Những rối loạn gen học và vấn đề điều trị
Những rối loạn gen học và vấn đề điều trị gen ?
?Với những tiến bộ về sinh học phân tử, với khả năng đã hoàn thành được thách thức xác định toàn bộ gen người, thì khả năng điều trị gen các bệnh di truyền dơn gen là một việc cần khẳng định là sẽ làm được như một số thành công bước đầu đã nêu trên. Song cũng không phải không còn rất nhiều điều chưa giải quyết. Một bài toán có lẽ khó giải nhất là khi đưa một gen lành vào, tế bào được sửa sẽ sản sinh ra protein cần thiết thiếu nhưng còn cái gì sẽ kiểm soát điều hoà hoạt động của chúng vì một nguyên lý cực kỳ quan trọng của hoạt động cơ thể sống là duy trì sự cân bằng nội môi.
I. ĐẠI CƯƠNG:
Một trong những vấn đề lớn nhất của di truyền người là nghiên cứu về bệnh do rối loạn gen (genetic disorders) hay goi cho ngắn gọn là bênh gen (genetic diseases).
Trong y hoc bệnh gen là những bệnh hậu quả của các bất thương di truyền trong cấu tạo bộ gen người. Một số rối loạn gen có thể thấy rõ ngay sau khi đẻ (như hàm ếch, thừa thiếu một bộ phận cơ thể ....) trong khi nhiều cái lại phát triển khi đang lớn hay đã trưởng thành (bệnh múa vờn). Bên cạnh những cái có nguyên nhân gen học, một số những rối loạn ấy có thể là do ảnh hưởng của xung quanh như chế độ ăn hay cách sống (do mẹ mắc bệnh khi mới mang thai hay mẹ nghiện rượu, thuốc lá....). Thường những thay đổi gen này không mang rõ tính di truyền theo quy luât Mendel nhưng chịu ảnh hưởng khá rõ ràng của môi trường và cách sống nên vẫn có thể gây ra hay đóng góp vào nhóm bệnh có rối loạn gen ví dụ như ung thư.
Định nghĩa. Bệnh gen là bệnh xẩy ra khi có rối loạn ở một hay nhiều gen gây ra một trạng thái bệnh lý có biểu lộ ra ngoài. hay tiềm tàng
Bệnh gen có thể di truyền hay không. Nếu có tính truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác thì cũng tuân theo quy luật của Mendel và hiện nay là đối tượng chính của biện pháp điều trị gen.
II. XẾP LOẠI NHỮNG TRẠNG THÁI BỆNH LÝ CÓ RỐI LOẠ VỀ GEN:
Đi từ đơn giản đến phức tạp trong bệnh lý học về gen người ta có thể tạm chia ra là những bênh đơn gen, bênh do thay đổi nhiếm sắc thể và bệnh do cơ địa.
A. RỐI LOẠN ĐƠN GEN:
Một số rối loạn do có biến dị tại một gen đơn mà thường kết quả là có thay đổi hoặc không có một protein do gen đó mã.. Một thay đổi như vậy có thể làm gây rối loạn một quá trình chuyển hoá (mà Garrod gọi là chuyển hoá sai bẩm sinh - inborn metabolism errors ví dụ như phenyketon niệu) (3) hay phát triển (bệnh lùn) dẫn đến một trang thái bệnh. Phần lớn các rối loạn đơn gen có tính di truyền lép (recessive), nghĩa là chỉ khi cả hai bản sao của cùng một gen đều bị rối loạn (nói một cách khác là cả bố lẫn mẹ đều có mang một bản rối loạn dị hợp tử và cả hai đều truyền sang cho con nên thành đồng hợp tử) thì bệnh mới có biểu hiện rõ. Khi ấy bản thân bố mẹ có thể có thể không có biểu hiện nhưng đươc mô tả như là người có mang gen bệnh. Một ví dụ của một rối loạn đơn gen lép là bệnh xơ nang (cystic fibrosis). Nhưng khi rối loạn đơn gen mang tính chất trội (dominant) thì chỉ một bản sao từ bố hoặc mẹ là cũng đủ gây bệnh ở con. Một ví dụ rối loạn đơn gen trội là bệnh Huntington (bệnh múa vờn).
Bởi do cấu trúc của bộ gen nam chỉ có một nhiễm sắc thể X mà con gái có 2, nên những rối loạn đơn gen lép mà gen tương ứng lại nằm trên nhiễm sắc thể X thì thường bệnh hay xuất hiện ở nam hơn là nữ. Một ví dụ là bệnh thiếu G-6-PD chỉ có biểu hiện ở nữ khi cả 2 nhiễm sắc thể X đều mang gen bệnh. Nếu nữ chỉ có một NST X mang gen bệnh thì thương nữ không có biểu hiện nhưng lại là người mang gen bệnh truyền cho thế hệ sau. Những ví dụ khác về rối loạn đơn gen là loạn dưỡng cơ Duchenne, tăng choléterol huyết gia đình, bệnh ưa chẩy máu A, bệnh u xơ thần kinh týp 1, bênh phenylketon niệu, bệnh thiếu máu hồng cầu liềm, bệnh thalassemia, bệnh Tay-Sachs..
Những thử nghiệm gen học có thể xác đinh được các đột biến tại gen bệnh và có thể cho một chẩn đoán chính xác những rối loạn đơn gen. Những thử nghiệm ấy cũng có thể xác định những người mang gen bệnh mà không có biểu lộ kể cả những người vẫn lành trước khi phát bệnh.
Một týp rối loạn đơn gen đặc biệt khác xuất hiện khi đột biến xẩy ra ở tại một gen nào đó trong bộ gen ty lạp thể. Đó là những cơ quan tử nhỏ mang nguyên vật liệu gen học của bản thân ngay trong nguyên sinh chất ngoài nhân tế bào. Theo phôi thai học thì phôi thu tinh tiếp nhận tất cả ty thể từ trứng của mẹ chứ không có từ tinh trùng. Như thế loại rối loạn gen học này truyền qua ty thể sẽ có trong mọi đứa con của người mẹ mang bệnh còn nếu khi người bố bị bệnh ở tại gen ty thể thì lại không ảnh hưởng đến đứa con nào cả. Một ví dụ của loại bệnh ấy là bệnh thần kinh thị giác di truyền Leber, một rối loạn có đặc trưng là thoái hoá thần kinh thị giác ở người đã lớn.
B. RỐI LOẠN NHIỄM SẮC THỂ:
Một số thay đổi gen lại tác động lên trên một đoạn hay trên toàn nhiễm sắc thể chứ không phải trên một gen cụ thể nào (4). Ví dụ khi có 3 bản sao của nhiễm sắc thể 21 thì là có hội chứng Down ngay cả khi không có gen rối loạn nào bên trong nhiễn sắc thể ấy. Rối loạn NST có thể là do nhiều cơ chế khác nhau:
- Thay đổi về số lượng như khi nhân sao trong bênh trisomie 21 nói trên, ở NST giới trong bệnh Klinefelter, chime 46XX/46XY.. ..
- Thay đổi về cấu trúc như mất đoạn, tái sao một đoạn, NST vòng.. ..
- Loại xắp xếp lại nguyên vật liệu NST như chuyển một đoạn của NST này sang một NST khác, hay gập trong bệnh ác tính dòng lymphô (3).
Những rối loạn NST tạo thành một nhóm gây bệnh thấy ở khoảng 7 trên 1000 đứa trẻ mới sinh và thường là nguyên nhân một nửa số xẩy thai tự phát trong 3 tháng đầu. Loại bệnh gen này có thể dễ dàng phát hiện bằng thử nghiệm xem bộ NST (caryotyp) của nhân khi nuôi cấy tế bào người bệnh đến trung kỳ (metaphase). Kỹ thuật này được tăng độ phân giải bằng cách nhuộm đặc hiệu các băng và nhất là sử dụng thêm kỹ thuật lai in situ với các mảnh thăm dò đặc hiệu (sonde) có đánh dấu fóng xạ hay huỳnh quang (FISH= fluorescant in situ hybridization).
C. RỐI LOẠN ĐA YẾU TỐ:
Trong một số bệnh người ta không tìm ra được những sai lầm về thông tin gen học như 2 loại trên mà có vẻ như là có một sự tổ hợp nhiều thay đổi nhỏ với nhau nên gây ra hay tạo thuân lợi cho một cá thể dễ nẩy sinh ra một trạng thái bệnh lý quan trọng. Một số các rối loạn ấy có đặc điểm rõ ràng là hay thấy trong cùng gia đình nhưng chúng lại không cho thấy rõ là một mẫu hình di truyền. Các yếu tố môi trường như chế độ ăn hay cách sinh sống có thể có ảnh hưởng đến sự phát sinh của bệnh. Những ví dụ về các rối loạn đa yếu tố là bệnh mạch, bệnh đái đương tuỵ và ung thư vú.
