Nghiên cứu tính đa hình của một số gen liên quan đến loãng xương ở nam giới

Luận án tiến sĩ y học Nghiên cứu tính đa hình của một số gen liên quan đến loãng xương ở nam giới.Loãng xương (LX) là bệnh lý do rối loạn chuyển hóa của xương, đặc trưng bởi giảm mật độ chất khoáng của xương và tổn thương cấu trúc của xương, hậu quả là suy giảm sức mạnh của xương và khiến xương trở nên giòn và dễ gãy1. Trong suốt một thời gian dài loãng xương được coi là bệnh đặc trưng của phụ nữ mà chưa có nghiên cứu thích đáng trên đối tượng nam giới.
Tỷ lệ loãng xương ở nam giới giao động từ 8-15%, bằng 1/3 so với nữ giới. Tuy nhiên, tỷ lệ gãy xương do loãng xương và tỷ lệ chết trong năm đầu sau gãy xương ở nam giới cao tương đương thậm chí cao hơn so với nữ giới2. Vì vậy việc xác định các yếu tố nguy cơ gây loãng xương ở nam giới nhằm đưa ra chẩn đoán sớm, điều trị kịp thời là cần thiết để kiểm soát bệnh loãng xương nhằm làm giảm nguy cơ gãy xương.

Loãng xương là bệnh lý đa yếu tố, ở nam giới người ta thấy có nhiều yếu tố làm tăng nguy cơ loãng xương như chủng tộc, suy giảm hoạt động của trục hóc môn sinh dục dưới đồi – tuyến yên do tuổi cao, giảm hoạt động thể lực, chế độ dinh dưỡng kém, tình trạng hút thuốc lá, uống rượu và mắc các bệnh lý có ảnh hưởng đến chuyển hóa xương. Trong đó yếu tố di truyền chiếm một vị trí khá quan trọng, theo nhiều nghiên cứu các cặp song sinh và phả hệ cho thấy 50% – 85% sự biến đổi MĐX (Bone Mineral Density – Mật độ xương) là do gen quy định3. Các nghiên cứu trên thế giới đã phát hiện ra nhiều đa hình đơn nucleotid (SNP: Single Nucleotid Polymorphism) của nhiều gen liên quan đến sự thay đổi của mật độ xương và gãy xương (VDR, LRP5 Q89R, LRP5 A1330V, MTHFR C677T, ESR1, DKK1, COL1A1…). Năm 2021 tác giả Zhu X và cộng sự4 tiến hành nghiên cứu phân tích gộp 512 nghiên cứu GWAS trên thế giới trong vòng 12 năm (trên cả đối tượng nam và nữ) đã phát hiện được tổng số 518 locus ảnh hưởng đến MĐX và 13 locus ảnh hưởng đến gãy xương, nhưng chỉ 20% các đa hình gen trong nghiên cứu giải thích được cơ chế ảnh hưởng của nó đến MĐX và gãy xương.2
Các nghiên cứu trên thế giới trên hai nhóm đối tượng nam và nữ đều cho thấy ba đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349), MTHFR C677T (rs1801133) và FTO rs1121980 có liên quan đến sự thay đổi của mật độ xương và gãy xương ở nhiều chủng tộc khác nhau. Tuy nhiên kết quả không đồng nhất giữa các chủng tộc. Trên quần thể người Việt Nam chỉ có 1 nghiên cứu của tác giả Hồ Phạm Thục Lan và cộng sự tiến hành nghiên cứu phân tích 32 SNP của 29 gen đã tìm thấy mối liên quan của nó với loãng xương và gãy xương ở người da trắng. Kết quả nghiên cứu cho thấy chỉ có 3 SNP: SP7 rs2016266, ZBTB40 rs7543680 và MBL2/DKK1 rs1373004 làm giảm mật độ xương một cách có ý nghĩa. Hiện tại chưa có nghiên cứu nào tiến hành trên 3 đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349), MTHFR C677T (rs1801133) và FTO rs1121980 trên đối tượng nam giới Việt Nam. Do vậy chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tính đa hình của một số gen liên quan đến loãng xương ở nam giới ” với mục tiêu:
1. Xác định đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349), MTHFR C677T (rs1801133) và FTO rs1121980 ở nam giới loãng xương nguyên phát.
