Xác định một số biến đổi gen XPA, XPC liên quan đến bệnh xơ da sắc tố

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

37
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xơ da sắc tố là một bệnh di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường hiếm gặp. Bệnh thường gây ra các tổn thương mắt và các vùng da tiếp xúc với ánh nắng, có thể có biểu hiện thần kinh và tăng khả năng bị ung thư. Xác định những gen đột biến trong bệnh xơ da sắc tố là cơ sở để quản lý bệnh tật hiệu quả. Bài viết trình bày xác định một số đa hình/đột biến của gen XPA và XPC ở bệnh nhân xơ da sắc tố.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Xác định một số biến đổi gen XPA, XPC liên quan đến bệnh xơ da sắc tố

JOURNAL OF COMMUNITY MEDICINE 2021 XÁC ĐỊNH MỘT SỐ BIẾN ĐỔI GEN XPA, XPC LIÊN QUAN ĐẾN BỆNH XƠ DA SẮC TỐ Trần Hiền1 , Trần Đức Phấn1,2, Lương Thị Lan Anh1,2, Nguyễn Hữu Sáu1, Lê Thị Mai3, Hà Anh Minh3 TÓM TẮT nign variants, 2 variants were not recorded in the data- Xơ da sắc tố là một bệnh di truyền lặn trên nhiễm base of ClinVar. sắc thể thường hiếm gặp. Bệnh thường gây ra các tổn Key words: Xeroderma pigmentosum, XPA, XPC, thương mắt và các vùng da tiếp xúc với ánh nắng, có thể Whole exome sequencing (WES), DNA repairs, variants, có biểu hiện thần kinh và tăng khả năng bị ung thư. Xác nucleotide excision repair (NER), định những gen đột biến trong bệnh xơ da sắc tố là cơ sở để quản lý bệnh tật hiệu quả. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Mục tiêu: Xác định một số đa hình/đột biến của gen Xơ da sắc tố là một bệnh di truyền lặn trên nhiễm XPA và XPC ở bệnh nhân xơ da sắc tố. sắc thể thường hiếm gặp, với đặc trưng là sự tăng nhạy Đối tượng và phương pháp: Nghiên cứu mô tả cắt cảm với tia cực tím (UV) từ ánh sáng mặt trời. Bệnh do ngang, giải trình tự toàn bộ hệ gen phiên mã (WES) đột biến tại các gen mã hoá cho một nhóm protein trong cho 15 bệnh nhân có triệu chứng nghi ngờ mắc xơ da một cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể được gọi là cơ chế sắc tố, phân tích 2 gen XPA, XPC liên quan đến bệnh xơ cắt sửa nucleotid (NER) làm rối loạn quá trình sửa chữa da sắc tố. DNA. Nếu hệ thống này bị hư hại, DNA sẽ rất dễ bị tổn Kết quả: Phát hiện 2 biến thể của gen XPA, 4 biến thương do tác động của tia UV (và một số tác nhân đột thể của gen XPC ở bệnh nhân xơ da sắc tố, trong đó có 4 biến khác) mà không được sửa chữa, dẫn đến các tác biến thể lành tính, 2 biến thể chưa được ghi nhận trong động làm sai lệch các hoạt động tế bào và biểu hiện thành cơ sở dữ liệu của ClinVar. kiểu hình bệnh xơ da sắc tố cùng với nguy cơ sinh ung Từ khóa: Xơ da sắc tố, XPA, XPC, WES, sửa chữa thư. DNA, biến thể, NER Xơ da sắc tố ảnh hưởng nặng tới chất lượng cuộc sống và gây gánh nặng bệnh tật lớn cho bản thân bệnh SUMMARY nhân cũng như gia đình họ. Trên thế giới, hiện chưa có DETERMINATION OF SOME VARIANTS OF phương pháp điều trị đặc hiệu cho bệnh, chủ yếu là điều X PA , X P C G E N E S A S S O C I AT E D W I T H trị triệu