Những bệnh mang tính chất gia đình này có chung cơ địa người ta thấy bệnh dễ xẩy ra đối với những người có chung huyết thống nhưng không theo quy luật di truyền rõ ràng và được xếp vào bênh đa yếu tố hay đa allel. Như một định nghĩa của cơ địa hay thể tạng (4) là “tổng hợp các đặc điểm chức năng và hình thái của cơ thể, những đặc điêm này khá bền vững, hình thành trên cơ sở tính di truyền và quyết đinh những phản ứng của cơ thể với các tác nhân bên ngoài” thì yếu tố gen hoc và yếu tố môi trường cùng tác động để quyết định sinh bệnh một số bệnh. Mối quan hệ tương tác giữa gen và môi trường trong bệnh sinh một số bệnh càng ngày càng được thấy rõ ràng hơn mà có thể miêu tả trong hình dưới với 2 cực: G là những bệnh rõ ràng do gen và MT là những bệnh do môi trường trong đó có cả chế độ ăn với các vùng trung gian với các bệnh có nhiều rối loạn về hoạt động thần kinh trong đó có tác động của cả yếu tố gen và môi trường:
Hình 1. Tác động của yếu tố gen và môi trường trên bệnh sinh một số bệnh hay gập (PCU=bệnh đái ra phenylketon) (6).
Hiện nay việc nghiên cứu những bệnh có tính chất cơ địa thường được nghiên cứu trong mối liên quan bệnh vơi hệ thống HLA (3). HLA và bệnh tật ( HLA and diseases ) đã trở thành một hướng nghiên cứu lớn trong bệnh học với hoà hợp mô.
III. NHỮNG BIỆN PHÁP ĐIỀU TRỊ GEN KHÁC NHAU:
Đối với 3 nhóm bệnh vừa kể trên người ta có 2 biện pháp điều trị gen thực sự và điều trị đối phó bổ xung hay đề phòng (5).
A . ĐIỀU TRỊ GEN THỰC SỰ:
Biện pháp này có nghĩa là điều trị chuyển gen với nghĩa đúng là thay thế gen bệnh bằng một gen lành, một hướng nghiên cứu rất phong phú nhưng cũng đầy khó khăn. Cách điều trị này chỉ áp dụng cho nhóm bênh đầu thuộc rối loạn đơn gen. Thay thế gen hỏng bằng một gen lành không còn là một điều viễn tưởng nữa. Những kỹ thuật sử lý gen tân tiến đã được hoàn chỉnh như việc xác đinh vị trí, chức năng của gen bình thường hay bệnh ly, tạo clôn gen rồi chuyển nạp vào bên trong tế bào, đã được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiêp để tạo ra những giống năng xuất cao (thường được gọi tắt là GMO, genetic modified organisms mà 2 lục địa Âu-Mỹ đấu tranh với nhau kịch liệt) và trong thực nghiệm động vật để làm mô hình cho việc tiến tới đièu trị gen trên người. Muốn làm được như vậy cần phải úng dụng nhiều kỹ thuật tân tiến mà có thể tóm tắt trong những giai đoạn sau:
1. Phải có được đoạn gen lành tương ứng với gen bị hư hay thiếu sót. Việc này không khó lắm khi biết được protein mà gen ấy mã. Từ trình tự các axit amin của protein người ta có thể tổng hợp ARNm tương ứng và rồi cDNA ( c=complemetary= bổ cứu). Khi chưa biết protein thì khó hơn song bằng những phương pháp cắt DNA thành từng đoạn nhỏ với enzym hạn chế rồi xác định trình tự nucleotid từng đoạn người ta cũng đã thành công trong việc xác đinh gen bênh và gen lành tương ứng. Có thể giữ và nhân những. đoan cDNA ấy trong nấm men, hay trực khuẩn gọi là YAC, BAC....Đó là tạo clôn của các gen để dùng trong điều trị gen.
2. Vectơ chuyển gen. Khi đã có gen lành dưới hình thức cDNA định dùng để thay thế hay bổ xung cho gen thiếu sót thì công viêc quan trọng và khó khăn là tìm cách đưa gen ấy vào bên trong tế bào đến tận nhân. Người ta nghĩ ra công cụ để gắn cADN ấy gọi là vectơ mà có mấy đặc tính chính như là có hiệu quả (đưa vào được nhiều tế bào hay tế bào đích cần sửa), ổn định (giữ lâu cDNA chuyển vào trong NST và giúp nó được biểu hiện hoạt động), không có hại cả cho người bệnh lẫn môi sinh xung quanh. Hiện nay có 2 loại vectơ hay được dùng là virus và không phải virus.
a. Vectơ virus. Loai vi sinh này được sử dụng đầu tiên do chúng có khả năng xâm nhập vào trong tế bào và bắt bộ gen của tế bào chủ làm công việc tái sao chúng. Thường là các retrovirus, adenovirus và parvovirus. Nhưng chúng ít nhiều phải được thay đổi để loại bỏ những vùng không cân thiết như vũng mã cho protein của virus (sẽ gây mẫn cảm tế bào chủ chống lại), trình tự tạo bọc (encapsidation) để nó không còn khả năng hình thành con virus nữa. Trái lại phải ken được mảnh cDNA mã cho gen định đưa vào cho tế bào thiếu sót. Một số hạn chế hiện nay của vectơ virus là: cỡ khổ mảnh ken không quá đựoc 7kb, khả năng chỉ gây nhiễm tế bào trong tình trạng tế bào hoạt hoá hơn là nghỉ, rủi ro những tác dụng thứ phát và nhất là sự phát tán không kiểm soát được tế bào chuyển gen (1). Một tai nạn thử nghiệm trên người đã xẩy ra ở Đai học Pennsylvania vào 1999 đã dẫn đến Bộ quản lý thực phẩm và thuốc của Mỹ phải ra lệnh cấm thử lâm sàng hình thức điều trị này (8). Hiện nay người ta vẫn đang cải tiến những vectơ cũ cũng như tìm những vectơ mới ưu viêt hơn các thứ đang dùng như các virus của động vật (tránh được sự hồi phục thành thể hoang dại) và có thể nhập được vào cả tế bào đang thời nghỉ G1.
b. Vectơ không phải virus. Có những chất tổng hợp có khả năng chuyển gen như virus: các cao phân tử protein đa cation (polylysin), lipid (lipid cationic) khi gắn với mảnh ADN cần chuyển. Chúng có tính ưu việt rõ ràng là tổng hợp được nhiều mà tinh khiết, rẻ, ít khả năng phát tán nguyên liệu gen và có thể ken những đoạn ADNc dài hơn. Mảnh cao phân tử ấy sẽ được tế bào đích nuốt vào trong, đôi khi qua một rêxepto đặc hiệu của tế bào. Nhưng biện pháp này còn bị hạn chế là chúng dễ bị thu vào bên trong lysosom và bị tiêu trong đó nên không còn đâu mà ken vào nhân của tế bào, chưa kể là còn có thiếu sót trong quá trình chuyển nhập vào nhân và quá trình tích hợp vào trong NST. Để bổ xung cho những nhược điểm ấy người ta đang tìm cách bổ xung vào đó những protein có chức năng mà chúng thiếu như yếu tố chuyển gen vào trong nhân, yếu tố tích hợp....
Một cách lý tưởng nữa là sản xuất riêng biệt những cấu thành của con virus rồi ráp chúng lại với nhau in vitro dưới hình thức những hạt giả virus có thể có chứa những hoá chất tổng hợp (cao phân tử). Những virus nhân tạo ấy được gọi là virosom có thể sẽ là vectơ chuyển trong tương lai.
