Luận án tiến sĩ Y học - Nghiên cứu khiếm thính không mắc phải ở trẻ em

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM ĐÌNH NGUYÊN NGHIÊN CỨU KHIẾM THÍNH KHÔNG MẮC PHẢI Ở TRẺ EM LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM ĐÌNH NGUYÊN NGHIÊN CỨU KHIẾM THÍNH KHÔNG MẮC PHẢI Ở TRẺ EM Chuyên ngành: Tai- Mũi- Họng Mã số: 62720155 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. LÂM HUYỀN TRÂN 2. TS. NGUYỄN HỮU DŨNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH- 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, do chính tôi thực hiện. Các số liệu được thu thập nghiêm túc và trung thực. Kết quả nghiên cứu chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nghiên cứu sinh MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các biểu đồ Danh mục các hình ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................... 1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ........................................................................... 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................... 4 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 45 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................ 60 Chương 4.  BÀN LUẬN......................................................................... 87  KẾT LUẬN ........................................................................................... 126  KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 129  DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN  TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC - Phiếu thông tin bệnh nhân - Giấy chấp thuận tham gia nghiên cứu - Kết quả khảo sát đột biến gen của các bệnh nhân tham gia nghiên cứu - Danh sách bệnh nhân tham gia nghiên cứu - Biên bản của Hội đồng Y Đức và Hội đồng Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh viện Nhi Đồng 1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT AA Amino acid A xít amin ABI Audiotory Brainstem Implant Cấy điện thính giác thân não ABR Audiotory Brainstem Response Điện thính giác thân não ACMG American College of Medical Genetics Trường Đại học Y Sinh Hoa Kỳ AD Autosomal Dominant Di truyền theo tính trội AR Autosomal Recessive Di truyền theo tính lặn ARNSHL Autosomal Rescessive Non Syndrome Hearing Loss Khiếm thính đơn thuần di truyền theo tính lặn ASHA American Speech Hearing Association Hiệp hội Ngôn ngữ- Thính học Hoa Kỳ AS-PCR Alleleee Specific PCR Khuếch đại alen đặc hiệu dB deci Bel Đơn vị đo lường tiếng ồn dB SNP ID The single nucleotide polymorphism database identification number Mã đột biến được xác định trên ngân hàng gen của NCBI DFNA Deafness Autosomal dominant Đột biến gây khiếm thính di truyền theo tính trội DFNB Deafness Autosomal recessive Đột biến gây khiếm thính di truyền theo tính lặn DFNX Deafness X-linked Đột biến gây khiếm thính di truyền trên nhiễm sắc thể giới tính DNA Deoxyribo Nucleic Acid A xít nucleotic EDTA Ethylene Diamide- Tetra Acetate Chất chống đông Ethylene Diamide- Tetra Acetate EVA Enlarged Vestibular aqueduct Dãn rộng cống tiền đình GJB Gap Junction Beta genes Các gen khoảng nối Beta JCIH Joint Commitee of Infant Hearing Hiệp hội Thính học trẻ em mRNA Messeger RNA ARN thông tin NCBI National Center for Biotechnology Information Trung Tâm Công Nghệ Sinh Học Quốc Gia NLĐ Nhĩ lượng đồ NGS Next Generation Sequence Giải trình tự thế hệ mới OAE Oto Acoustic Emission Âm ốc tai OAE (-) OAE “refer” OAE âm tính OAE (+) OAE “pass” OAE dương tính PCR Polymerase chain reaction Phương pháp khuếch đại chuỗi PXCBĐ Phản xạ cơ bàn đạp RNA Ribonucleic acid A xít ribonucleic rRNA Ribosomal RNA ARN ribosom SNP Single Nucleic Polymorphism Biến thể đa hình TLĐ Thính lực đồ TCYTTG WHO Tổ chức Y tế Thế Giới UNHS Universal Newborn Hearing Screening Tầm soát khiếm thính ở trẻ sơ sinh USPSTF The US Preventive Services Task Force Đội Đặc nhiệm Dự phòng Hoa Kỳ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Virus gây khiếm thính .................................................................... 