Đặc điểm giải phẫu bệnh của tim và một số đột biến gen SCN5A ở người trẻ tuổi chết đột ngột do tim

Luận án tiến sĩ y học Đặc điểm giải phẫu bệnh của tim và một số đột biến gen SCN5A ở người trẻ tuổi chết đột ngột do tim. Chết đột ngột do tim hay đột tử tim (SCD – Sudden Cardiac Death) là cái chết tự nhiên, xảy ra đột ngột do các nguyên nhân về tim (trong vòng 1 giờ sau khi xuất hiện các triệu chứng hoặc trước đó 24 giờ được xác định còn sống và khỏe mạnh)1 ở người mắc bệnh tim đã biết hoặc chưa biết.
Để phù hợp với danh pháp quốc tế “Sudden Cardiac Death” và thuận tiện trong trình bày luận án, tại nghiên cứu này sử dụng chữ viết tắt “SCD” cho cụm từ “chết đột ngột do tim” đã được đưa ra trong tiêu đề luận án. SCD xẩy ra ở lứa tuổi cao (> 60 tuổi) chủ yếu do các bệnh lý động mạch vành (ĐMV)3; trong khi SCD ở người trẻ tuổi (1-40 tuổi), ngoài nguyên nhân do ĐMV, một số nguyên nhân khác có tỷ lệ tương đối cao như: hội chứng rối loạn nhịp tim di truyền (HC QT dài, HC Brugada), bệnh cơ tim phì đại và bệnh cơ tim dãn4. Khái niệm về “SCD ở người trẻ tuổi” (Sudden Cardiac Death in Young Adults – SCDYA) thường để chỉ các trường hợp SCD xẩy ra trong độ tuổi từ 1 – 405. Theo thống kê tại Hoa Kỳ hàng năm SCD ở người trẻ tuổi có tỷ lệ 1,3/100.000 người; tại Châu Âu, tỷ lệ SCD ở người trẻ là 0,6 – 3,7/ 100.000 người mỗi năm.

Đặc điểm tổn thương giải phẫu bệnh của tim trong các trường hợp SCD ở người trẻ tuổi, các dấu hiệu biểu hiện trên đại thể thường ít và mờ nhạt, do vậy các tổn thương vi thể là những dấu hiệu quan trọng, có thể coi là tiêu chuẩn vàng để xác định nguyên nhân tử vong, đặc biệt trong các trường hợp có liên quan đến tổn thương trên tim và động mạch vành. Các bệnh lý tim mạch gây ra SCD bao gồm các bệnh cơ tim, sẹo cơ tim, viêm cơ tim, viêm nội tâm mạc, bệnh động mạch vành do xơ vữa và các bất thường của hệ thống dẫn truyền…
Trong vài thập niên gần đây, một nguyên nhân SCD được tập trung nghiên cứu và đã có nhiều kết quả quan trọng được chỉ ra là vấn đề đột biến các gen liên quan đến bệnh lý tim mạch. Theo công bố của nhiều tác giả trên thế giới trong những năm gần đây, biến thể các gen liên quan đến bệnh lý tim – mạch như SCN5A, KCNQ1 và KCNH2 được xác định có liên quan đến hội chứng QT kéo dài7, biến thể của các gen PKP2, DSP và DSG2 xác định có liên quan đến bệnh cơ tim phì đại8.2
Tại Hoa Kỳ, tác giả Hager Jaouadi và cộng sự (CS) nghiên cứu trên 173 trường hợp SCD ở người trẻ tuổi, có tới 40% trường hợp liên quan đến các biến thể gen9. Tại Châu Âu, Timothy F Simpson và CS nghiên cứu trên 302 người trẻ tuổi SCD cũng cho kết quả tương tự, với 36% các trường hợp có biến thể gen di truyền7.
Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về gen liên quan đến hội chứng Brugada10,11, đặc biệt tập trung vào gen SCN5A. Ngoài ra, chưa có nghiên cứu nào kết hợp phân tích tổn thương giải phẫu bệnh và đột biến các gen liên quan đến bệnh tim mạch ở các đối tượng SCD.
Do thiếu các nghiên cứu toàn diện về SCD tại Việt Nam, vấn đề chẩn đoán nguyên nhân SCD trong pháp y có những hạn chế nhất định. Thực tiễn chỉ ra, có khá nhiều các trường hợp SCD ở người trẻ tuổi không tìm thấy các tổn thương giải phẫu bệnh đặc hiệu để xác định nguyên nhân tử vong. Việc chỉ định thực hiện các xét nghiệm di truyền đối với các trường hợp SCD chưa được thực hiện.
Chúng em tiến hành nghiên cứu này với mong muốn xác định những đặc điểm tổn thương giải phẫu bệnh và bước đầu tìm hiểu một số đột biến gen trên các đối tượng SCD trẻ tuổi. Nhằm giúp chuyên ngành pháp y có thêm căn cứ khoa học trong chẩn đoán nguyên nhân tử vong, đồng thời bổ sung cơ sở khoa học đề ra các biện pháp phòng ngừa và điều trị phù hợp, góp phần nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe và dự báo nguy cơ SCD.
Vì những lý do trên, chúng em tiến hành nghiên cứu đề tài “Đặc điểm giải phẫu bệnh của tim và một số đột biến gen SCN5A ở người trẻ tuổi chết đột ngột do tim” với hai mục tiêu sau:
1. Mô tả đặc điểm giải phẫu bệnh của tim ở người trẻ tuổi chết đột ngột do tim.
2. Xác định một số biến thể gen liên quan đến bệnh tim mạch ở người trẻ tuổi chết đột ngột do tim

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………………………………………………………… 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ………………………………………………………………….. 3
1.1. NHẬN THỨC CHUNG VỀ SCD…………………………………………………………..3
1.1.1. Khái niệm và một số thuật ngữ liên quan SCD………………………………….3
1.1.2. SCD ở người trẻ tuổi………………………………………………………………………4
1.1.3. Phân loại SCD……………………………………………………………………………….5
1.2. GIẢI PHẪU BỆNH XƠ VỮA ĐỘNG MẠCH VÀNH……………………………..7
1.2.1. Hình thái giải phẫu bệnh xơ vữa động mạch ……………………………………..7
1.2.2. Phân loại (Type) xơ vữa động mạch vành………………………………………….9
1.2.3. Huyết khối động mạch vành ………………………………………………………….12
1.2.4. Một số tổn thương khác của động mạch vành ………………………………….13
1.3. GIẢI PHẪU BỆNH NHỒI MÁU CƠ TIM ……………………………………………15
1.3.1 Hình ảnh tổn thương đại thể nhồi máu cơ tim …………………………………..15
1.3.2. Hình ảnh tổn thương vi thể nhồi máu cơ tim………………………………………15
1.4. GIẢI PHẪU BỆNH CÁC BỆNH CƠ TIM…………………………………………….17
1.4.1. Bệnh cơ tim phì đại ………………………………………………………………………17
1.4.2. Viêm cơ tim…………………………………………………………………………………17
1.4.3. Thoái hóa tế bào cơ tim do thiếu máu……………………………………………..19
1.4.4. Một số hình thái giải phẫu bệnh cơ tim khác……………………………………20
1.5. CƠ CHẾ BỆNH SINH SCD ………………………………………………………………..21
1.5.1. Cơ chế bệnh sinh của rối loạn nhịp tim……………………………………………22
1.5.2. Phân loại nguyên nhân gây rối loạn nhịp tim …………………………………..23
1.6. BIẾN THỂ GEN LIÊN QUAN ĐẾN BỆNH TIM MẠCH ………………………25
1.6.1. Sự cần thiết nghiên cứu các biến thể gen trên đối tượng SCD ……………25
1.6.2. Các gen liên quan đến bệnh cơ tim di truyền……………………………………26