3. Tế bào đích. Đó là những tế bào có thiếu sót gen nên gây bệnh. Đây cũng là một khó khăn lớn của điều trị gen vì không phải lúc nào cũng dễ dàng tiếp cận với mô có loại tế bào bệnh ấy. Ví dụ ở những bênh gen tại não như bệnh Huntington, bệnh Parkinson, hay bệnh liêt cơ Duchenne, bệnh muscovidose. Cho nên trong 7 năm (1989-1996) tại Mỹ và châu Âu, trong số 873 bệnh nhân được thử dùng cách chuyển gen thì chỉ có 125 người có bệnh gen (tức 14% ) còn là những bệnh khác (ung thư là nhiều nhất) (6). Mục đích chủ yếu là những thử nghiêm sau khi đã thành công trên động vật khảo sát tình trạng dung nạp chuyển gen như vậy ở người. Với việc phát hiện tính đa năng của tế bào gốc người ta hy vọng có thể chuyển gen cho các tế bào này rồi mới đưa chúng vào tại chỗ (2). Chúng có thể sinh sôi nẩy nở thay thế những tế bào mất chức năng do gen bệnh. Hiện nay người ta mới bước đầu thành công trong mấy bệnh thuộc hệ sinh máu trong mấy ví dụ điển hình sau:
a. Bệnh suy giảm miễn dịch nặng (SCID) do thiếu gen mã cho adenosin-desaminase (ADA) tại NST 20 nên tế bào gốc không biệt hoá thành các dòng T, B, NK. Trước đó người ta cũng đã thành công bằng truyền tuỷ xương dị loại nhưng còn đầy nguy hiểm do phản ứn ghép chông vật chủ (2), rồi băng tiêm ADA tinh chế kết với polyethylenglycol (PEG-ADA) rất đắt tiền mà cũng chỉ có tác dụng tạm thời. Năm 1989 lần đầu tiên tạị Mỹ người ta đã chuyển gen ADA cho 2 trẻ mắc bệnh theo như quy trình: rút tế bào lymphô bệnh nhân, nuôi cấy chúng với cytokin để hoạt hoá chúng và gây nhiễm chúng với adenovirus đã sử lý có ken gen bình thường mã cho ADA; cuối cùng tiêm trả lại bệnh nhân những tế bào đã có nhiễm virus tức coi như đã được chuyển gen. Thủ thuật trên được tiến hành từng đợt trong 2 năm liền và kết quả cho thấy là tế bào đã được cải biên gen có tồn tại nhưng không nhiều (30% và 1% cho mỗi bệnh nhân). Dẫu sao tình trạng sinh học và lâm sàng bệnh nhân có cải thiện rõ rệt gần như bình thường.
b. Bênh tăng cholesterol huyết do thiếu rêxepto với LDL. Sau thành công thực nghiêm trên động vật năm 1993 Grossman thử trên một phụ nữ mắc bệnh này. Tế bào gan (khoảng 2x109) được lấy ra, nuôi cấy rồi cho nhiễm virus có mang cDNA của gen rLDL (khoảng 20% có nhiễm) sau truyền trả lại qua tĩnh mạch tràng dưới. Sau đó có thấy giảm LDL trong 18 tháng liền. Nhưng tất nhiên còn nhiều điều cần theo rõi thêm và cũng còn thử cải tiến xem có thể gây chuyển gen in vivo được sẽ đỡ tốn kém hơn.
c. Bệnh màng nhầy do thiếu protein xuyên màng CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) cho nên có rối loạn chuyển vân ion Cl-, tiết chất nhầy quánh đặc dễ sinh tắc phế quản. Nhiều cố gắng điều trị bằng chuyển gen, song khó khăn là làm sao để đưa gen lành vào trong các tế bào biểu mô hô hấp trên toàn diên tích gần 200m2 của nhu mô phổi. Người ta đưa adenovirus có mang gen lành CFTR bằng khí dung dưới áp lực. Đã có thấy gen được biểu lộ ở biểu mô phổi và triệu chừng lâm sàng có cải thiện đôi chút song không quá 10 ngày. Biến chứng hay gập là viêm phổi với tăng IL-6. Đã thử với phức hợp ADN-lipid cationic nhỏ qua mũi không thây biến chứng và nhưng cũng chưa thấy kết quả gì.
Gần đây hơn nữa (2002) các phương tiên thông tin đại chúng mới đưa tin tại Pháp người ta đã thành công trong việc chuyên gen b-globin lành cho bênh nhi bị mắc b-thalassemia (9).
Như vậy việc đưa vectơ chuyển gen tới tế bào địch thay đổi tuỳ theo mỗi loại bệnh cũng là một khó khăn. Hãy hình dung như với bệnh Duchenne làm sao để đưa tới mọi tế bào cơ trong toàn cơ thể gen mã cho dystrophine, hay trong các tế bào não ở những bệnh thần kinh đã nêu trên. Người ta đã nghĩ đến khả năng sử dụng tế bào gốc tuỷ đa năng mà có khả năng biến đổi thành tế bào gan, thận, cơ tim, não ... như trên đã nói (2).
B. ĐIỀU TRỊ ĐỐI PHÓ, BỔ XUNG HAY ĐỀ PHÒNG:
Đối với những bệnh đơn gen mà chưa có biên pháp thay thế gen bệnh được thì người ta đối phó bổ xung hay đề phòng. Đặc biệt biện pháp này có hiệu quả nhất định đối với 2 nhóm bệnh có rối loạn nhiễm sắc thể hay do đa yếu tố. Ngay từ cổ xưa có lẽ người ta đã nhận thấy khi hôn thú trong cùng huyết thống hay xuất hiện những bệnh di truyền nguy hiểm như bệnh ưa chẩy máu cho nên đã hình thành pháp luật ngăn cấm lấy vợ chồng trong cùng huyết thống, mà sau đã trở thành cơ sở cho tính thuần phong mỹ tục ngày nay.
Kể từ khi ngành hoá sinh cho phép phát hiện ra những bệnh do rối loạn chuyển hoá bẩm sinh thì khả năng điều trị bổ xung hay thay thế đã đựoc sử dụng. Lấy một số ví dụ sau đây:
Bệnh đái ra phenyketon là do thiếu enzym parahydroxylase thì người ta khuyên bệnh nhân không được dùng các thức ăn có chứa phenylalanin.
Bệnh ưa chẩy máu A do không có gen mã cho yếu tô đông máu VIII mà sinh bệnh thì trước đây và người ta đã dùng truyền máu toàn phân để điều trị nhưng ngày nay khi kỹ thuật cho phép thì dùng yếu tố VIII triết tách từ máu ra.
Bệnh suy giảm miễn dịch dịch thể bẩm sinh, bệnh Bruton một bệnh liên kết với NST X do đột biến ở gen mã cho protein kinase (Btk) nên không có IgG trong máu và cách điều trị đối phó thay thế là truyền globulin miễn dịch sao cho giữ chúng được ở đậm độ 5-6gr/lit. Suy giảm IgA cũng thuộc loaị này nhưng ở NST 18 (3).
Bệnh dái đường tuỵ phụ thuộc insulin thì dùng insulin, bệnh còi chậm phát triển thì dùng yếu tố tăng trưởng là cũng nằm trong nhóm này.
Hiện nay để có những chất thay thế tinh khiết ít tác dụng phụ, kỹ thuật sinh học dã cho phép sản xuất và sử dụng các chất sinh học tái tổ hợp (recombinant) như insulin tái tổ hợp, yếu tố tăng trưởng tái tổ hợp, IL-2 tái tổ hợp ... nhưng giá thành quá đắt, tiêu thụ không nhiều nên các nhà sản xuất cũng hạn chế đầu tư vào lĩnh vực này.
Điều trị đối phó hay thay thế chỉ có tác dụng tạm thời và phải tiếp tục xuốt đời vì chất thay thế cũng bị chuyển hoá hết và không được bản thân cơ thể tái sinh lại. Hơn nữa lại có nguy hiểm là chất tiêm vào là chất dị loại cho nên có thể sinh mẫn cảm và xuất hiên kháng thể chống lại chúng và sẽ làm mất tác dụng của chất được tiêm vào nếu không kể những phản ứng phản vệ hay dị ứng có thể xẩy ra.