2. Phân tích mối liên quan giữa đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349), MTHFR C677T (rs1801133), FTO rs1121980 với mật độ xương và một số yếu tố nguy cơ ở đối tượng trên

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ …………………………………………………………………………………….. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN………………………………………………………………… 3
1.1. Đại cương về loãng xương……………………………………………………………. 3
1.1.1. Định nghĩa loãng xương …………………………………………………………. 3
1.1.2. Dịch tễ học loãng xương nam………………………………………………….. 3
1.1.3. Chẩn đoán loãng xương ………………………………………………………….. 4
1.2. Cơ chế bệnh sinh loãng xương ở nam giới ……………………………………… 5
1.3. Đa hình đơn nucleotide ………………………………………………………………… 8
1.3.1. Khái niệm về đa hình đơn……………………………………………………….. 8
1.3.2. Các loại SNPs ……………………………………………………………………… 10
1.3.3. Vai trò và ứng dụng của SNPs trong Y học……………………………… 10
1.3.4. Một số phương pháp xác định kiểu gen của đa hình đơn nucleotid… 11
1.4. Vai trò của gen MTHFR, LRP5 và FTO đối với loãng xương và gãy
xương …………………………………………………………………………………………….. 15
1.4.1. Vai trò của gen nói chung đối với loãng xương ……………………….. 15
1.4.2. Vai trò của gen LRP5 đối với loãng xương ……………………………… 18
1.4.3. Vai trò của gen MTHFR đối với loãng xương………………………….. 23
1.4.4. Vai trò của gen FTO đối với loãng xương……………………………….. 27
1.5. Một số nghiên cứu lâm sàng về gen LRP5 Q89R (rs41494349),
MTHFR C677T (rs1801133), FTO rs1121980 liên quan với loãng xương
và gãy xương ở nam giới ………………………………………………………………….. 29
1.5.1. Các nghiên cứu trên thế giới………………………………………………….. 29
1.5.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam…………………………………………………… 35
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 37
2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu………………………………………………… 37
2.2. Đối tượng nghiên cứu ………………………………………………………………… 37
2.2.1. Nhóm bệnh………………………………………………………………………….. 37
2.2.2. Nhóm chứng………………………………………………………………………… 382.3. Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………………………. 38
2.3.1. Thiết kế nghiên cứu ……………………………………………………………… 38
2.3.2. Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu ………………………………………… 38
2.3.3. Các chỉ số, biến số nghiên cứu và tiêu chuẩn đánh giá ……………… 40
2.3.4. Phương tiện nghiên cứu ………………………………………………………… 43
2.3.5. Các bước tiến hành nghiên cứu ……………………………………………… 45
2.4. Sơ đồ nghiên cứu ………………………………………………………………………. 50
2.5. Sai số và cách khống chế sai số …………………………………………………… 51
2.6. Phương pháp phân tích số liệu…………………………………………………….. 51
2.7. Vấn đề đạo đức của nghiên cứu…………………………………………………… 53
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……………………………………………. 54
3.1. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu …………………………………… 54
3.2. Đặc điểm đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349), MTHFR C677T
(rs1801133) và FTO rs1121980…………………………………………………………. 58
3.2.1. Kết quả phân tích các đa hình gen ………………………………………….. 58
3.2.2. Đặc điểm kiểu gen của 3 đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349),
MTHFR C677T (rs1801133) và FTO rs1121980 ……………………… 65
3.3. Mối liên quan của 3 đa hình trên các gen nghiên cứu với loãng xương
nam giới………………………………………………………………………………………….. 72
3.3.1. Mối liên quan giữa đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349) với
loãng xương nam giới …………………………………………………………… 72
3.3.2. Mối liên quan giữa đa hình gen MTHFR C677T (rs1801133) với
loãng xương ở nam giới………………………………………………………… 74
3.3.3. Mối liên quan giữa đa hình gen FTO rs1121980 với loãng xương
ở nam giới …………………………………………………………………………… 76
3.3.4. Sự kết hợp của các đa hình gen của 3 gen LRP5 Q89R (rs41494349),
MTHFR C677T (rs1801133) và FTO rs1121980 với loãng xương ở
nam giới ………………………………………………………………………………. 773.4. Mối liên quan giữa các đa hình gen và một số yếu tố nguy cơ với
