CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ DẤU ẤN SINH HỌC TRONG CHẨN ĐOÁN VÀ PHÁT HIỆN SỚM UNG THƯ ĐẠI TRỰC TRÀNG

Ung thư đại trực tràng (Colorectal cancer) là một trong những ung thư phổ biến nhất của đường tiêu hóa trên thế giới và có tỷ lệ mắc bệnh và tử vong cao nhất trong tất cả các loại ung thư, là mối đe dọa lớn đến tính mạng và sức khỏe của con người. Kết quả thống kê của nghiên cứu vào năm 2020, tỷ lệ mắc ung thư đại trực tràng đứng thứ ba trên toàn cầu, chiếm khoảng 10% tổng số ca mắc, chiếm khoảng 11% ở Châu Á, và tỷ lệ tử vong là khoảng 9% trên toàn thế giới (đứng thứ hai) và ở châu Á. Độ tuổi của bệnh nhân ung thư đại trực tràng hiện ngày càng trẻ hóa khi tỷ lệ mắc bệnh tăng lên theo từng năm.

Một số các tổ chức ung thư khuyến nghị nên sàng lọc sớm ung thư đại trực tràng sau tuổi năm mươi, vì tiên lượng của ung thư đại trực tràng có mối tương quan chặt chẽ với thời điểm chẩn đoán và giai đoạn phát hiện bệnh; bệnh giai đoạn I có tỷ lệ sống sót sau năm năm cao tới 90%, nhưng bệnh giai đoạn IV có tỷ lệ sống sót dưới 10% . Ung thư đại trực tràng giai đoạn đầu hầu như không có triệu chứng rõ ràng và có thời gian ủ bệnh cực kỳ dài, thường trên 10 năm. Hầu hết ung thư đại trực tràng đã đạt đến giai đoạn III hoặc giai đoạn IV vào thời điểm chúng được phát hiện và đã di căn đến các mô,cơ quan khác, tỷ lệ sống sót sau năm năm của thường dưới 10% . Các phương pháp sàng lọc ung thư đại trực tràng thường được chia làm 2 nhóm chính:

• Nhóm tầm soát qua hình ảnh: nội soi đại tràng, nội soi ống mềm đại tràng sigma, CT scan
• Nhóm tầm soát qua xét nghiệm phân: xét nghiệm tìm máu trong phân (FOB), hóa miễn dịch trong phân (FIT), DNA trong phân (mt-sDNA).

Gần đây, với sự tiến bộ của các kỹ thuật phân tích omics thông lượng cao, chẳng hạn như giải trình tự gen thế hệ mới và phân tích microarray, kết hợp phân tích tin sinh học, ngày càng nhiều dấu ấn sinh học như dấu ấn sinh học bộ gen (đột biến gen gây ung thư và ức chế khối u), dấu ấn biểu sinh (DNA methylation), dấu ấn phiên mã, dấu ấn proteomic và dấu ấn các chất chuyển hóa được xác định và đánh giá chẩn đoán ung thư đại trực tràng.

Nhóm tầm soát thông qua hình ảnh

Nội soi đại tràng, nội soi đại tràng sigma mềm, nội soi trực tràng hoặc chụp CT đại tràng có thể được sử dụng để phát hiện trực tiếp polyp hoặc các tổn thương bất thường trong lòng đại trực tràng và xác định vị trí, kích thước, tính chất bề mặt của tổn thương, đánh giá nguy cơ của các tổn thương tiền ung thư giúp phát hiện ung thư đại tràng sớm.

Mặc dù nội soi là tiêu chuẩn vàng để phát hiện trực tiếp polyp và ung thư đại trực tràng, tuy nhiên nội soi có thể gây ra khó chịu và tổn thương không mong muốn như chảy máu và thủng đại tràng cho bệnh nhân. Kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh chưa được áp dụng rộng rãi do nguy cơ gây biến chứng cho bệnh nhân với chi phí xét nghiệm tương đối cao, làm giảm cơ hội phát hiện ung thư đại tràng ở giai đoạn đầu.

Nhóm tầm soát thông qua xét nghiệm phân

Là phương pháp không xâm lấn, dễ thực hiện với mục tiêu tìm sự hiện diện của máu trong phân dựa trên nguyên tắc là các phản ứng hóa miễn dịch hóa học  trong phân (FIT), xét nghiệm máu ẩn trong phân (gFOBT) và xét nghiệm DNA phân).