Môt cách điều trị thay thế hay đối phó khác có tác dụng lâu dài hơn là là ghép mô hay tạng lành nhưng chỉ định không phải duy nhất trong bệnh di truyền mà chính là để thay thế mô hay tạng đã bị hư hại do nhiều nguyên khác nữa ví dụ như trong bệnh đái đường tuỵ người ta thành công trong ghép tuỵ. Dẫu sao việc ghép mô hay tạng cũng vẫn có liên quan dến gen ở chỗ là mô hay cơ quan ghép phải đồng gen với cơ thể được ghép. Nếu không có sự hoà hợp mô tối cần (hệ HLA) thì sẽ có thảỉ loại mảnh ghép. Đặc biệt gần đây được nói nhiều ghép tuỷ xương bằng tế bào gốc sinh huyết (2). Ban đầu là ghép tự thân được chỉ định trong một số bệnh ác tính tại tuỷ như leukose, lymphom, hay ung thư khác mà đã có di căn lại thêm lờn với mọi hoá trị liệu khác. Tuỷ xương của bệnh nhân được lấy ra và loại trừ hết sức mọi tế bào ác tính rồi giữ đông lanh xâu. Sau đó bệnh nhân được điều trị băng tia xạ hay hoá chất với liều mạnh gây chết rồi mới truyền lại tuỷ xương. Tế bào gốc tuỷ xương sẽ sinh sôi nẩy nở lại và lấp vào chỗ mà mô ác tính đã bị diệt. Cách này không sợ có phản ưng mảnh ghép chống vật chủ nhưng bệnh vẫn có khả năng trở lại vì việc lọc tuỷ xương rất khó loại được hết tế bào ác tính. Ghép tế bào gốc dị loại cũng đã được tiên hành nhưng phải chọn được người cho đồng gen ít nhất là cũng trong hệ thông HLA .
Nhưng việc ghép tế bào gốc càng trở nên lý thú khi người ta nhận thấy trong máu cuống nhau cũng có rất nhiều loại tế bào này và hiện nay trên thế giới đã có những ngân hàng tế bào gốc lấy tử máu cuống nhau để dùng trong ghép tuỷ. Hơn nữa người ta lại nhận thấy tế bào gốc không phải chỉ có khả năng sinh sản ra những tế bào thuộc dòng máu mà chúng có thể di cư tới gan, thận để trong những điều kiện nhất định còn có thể chuyển biến sinh thành tế bào gan, thận, não, cơ tim....(2,9). Nhưng còn rất nhiều vấn đề cần được làm sáng tỏ như kiểu hình của tế bào, hướng biệt hoá và sự di trú trước khi có thể có ứng dụng trong điều trị gen.
Một biện pháp đề phòng mà ngày nay đang được nói đến nhiều là vệ sinh môi trường và quan điểm ưu sinh học.
Môi trường trong đó có chế độ ăn ảnh hưởng rõ ràng đến sức khoẻ và cả đến hoạt động của gen nữa. Nhiều vấn đề về môi trường đã được chứng minh rõ ràng như khói bụi, độc tố thức ăn với bệnh sinh của ung thư đến mức độ các tổ chức quốc tế cũng đã kêu gọi sự thức tỉnh của con người đối với nguy cơ đó. Nhưng đã vấp phải sự chống đối mãnh liệt ích kỷ và lòng tham của các tập đoàn tài phiệt xuyên quốc gia mà điển hình là công ước quốc tế về bảo vệ tầng ozôn vẫn chưa được các nước giầu thông qua hay thực hiện. Thậm chí có một số còn tìm cách mua chuộc môt số quan chức địa phương của một số nước nghèo lấy bờ biển của họ để làm nơi đổ rác trộm.
Nhưng có lẽ vấn đề ưu sinh là một vấn đề hiện nay đang được chú ý không những về mặt y học mà cả về chính trị-xã hội nữa. Ngay từ cổ xưa Đông cũng như Tây người ta đã có ý niệm về di truyền nòi giống tốt. Các cụ ta đã có câu nói: “Lấy gái kén tông lấy chồng kén giống” là như vậy. Từ gốc tiếng Anh là eugeníc do Galton đề ra từ 1883.với giải thích như là “khoa học về cải thiện giòng giống” nhưng với thời gian khái niệm ấy đã có những thay đổi mà trong tiếng Pháp được biểu lộ rõ hơn. Eugenique có nghĩa là lý thuyết ưu sinh và eugenisme là chủ nghĩa ưu sinh.
Lý thuyết ưu sinh có gốc từ tiếng Hy lạp có nghĩa là “đẻ tốt” mà Galton về cuối cũng nói rõ hơn như là “khoa học nghiên cứu về tất cả những ảnh hưởng có thể cải thiện chất lượng bẩm sinh của một giống nòi và phát triển chúng hết sức. Như vậy cũng không có gì khác với chủ trương của chúng ta hiện nay về “nâng cao chất lương sinh sản”. Còn chủ nghĩa ưu sinh thì phủ nhận các yếu tố bên ngoài và tuyệt đối cho chỉ có di truyền các đặc tính bên trong, do đó mới có những hành động sai trái là tuyệt sinh những người có dị tật bẩm sinh thậm chí còn tim cách tiêu diệt họ như đã từng thấy được thực hiện ở một số nước Bắc Âu và Bắc Mỹ.. Đỉnh cao của chủ nghĩa ưu sinh là thời kỳ Đức quốc xã đã phân biệt dân tộc thượng đẳng với dân tộc hạ đẳng và đã tìm cách tiêu diệt các dân tộc sau này.
Nâng cao chất lượng sinh sản là môt đường lối đúng đắn mà hiện nay nhiều nước trên thế giới đang tìm cách thực hiện. Ngoài việc cải thiên môi trường sống, chế độ ăn đầy đủ và thích ứng thì mọi rối loạn gen đều phải được chẩn đoán sớm để có thể đề ra những biện pháp đề phòng và điều trị thích đáng có thể được. Đặc biệt đối với những người được phát hiện có rối loạn gen thì ngoài sự săn sóc không phân biệt đối sử trong xã hội, họ còn cần được chăm sóc khi họ sinh con. Để tránh cho họ, cho gia đình họ và cả cho xã hội một gánh nạng cả về vật chất lẫn tinh thần thì cần có biện pháp giải quyết thích đáng. Đó chính là tăng cường sự săn sóc chu sinh và sau sinh trong đó có sự khuyên nhủ về gen học. Người thầy thuốc cần được tăng cường về kiến thức gen học, về phương tiên chẩn đoán các rối loạn gen đã biểu lộ hay còn tiềm ẩn đặc biệt ở những người mẹ có rủi ro cao mà mới mang thai (chẩn đoán trước sinh sớm).
IV. KẾT LUẬN:
Với những tiến bộ về sinh học phân tử, với khả năng đã hoàn thành được thách thức xác định toàn bộ gen người, thì khả năng điều trị gen các bệnh di truyền dơn gen là một việc cần khẳng định là sẽ làm được như một số thành công bước đầu đã nêu trên. Song cũng không phải không còn rất nhiều điều chưa giải quyết. Một bài toán có lẽ khó giải nhất là khi đưa một gen lành vào, tế bào được sửa sẽ sản sinh ra protein cần thiết thiếu nhưng còn cái gì sẽ kiểm soát điều hoà hoạt động của chúng vì một nguyên lý cực kỳ quan trọng của hoạt động cơ thể sống là duy trì sự cân bằng nội môi. Nó sẽ không được tôn trọng khi đưa một gen vào hoạt động mà không có gen cân bằng. Khi gen mới được đưa vào hoạt động không hạn chế thì bệnh khác lại xuất hiện như là thừa protein mà trước đây thiếu, một thứ bệnh ung thư nhân tạo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. Aiuti A. & al. Correction of ADA-SCID by stem cell gene therapy combined with nonmyeloablative conditioning. Science 2002 Jun 28; 296 (5577): 2410-3.
2. Allison M.R. & al. 2002. An introduction to stems cells. J. Pathol. Aug. 197(4): 419-23.
3. Vũ Triệu An, JC. Homberg. Miễn dịch học. Nhà XBYH Hà nội 2001.
4. Vũ Triệu An. Sinh lý bênh học Nha XBTN&YH Hanoi 1980.
5. Etienne Jacqueline Biochimie, Genetique. Biologie moleculaire. Masson Ed. 1996; Therapie genique 409-424.
6. Josue Feingold, Marc Felloux, Michel Solignac. Principes de Genetique Humaine. Hermann Ed. des Sciences et des Arts. Paris 1998.
7. Kinge J. & al. Haemophilia from basic science to clinical practice. Sem Throm Hemost 2002 Jun; 28(3): 309-22.
8. La Recherche. Morts par therapie genique. 2000, 329,72.
9. Olivier Blond. Cellules souches:vers un debat public? La recherche 2000, 329, 42-44.
10. Rechenman. F. Gautier C. Donner un sens au genome. La recherche 2000, 332, 39-45.
Vũ Triệu AnUpdate 3/1/2004
Nguồn: http://www.hmu.edu.vn/tiengviet/content.asp?Code=853&id=NetTraining&idlg=Vietnam
Những rối loạn gen học và vấn đề điều trị gen ?