loãng xương nam giới ………………………………………………………………………. 78
3.5. Mối liên quan giữa gen và một số yếu tố nguy cơ loãng xương ở nam giới.. 84
CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN………………………………………………………………….. 88
4.1. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu …………………………………… 88
4.2. Bàn luận về đặc điểm các đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349),
MTHFR C677T (rs1801133) và FTO rs1121980 …………………………………. 94
4.2.1. Bàn luận về phân bố tần số alen và kiểu gen của đa hình gen LRP5
Q89R rs41494349 …………………………………………………………………. 95
4.2.2. Bàn luận về phân bố alen và kiểu của đa hình gen MTHFR C677T
(rs1801133)………………………………………………………………………….. 99
4.2.3. Bàn luận về phân bố alen và kiểu của đa hình gen FTO rs1121980 … 103
4.3. Bàn luận về mối liên quan giữa đa hình gen và các yếu tố nguy cơ
loãng xương ở nam giới ………………………………………………………………….. 106
4.3.1. Mối liên quan giữa đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349), MTHFR
C677T (rs1801133) và FTO rs1121980 với loãng xương ở nam giới
trong mô hình kiểm định đơn biến ………………………………………….. 106
4.3.2. Tương tác gen và các yếu tố nguy cơ với loãng xương trong mô
hình kiểm định hồi quy tuyến tính đa biến …………………………….. 115
4.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ………………………………………………………. 121
4.4. Hạn chế của đề tài ……………………………………………………………………. 122
KẾT LUẬN …………………………………………………………………………………….. 123
KHUYẾN NGHỊ……………………………………………………………………………… 125
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤCDANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Phân loại chỉ số khối cơ thể……………………………………………….. 40
Bảng 2.2. Tiêu chuẩn chẩn đoán loãng xương do WHO đề nghị …………… 42
Bảng 2.3. Trình tự mồi của phản ứng PCR…………………………………………. 44
Bảng 2.4. Những mô hình di truyền giả định của 3 SNP nghiên cứu……… 52
Bảng 3.1. Đặc điểm về tuổi của nhóm nghiên cứu ………………………………. 54
Bảng 3.2. Đặc điểm chiều cao cân nặng và chỉ số BMI của nhóm bệnh và
nhóm chứng …………………………………………………………………….. 55
Bảng 3.3. Đặc điểm tiền sử hút thuốc, uống rượu, nơi sống và trình độ
học vấn của đối tượng nghiên cứu………………………………………. 56
Bảng 3.4. Đặc điểm tiền sử gãy xương và mức độ hoạt động thể lực …….. 57
Bảng 3.5. Đặc điểm MĐX theo nhóm tuổi …………………………………………. 57
Bảng 3.6. Phân bố các kiểu gen LRP5 Q89R (rs41494349)………………….. 65
Bảng 3.7. Phân bố đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349) theo tình trạng
loãng xương tại vị trí cổ xương đùi …………………………………….. 66
Bảng 3.8. Phân bố đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349) theo tình trạng
loãng xương tại vị trí đầu trên xương đùi …………………………….. 66
Bảng 3.9. Phân bố đa hình gen LRP5 Q89R (rs41494349) theo tình trạng
loãng xương tại vị trí cột sống thắt lưng………………………………. 67
Bảng 3.10. Phân bố các kiểu gen MTHFR C677T (rs1801133)) ở nhóm
bệnh và nhóm chứng…………………………………………………………. 67
Bảng 3.11. Phân bố đa hình gen MTHFR C677T (rs1801133) theo tình
trạng loãng xương tại vị trí cổ xương đùi …………………………….. 68
Bảng 3.12. Phân bố đa hình gen MTHFR C677T (rs1801133) theo tình
trạng loãng xương tại vị trí đầu trên xương đùi…………………….. 68
Bảng 3.13. Phân bố đa hình gen MTHFR C677T (rs1801133) theo tình
trạng loãng xương tại vị trí cột sống thắt lưng ……………………… 69
Bảng 3.14. Phân bố các kiểu gen FTO ở nhóm bệnh và nhóm chứng………. 69
Bảng 3.15. Phân bố đa hình gen FTO rs1121980 theo tình trạng loãng
xương tại vị trí cổ xương đùi ……………………………………………… 70
Bảng 3.16. Phân bố đa hình gen FTO rs1121980 theo tình trạng loãng
xương tại vị trí đầu trên xương đùi……………………………………… 70Bảng 3.17. Phân bố đa hình gen FTO rs1121980 theo tình trạng loãng
xương tại vị trí cột sống thắt lưng……………………………………….. 71
Bảng 3.18. Mối liên quan của LRP5 Q89R rs41494349 với loãng xương
nam giới trong các mô hình di truyền………………………………….. 72