chứng, dự phòng, quản lý. Công tác phòng bệnh XERODERMA PIGMENTOSUM vẫn đóng vai trò quan trọng nhất mà trong đó, chẩn đoán Xeroderma Pigmentosum (XP) is a rare autosomal bệnh sớm và tư vấn di truyền có vị trí trung tâm nhằm hạn recessive disorder. This condition mostly affects the eyes chế số bệnh nhân mắc bệnh, hạn chế biến chứng nguy and areas of skin exposed to the sun, sometimes affects hiểm của bệnh, giảm gánh nặng bệnh tật cho gia đình và the nervous system and have a greatly increased risk of xã hội. Đây là bệnh di truyền hiếm gặp nên nghiên cứu về developing cancer. Identification of mutation associated căn bệnh còn hạn chế. Việc xác định những gen đột biến with XP is the basis of an effective disease management. do đó đóng vai trò quan trọng, là cơ sở để xây dựng quy Objectives: To identify some polymorphisms/mu- trình hướng dẫn chẩn đoán, điều trị, giúp cho các bác sĩ có tations of 2 genes XPA, XPC in patients with xeroderma thể chẩn đoán, quản lý bệnh hiệu quả. Xuất phát từ thực tế pigmentosum. đó, chúng tôi tiến hành đề tài với mục tiêu: Xác định một Subjects and methods: Cross-sectional study de- số đa hình/đột biến của 2 gen XPA, XPC ở bệnh nhân xơ sign, using whole exome sequencing (WES) for 15 pa- da sắc tố. tients with suspected symptoms of XP, analysis all de- tected variants of 2 genes XPA, XPC. II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN Results: Detected 6 variants of 2 genes XPA, XPC CỨU in patients with xeroderma pigmentosum, included 4 be- 2.1. Đối tượng nghiên cứu 1. Đại học Y Hà Nội – Hanoi Medical University 2. Bệnh viện Đại học Y Hà Nội – Hospital of Hanoi Medical University 3. Bệnh viện Da liễu Trung Ương – National Hospital of Dermatology and Venereology Chịu trách nhiệm chính: Trần Hiền, 0363602351, drhientran761@gmail.com 178 Số chuyên đề 2021 Website: tapchiyhcd.vn
Đối tượng nghiên cứu: 15 bệnh nhân có triệu dex.php. chứng nghi ngờ mắc xơ da sắc tố được xác định bởi Xác định các đột biến trên các gen đích theo phương bệnh viện Da liễu Trung ương. pháp giải trình tự thế hệ mới (NGS). Trong đề tài này Các triệu chứng nghi ngờ bao gồm một hoặc một vài phương pháp đọc trình tự các phân vùng đích (Targeted triệu chứng (1) Tổn thương da (bỏng nắng, tăng sắc tố sequencing) trong bộ gen người được sử dụng. kiểu tàn nhang, khô da tại vùng da tiếp xúc ánh nắng 2.3. Xử lý số liệu mặt trời); (2) Tổn thương mắt (mờ giác mạc, tân mạch Các số liệu sau khi thu thập sẽ được xử lý, phân tích giác mạc, viêm kết mạc,…); (3) Tổn thương thần kinh theo phương pháp thống kê y học. Số liệu được nhập, (giảm phản xạ, chậm phát triển trí tuệ,…); (4) xuất hiện quản lý và xử lý bằng các phần mềm Microsoft Excel các triệu chứng từ sớm (khoảng 1-2 tuổi), tiền sử gia 2016, SPSS 25. đình có người mắc xơ da sắc tố. Trong đó các triệu chứng trên da là quan trọng nhất. III. KẾT QUẢ 2.2. Phương pháp nghiên cứu Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu Loại hình nghiên cứu: Nghiên cứu cắt ngang mô tả Độ tuổi trung