Luận án tiến sĩ: Đặc điểm GPB tim và đột biến gen SCN5A - Nguyễn Tất Thọ

Gen SCN5A nằm trên nhiễm sắc thể số 3, chứa 28 exon. Protein Nav1.5 do gen này mã hóa có 2016 acid amin. Kênh natri tim Nav1.5 gồm 4 domain xuyên màng. Mỗi domain chứa 6 đoạn xuyên màng alpha helix. Cấu trúc này tạo lỗ trung tâm cho ion natri đi qua. Quá trình khử cực tế bào cơ tim phụ thuộc vào dòng natri vào. Pha 0 của điện thế hoạt động tim do kênh natri điều khiển. Đột biến gen SCN5A làm thay đổi cấu trúc protein. Chức năng kênh bị suy giảm hoặc tăng cường bất thường. Điện sinh lý tim bị rối loạn dẫn đến nguy cơ đột tử cao.

Đột biến missense thay đổi một acid amin trong protein. Đột biến frameshift gây dịch khung đọc và protein bất thường. Đột biến nonsense tạo codon kết thúc sớm. Đột biến splice site ảnh hưởng quá trình cắt nối RNA. Mỗi loại đột biến có mức độ ảnh hưởng khác nhau. Đột biến loss-of-function giảm dòng natri vào tế bào. Đột biến gain-of-function tăng dòng natri kéo dài. Hội chứng Brugada thường do đột biến loss-of-function. Hội chứng QT dài typ 3 do đột biến gain-of-function. Phân tích đột biến giúp dự đoán kiểu hình lâm sàng.

Đột biến gen SCN5A gây nhiều hội chứng tim mạch khác nhau. Rối loạn nhịp tim là biểu hiện lâm sàng chính. Chết đột ngột do tim xảy ra ở người trẻ tuổi không triệu chứng. Bệnh tim di truyền có tính chất gia đình rõ rệt. Giải phẫu bệnh học tim thường không có tổn thương đặc hiệu. Xơ hóa cơ tim nhẹ có thể xuất hiện ở một số trường hợp. Tế bào cơ tim có thể có biến đổi thoái hóa nhẹ. Viêm cơ tim không phải là đặc điểm chính. Chẩn đoán xác định cần kết hợp lâm sàng, điện tâm đồ và gen. Tư vấn di truyền quan trọng cho người thân bệnh nhân.

Khám nghiệm tử thi tim theo tiêu chuẩn Hiệp hội tim mạch Hoa Kỳ. Cân đo kích thước và khối lượng tim cẩn thận. Đo độ dày thành tâm thất trái và phải. Kiểm tra van tim và các buồng tim. Mở động mạch vành theo phương pháp chuẩn. Lấy mẫu mô từ nhiều vùng khác nhau của tim. Mỗi vùng cần ít nhất 2-3 mẫu mô đại diện. Cố định mô trong formol 10% trong 24-48 giờ. Nhuộm tiêu bản bằng Hematoxylin & Eosin. Nhuộm đặc biệt như Masson trichrome để đánh giá xơ hóa.

Xơ hóa cơ tim là tổn thương giải phẫu bệnh quan trọng. Xơ hóa thay thế tế bào cơ tim bằng mô liên kết. Xơ hóa kẽ làm tăng khoảng cách giữa các tế bào cơ tim. Rối loạn nhịp tim dễ xảy ra do xơ hóa cơ tim. Điện sinh lý tim bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Xơ hóa có thể lan tỏa hoặc khu trú. Vùng dưới nội tâm mạc thường bị xơ hóa nhiều. Nhuộm Masson trichrome giúp phát hiện sợi collagen. Mức độ xơ hóa được đánh giá bằng tỷ lệ phần trăm. Xơ hóa cơ tim liên quan đến đột biến gen SCN5A.

Tế bào cơ tim có thể có nhiều biến đổi khác nhau. Thoái hóa tế bào cơ tim xuất hiện ở giai đoạn sớm. Nhân tế bào có thể to, đậm màu hoặc nhạt màu. Tế bào cơ tim mất vân ngang là dấu hiệu tổn thương. Hoại tử tế bào cơ tim thấy trong nhồi máu cấp. Phì đại tế bào cơ tim gặp trong cơ tim phì đại. Giãn tế bào cơ tim thấy trong cơ tim giãn. Bạch cầu xâm nhập báo hiệu viêm cơ tim. Lympho bào là tế bào viêm chủ yếu trong viêm mạn. Đánh giá tế bào cơ tim cần kinh nghiệm giải phẫu bệnh.