FOBT là một phương pháp truyền thống nhằm phát hiện máu trong phân, sử dụng một loại giấy chỉ thị màu cùng một số hóa chất, máu sẽ khiến giấy chỉ thị đổi màu. Xét nghiệm này có thể cho kết quả nhanh chưa đầy 5 phút, thực hiện tại nhà và không xâm lấn, giúp nhiều bệnh nhân tiếp cận hơn. Tuy nhiên, có một số hạn chế, chẳng hạn như chế độ ăn của bệnh nhân bị hạn chế vì các hoạt chất peroxide có trong thực phẩm có thể gây ra kết quả dương tính giả, độ nhạy và độ đặc hiệu tương đối thấp hơn so với FIT.

Xét nghiệm  FIT (Fecal Immunochemical Test) là một loại kỹ thuật sử dụng kháng thể để phát hiện hemoglobin – thành phần hồng cầu trong phân. FIT có độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn FOBT truyền thống, ít bị ảnh hưởng bởi chế độ ăn uống của bệnh nhân nhưng chi phí cao hơn.

Các xét nghiệm DNA phân là xét nghiệm kết hợp FIT với một số xét nghiệm phát hiện DNA bị biến đổi trong phân liên quan đến ung thư đại trực tràng và các u tuyến tiến triển. Xét nghiệm DNA phân có độ chính xác cao hơn các xét nghiệm tìm máu ẩn trong phân, không bị hạn chế bởi chế độ ăn uống hoặc thuốc trước khi xét nghiệm. Tuy nhiên, khi kết quả xét nghiệm bất thường, bệnh nhân vẫn cần nội soi đại trực tràng để chẩn đoán xác định.

Các dấu ấn sinh học trong chẩn đoán ung thư đại tràng

Hiện nay, với sự phát triển của kỹ thuật omics , ngày càng nhiều dấu ấn sinh học như các dấu ấn sinh học bộ gen (đột biến gen gây ung thư và ức chế khối u), dấu ấn sinh học biểu sinh (DNA methylation), dấu ấn sinh học phiên mã, dấu ấn sinh học proteomic và dấu ấn sinh học chuyển hóa được xác định và đánh giá để chẩn đoán ung thư đại trực tràng.

Các dấu ấn sinh học của bộ gen

Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh rằng ung thư đại trực tràng được phân loại theo ba cơ chế đột biến gen liên quan đến sự phát triển của ung thư trực tràng:

• Cơ chế ung thư do mất ổn định nhiễm sắc thể (chromosomal instability – CIN): chủ yếu là các bất thường về cấu trúc và dị bội, mất đoạn và sắp xếp lại nhiễm sắc thể liên quan đến nhiều đột biến gen khác nhau như gen APC gây hội chứng đa polyp tuyến đại trực tràng (APC), gen Kirsten sinh ung thư sarcoma của chuột (KRAS), gen phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase alpha (PIK3CA), gen protein khối u p53 (TP53), mất dị hợp tử cánh dài của nhiễm sắc thể 18 (LOH 18q) và đột biến gen SMAD4 liên quan đến tiên lượng và khả năng sống sót chung của ung thư đại tràng.
• Cơ chế ung thư do kiểu hình methyl hóa đảo CpG (CpG island methylation phenotype – CIMP) liên quan đến gen BRAF, KRAS.
• Cơ chế ung thư do hiện tượng bất ổn định vi vệ tinh (Microsatellite instability-MSI), liên quan đến hệ thống sửa chữa sai sót trong quá trình sao chép DNA (DNA mismatch repair) với gen MutL Homolog 1 (MLH1), MLH3 , MutS Homolog 2 (MSH2), MSH3, MSH6 hoặc PMS1 homolog 2 (PMS2) nào bị bất hoạt.

Các dấu ấn sinh học biểu sinh

Các chỉ số methyl hóa DNA như: NDRG4, BMP3 và SEPT9 có thể được sử dụng để phát hiện sớm ung thư đại trực tràng. Sự biểu hiện methyl hóa Syndecan-2 (SDC2) cao hơn ở giai đoạn đầu có thể đóng vai trò là một dấu ấn sinh học tiềm năng để chẩn đoán sớm bệnh. Ngoài ra, methyl hóa các gen khác như wif-1, IMPA2 và SFRP2, cho thấy độ nhạy và độ đặc hiệu tốt trong chẩn đoán ung thư đại trực tràng.