bình của nhóm bệnh nhân là 17,73 có đối chứng. ± 3,87, độ tuổi lớn nhất là 42 tuổi, độ tuổi nhỏ nhất là 1 Để xác định biến đổi của 2 gen XPA, XPC liên quan tuổi. đến xơ da sắc tố, chúng tôi sử dụng kỹ thuật giải trình tự Có 9 nam giới chiếm 60% và 6 nữ giới chiếm 40% gen thế hệ mới (NGS) với các bước cụ thể như sau: trong tổng số nghiên cứu, không có sự khác biệt về giới Lấy máu chống đông EDTA, số lượng tối thiểu: tính trong nhóm bệnh nhân. 2ml/bệnh nhân. Bảng 3.1. Số lượng đột biến/đa hình của các gen liên Chiết tách DNA tổng số bằng việc sử dụng kit của quan đến xơ da sắc tố trên nhóm bệnh nhân QIAGEN. XPA XPC Kiểm tra độ tinh sạch của DNA, điện di sản phẩm DNA. 0,8 ± 0,11 2,13 ± 0,13 Giải trình tự gen thế hệ mới 2 gen XPA, XPC. X ± SEM Phương pháp đọc trình tự thế hệ mới được sử dụng Min-Max 0-1 1-3 theo chuẩn của Illumina. Phân tích số liệu: Dữ liệu thô được xử lý (align) Nghiên cứu của chúng tôi phát hiện: mỗi bệnh nhân bằng việc sử dụng phần mềm NextGENe để phát hiện có trung bình 0,8 ± 0,11 đột biến/đa hình gen XPA; 2,13 các đột biến, tính toán thống kê ý nghĩa giữa các mẫu ± 0,13 đột biến/đa hình gen XPC. Một bệnh nhân có thể nghiên cứu. Những sai khác hay đột biến phát hiện sẽ có tối đa 1 biến thể và tối thiểu 0 biến thể trên gen XPA; được so sánh và kiểm chứng với cơ sở dữ liệu đột biến tối đa 3 biến thể và tối thiểu 1 biến thể trên gen XPC. gen người (HGMD) tại http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/in- 2. Kết quả phát hiện đột biến/đa hình của các gen XPA, XPC Bảng 3.2. Tần số alen đột biến/đa hình của gen XPA Đột biến/ đa hình Bình Tần số Tần số Alen Đồng hợp Dị hợp P (RefSeq: NM_000380) thường Alen Đông Á* c.388A>G Chưa có dữ 3 0 12 0,2 (p.Arg130Gly) liệu (5’UTR) c.-4A>G 2 7 6 0,367 0,5034 0,134 * Tần số Alen của khu vực Đông Á được đối chiếu với dữ liệu của gnomAD (https://gnomad.broadinstitute. org/) là 0,2. Biến thể thuộc vùng 5’UTR c.-4A>G phát hiện Gen XPA có tất cả 2 biến thể. Biến thể c.388A>G trên 2 bệnh nhân ở thể đồng hợp, 7 bệnh nhân ở thể dị phát hiện trên 3 bệnh nhân ở thể đồng hợp, không phát hợp. Tần số alen trong nghiên cứu là 0,367, không khác hiện bệnh nhân thể dị hợp. Tần số alen trong nghiên cứu biệt so với tần số alen này ở khu vực Đông Á (p>0,05). Số chuyên đề 2021 Website: tapchiyhcd.vn 179
JOURNAL OF COMMUNITY MEDICINE 2021 Bảng 3.3. Tần số alen đột biến/đa hình của gen XPC Đột biến/ đa hình Bình Tần số Tần số Alen Đồng hợp Dị hợp P (RefSeq: NM_004628) thường Alen Đông Á* Không khác c.1881T>A (p.Ala627=) 15 0 0 1 1 biệt c.46C>G (p.Leu16Val) 2 2 11 0,2 0,2257 0,736 c.1496C>T (p.Ala499Val) 5 6 4 0,533 0,3616 0,05 c.572G>A (p.Arg191Gln) 0 2 13 0,067 0,001613 0,000 * Tần số Alen của khu vực Đông Á được đối chiếu với dữ liệu của gnomAD (https://gnomad.broadinstitute.org/) Gen XPC có 4 biến thể. Biến thể c.1881T>A phát hiện ở 5 bệnh nhân đồng hợp, 6 bệnh nhân dị hợp. Tần hiện trên toàn bộ 15 bệnh nhân ở thể đồng hợp, không số alen trong nghiên cứu là 0,533, không khác biệt so phát hiện