Đột biến gen SCN5A giảm dòng natri vào tế bào. Pha khử cực của điện thế hoạt động bị rút ngắn. Sự mất cân bằng giữa dòng ion vào và ra. Tâm ngoại mạc thất phải dễ bị ảnh hưởng nhất. Gradient điện thế xuyên thành tăng cao. Tái cực sớm tại một số vùng cơ tim. Kích hoạt lại dòng ion tạo rối loạn nhịp. Cơ chế tái nhập hoặc hoạt động kích phát tự động. Rối loạn nhịp thất đa hình hoặc rung thất. Ngừng tim đột ngột là hậu quả cuối cùng.

Giải phẫu bệnh học tim thường không có tổn thương đặc hiệu. Tim có kích thước và khối lượng bình thường. Động mạch vành không có tổn thương xơ vữa. Tế bào cơ tim không có biến đổi rõ rệt. Xơ hóa cơ tim nhẹ có thể xuất hiện ở một số ca. Viêm cơ tim không phải là đặc điểm chính. Cơ tim phì đại hoặc giãn không thấy. Hệ thống dẫn truyền tim cần được kiểm tra kỹ. Một số nghiên cứu thấy xơ hóa vùng đường ra thất phải. Chẩn đoán xác định cần kết hợp lâm sàng và gen.

Giải trình tự gen SCN5A bằng phương pháp NGS. Đột biến missense là loại phổ biến nhất. Đột biến frameshift và nonsense cũng thường gặp. Vị trí đột biến ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng. Đột biến vùng lỗ kênh thường gây bệnh nặng. Đột biến vùng điều hòa có thể ít triệu chứng hơn. Phân tích phân ly trong gia đình xác nhận tính bệnh sinh. Đột biến mới xuất hiện chiếm khoảng 10-15%. Một số đột biến có tính đa hình không gây bệnh. Tư vấn di truyền dựa trên kết quả phân tích gen.

Đột biến gen SCN5A làm kênh natri không đóng hoàn toàn. Dòng natri dai dẳng trong pha phẳng điện thế hoạt động. Tái cực tế bào cơ tim bị kéo dài bất thường. Khoảng QT trên điện tâm đồ kéo dài trên 460ms ở nữ. Khoảng QT kéo dài trên 440ms ở nam giới. Sự không đồng nhất tái cực giữa các vùng cơ tim. Gradient điện thế tạo điều kiện cho rối loạn nhịp. Cơ chế tái nhập hoặc hoạt động kích phát sau khử cực. Rối loạn nhịp thất đa hình kiểu xoắn đỉnh (Torsades de Pointes). Nguy cơ cao nhất khi nghỉ ngơi hoặc ngủ đêm.

Giải phẫu bệnh học tim hoàn toàn bình thường trong hầu hết trường hợp. Khối lượng tim và kích thước các buồng tim bình thường. Độ dày thành tâm thất trong giới hạn bình thường. Động mạch vành không có tổn thương hữu cơ. Tế bào cơ tim không có biến đổi hình thái. Xơ hóa cơ tim không phải là đặc điểm của LQT3. Viêm cơ tim không xuất hiện. Hệ thống dẫn truyền tim bình thường về mặt cấu trúc. Chẩn đoán không thể dựa vào giải phẫu bệnh. Phân tích gen là phương pháp chẩn đoán xác định.

Đột biến gain-of-function là đặc điểm của LQT3. Đột biến thường nằm ở vùng liên kết giữa các domain. Đột biến làm chậm quá trình bất hoạt kênh natri. Một số đột biến tăng khả năng tái hoạt kênh. Đột biến deletion 3 nucleotide là loại phổ biến. Đột biến KPQ (delK1500) là đột biến nổi tiếng nhất. Kiểu hình lâm sàng phụ thuộc vị trí đột biến. Đột biến vùng C-terminal thường ít triệu chứng hơn. Phân tích chức năng kênh giúp hiểu cơ chế bệnh. Tư vấn di truyền dựa trên loại đột biến cụ thể.