14 Bảng 1.2. Tương quan giữa nguyên nhân và dạng khiếm thín ....................... 15 Bảng 1.3. Các gen đột biến trong hội chứng Usher ........................................ 21 Bảng 1.4. Các vị trí đột biến gen gây khiếm thính ........................................ 25 Bảng 1.5. Tương quan giữa đột biến gen với biểu hiện khiếm thính trên lâm sàng .................................................................................................................. 28 Bảng 1.6. Tương quan giữa đột biến gen và triệu chứng lâm sàng trong một số hội chứng .................................................................................................... 34 Bảng 1.7. Các bộ kit thường được sử dụng khi khảo sát gen bằng kỹ thuật NGS .. 38 Bảng 2.1. Đột biến gen được khảo sát trong giai đoạn 3 với “U-TOPTM HL Genotying Kit” ................................................................................................ 55 Bảng 2.2. Các gen được khảo sát của “Deafness genes panel” ...................... 56 Bảng 3.1. Phân bố theo giới ............................................................................ 60 Bảng 3.2. Lý do phát hiện khiếm thính ........................................................... 61 Bảng 3.3. Dị tật và bệnh lý kèm theo .............................................................. 62 Bảng 3.4. Gia đình có người khiếm thính ....................................................... 63 Bảng 3.5. Khảo sát âm ốc tai........................................................................... 63 Bảng 3.6. Khảo sát điện thính giác thân não ................................................... 64 Bảng 3.7. Mức độ khiếm thính........................................................................ 65 Bảng 3.8. Phân bố dựa theo thời điểm khiếm thính ....................................... 66 Bảng 3.9. Đột biến gen PAX3 ......................................................................... 67 Bảng 3.10. Tỷ lệ đột biến gen GJB2 ............................................................... 68 Bảng 3.11. Tần suất đột biến gen GJB2 được phát hiện trong nghiên cứu .... 69 Bảng 3.12. Số đột biến gen GJB2 được phát hiện trên mỗi cá thể ................. 71 Bảng 3.13. Đột biến gen được phát hiện khi khảo sát với “U-TOP TM HL Genotying Kit” ................................................................................................ 72 Bảng 3.14. Các đột biến gen được phát hiện khi khảo sát với “Deafness genes panel”............................................................................................................... 73 Bảng 3.15. Số đột biến được phát hiện trên mỗi cá thể khi khảo sát với “Deafness genes panel” ................................................................................... 74 Bảng 3.16. Tỷ lệ đột biến gen được phát hiện ................................................ 76 Bảng 3.17. Tần suất của các đột biến gen được phát hiện trong nghiên cứu . 76 Bảng 3.18. Sự phân bố đột biến gen trên 75 bệnh nhân có đột biến .............. 78 Bảng 3.19. Tương quan về thời điểm phát hiện khiếm thính ......................... 80 Bảng 3.20. Tương quan về lý do phát hiện khiếm thính ................................. 81 Bảng 3.21. Tương quan về dị tật và bệnh lý kèm theo ................................... 81 Bảng 3.22. Tương quan về tiền căn gia đình có người khiếm thính ............... 82 Bảng 3.23. Mức độ khiếm thính ở bệnh nhân có đột biến gen GJB2 ............. 