bệnh nhân thể dị hợp. Tần số alen trong nghiên với tần số alen này ở khu vực Đông Á (p=0,05). Biến thể cứu bằng 1 là tương đồng với tần số alen của khu vực c.572G>A không phát hiện bệnh nhân đồng hợp, 2 bệnh Đông Á. Biến thể c.46C>G phát hiện trên 2 bệnh nhân nhân dị hợp. Tần số alen trong nghiên cứu là 0,067, lớn ở thể đồng hợp, 2 bệnh nhân dị hợp. Tần số alen trong hơn so với tần số alen này ở khu vực Đông Á với ý nghĩa nghiên cứu là 0,2, không khác biệt so với tần số alen này thống kê p0,05). Biến thể c.1496C>T phát Bảng 3.4. Vai trò của các biến thể gen XPA, XPC Gen Lành Có liên Ghi chú tính quan XPA c.388A>G (p.Arg130Gly) x Chưa được báo cáo trong cơ sở dữ liệu của ClinVar x Có thể liên quan ung thư (5’UTR) c.-4A>G Biến thể 5’UTR XPC c.1881T>A (p.Ala627=) x Đồng nghĩa c.46C>G (p.Leu16Val) x c.1496C>T (p.Ala499Val) x c.572G>A (p.Arg191Gln) x Chưa được báo cáo trong cơ sở dữ liệu của ClinVar Tổng 4 2 Trong 6 biến thể của 2 gen XPA, XPC có 4 biến thể hoá một nhóm protein trong cơ chế bảo vệ tự nhiên của là lành tính. 2 biến thể chưa được ghi nhận trong cơ sở dữ cơ thể được gọi là cơ chế cắt sửa nucleotid (NER) làm rối liệu ClinVar và có thể liên quan đến bệnh xơ da sắc tố. loạn quá trình sửa chữa DNA. IV. BÀN LUẬN 4.1. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu Chúng tôi chọn mẫu là mẫu thuận tiện, với cỡ mẫu chỉ là 15 bệnh nhân, không đủ để đại diện cho phân bố tuổi và giới tính trong bệnh xơ da sắc tố. Tuổi trung bình của bệnh nhân là 17,73 ± 3,87 với tuổi thấp nhất là 4 tuổi, tuổi cao nhất là 42. Con số trung bình không phản ánh lứa tuổi hay gặp trong bệnh xơ da sắc tố, bởi các biểu hiện đầu tiên của bệnh đã xuất hiện từ rất sớm ở hầu hết các bệnh nhân (từ khoảng 1 đến 2 tuổi), việc khám và điều trị của bệnh nhân đã diễn ra trong một thời gian dài. 4.2. Đặc điểm các biến thể của các gen XPA, XPC Bệnh xơ da sắc tố liên quan đến đột biến các gen mã 180 Số chuyên đề 2021 Website: tapchiyhcd.vn
Hình 4.1. Sơ đồ cơ chế cắt sửa nucleotid [1] Biến thể c.A388G xảy ra trong vùng exon 3, làm thay đổi acid amin thứ 130 từ Arginine thành Glycine. Biến thể này chưa được báo cáo trong cơ sở dữ liệu của ClinVar; Varsome nhận định Arg130Gly là biến thể có khả năng gây bệnh. Khi xem xét cấu trúc đoạn gen XPA tại vùng này, chúng tôi thấy sự thay đổi nucleotide xảy ra tại vị trí gần cuối cùng trên exon 3 (388 so với vị trí cuối cùng của exon 3 là 389). Hai nucleotide cuối cùng nằm gần vị trí 5’ ghép nối như vậy thường là các vị trí tương đối bảo tồn trong quá trình tiến hoá [3], do đó sự thay đổi base diễn ra tại đây có thể sẽ làm giảm khả năng ghép nối mRNA hoặc thậm chí bất hoạt hoàn toàn tạo nên mRNA trưởng thành bất thường. Sakokata và cs [4] đã ghi nhận 2 đột biến khác trên gen XPA cũng xảy ra tại base cuối cùng của exon (G thành C với exon 4, G thành A với exon 3); tác giả không phát hiện được các mRNA trưởng thành và cho rằng sự thay đổi nucleotide đã làm bất hoạt hoàn toàn vị trí nhận nối đầu 5’. Một biến thể khác là c.389G>A (p.Arg130Lys) có sự tương đồng lớn với biến thể c.A388G trong nghiên cứu của chúng tôi (thay thế base cuối cùng của exon 3, biến thể sai nghĩa) đã được báo cáo bởi ClinVar với phân loại là biến thể có ý nghĩa chưa xác định, trong khi Varsome và UniProt nhận định - Đặc điểm của các biến thể gen XPA đây là biến thể có khả năng gây bệnh. Trong cấu trúc của Trong cơ chế cắt sửa nucleotide, XPA đóng vai trò tương gen XPA, vùng exon 3 là một vùng rất quan trọng, nằm tác với phức hợp phiên mã TFIIH và XPC, giúp ổn định trong vùng trung tâm gắn DNA, đồng thời chứa toàn bộ bong bóng phiên mã cùng với các protein gắn sợi đơn motif ngón tay kẽm (aa 105-129), một motif cấu tạo cơ DNA. Trong nghiên cứu của chúng tôi, có 2 biến thể bản của XPA có tính bảo tồn cao. Sự thay đổi dù chỉ một được ghi nhận trên gen XPA: một biến thể ở vùng 5’ acid amin cũng có khả năng gây ra những hậu quả nhất không dịch mã (5’UTR) c.-4A>G và một biến thể sai định, nhất là những thay đổi gần vùng ghép nối mRNA nghĩa (c.A388G làm thay đổi acid amin p.Arg130Gly). có thể khiến quá trình này bỏ qua hoàn toàn một hoặc hai Khi xem xét bệnh xơ da sắc tố, đa hình c.-4A>G trong exon, làm bất hoạt hoàn toàn các sản phẩm của gen và vùng 5’-UTR của gen XPA được phân loại là biến thể gây ra bệnh lý. Bởi đây vẫn là một biến thể mới được ghi lành tính trong cơ sở dữ liệu ClinVar. Tuy nhiên đã có nhận, chúng tôi cho rằng cần tiến hành thêm nghiên cứu nghiên cứu cho thấy biến thể c.-4A>G làm gia tăng nguy sâu hơn trước khi xác định ý nghĩa gây bệnh của biến thể cơ ung thư [2]. này trên lâm sàng. Hình 4.2. Sơ đồ gen XPA và vị trí tương ứng của biến thể Arg130Gly Số chuyên đề 2021 Website: tapchiyhcd.vn 181
JOURNAL OF COMMUNITY MEDICINE 2021 - Đặc điểm của các biến thể gen XPC phiên mã chung TFIIH phụ thuộc XPC, mở xoắn DNA Gen XPC mã hoá một protein là thành phần chính tại diện tổn thương, huy động phức hợp XPA-RPA, huy của phức hệ đóng vai trò trong giai đoạn khởi đầu của cơ động nuclease XPG, XPF-ERCC1… Tương tác giữa chế cắt sửa nucleotid gen toàn vẹn (GG-NER). XPC và XPA là cần thiết để phức hợp XPA-RPA thay thế Gen XPC trong nghiên cứu này ghi nhận 4 biến thể: XPC xác thực tổn thương, từ đó định vị trí chính xác cho một biến thể đồng nghĩa c.T1881A (không làm thay đổi bộ máy cắt sửa nucleotide hoạt động. alanine trong sản phẩm gen) và 3 biến thể sai nghĩa. Hai Việc thay đổi một nucleotide dẫn đến thay đổi một biến thể c.C46G, c.C1496T cùng với biến thể đồng nghĩa acid amin ảnh hưởng tới đâu đến chức năng của protein ở trên đều được ghi nhận và phân loại là biến thể lành tính vẫn cần phải chờ thêm các nghiên cứu tiếp. Khi tham trong cơ sở dữ liệu của ClinVar. Tần số alen trong nghiên khảo cơ sở dữ liệu ClinVar về các biến thể trên gen XPC, cứu không có sự khác biệt so với tần số alen của cộng chúng tôi nhận thấy đa số các biến thể sai nghĩa (chỉ làm đồng người Đông Á (p>0,05). Tuy nhiên biến thể cuối thay đổi một acid amin) của gen XPC đều thuộc nhóm cùng c.G572A (thay đổi acid amin arginine ở vị trí 191 biến thể lành tính hoặc biến thể có ý nghĩa không xác thành glutamine) nằm trên vùng exon 5 lại chưa được ghi định, rất ít các biến thể thực sự là bệnh lý hoặc có khả nhận tại ClinVar, tần số alen trong nghiên cứu cũng cao năng gây bệnh. Trong nghiên cứu tổng hợp (meta-anal- hơn hẳn so với tần số trong cộng đồng (p
