc biệt có ý nghĩa trong ung thư đại trực tràng. Hình 1.2. Các con đƣờng tín hiệu trong ung thƣ da [27].

14 Sự mất điều hòa của con đường Wnt là do mất chức năng của các chất điều hòa âm tính như APC hoặc axin hoặc bởi sự đột biến sinh ung thư hoạt hóa β-catenin. Vì vậy, APC được xem như chất ức chế khối u và chất sinh ung thư [29],[30],[31]. * Con đường tín hiệu ERK/MAPK (Extracellunar regulated kinases/ Mitogen activated protein kinase) Con đường ERK/MAPK là một trong những con đường tín hiệu quan trọng nhất cho sự phát triển tế bào. Các con đường MAPK nằm ở hạ lưu của nhiều thụ thể yếu tố tăng trưởng, trong đó có các yếu tố tăng trưởng biểu bì EGFR. Hoạt động quá mức và sự kích hoạt các thụ thể này thường được phát hiện trong ung thư đại trực tràng và cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến triển của bệnh ung thư này. Con đường ERK/MAPK có thể được hoạt hóa thông qua protein Ras. Sự hoạt hóa con đường ERK/MAPK là yếu tố quyết định nhất đối với sự kích thích tăng sinh tế bào ung thư song song với sự biến đổi của Ras [27],[32],[33]. Hình 1.3. Con đƣờng tín hiệu RAS/MAPK từ EGFR [27].

15 * Con đường tín hiệu phosphotidylinositol 3-kinase (PI3K) Enzyme PI3K xúc tác quá trình phosphoryl hóa phosphotidylinositol và các dẫn chất của chất này để tạo ra các chất dẫn truyền thông tin thứ cấp điều hòa các hoạt động của tế bào như quá trình sao chép và sinh tổng hợp protein, quá trình phân chia và chết tế bào... PI3K được hoạt hóa bởi protein Ras, nhưng chính enzyme này cũng có khả năng tác động vào điểm then chốt của các con đường tín hiệu của Ras. Con đường tín hiệu PI3K là con đường tín hiệu ung thư, các chất ức chế con đường này như PTEN chính là chất ức chế khối u [27]. * Con đường tín hiệu TGF-β (Transforming growth factor - beta) Con đường tín hiệu TGF-β kiểm soát sự phân chia, biệt hóa tế bào và thúc đẩy quá trình apoptosis của tế bào bình thường nên được gọi là con đường ức chế khối u. Khi TGF-β bị đột biến, các bộ phận của con đường tín hiệu TGF-β bị biến đổi và mất chức năng, hậu quả là các tế bào ung thư sinh sôi nảy nở. TGF-β còn thúc đẩy tế bào ung thư di căn và kích thích sự hình thành mạch máu của khối u [31],[32]. Đột biến TGF-β xảy ra ở khoảng một phần ba số người bệnh ung thư [34],[35],[36]. 1.2.2.3. Oncogen (gen sinh ung thư hay gen ung thư) Đa số oncogen bắt nguồn từ proto - oncogen. Các proto - oncogen là những gen bình thường có mặt trong tế bào mã hoá cho các protein điều chỉnh thuộc hệ thống kích thích sinh trưởng, phân chia và biệt hoá của tế bào. Các protein này có thể là các yếu tố sinh trưởng (growth factor), các receptor của các yếu tố sinh trưởng, các protein chuyển nạp thông tin từ màng vào nhân hoặc các yếu tố sao mã. Khi đột biến xảy ra ở proto - oncogen nó có thể trở thành oncogen. Tác động chung của các oncogen là tạo protein bất thường tác động vào các khâu của quá trình điều chỉnh, để kích thích tăng sinh tế bào

16 mạnh mẽ. Các oncogen là trội ở mức tế bào, chỉ một bản copy của một oncogen đột biến góp phần vào dây truyền gồm nhiều bước để hình thành khối u. Trái ngược với các gen ức chế khối u, phát sinh ung thư bằng những đột biến mất chức năng, còn oncogen phát sinh ung thư bằng những đột biến làm thêm chức năng. Hầu hết oncogen tìm thấy ở các khối u không di truyền, nhưng cũng có những đột biến oncogen của tế bào tạo giao tử có di truyền, nhưng không phổ biến. Bảng 1.1. Một số oncogen thƣờng gặp [37] Oncogene Vị trí trên NST Loại ung thƣ liên quan Tác nhân sinh trưởng HST SIS Receptor tác nhân sinh trưởng RET Erb.A Tín hiệu chuyển nạp H.RAS K.RAS, BRAF ABL Tác nhân phiên mã N - Myc MYB Fos 11q13 22q12 10q 17q11 11q15 12q12 7q 9q34 2p24 6q22 14q24 U dạ dày U não U nhiều tuyến nội tuyến Leukemia U đại tràng, phổi, tuỵ U da, u tuyến giáp, đại tràng U da, tuyến giáp, đại tràng Leukemia U thần kinh, phổi U da, leukemia U xương Xét về nguồn gốc có thể phân biệt hai nhóm oncogen: - Oncogen- virus (v - oncogen): Có trong virus mà chủ yếu là virus RNA. Do có enzyme phiên mã ngược nên khi xâm nhập vào tế bào virus tạo ra phân tử lai DNA - RNA từ đó hình thành DNA bổ sung (cDNA) và do vậy

17 protein được tổng hợp theo mã của virus kích thích phân bào mạnh mẽ, có thể dẫn đến ung thư. - Oncogen tế bào (c - oncogen). - Oncogen thường gặp trong các thể ung thư không di truyền. Do các proto - oncogen bình thường vốn có sẵn trong tế bào bị đột biến tạo thành c - oncogen. C - oncogen hoạt động gây ung thư có thể do những đột biến điểm ở những nucleotid nào đó, hoặc do sự sắp xếp lại của NST tạo “gen lai” hoặc bằng sự khuếch đại của gen. Chuỗi DNA của c -oncogen có trình tự tương tự như oncogen virus tuy nhiên oncogen virus chỉ có exon còn proto - oncogen chứa cả exon và intron. C - oncogen gây tăng sinh tế bào mạnh mẽ bất thường dẫn đến ung thư. 1.2.2.4. Gen sửa chữa DNA Đa số tế bào phân chia liên tục trong suốt quá trình sống. Sự tái bản DNA một cách chính xác là cần thiết để di truyền bộ gen giống hệt nhau cho mọi thế hệ tế bào trong cơ thể. Mỗi lần phân chia tế bào có khoảng 6 tỉ cặp bazơ nitơ được tổng hợp, kết nối trong một khoảng một thời gian rất ngắn, nên khả năng xẩy ra sai sót là rất lớn. Trong quá trình tái bản DNA, nếu có sai sót, thì các sai sót này thường được sửa chữa nhờ hoạt động bình thường của hệ thống gen sửa chữa DNA. Hoạt động sửa chữa DNA này bị giảm hoặc mất do di truyền hay do đột biến mắc phải của hệ thống gen sửa chữa DNA sẽ làm các sai sót trên DNA không được sửa chữa gây đột biến ở nhiều gen khác nhau, trong đó có các sai sót làm proto-oncogen thành oncogen hay làm gen ức chế khối u bị bất hoạt dẫn tới phát sinh ung thư. Một số ung thư có tính chất gia đình như ung thư vú, da khô nhiễm sắc tố (Xeroderma pigmentosum) liên quan với bất thường gen sửa chữa DNA.