1.6.3. Các gen liên quan đến rối bệnh lý kênh ion……………………………………..28
1.6.4. Dự đoán tính sinh bệnh của các biến thể gen……………………………………32
1.7. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ……………………………………………………………….33
1.7.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới………………………………………………….33
1.7.2. Tình hình nghiên cứu trong nước……………………………………………………36CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……………………….38
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ……………………………………………………………..38
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu …………………………………………………………………..38
2.1.2. Tiêu chuẩn lựa chọn ……………………………………………………………………..38
2.1.3. Tiêu chuẩn loại trừ ……………………………………………………………………….38
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………………………………………………………39
2.2.1. Thiết kế nghiên cứu………………………………………………………………………39
2.2.2. Cỡ mẫu nghiên cứu ………………………………………………………………………39
2.2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu…………………………………………………..39
2.2.4. Các bước tiến hành nghiên cứu………………………………………………………39
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ………………………………………………………………..42
2.3.1. Các biến số và chỉ số nghiên cứu……………………………………………………42
2.3.2. Các kỹ thuật, quy trình, tiêu chuẩn giải phẫu bệnh……………………………45
2.3.3. Kỹ thuật, quy trình, tiêu chuẩn phân tích ADN xác định đột biến gen…50
2.4. ĐỊA ĐIỂM TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU……………………………………………..57
2.5. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ……………………………………………………..58
2.5.1. Xử lý số liệu ………………………………………………………………………………..58
2.5.2. Sai số và cách khắc phục sai số………………………………………………………58
2.6. TRANG THIẾT BỊ, HÓA CHẤT NGHIÊN CỨU ………………………………….59
2.6.1. Thiết bị, hóa chất nghiên cứu giải phẫu bệnh …………………………………..59
2.6.2. Thiết bị, hóa chất xét nghiệm gen …………………………………………………..59
2.7. VẤN ĐỀ ĐẠO ĐỨC TRONG NGHIÊN CỨU………………………………………60
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ…………………………………………………………………………………………62
3.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ……………………..62
3.1.1. Số lượng đối tượng nghiên cứu theo từng mục tiêu…………………………..62
3.1.2. Phân theo giới tính các trường hợp SCD …………………………………………63
3.1.3. Phân bố độ tuổi các trường hợp SCD ……………………………………………..63
3.1.4. Đặc điểm nghề nghiệp…………………………………………………………………..64
3.1.5. Thời điểm tử vong………………………………………………………………………..64
3.1.6. Hoạt động trước tử vong ……………………………………………………………….65
3.2. ĐẶC ĐIỂM GIẢI PHẪU BỆNH………………………………………………………….65
3.2.1. Một số đặc điểm trên đại thể………………………………………………………….65
3.2.2. Đặc điểm giải phẫu bệnh xơ vữa động mạch vành ……………………………673.2.3. Đặc điểm giải phẫu bệnh cơ tim …………………………………………………….69
3.2.4. Tương quan giữa một số loại tổn thương giải phẫu bệnh …………………..73
3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC BIẾN THỂ GEN ……………………………………..75
3.3.1. Đặc điểm các đối tượng SCD được chỉ định xét nghiệm gen……………..75
3.3.2. Đặc điểm của các đối tượng mang gen đột biến ……………………………….76