Trong nghiên cứu này, chúng tôi bước đầu ghi nhận Tất cả các biến thể lành tính trong nghiên cứu có và xử lý số liệu về các biến thể của 2 trong số các gen gây tần số alen không khác biệt so với tần số alen của quần bệnh xơ da sắc tố. Mặc dù còn hạn chế về cỡ mẫu, nhưng thể người (quần thể Đông Á). Các biến thể chưa được ghi đây là mở đầu cho các nghiên cứu tiếp theo chi tiết hơn nhận, chưa xác định được ý nghĩa bệnh lý có tần số alen về các biến thể trên bệnh nhân xơ da sắc tố sau này. cao hơn so với tần số alen cộng đồng người Đông Á. VI. KIẾN NGHỊ V. KẾT LUẬN Cần khảo sát thêm các biến thể này trên một nhóm Qua nghiên cứu xác định một số đa hình/đột biến người đối chứng, so sánh tần số alen để xác định ý nghĩa của 2 gen XPA, XPC ở bệnh nhân xơ da sắc tố, chúng tôi bệnh lý của một số biến thể còn chưa xác định. rút ra một số kết luận như sau: Cần tiến hành thêm một số xét nghiệm/ thí nghiệm Phát hiện 6 biến thể trên 2 gen XPA, XPC ở bệnh để định lượng và đánh giá chức năng của các sản phẩm nhân xơ da sắc tố, trong đó có 2 biến thể gen XPA, 4 biến protein do các gen XP mã hoá, từ đó xác định ý nghĩa thể gen XPC. Có 4 trong số 6 biến thể được ghi nhận là bệnh lý của các biến thể. lành tính, 2 biến thể chưa được ghi nhận trong cơ sở dữ liệu của ClinVar. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Kraemer K., Ruenger T. (2008). Genome instability DNA repair and cancer. In Wolff K, Goldsmith LA, Katz SI, et al., eds. Fitzpatrick’s Dermatology in General Medicine, New York: McGraw Hill. 2. Yuan M., Yu C., Yu K. (2020). Association of human XPA rs1800975 polymorphism and cancer susceptibility: an integrative analysis of 71 case–control studies. Cancer cell international, 20 1-19. 3. Roca X., Krainer A.R., Eperon I.C. (2013). Pick one, but be quick: 5′ splice sites and the problems of too many choices. Genes development, 27 (2), 129-144. 4. Satokata I., Tanaka K., Yuba S. et al (1992). Identification of splicing mutations of the last nucleotides of exons, a nonsense mutation, and a missense mutation of the XPAC gene as causes of group A xeroderma pigmentosum. Mutation Research/DNA Repair, 273 (2), 203-212. 5. Rivera-Begeman A., McDaniel L.D., Schultz R.A. et al (2007). A novel XPC pathogenic variant detected in archival material from a patient diagnosed with xeroderma pigmentosum: a case report and review of the genetic variants reported in XPC. DNA repair, 6 (1), 100-114. 6. Bunick C.G., Miller M.R., Fuller B.E. et al (2006). Biochemical and structural domain analysis of xeroderma pigmentosum complementation group C protein. Biochemistry, 45 (50), 14965-14979. Số chuyên đề 2021 Website: tapchiyhcd.vn 183