?Với những tiến bộ về sinh học phân tử, với khả năng đã hoàn thành được thách thức xác định toàn bộ gen người, thì khả năng điều trị gen các bệnh di truyền dơn gen là một việc cần khẳng định là sẽ làm được như một số thành công bước đầu đã nêu trên. Song cũng không phải không còn rất nhiều điều chưa giải quyết. Một bài toán có lẽ khó giải nhất là khi đưa một gen lành vào, tế bào được sửa sẽ sản sinh ra protein cần thiết thiếu nhưng còn cái gì sẽ kiểm soát điều hoà hoạt động của chúng vì một nguyên lý cực kỳ quan trọng của hoạt động cơ thể sống là duy trì sự cân bằng nội môi.
I. ĐẠI CƯƠNG:
Một trong những vấn đề lớn nhất của di truyền người là nghiên cứu về bệnh do rối loạn gen (genetic disorders) hay goi cho ngắn gọn là bênh gen (genetic diseases).
Trong y hoc bệnh gen là những bệnh hậu quả của các bất thương di truyền trong cấu tạo bộ gen người. Một số rối loạn gen có thể thấy rõ ngay sau khi đẻ (như hàm ếch, thừa thiếu một bộ phận cơ thể ....) trong khi nhiều cái lại phát triển khi đang lớn hay đã trưởng thành (bệnh múa vờn). Bên cạnh những cái có nguyên nhân gen học, một số những rối loạn ấy có thể là do ảnh hưởng của xung quanh như chế độ ăn hay cách sống (do mẹ mắc bệnh khi mới mang thai hay mẹ nghiện rượu, thuốc lá....). Thường những thay đổi gen này không mang rõ tính di truyền theo quy luât Mendel nhưng chịu ảnh hưởng khá rõ ràng của môi trường và cách sống nên vẫn có thể gây ra hay đóng góp vào nhóm bệnh có rối loạn gen ví dụ như ung thư.
Định nghĩa. Bệnh gen là bệnh xẩy ra khi có rối loạn ở một hay nhiều gen gây ra một trạng thái bệnh lý có biểu lộ ra ngoài. hay tiềm tàng
Bệnh gen có thể di truyền hay không. Nếu có tính truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác thì cũng tuân theo quy luật của Mendel và hiện nay là đối tượng chính của biện pháp điều trị gen.
II. XẾP LOẠI NHỮNG TRẠNG THÁI BỆNH LÝ CÓ RỐI LOẠ VỀ GEN:
Đi từ đơn giản đến phức tạp trong bệnh lý học về gen người ta có thể tạm chia ra là những bênh đơn gen, bênh do thay đổi nhiếm sắc thể và bệnh do cơ địa.
A. RỐI LOẠN ĐƠN GEN:
Một số rối loạn do có biến dị tại một gen đơn mà thường kết quả là có thay đổi hoặc không có một protein do gen đó mã.. Một thay đổi như vậy có thể làm gây rối loạn một quá trình chuyển hoá (mà Garrod gọi là chuyển hoá sai bẩm sinh - inborn metabolism errors ví dụ như phenyketon niệu) (3) hay phát triển (bệnh lùn) dẫn đến một trang thái bệnh. Phần lớn các rối loạn đơn gen có tính di truyền lép (recessive), nghĩa là chỉ khi cả hai bản sao của cùng một gen đều bị rối loạn (nói một cách khác là cả bố lẫn mẹ đều có mang một bản rối loạn dị hợp tử và cả hai đều truyền sang cho con nên thành đồng hợp tử) thì bệnh mới có biểu hiện rõ. Khi ấy bản thân bố mẹ có thể có thể không có biểu hiện nhưng đươc mô tả như là người có mang gen bệnh. Một ví dụ của một rối loạn đơn gen lép là bệnh xơ nang (cystic fibrosis). Nhưng khi rối loạn đơn gen mang tính chất trội (dominant) thì chỉ một bản sao từ bố hoặc mẹ là cũng đủ gây bệnh ở con. Một ví dụ rối loạn đơn gen trội là bệnh Huntington (bệnh múa vờn).
Bởi do cấu trúc của bộ gen nam chỉ có một nhiễm sắc thể X mà con gái có 2, nên những rối loạn đơn gen lép mà gen tương ứng lại nằm trên nhiễm sắc thể X thì thường bệnh hay xuất hiện ở nam hơn là nữ. Một ví dụ là bệnh thiếu G-6-PD chỉ có biểu hiện ở nữ khi cả 2 nhiễm sắc thể X đều mang gen bệnh. Nếu nữ chỉ có một NST X mang gen bệnh thì thương nữ không có biểu hiện nhưng lại là người mang gen bệnh truyền cho thế hệ sau. Những ví dụ khác về rối loạn đơn gen là loạn dưỡng cơ Duchenne, tăng choléterol huyết gia đình, bệnh ưa chẩy máu A, bệnh u xơ thần kinh týp 1, bênh phenylketon niệu, bệnh thiếu máu hồng cầu liềm, bệnh thalassemia, bệnh Tay-Sachs..
Những thử nghiệm gen học có thể xác đinh được các đột biến tại gen bệnh và có thể cho một chẩn đoán chính xác những rối loạn đơn gen. Những thử nghiệm ấy cũng có thể xác định những người mang gen bệnh mà không có biểu lộ kể cả những người vẫn lành trước khi phát bệnh.
Một týp rối loạn đơn gen đặc biệt khác xuất hiện khi đột biến xẩy ra ở tại một gen nào đó trong bộ gen ty lạp thể. Đó là những cơ quan tử nhỏ mang nguyên vật liệu gen học của bản thân ngay trong nguyên sinh chất ngoài nhân tế bào. Theo phôi thai học thì phôi thu tinh tiếp nhận tất cả ty thể từ trứng của mẹ chứ không có từ tinh trùng. Như thế loại rối loạn gen học này truyền qua ty thể sẽ có trong mọi đứa con của người mẹ mang bệnh còn nếu khi người bố bị bệnh ở tại gen ty thể thì lại không ảnh hưởng đến đứa con nào cả. Một ví dụ của loại bệnh ấy là bệnh thần kinh thị giác di truyền Leber, một rối loạn có đặc trưng là thoái hoá thần kinh thị giác ở người đã lớn.
B. RỐI LOẠN NHIỄM SẮC THỂ:
Một số thay đổi gen lại tác động lên trên một đoạn hay trên toàn nhiễm sắc thể chứ không phải trên một gen cụ thể nào (4). Ví dụ khi có 3 bản sao của nhiễm sắc thể 21 thì là có hội chứng Down ngay cả khi không có gen rối loạn nào bên trong nhiễn sắc thể ấy. Rối loạn NST có thể là do nhiều cơ chế khác nhau:
- Thay đổi về số lượng như khi nhân sao trong bênh trisomie 21 nói trên, ở NST giới trong bệnh Klinefelter, chime 46XX/46XY.. ..
- Thay đổi về cấu trúc như mất đoạn, tái sao một đoạn, NST vòng.. ..
- Loại xắp xếp lại nguyên vật liệu NST như chuyển một đoạn của NST này sang một NST khác, hay gập trong bệnh ác tính dòng lymphô (3).
Những rối loạn NST tạo thành một nhóm gây bệnh thấy ở khoảng 7 trên 1000 đứa trẻ mới sinh và thường là nguyên nhân một nửa số xẩy thai tự phát trong 3 tháng đầu. Loại bệnh gen này có thể dễ dàng phát hiện bằng thử nghiệm xem bộ NST (caryotyp) của nhân khi nuôi cấy tế bào người bệnh đến trung kỳ (metaphase). Kỹ thuật này được tăng độ phân giải bằng cách nhuộm đặc hiệu các băng và nhất là sử dụng thêm kỹ thuật lai in situ với các mảnh thăm dò đặc hiệu (sonde) có đánh dấu fóng xạ hay huỳnh quang (FISH= fluorescant in situ hybridization).
C. RỐI LOẠN ĐA YẾU TỐ:
Trong một số bệnh người ta không tìm ra được những sai lầm về thông tin gen học như 2 loại trên mà có vẻ như là có một sự tổ hợp nhiều thay đổi nhỏ với nhau nên gây ra hay tạo thuân lợi cho một cá thể dễ nẩy sinh ra một trạng thái bệnh lý quan trọng. Một số các rối loạn ấy có đặc điểm rõ ràng là hay thấy trong cùng gia đình nhưng chúng lại không cho thấy rõ là một mẫu hình di truyền. Các yếu tố môi trường như chế độ ăn hay cách sinh sống có thể có ảnh hưởng đến sự phát sinh của bệnh. Những ví dụ về các rối loạn đa yếu tố là bệnh mạch, bệnh đái đương tuỵ và ung thư vú.