3.3.3. Đặc điểm di truyền biến thể gen SCN5A và các gen liên quan bệnh lý tim mạch…79
3.3.4. Tính sinh bệnh của các biến thể gen ……………………………………………….82
CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN ………………………………………………………………………………………90
4.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ……………………..90
4.1.1. Số lượng đối tượng nghiên cứu theo từng mục tiêu…………………………..90
4.1.2. Đặc điểm phân bố giới tính các trường hợp SCD……………………………..91
4.1.3. Đặc điểm phân bố lứa tuổi các trường hợp SCD ………………………………92
4.1.4. Đặc điểm về nghề nghiệp các trường hợp SCD………………………………..92
4.1.5. Đặc điểm về thời điểm tử vong trong SCD………………………………………93
4.1.6. Đặc điểm về các hoạt động trước khi tử vong ………………………………….94
4.2. ĐẶC ĐIỂM GIẢI PHẪU BỆNH………………………………………………………….95
4.2.1. Một số đặc điểm trên đại thể………………………………………………………….95
4.2.2. Đặc điểm giải phẫu bệnh xơ vữa động mạch vành ……………………………97
4.2.3. Đặc điểm giải phẫu bệnh cơ tim …………………………………………………..104
4.3. XÁC ĐỊNH CÁC BIẾN THỂ GEN LIÊN QUAN ĐẾN BỆNH TIM MẠCH …114
4.3.1. Đặc điểm tuổi, giới của đối tượng SCD xét nghiệm gen và mang gen đột biến..114
4.3.2. Đặc điểm đối tượng SCD mang gen đột biến …………………………………115
4.3.3. Đặc điểm di truyền biến thể gen SCN5A các gen liên quan bệnh lý tim mạch ….116
4.3.4. Tính sinh bệnh của các biến thể gen trên đối tượng SCD…………………120
4.4. MỘT SỐ HẠN CHẾ CỦA NGHIÊN CỨU………………………………………….125
KẾT LUẬN……………………………………………………………………………………………………………126
KHUYẾN NGHỊ……………………………………………………………………………………………………127
ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ………………………………………………………………………128
CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤCDANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại SCD theo bệnh lý ĐMV của P. Markwerth ………………………….5
Bảng 1.2. Phân loại SCD theo tổn thương cấu trúc của G.L. Sumner …………………..6
Bảng 3.1. Đối tượng nghiên cứu SCD …………………………………………………………….62
Bảng 3.2. Phân bố độ tuổi đối tượng SCD theo giới ………………………………………..63
Bảng 3.3. Phân bố nghề nghiệp các đối tượng SCD………………………………………….64
Bảng 3.4. Phân bố thời điểm tử vong theo nhóm tuổi ……………………………………….64
Bảng 3.5. Phân bố về các hoạt động trước khi tử vong ……………………………………..65
Bảng 3.6. Đặc điểm mật độ cơ tim của các đối tượng SCD theo nhóm tuổi …………66
Bảng 3.7. Phân bố tỷ lệ tổn thương xơ vữa ĐMV theo nhóm tuổi ………………………67
Bảng 3.8. Phân bố tỷ lệ tổn thương xơ vữa ĐMV theo giới tính…………………………67
Bảng 3.9. Phân bố các Type xơ vữa ĐMV theo các nhóm tuổi SCD …………………..68
Bảng 3.10. Tỷ lệ có các biến chứng do xơ vữa ĐMV………………………………………..68
Bảng 3.11. Phân bố tỷ lệ biến chứng xơ vữa ĐMV theo giới tính……………………….68
Bảng 3.12. Số lượng và loại tổn thương GPB cơ tim ………………………………………..69
Bảng 3.13. Phân bố mức độ tổn thương cơ tim phì đại theo nhóm tuổi ……………….69
Bảng 3.14. Phân bố tổn thương viêm cơ tim theo lứa tuổi …………………………………70
Bảng 3.15. Phân bố mức độ xâm nhiễm mỡ cơ tim theo nhóm tuổi ……………………70
Bảng 3.16. Phân bố các loại xơ hóa cơ tim theo nhóm tuổi ……………………………….71
Bảng 3.17. Phân bố các hình thái thoái hóa TB cơ tim theo nhóm tuổi ……………….71