83 Bảng 3.24. Tương quan giữa đột biến gen và mức độ khiếm thính trên lâm sàng ......................................................................................................................... 83 Bảng 3.25. Phân bố về mức độ khiếm thính trong 75 trường hợp có đột biến gen ......................................................................................................................... 84 Bảng 3.26. Phân bố theo thời điểm khiếm thính trong 75 trường hợp có đột biến gen ........................................................................................................... 84 Bảng 3.27. Đột biến gen ở các trường hợp khiếm thính tiến triển ................. 85 Bảng 3.28. Tương quan về mức độ khiếm thính ............................................. 85 Bảng 3.29. Tương quan về phân bố dựa theo thời điểm khiếm thính ............ 86 Bảng 4.1. So sánh tỷ lệ đột biến c.235del C ở người Châu Á ........................ 95 Bảng 4.2. Các gen gây khiếm thính thường gặp ở một số quốc gia ............. 115 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Phân bố theo tuổi ........................................................................ 60 Biểu đồ 3.2. Lý do phát hiện khiếm thính ....................................................... 62 Biểu đồ 3.3. Khảo sát điện thính giác thân não .............................................. 64 Biểu đồ 3.4. Mức độ khiếm thính ................................................................... 65 Biểu đồ 3.5. Tần suất của các đột biến gen GJB2 được phát hiện trong nghiên cứu ......................................................................................................................... 69 Biểu đồ 3.6. Số đột biến gen GJB2 trên 1 cá thể ............................................ 72 Biểu đồ 3.7. Tần suất đột biến gen được phát hiện trong nghiên cứu ............ 78 Biểu đồ 3.8. Phân bố gen trên 75 bệnh nhân có đột biến ................................ 80 Biểu đồ 3.9. Mức độ khiếm thính ở bệnh nhân có đột biến gen GJB2 ........... 82 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Đường đi của âm thanh từ tai ngoài đến vỏ não thính giác .............. 6 Hình 1.2. Thính lực đồ khiếm thính tiếp nhận- thần kinh............................... 11 Hình 1.3. Cấu trúc, vị trí và các đột biến của gen GJB2 ................................. 17 Hình 1.4. Những cơ quan khác nhau liên quan đến biểu hiện lâm sàng ở bệnh nhân khiếm thính trong các hội chứng thường gặp ......................................... 20 Hình 1.5. Vị trí của các gen đột biến gây khiếm thính mang tính hội chứng (Biểu diễn màu của gen tương ứng với màu của hội chứng liên quan) .......... 24 Hình 1.6. Các phương pháp và thành tựu của sinh học phân tử trong phát hiện đột biến gen gây khiếm thính. ......................................................................... 38 Hình 2.1. Thiết bị khảo sát thính học tại Đơn vị Thính Học Bệnh viện Nhi Đồng 1 .. 48 Hình 2.2. Quy trình khảo sát thính học tại Khoa Tai Mũi Họng Bệnh viện Nhi Đồng 1 . 49 Hình 2.3. Quy trình khảo sát đột biến gen dựa theo hướng dẫn của ACMG . 50 Hình 2.4. Máy giải trình tự ABI 3130 Genetic Analyzer ............................... 55 Hình 3.1. Các giai đoạn khảo sát đột biến gen trong nghiên cứu ................... 66 Hình 3.2. Bệnh nhân Phùng Minh H (2005), khiếm thính sâu. ...................... 67 Hình 3.3. Bệnh nhân Lương Ngọc Thuỳ A (2012) và anh trai Lương Ngọc B (2010); khiếm thính nặng ................................................................................ 67 Hình 3.4. Các đột biến gen PAX3 được phát hiện .......................................... 68 Hình 3.5. Đột biến thay thế nucleotide trên exon 2 của GJB2. ...................... 70 Hình 3.6. Đột biến thay thế nucleotide trên exon 2 của GJB2 được ghi nhận trên bệnh nhân Nguyễn Thành Đ (HL95), khiếm thính trung bình. ............... 