Những bệnh mang tính chất gia đình này có chung cơ địa người ta thấy bệnh dễ xẩy ra đối với những người có chung huyết thống nhưng không theo quy luật di truyền rõ ràng và được xếp vào bênh đa yếu tố hay đa allel. Như một định nghĩa của cơ địa hay thể tạng (4) là “tổng hợp các đặc điểm chức năng và hình thái của cơ thể, những đặc điêm này khá bền vững, hình thành trên cơ sở tính di truyền và quyết đinh những phản ứng của cơ thể với các tác nhân bên ngoài” thì yếu tố gen hoc và yếu tố môi trường cùng tác động để quyết định sinh bệnh một số bệnh. Mối quan hệ tương tác giữa gen và môi trường trong bệnh sinh một số bệnh càng ngày càng được thấy rõ ràng hơn mà có thể miêu tả trong hình dưới với 2 cực: G là những bệnh rõ ràng do gen và MT là những bệnh do môi trường trong đó có cả chế độ ăn với các vùng trung gian với các bệnh có nhiều rối loạn về hoạt động thần kinh trong đó có tác động của cả yếu tố gen và môi trường:
Hình 1. Tác động của yếu tố gen và môi trường trên bệnh sinh một số bệnh hay gập (PCU=bệnh đái ra phenylketon) (6).
Hiện nay việc nghiên cứu những bệnh có tính chất cơ địa thường được nghiên cứu trong mối liên quan bệnh vơi hệ thống HLA (3). HLA và bệnh tật ( HLA and diseases ) đã trở thành một hướng nghiên cứu lớn trong bệnh học với hoà hợp mô.
III. NHỮNG BIỆN PHÁP ĐIỀU TRỊ GEN KHÁC NHAU:
Đối với 3 nhóm bệnh vừa kể trên người ta có 2 biện pháp điều trị gen thực sự và điều trị đối phó bổ xung hay đề phòng (5).
A . ĐIỀU TRỊ GEN THỰC SỰ:
Biện pháp này có nghĩa là điều trị chuyển gen với nghĩa đúng là thay thế gen bệnh bằng một gen lành, một hướng nghiên cứu rất phong phú nhưng cũng đầy khó khăn. Cách điều trị này chỉ áp dụng cho nhóm bênh đầu thuộc rối loạn đơn gen. Thay thế gen hỏng bằng một gen lành không còn là một điều viễn tưởng nữa. Những kỹ thuật sử lý gen tân tiến đã được hoàn chỉnh như việc xác đinh vị trí, chức năng của gen bình thường hay bệnh ly, tạo clôn gen rồi chuyển nạp vào bên trong tế bào, đã được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiêp để tạo ra những giống năng xuất cao (thường được gọi tắt là GMO, genetic modified organisms mà 2 lục địa Âu-Mỹ đấu tranh với nhau kịch liệt) và trong thực nghiệm động vật để làm mô hình cho việc tiến tới đièu trị gen trên người. Muốn làm được như vậy cần phải úng dụng nhiều kỹ thuật tân tiến mà có thể tóm tắt trong những giai đoạn sau:
1. Phải có được đoạn gen lành tương ứng với gen bị hư hay thiếu sót. Việc này không khó lắm khi biết được protein mà gen ấy mã. Từ trình tự các axit amin của protein người ta có thể tổng hợp ARNm tương ứng và rồi cDNA ( c=complemetary= bổ cứu). Khi chưa biết protein thì khó hơn song bằng những phương pháp cắt DNA thành từng đoạn nhỏ với enzym hạn chế rồi xác định trình tự nucleotid từng đoạn người ta cũng đã thành công trong việc xác đinh gen bênh và gen lành tương ứng. Có thể giữ và nhân những. đoan cDNA ấy trong nấm men, hay trực khuẩn gọi là YAC, BAC....Đó là tạo clôn của các gen để dùng trong điều trị gen.
2. Vectơ chuyển gen. Khi đã có gen lành dưới hình thức cDNA định dùng để thay thế hay bổ xung cho gen thiếu sót thì công viêc quan trọng và khó khăn là tìm cách đưa gen ấy vào bên trong tế bào đến tận nhân. Người ta nghĩ ra công cụ để gắn cADN ấy gọi là vectơ mà có mấy đặc tính chính như là có hiệu quả (đưa vào được nhiều tế bào hay tế bào đích cần sửa), ổn định (giữ lâu cDNA chuyển vào trong NST và giúp nó được biểu hiện hoạt động), không có hại cả cho người bệnh lẫn môi sinh xung quanh. Hiện nay có 2 loại vectơ hay được dùng là virus và không phải virus.
a. Vectơ virus. Loai vi sinh này được sử dụng đầu tiên do chúng có khả năng xâm nhập vào trong tế bào và bắt bộ gen của tế bào chủ làm công việc tái sao chúng. Thường là các retrovirus, adenovirus và parvovirus. Nhưng chúng ít nhiều phải được thay đổi để loại bỏ những vùng không cân thiết như vũng mã cho protein của virus (sẽ gây mẫn cảm tế bào chủ chống lại), trình tự tạo bọc (encapsidation) để nó không còn khả năng hình thành con virus nữa. Trái lại phải ken được mảnh cDNA mã cho gen định đưa vào cho tế bào thiếu sót. Một số hạn chế hiện nay của vectơ virus là: cỡ khổ mảnh ken không quá đựoc 7kb, khả năng chỉ gây nhiễm tế bào trong tình trạng tế bào hoạt hoá hơn là nghỉ, rủi ro những tác dụng thứ phát và nhất là sự phát tán không kiểm soát được tế bào chuyển gen (1). Một tai nạn thử nghiệm trên người đã xẩy ra ở Đai học Pennsylvania vào 1999 đã dẫn đến Bộ quản lý thực phẩm và thuốc của Mỹ phải ra lệnh cấm thử lâm sàng hình thức điều trị này (8). Hiện nay người ta vẫn đang cải tiến những vectơ cũ cũng như tìm những vectơ mới ưu viêt hơn các thứ đang dùng như các virus của động vật (tránh được sự hồi phục thành thể hoang dại) và có thể nhập được vào cả tế bào đang thời nghỉ G1.
b. Vectơ không phải virus. Có những chất tổng hợp có khả năng chuyển gen như virus: các cao phân tử protein đa cation (polylysin), lipid (lipid cationic) khi gắn với mảnh ADN cần chuyển. Chúng có tính ưu việt rõ ràng là tổng hợp được nhiều mà tinh khiết, rẻ, ít khả năng phát tán nguyên liệu gen và có thể ken những đoạn ADNc dài hơn. Mảnh cao phân tử ấy sẽ được tế bào đích nuốt vào trong, đôi khi qua một rêxepto đặc hiệu của tế bào. Nhưng biện pháp này còn bị hạn chế là chúng dễ bị thu vào bên trong lysosom và bị tiêu trong đó nên không còn đâu mà ken vào nhân của tế bào, chưa kể là còn có thiếu sót trong quá trình chuyển nhập vào nhân và quá trình tích hợp vào trong NST. Để bổ xung cho những nhược điểm ấy người ta đang tìm cách bổ xung vào đó những protein có chức năng mà chúng thiếu như yếu tố chuyển gen vào trong nhân, yếu tố tích hợp....
Một cách lý tưởng nữa là sản xuất riêng biệt những cấu thành của con virus rồi ráp chúng lại với nhau in vitro dưới hình thức những hạt giả virus có thể có chứa những hoá chất tổng hợp (cao phân tử). Những virus nhân tạo ấy được gọi là virosom có thể sẽ là vectơ chuyển trong tương lai.