Bảng 3.18. Phân bố tổn thương nhồi máu cơ tim theo giới ………………………………..72
Bảng 3.19. Phân bố các giai đoạn ổ nhồi máu cơ tim theo nhóm tuổi………………….72
Bảng 3.20. Mối tương quan xơ vữa ĐMV và xâm nhiễm mỡ CT……………………….73
Bảng 3.21. Mối tương quan xơ vữa ĐMV và xơ hóa cơ tim ………………………………73
Bảng 3.22. Mối tương quan nhồi máu CT và xâm nhiễm mỡ CT ……………………….74
Bảng 3.23. Mối tương quan nhồi máu CT và xơ hóa CT……………………………………74
Bảng 3.24. Phân bố đối tượng SCD chỉ định xét nghiệm gen theo tuổi và giới…….75
Bảng 3.25. Một số đặc điểm của đối tượng SCD mang gen đột biến…………………..76
Bảng 3.26. Phân bố đối tượng SCD mang gen đột biến theo tuổi và giới…………….77
Bảng 3.27. Phân bố thời điểm tử vong của các đối tượng SCD mang gen đột biến.77Bảng 3.28. Liên quan giữa đột biến gen và các dạng tổn thương GPB ………………..78
Bảng 3.29. Các gen đột biến và đặc điểm đi truyền các biến thể được xác định……79
Bảng 3.30. Các biến thể gây bệnh đã báo cáo trên cơ sở dữ liệu ClinVar …………….82
Bảng 3.31. Biến thể báo cáo trên CSDL ClinVar “chưa xác định tính sinh bệnh”…83
Bảng 3.32. Biến thể báo cáo trên CSDL ClinVar là “biến thể mới” …………………….84
Bảng 3.33. Dự đoán bằng phần mềm in silico các biến thể chưa xác định trên ClinVar…….85
Bảng 3.34. Dự đoán tính sinh bệnh bằng các phần mềm in silico đối với “biến thể mới” ….86
Bảng 3.35. Tổng hợp kết quả dự đoán tính sinh bệnh bằng ClinVar và in silico……88DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Phân bố đối tượng SCD theo giới tính ………………………………………….63
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân bố đặc điểm thể tạng ………………………………………………65
Biểu đồ 3.3. Biểu đồ một số tổn thương GPB trên đại thể đối tượng SCD …………..66DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Quá trình hình thành vệt mỡ …………………………………………………………….7
Hình 1.2. Hình ảnh vi thể của mảng xơ vữa ………………………………………………………8
Hình 1.3. Sơ đồ tiến trình hình thành mảng xơ vữa…………………………………………….8
Hình 1.4. Hình thái giải phẫu bệnh các Type xơ vữa ĐMV ……………………………….10
Hình 1.5. Các Type xơ vữa động mạch vành theo AHA 2000……………………………11
Hình 1.6. Tiến triển huyết khối động mạch vành………………………………………………13
Hình 1.7. Phương pháp tính tỷ lệ hẹp động mạch vành……………………………………..13
Hình 1.8. Cầu cơ động mạch vành………………………………………………………………….14
Hình 1.9. Hình ảnh đại thể nhồi máu cơ tim…………………………………………………….15
Hình 1.10. Hình ảnh vi thể các gia đoạn nhồi máu cơ tim………………………………….16
Hình 1.11. Hình ảnh đại thể và vi thể phì đại cơ tim …………………………………………17
Hình 1.12. Viêm cơ tim tế bào lympho và hỗn hợp …………………………………………..18
Hình 1.13. Viêm cơ tim tế bào khổng lồ ………………………………………………………….18
Hình 1.14. Thoái hóa tế bào cơ tim do thiếu máu……………………………………………..19
Hình 1.15. Hình ảnh xơ hóa cơ tim…………………………………………………………………20
Hình 1.16. Hình ảnh xơ hóa cơ tim trong bệnh giãn cơ tim ……………………………….20
Hình 1.17. Xâm nhiễm xơ mỡ cơ tim ……………………………………………………………..21
Hình 1.18. Cấu trúc gen SCN5A gồm 28 exon và chiều dài mỗi exon …………………30
Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu……………………………………………………………………………6