Các dấu ấn  phiên mã (Transcriptomic biomarkers)

Các phương pháp microarrays và giải trình tự RNA bằng kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới trong việc theo dõi mức độ biểu hiện microRNA (đoạn RNA ngắn, không mã hóa), CircRNA(RNA dạng vòng) và lncRNA (RNA dài không mã hóa) có thể sử dụng làm dấu ấn sinh học để chẩn đoán sớm ung thư trực tràng.

Các dấu ấn sinh học protein (Proteomics biomarkers)

Các phương pháp phân tích proteomics với mục đích xác định các protein bị rối loạn chức năng bằng các phương pháp phổ biến được sử dụng như: sắc ký (Chromatography), Western blotting, vi phẫu cắt bằng laser (laser capture microdissection – LCM), và khối phổ định lượng (mass spectrometry – MS) để định lượng protein và phát hiện các protein mới. Các nghiên cứu gần đây đã sử dụng các phương pháp này để:

• Xác định các protein đặc trưng cho các giai đoạn khác nhau của ung thư: biểu hiện của các protein như CH60, TCTP, GTA1, NDKA và FABL thay đổi trong các tế bào ung thư ruột kết Caco-2.
• Phát hiện các protein liên quan đến quá trình di căn: các protein như BAIAP2, GLG1, PHYHIPL, TNFRSF10A hoặc CDKN2AIP.
• Xây dựng bản đồ protein toàn diện của hàng trăm dòng tế bào ung thư, cung cấp một nguồn dữ liệu lớn để phát hiện các dấu ấn sinh học mới và dự đoán khả năng đáp ứng điều trị.

Các dấu ấn về chất chuyển hóa (Metabolomic biomarkers)

Bằng cách phân tích các chất chuyển hóa trong tế bào, mô và dịch thể, các nhà khoa học có thể khám phá ra các cơ chế gây bệnh mới, phát triển các dấu hiệu sinh học và đánh giá hiệu quả điều trị. Thông qua các kỹ thuật như sắc ký, khối phổ (MS) và cộng hưởng từ hạt nhân (NMR). Các bằng chứng cho thấy nhiều oncogene (gen sinh ung) và gen ức chế khối u có vai trò quan trọng trong chuyển hóa tế bào, ví dụ: sự tăng cao S-adenosyl-L-homocysteine (SAH) trong mô ung thư đại trực tràng so với mô bình thường. Ngoài ra một số chất chuyển hóa thứ cấp có thể có tác dụng chống ung thư và được ứng dụng để phát triển các liệu pháp điệu trị  mới.

Ung thư đại trực tràng có tỷ lệ mắc và tử vong cao do khó phát hiện sớm. Hiện nay, nhiều phương pháp giúp tầm soát và phát hiện sớm bệnh như xét nghiệm phân, dấu ấn sinh học gen, proteomic, metabolomic…, công nghệ omics và tin sinh học góp phần làm rõ vai trò của dấu ấn sinh học, tuy nhiên đa số các nghiên cứu mới dừng lại ở mức độ cơ bản. Do đó, cần tiếp tục tìm kiếm và phát triển các dấu ấn sinh học mới phục vụ cho chẩn đoán và tiên lượng ung thư đại trực tràng trong tương lai.

Tài liệu tham khảo:

1. Sung, J. Ferlay, R.L. Siegel, M. Laversanne, I. Soerjomataram, A. Jemal, et al. Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries, CA: A Cancer J. Clin., 71 (2021): 209-49
2. Kamel, K. Eltarhoni, P. Nisar, M. Soloviev. Colorectal cancer diagnosis: the obstacles we face in determining a non-invasive test and current advances in biomarker detection, Cancers, 14 (2022), p. 1889
3. Y Zhang, Y Wang, B Zhang, P Li, Y Zhao. Methods and biomarkers for early detection, prediction, and diagnosis of colorectal cancer, Biomedicine & Pharmacotherapy 163 (2023) 114786

ThS. Trần Thị Mỹ Qui – KTXNYH