3. Tế bào đích. Đó là những tế bào có thiếu sót gen nên gây bệnh. Đây cũng là một khó khăn lớn của điều trị gen vì không phải lúc nào cũng dễ dàng tiếp cận với mô có loại tế bào bệnh ấy. Ví dụ ở những bênh gen tại não như bệnh Huntington, bệnh Parkinson, hay bệnh liêt cơ Duchenne, bệnh muscovidose. Cho nên trong 7 năm (1989-1996) tại Mỹ và châu Âu, trong số 873 bệnh nhân được thử dùng cách chuyển gen thì chỉ có 125 người có bệnh gen (tức 14% ) còn là những bệnh khác (ung thư là nhiều nhất) (6). Mục đích chủ yếu là những thử nghiêm sau khi đã thành công trên động vật khảo sát tình trạng dung nạp chuyển gen như vậy ở người. Với việc phát hiện tính đa năng của tế bào gốc người ta hy vọng có thể chuyển gen cho các tế bào này rồi mới đưa chúng vào tại chỗ (2). Chúng có thể sinh sôi nẩy nở thay thế những tế bào mất chức năng do gen bệnh. Hiện nay người ta mới bước đầu thành công trong mấy bệnh thuộc hệ sinh máu trong mấy ví dụ điển hình sau:
a. Bệnh suy giảm miễn dịch nặng (SCID) do thiếu gen mã cho adenosin-desaminase (ADA) tại NST 20 nên tế bào gốc không biệt hoá thành các dòng T, B, NK. Trước đó người ta cũng đã thành công bằng truyền tuỷ xương dị loại nhưng còn đầy nguy hiểm do phản ứn ghép chông vật chủ (2), rồi băng tiêm ADA tinh chế kết với polyethylenglycol (PEG-ADA) rất đắt tiền mà cũng chỉ có tác dụng tạm thời. Năm 1989 lần đầu tiên tạị Mỹ người ta đã chuyển gen ADA cho 2 trẻ mắc bệnh theo như quy trình: rút tế bào lymphô bệnh nhân, nuôi cấy chúng với cytokin để hoạt hoá chúng và gây nhiễm chúng với adenovirus đã sử lý có ken gen bình thường mã cho ADA; cuối cùng tiêm trả lại bệnh nhân những tế bào đã có nhiễm virus tức coi như đã được chuyển gen. Thủ thuật trên được tiến hành từng đợt trong 2 năm liền và kết quả cho thấy là tế bào đã được cải biên gen có tồn tại nhưng không nhiều (30% và 1% cho mỗi bệnh nhân). Dẫu sao tình trạng sinh học và lâm sàng bệnh nhân có cải thiện rõ rệt gần như bình thường.
b. Bênh tăng cholesterol huyết do thiếu rêxepto với LDL. Sau thành công thực nghiêm trên động vật năm 1993 Grossman thử trên một phụ nữ mắc bệnh này. Tế bào gan (khoảng 2x109) được lấy ra, nuôi cấy rồi cho nhiễm virus có mang cDNA của gen rLDL (khoảng 20% có nhiễm) sau truyền trả lại qua tĩnh mạch tràng dưới. Sau đó có thấy giảm LDL trong 18 tháng liền. Nhưng tất nhiên còn nhiều điều cần theo rõi thêm và cũng còn thử cải tiến xem có thể gây chuyển gen in vivo được sẽ đỡ tốn kém hơn.
c. Bệnh màng nhầy do thiếu protein xuyên màng CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) cho nên có rối loạn chuyển vân ion Cl-, tiết chất nhầy quánh đặc dễ sinh tắc phế quản. Nhiều cố gắng điều trị bằng chuyển gen, song khó khăn là làm sao để đưa gen lành vào trong các tế bào biểu mô hô hấp trên toàn diên tích gần 200m2 của nhu mô phổi. Người ta đưa adenovirus có mang gen lành CFTR bằng khí dung dưới áp lực. Đã có thấy gen được biểu lộ ở biểu mô phổi và triệu chừng lâm sàng có cải thiện đôi chút song không quá 10 ngày. Biến chứng hay gập là viêm phổi với tăng IL-6. Đã thử với phức hợp ADN-lipid cationic nhỏ qua mũi không thây biến chứng và nhưng cũng chưa thấy kết quả gì.
Gần đây hơn nữa (2002) các phương tiên thông tin đại chúng mới đưa tin tại Pháp người ta đã thành công trong việc chuyên gen b-globin lành cho bênh nhi bị mắc b-thalassemia (9).
Như vậy việc đưa vectơ chuyển gen tới tế bào địch thay đổi tuỳ theo mỗi loại bệnh cũng là một khó khăn. Hãy hình dung như với bệnh Duchenne làm sao để đưa tới mọi tế bào cơ trong toàn cơ thể gen mã cho dystrophine, hay trong các tế bào não ở những bệnh thần kinh đã nêu trên. Người ta đã nghĩ đến khả năng sử dụng tế bào gốc tuỷ đa năng mà có khả năng biến đổi thành tế bào gan, thận, cơ tim, não ... như trên đã nói (2).
B. ĐIỀU TRỊ ĐỐI PHÓ, BỔ XUNG HAY ĐỀ PHÒNG:
Đối với những bệnh đơn gen mà chưa có biên pháp thay thế gen bệnh được thì người ta đối phó bổ xung hay đề phòng. Đặc biệt biện pháp này có hiệu quả nhất định đối với 2 nhóm bệnh có rối loạn nhiễm sắc thể hay do đa yếu tố. Ngay từ cổ xưa có lẽ người ta đã nhận thấy khi hôn thú trong cùng huyết thống hay xuất hiện những bệnh di truyền nguy hiểm như bệnh ưa chẩy máu cho nên đã hình thành pháp luật ngăn cấm lấy vợ chồng trong cùng huyết thống, mà sau đã trở thành cơ sở cho tính thuần phong mỹ tục ngày nay.
Kể từ khi ngành hoá sinh cho phép phát hiện ra những bệnh do rối loạn chuyển hoá bẩm sinh thì khả năng điều trị bổ xung hay thay thế đã đựoc sử dụng. Lấy một số ví dụ sau đây:
Bệnh đái ra phenyketon là do thiếu enzym parahydroxylase thì người ta khuyên bệnh nhân không được dùng các thức ăn có chứa phenylalanin.
Bệnh ưa chẩy máu A do không có gen mã cho yếu tô đông máu VIII mà sinh bệnh thì trước đây và người ta đã dùng truyền máu toàn phân để điều trị nhưng ngày nay khi kỹ thuật cho phép thì dùng yếu tố VIII triết tách từ máu ra.
Bệnh suy giảm miễn dịch dịch thể bẩm sinh, bệnh Bruton một bệnh liên kết với NST X do đột biến ở gen mã cho protein kinase (Btk) nên không có IgG trong máu và cách điều trị đối phó thay thế là truyền globulin miễn dịch sao cho giữ chúng được ở đậm độ 5-6gr/lit. Suy giảm IgA cũng thuộc loaị này nhưng ở NST 18 (3).
Bệnh dái đường tuỵ phụ thuộc insulin thì dùng insulin, bệnh còi chậm phát triển thì dùng yếu tố tăng trưởng là cũng nằm trong nhóm này.
Hiện nay để có những chất thay thế tinh khiết ít tác dụng phụ, kỹ thuật sinh học dã cho phép sản xuất và sử dụng các chất sinh học tái tổ hợp (recombinant) như insulin tái tổ hợp, yếu tố tăng trưởng tái tổ hợp, IL-2 tái tổ hợp ... nhưng giá thành quá đắt, tiêu thụ không nhiều nên các nhà sản xuất cũng hạn chế đầu tư vào lĩnh vực này.
Điều trị đối phó hay thay thế chỉ có tác dụng tạm thời và phải tiếp tục xuốt đời vì chất thay thế cũng bị chuyển hoá hết và không được bản thân cơ thể tái sinh lại. Hơn nữa lại có nguy hiểm là chất tiêm vào là chất dị loại cho nên có thể sinh mẫn cảm và xuất hiên kháng thể chống lại chúng và sẽ làm mất tác dụng của chất được tiêm vào nếu không kể những phản ứng phản vệ hay dị ứng có thể xẩy ra.
Môt cách điều trị thay thế hay đối phó khác có tác dụng lâu dài hơn là là ghép mô hay tạng lành nhưng chỉ định không phải duy nhất trong bệnh di truyền mà chính là để thay thế mô hay tạng đã bị hư hại do nhiều nguyên khác nữa ví dụ như trong bệnh đái đường tuỵ người ta thành công trong ghép tuỵ. Dẫu sao việc ghép mô hay tạng cũng vẫn có liên quan dến gen ở chỗ là mô hay cơ quan ghép phải đồng gen với cơ thể được ghép. Nếu không có sự hoà hợp mô tối cần (hệ HLA) thì sẽ có thảỉ loại mảnh ghép. Đặc biệt gần đây được nói nhiều ghép tuỷ xương bằng tế bào gốc sinh huyết (2). Ban đầu là ghép tự thân được chỉ định trong một số bệnh ác tính tại tuỷ như leukose, lymphom, hay ung thư khác mà đã có di căn lại thêm lờn với mọi hoá trị liệu khác. Tuỷ xương của bệnh nhân được lấy ra và loại trừ hết sức mọi tế bào ác tính rồi giữ đông lanh xâu. Sau đó bệnh nhân được điều trị băng tia xạ hay hoá chất với liều mạnh gây chết rồi mới truyền lại tuỷ xương. Tế bào gốc tuỷ xương sẽ sinh sôi nẩy nở lại và lấp vào chỗ mà mô ác tính đã bị diệt. Cách này không sợ có phản ưng mảnh ghép chống vật chủ nhưng bệnh vẫn có khả năng trở lại vì việc lọc tuỷ xương rất khó loại được hết tế bào ác tính. Ghép tế bào gốc dị loại cũng đã được tiên hành nhưng phải chọn được người cho đồng gen ít nhất là cũng trong hệ thông HLA .