NGS cho phép giải trình tự hàng triệu đoạn DNA cùng lúc. Chi phí giảm đáng kể so với phương pháp truyền thống. Thời gian phân tích rút ngắn từ vài tuần xuống vài ngày. Panel gen tim mạch bao gồm SCN5A và các gen liên quan. Độ phủ sâu cao đảm bảo phát hiện đột biến hiếm. Phần mềm phân tích tự động xác định các biến thể gen. Lọc bỏ các đa hình không gây bệnh. So sánh với cơ sở dữ liệu quốc tế như ClinVar, gnomAD. Xác nhận đột biến bằng giải trình tự Sanger. Báo cáo kết quả theo tiêu chuẩn ACMG.

Phân loại đột biến theo tiêu chuẩn ACMG 2015. Đột biến gây bệnh (pathogenic) có bằng chứng mạnh. Đột biến có thể gây bệnh (likely pathogenic) cần thêm bằng chứng. Đột biến ý nghĩa không rõ (VUS) cần nghiên cứu thêm. Tần số đột biến trong quần thể bình thường. Phân tích in silico bằng các phần mềm dự đoán. PolyPhen, SIFT, MutationTaster là công cụ phổ biến. Bảo tồn acid amin qua các loài sinh vật. Vị trí đột biến trong cấu trúc protein. Nghiên cứu chức năng kênh ion xác định tác động. Phân ly đột biến với bệnh trong gia đình.

Chẩn đoán xác định bệnh tim di truyền ở bệnh nhân. Sàng lọc các thành viên gia đình có nguy cơ. Tư vấn di truyền trước và sau xét nghiệm gen. Dự đoán nguy cơ và tiên lượng bệnh. Lựa chọn điều trị phù hợp dựa trên kiểu gen. Theo dõi và quản lý bệnh nhân lâu dài. Tư vấn sinh sản cho các cặp vợ chồng có nguy cơ. Chẩn đoán tiền sinh bằng kỹ thuật gen hiện đại. Nghiên cứu phát triển thuốc điều trị đích. Xây dựng cơ sở dữ liệu gen người Việt Nam.

Hỏi bệnh sử chi tiết về triệu chứng và tiền sử gia đình. Khám lâm sàng đánh giá tim mạch và các cơ quan khác. Điện tâm đồ 12 chuyển đạo tìm dấu hiệu đặc trưng. Test kích thích bằng thuốc trong hội chứng Brugada. Siêu âm tim qua thành ngực đánh giá cấu trúc. Cộng hưởng từ tim nếu cần thông tin chi tiết. Xét nghiệm máu loại trừ các nguyên nhân khác. Xét nghiệm gen SCN5A và panel gen tim mạch. Phân tích kết quả gen kết hợp lâm sàng. Tư vấn di truyền cho bệnh nhân và gia đình.

Điều trị dự phòng ngăn ngừa đột tử tim. Thuốc chẹn beta cho hội chứng QT dài. Tránh thuốc kéo dài QT và điều chỉnh điện giải. Quinidine có thể có lợi trong hội chứng Brugada. Máy khử rung tim cấy (ICD) cho bệnh nhân nguy cơ cao. Chỉ định ICD dựa trên tiêu chuẩn quốc tế. Tránh các yếu tố kích thích như sốt, rượu, stress. Tư vấn về hoạt động thể lực phù hợp. Theo dõi định kỳ điện tâm đồ và siêu âm tim. Quản lý tâm lý cho bệnh nhân và gia đình.

Sàng lọc tất cả thành viên gia đình độ 1. Điện tâm đồ và siêu âm tim cho người thân. Xét nghiệm gen cho người thân có triệu chứng. Xét nghiệm gen đích nếu đã biết đột biến trong gia đình. Tư vấn di truyền trước khi xét nghiệm gen. Giải thích ý nghĩa kết quả xét nghiệm. Hỗ trợ tâm lý cho các thành viên gia đình. Tư vấn sinh sản cho các cặp vợ chồng. Chẩn đoán tiền sinh nếu gia đình mong muốn. Theo dõi lâu dài ngay cả khi xét nghiệm âm tính.