Bảng 3.19. Mối liên quan giữa đa hình gen LRP5 Q89R rs41494349 với
loãng xương nam giới theo từng vị trí …………………………………. 73
Bảng 3.20. Mối liên quan giữa đa hình gen MTHFR C677T (rs1801133)
với loãng xương nam giới trong mô hình di truyền……………….. 74
Bảng 3.21. Mối liên quan giữa đa hình gen MTHFR C677T (rs1801133)
với loãng xương ở nam giới theo từng vị trí…………………………. 75
Bảng 3.22. Mối liên quan giữa đa hình gen FTO rs1121980 với loãng
xương ở nam giới……………………………………………………………… 76
Bảng 3.23. Sự kết hợp các kiểu gen ở 3 gen liên quan đến loãng xương ở
nam giới ………………………………………………………………………….. 77
Bảng 3.24. Mối liên quan giữa chỉ số BMI, chiều cao, cân nặng với loãng
xương ở nam giới……………………………………………………………… 78
Bảng 3.25. Mối liên quan giữa hoạt động thể lực, thói quen hút thuốc,
uống rượu với loãng xương ở nam giới……………………………….. 79
Bảng 3.26. Mối liên quan giữa trình độ học vấn, khu vực sinh sống với
loãng xương ở nam giới…………………………………………………….. 83
Bảng 3.27. Liên quan giữa đa hình 3 gen và các yếu tố nguy cơ với loãng
xương trong mô hình kiểm định hồi quy tuyến tính đa biến …… 84
Bảng 3.28. Mô hình hồi quy logistic đa biến kiểm định mối liên quan giữa
loãng xương cổ xương đùi với 3 đa hình gen và các yếu tố
nguy cơ khác ……………………………………………………………………. 85
Bảng 3.29. Mô hình hồi quy logistic đa biến kiểm định mối liên quan
giữa loãng xương đầu trên xương đùi với 3 đa hình gen và các
yếu tố nguy cơ khác …………………………………………………………. 86
Bảng 3.30. Mô hình hồi quy logistic đa biến kiểm định mối liên quan
giữa loãng xương cột sống thắt lưng với 3 đa hình gen và các
yếu tố nguy cơ khác …………………………………………………………. 87DANH MỤC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ
Sơ đồ 2.1. Chu kỳ nhiệt của phản ứng PCR của LRP5 Q89R ………………. 47
Sơ đồ 2.2. Chu kỳ nhiệt của phản ứng PCR FTO rs1121980……………….. 48
Sơ đồ 2.3. Chu kỳ nhiệt của phản ứng PCR của MTHFR C677T …………. 48
Biểu đồ 3.1. Phân bố theo nhóm tuổi của đối tượng nghiên cứu……………… 55
Biểu đồ 3.2. Loãng xương theo vị trí …………………………………………………… 58
Biểu đồ 3.3. Số vị trí loãng xương ………………………………………………………. 58
Biểu đồ 3.4. Tương quan giữa tuổi và MĐX cổ xương đùi …………………….. 80
Biểu đồ 3.5. Tương quan giữa tuổi và mật độ xương đầu trên xương đùi…. 81
Biểu đồ 3.5. Tương quan giữa tuổi và MĐX vị trí cột sống thắt lưng………. 82
Biểu đồ 4.1. Tỷ lệ kiểu gen LRP5 Q89R trong một số nghiên cứu ………….. 97
Biểu đồ 4.2. Tần suất alen G tại một số nơi trên thế giới và Việt Nam ……. 99
Biểu đồ 4.3. Sự phân bố kiểu gen của đa hình MTHFR C677T ở một số
cộng đồng…………………………………………………………………….. 101
Biều đồ 4.4. Tần suất alen T của đa hình gen MTHFR C677T………………. 102
Biểu đồ 4.5. Tần suất alen A của đa hình gen FTO rs1121980 ……………… 105DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Đa hình nucleotid đơn…………………………………………………………. 10
Hình 1.2. Vị trí gen LRP5 trên nhiễm sắc thể số 11………………………………. 18
Hình 1.3. Con đường tín hiệu β catenin – Wnt50………………………………….. 19
Hình 1.4. Cấu trúc phân tử protein LRP5 …………………………………………….. 21
Hình 1.5. Vị trí gen MTHFR trên nhiễm sắc thể số 1…………………………….. 23
Hình 1.6. Sơ đồ quá trình chuyển hóa của MTHFR ………………………………. 24
Hình 1.7. Cơ chế tác dụng của Homocystein lên xương ……………………….. 25
Hình 1.8. Vị trí và cấu trúc gen FTO trên nhiễm sắc thể 16……………………. 27
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu………………………………………………….. 50
Hình 3.1. Hình ảnh điện di sản phẩm cắt đoạn của snp rs41494349 gen LRP5.. 59
Hình 3.2. Kết quả giải trình tự gen của snp rs41494349 gen LRP5 …………. 60
Hình 3.3. Hình ảnh điện di sản phẩm cắt đoạn của snp rs1121980 gen FTO … 61
Hình 3.4. Kết quả giải trình tự gen của snp rs1121980 gen FTO…………….. 62
Hình 3.5. Hình ảnh điện di của snp rs241494349 gen MTHFR ………………. 63
Hình 3.6. Kết quả giải trình tự gen của snp rs241494349 gen MTHFR……. 6