Nhưng việc ghép tế bào gốc càng trở nên lý thú khi người ta nhận thấy trong máu cuống nhau cũng có rất nhiều loại tế bào này và hiện nay trên thế giới đã có những ngân hàng tế bào gốc lấy tử máu cuống nhau để dùng trong ghép tuỷ. Hơn nữa người ta lại nhận thấy tế bào gốc không phải chỉ có khả năng sinh sản ra những tế bào thuộc dòng máu mà chúng có thể di cư tới gan, thận để trong những điều kiện nhất định còn có thể chuyển biến sinh thành tế bào gan, thận, não, cơ tim....(2,9). Nhưng còn rất nhiều vấn đề cần được làm sáng tỏ như kiểu hình của tế bào, hướng biệt hoá và sự di trú trước khi có thể có ứng dụng trong điều trị gen.
Một biện pháp đề phòng mà ngày nay đang được nói đến nhiều là vệ sinh môi trường và quan điểm ưu sinh học.
Môi trường trong đó có chế độ ăn ảnh hưởng rõ ràng đến sức khoẻ và cả đến hoạt động của gen nữa. Nhiều vấn đề về môi trường đã được chứng minh rõ ràng như khói bụi, độc tố thức ăn với bệnh sinh của ung thư đến mức độ các tổ chức quốc tế cũng đã kêu gọi sự thức tỉnh của con người đối với nguy cơ đó. Nhưng đã vấp phải sự chống đối mãnh liệt ích kỷ và lòng tham của các tập đoàn tài phiệt xuyên quốc gia mà điển hình là công ước quốc tế về bảo vệ tầng ozôn vẫn chưa được các nước giầu thông qua hay thực hiện. Thậm chí có một số còn tìm cách mua chuộc môt số quan chức địa phương của một số nước nghèo lấy bờ biển của họ để làm nơi đổ rác trộm.
Nhưng có lẽ vấn đề ưu sinh là một vấn đề hiện nay đang được chú ý không những về mặt y học mà cả về chính trị-xã hội nữa. Ngay từ cổ xưa Đông cũng như Tây người ta đã có ý niệm về di truyền nòi giống tốt. Các cụ ta đã có câu nói: “Lấy gái kén tông lấy chồng kén giống” là như vậy. Từ gốc tiếng Anh là eugeníc do Galton đề ra từ 1883.với giải thích như là “khoa học về cải thiện giòng giống” nhưng với thời gian khái niệm ấy đã có những thay đổi mà trong tiếng Pháp được biểu lộ rõ hơn. Eugenique có nghĩa là lý thuyết ưu sinh và eugenisme là chủ nghĩa ưu sinh.
Lý thuyết ưu sinh có gốc từ tiếng Hy lạp có nghĩa là “đẻ tốt” mà Galton về cuối cũng nói rõ hơn như là “khoa học nghiên cứu về tất cả những ảnh hưởng có thể cải thiện chất lượng bẩm sinh của một giống nòi và phát triển chúng hết sức. Như vậy cũng không có gì khác với chủ trương của chúng ta hiện nay về “nâng cao chất lương sinh sản”. Còn chủ nghĩa ưu sinh thì phủ nhận các yếu tố bên ngoài và tuyệt đối cho chỉ có di truyền các đặc tính bên trong, do đó mới có những hành động sai trái là tuyệt sinh những người có dị tật bẩm sinh thậm chí còn tim cách tiêu diệt họ như đã từng thấy được thực hiện ở một số nước Bắc Âu và Bắc Mỹ.. Đỉnh cao của chủ nghĩa ưu sinh là thời kỳ Đức quốc xã đã phân biệt dân tộc thượng đẳng với dân tộc hạ đẳng và đã tìm cách tiêu diệt các dân tộc sau này.
Nâng cao chất lượng sinh sản là môt đường lối đúng đắn mà hiện nay nhiều nước trên thế giới đang tìm cách thực hiện. Ngoài việc cải thiên môi trường sống, chế độ ăn đầy đủ và thích ứng thì mọi rối loạn gen đều phải được chẩn đoán sớm để có thể đề ra những biện pháp đề phòng và điều trị thích đáng có thể được. Đặc biệt đối với những người được phát hiện có rối loạn gen thì ngoài sự săn sóc không phân biệt đối sử trong xã hội, họ còn cần được chăm sóc khi họ sinh con. Để tránh cho họ, cho gia đình họ và cả cho xã hội một gánh nạng cả về vật chất lẫn tinh thần thì cần có biện pháp giải quyết thích đáng. Đó chính là tăng cường sự săn sóc chu sinh và sau sinh trong đó có sự khuyên nhủ về gen học. Người thầy thuốc cần được tăng cường về kiến thức gen học, về phương tiên chẩn đoán các rối loạn gen đã biểu lộ hay còn tiềm ẩn đặc biệt ở những người mẹ có rủi ro cao mà mới mang thai (chẩn đoán trước sinh sớm).
IV. KẾT LUẬN:
Với những tiến bộ về sinh học phân tử, với khả năng đã hoàn thành được thách thức xác định toàn bộ gen người, thì khả năng điều trị gen các bệnh di truyền dơn gen là một việc cần khẳng định là sẽ làm được như một số thành công bước đầu đã nêu trên. Song cũng không phải không còn rất nhiều điều chưa giải quyết. Một bài toán có lẽ khó giải nhất là khi đưa một gen lành vào, tế bào được sửa sẽ sản sinh ra protein cần thiết thiếu nhưng còn cái gì sẽ kiểm soát điều hoà hoạt động của chúng vì một nguyên lý cực kỳ quan trọng của hoạt động cơ thể sống là duy trì sự cân bằng nội môi. Nó sẽ không được tôn trọng khi đưa một gen vào hoạt động mà không có gen cân bằng. Khi gen mới được đưa vào hoạt động không hạn chế thì bệnh khác lại xuất hiện như là thừa protein mà trước đây thiếu, một thứ bệnh ung thư nhân tạo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. Aiuti A. & al. Correction of ADA-SCID by stem cell gene therapy combined with nonmyeloablative conditioning. Science 2002 Jun 28; 296 (5577): 2410-3.
2. Allison M.R. & al. 2002. An introduction to stems cells. J. Pathol. Aug. 197(4): 419-23.
3. Vũ Triệu An, JC. Homberg. Miễn dịch học. Nhà XBYH Hà nội 2001.
4. Vũ Triệu An. Sinh lý bênh học Nha XBTN&YH Hanoi 1980.
5. Etienne Jacqueline Biochimie, Genetique. Biologie moleculaire. Masson Ed. 1996; Therapie genique 409-424.
6. Josue Feingold, Marc Felloux, Michel Solignac. Principes de Genetique Humaine. Hermann Ed. des Sciences et des Arts. Paris 1998.
7. Kinge J. & al. Haemophilia from basic science to clinical practice. Sem Throm Hemost 2002 Jun; 28(3): 309-22.
8. La Recherche. Morts par therapie genique. 2000, 329,72.
9. Olivier Blond. Cellules souches:vers un debat public? La recherche 2000, 329, 42-44.
10. Rechenman. F. Gautier C. Donner un sens au genome. La recherche 2000, 332, 39-45.
Vũ Triệu AnUpdate 3/1/2004
Nguồn: http://www.hmu.edu.vn/tiengviet/content.asp?Code=853&id=NetTraining&idlg=Vietnam
?nếu đọc sách của những năm 70-80, lúc đó nhiều từ mình ko bao giờ có thể nghĩ ra được như: sinh hoạt của vi khuẩn, phòng ngự, tiêm chủng mở rộng (từ này ngày nay thì quen chứ những năm 90 thì bị chê suốt), ... hay đi mua sách ở những hiệu sách y dược chẳng hạn: vi sinh vật, hay vi rút thì phải gọi là ký sinh trùng hay siêu vi trùng chứ hỏi virút học thì chỉ có mà quay về.