70 Hình 4.1. Dự đoán ảnh hưởng đột biến c.634A>T của bệnh nhân Nguyễn Thành Đ (HL95) bằng Polyphen-2. ................................................................ 97 Hình 4.2. Đặc điểm đột biến gen được phát hiện trong nghiên cứu ............. 110 Hình 4.3. Quy trình khảo sát đột biến gen có thể thực hiện tại Việt Nam .... 116 Hình 4.4. Quy trình khảo sát đột biến gen gây khiếm thính tiền sản đề xuất120 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Theo Tổ Chức Y Tế Thế Giới (TCYTTG), khiếm thính một trong những vấn đề toàn cầu cần được quan tâm do ảnh hưởng đến khả năng giao tiếp và chất lượng cuộc sống của hơn 360 triệu người trên khắp thế giới trong đó hơn 9% là trẻ em dưới 15 tuổi. Theo thống kê, cứ 1000 trẻ sinh ra thì có 1-2 trẻ khiếm thính bẩm sinh. Tỷ lệ này có khuynh hướng cao hơn ở các nước ở Châu Á Thái Bình Dương, Nam Á và Châu Phi. Việt Nam là một trong những quốc gia có tỷ lệ người khiếm thính cao nhất khu vực với hơn 1.500-2.000 trẻ khiếm thính chào đời mỗi năm. Nếu không được phát hiện và can thiệp, những trẻ này sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc phát triển ngôn ngữ, nhận thức, học tập và tham gia vào các sinh hoạt cộng đồng [5], [96]. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh trẻ khiếm thính có thể phát triển ngôn ngữ tốt hơn nếu được phát hiện khiếm thính trong 3 tháng đầu đời và can thiệp sớm trước 6 tháng tuổi. Dựa trên những điểm chính đã được công bố năm 2006, Hiệp hội Thính học Trẻ em Hoa Kỳ (JCIH) đã bổ sung thêm một số yếu tố nguy cơ và đưa ra phác đồ hướng dẫn tầm soát khiếm thính ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ. Tuy nhiên những nghiên cứu sau đó đã ghi nhận trên 50% trẻ khiếm thính không có bất kỳ yếu tố nguy cơ nào theo JCIH 2007. Điều này có nghĩa là hơn 50% trẻ khiếm thính sẽ không được phát hiện nếu chỉ tầm soát dựa theo khuyến cáo của JCIH 2007 [38]. Do vậy, tại các nước phát triển chương trình tầm soát khiếm thính được áp dụng thường quy cho tất cả trẻ sơ sinh ngay khi chào đời. Bên cạnh đó, việc thực hiện xét nghiệm gen được xem là một trong những bước quan trọng trong quy trình tầm soát khiếm thính nhằm hạn chế bỏ sót những trường hợp khiếm thính có thể không được phát hiện trong quá trình khảo sát thính học đồng thời xác định nguyên nhân gây khiếm thính làm cơ sở cho việc tiên lượng diễn tiến khiếm thính và tình trạng sức khoẻ của trẻ nhằm lựa chọn phương pháp hỗ trợ, can thiệp và theo dõi thích hợp [137]. Không dừng lại ở 2 việc khảo sát gen gây khiếm thính trên trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ, xét nghiệm gen còn được thực hiện ở phụ nữ có thai và những thành viên khác trong gia đình có người khiếm thính bẩm sinh để dự đoán khả năng sinh ra trẻ khiếm thính trong tương lai nhằm phát hiện sớm tình trạng khiếm thính của đứa trẻ ngay khi vừa chào đời, giúp gia đình chủ động hơn trong việc lập kế hoạch chăm sóc, phối hợp chặt chẽ với bác sĩ can thiệp sớm, hiệu quả và phù hợp với hoàn cảnh gia đình [50], [128], [159]. Tại Việt Nam, mặc dù số lượng trẻ khiếm thính chào đời mỗi năm rất cao nhưng việc tầm soát khiếm thính hiện nay mới chỉ được áp dụng ở một số bệnh viện ở các thành phố lớn trên những trẻ có nguy cơ cao. Do vậy rất nhiều trường hợp không được phát hiện hay phát hiện trễ và can thiệp muộn do cha mẹ thiếu thông tin hoặc không đủ khả năng kinh tế. Những trẻ này sẽ bị giới hạn ngôn ngữ, tiếp thu khó, thành tích học tập kém. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến tâm lý và sự phát triển của chính đứa trẻ mà còn là gánh nặng, áp lực cho cả gia đình và toàn xã hội. Tuy vậy nghiên cứu về khiếm thính ở trẻ em tại Việt Nam còn rất ít và phần lớn chỉ dừng lại ở việc xác định tỷ lệ trẻ khiếm thính trong cộng đồng hay ở nhóm trẻ có nguy cơ cao. Đến nay rất ít nghiên cứu nào ghi nhận đặc điểm chung của trẻ khiếm thính thuộc nhóm nguyên nhân không mắc phải và phân tích vai trò của yếu tố di truyền trong việc gây ra khiếm thính ở nhóm trẻ này [5], [45]. Với mong muốn tìm hiểu đặc điểm chung của trẻ khiếm thính không mắc phải nhằm góp phần xây dựng chương trình tư vấn di truyền, dự phòng, tầm soát và can thiệp sớm phù hợp với đặc điểm và hoàn cảnh kinh tế của người Việt Nam chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu khiếm thính không mắc phải ở trẻ em” tại Khoa Tai Mũi Họng Bệnh viện Nhi Đồng 1. 3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1. Xác định đặc điểm lâm sàng và thính học của trẻ khiếm thính không mắc phải. 2. Xác định đột biến gen thường gặp ở trẻ khiếm thính không mắc phải. 3. Xác định tương quan về lâm sàng và thính học giữa trẻ có đột biến gen và trẻ chưa ghi nhận có đột biến gen. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU TỔNG QUAN VỀ KHIẾM THÍNH Ở TRẺ EM Giải phẫu sinh lý tai-thính giác [2] Cơ quan thính giác là một hệ thống phức tạp truyền tải và xử lý âm thanh được chia thành 2 phần: Ngoại biên và trung ương. - Phần ngoại biên: Bao gồm tai ngoài, tai giữa, tai trong và thần kinh ốc tai. • Tai ngoài gồm có vành tai và ống tai ngoài, có chức năng chủ yếu là thu thập và dẫn truyền âm thanh đến màng nhĩ. Tai ngoài có thể tiếp nhận âm thanh từ mọi hướng. Tai ngoài giúp định hướng trước sau, trên dưới và khuếch đại năng lượng âm ở những tần số phát âm quan trọng. Sự cộng hưởng âm của vành tai và ống tai ngoài làm tăng áp âm ở dãy tần số 2.000-7.000Hz. • Tai giữa: Là một khoang chứa đầy không khí, ngăn cách với tai ngoài bởi màng nhĩ. Màng nhĩ là một lớp màng mỏng hoạt động như chiếc trống sẽ rung lên khi nhận được âm thanh từ tai ngoài. Sự rung động này tạo nên một năng lượng dẫn truyền qua chuỗi xương con của tai giữa (xương búa, xương đe, xương bàn đạp) đến tai trong thông qua cửa sổ bầu dục. Cách rung động của màng nhĩ và chuỗi xương con lệ thuộc nhiều vào tần số âm. Sự lệch pha giữa cửa sổ tròn và cửa sổ bầu dục đóng vai trò quan trọng trong cơ chế nghe. Chức năng nghe sẽ tốt nhất khi có sự cân bằng áp lực giữa hòm nhĩ với môi trường bên ngoài. • Tai trong: Nằm ở phần đáy của xương thái dương bao gồm tiền đình (3 ống bán khuyên, xoang nang, cầu nang) và ốc tai. Ốc tai là một ống cuộn thành 2,5 vòng, dài khoảng 30mm chứa đầy dịch, được màng Reissner và màng đáy chia thành 3 thang: thang giữa chứa nội dịch, thang tiền đình và thang nhĩ chứa ngoại dịch. Vai trò chính của ốc tai là chuyển rung động cơ học của tai giữa thành xung thần kinh dẫn truyền từ thần 5 kinh ốc tai đến đường dẫn truyền thính giác. Sự rung động đế bàn đạp làm tăng áp lực thang tiền đình dẫn đến sự rung động của các tế bào lông trong và lông ngoài nằm ở lớp màng đáy của cơ quan corti. Vị trí dao động lớn nhất của màng đáy tuỳ thuộc vào tần số, ở đáy ốc tai lớn nhất với âm tần số cao và ở đỉnh ốc tai lớn nhất với âm tần số thấp. Sự phân chia dãy tiếp nhận tần số âm của màng đáy ốc tai sắp xếp thứ tự xuyên suốt hệ thống thính giác. • Thần kinh ốc tai: Thần kinh thính giác của dây thần kinh sọ số VIII, bao gồm các sợi hướng tâm và ly tâm. Bề mặt sợi thần kinh tiếp nhận dải âm ở tần số cao và các sợi sâu bên trong lõi thần kinh tiếp nhận dải âm ở tần số thấp. - Phần trung ương: Bao gồm các cấu trúc phía sau thần kinh ốc tai như nhân ốc tai, các sợi, các thể và điểm tiếp hợp thần kinh. • Thần kinh thính giác dẫn truyền âm vào nhân ốc tai bụng và nhân ốc tai lưng ở thân não. Sau đó luồng thần kinh sẽ được dẫn truyền đến phức hợp trám trên ở hành tuỷ cùng bên và đối bên nhằm so sánh và định hướng âm thanh được phát ra. Tại đây, luồng thần kinh sẽ được dẫn truyền qua dải bên hướng lên đến củ não dưới. • Đường thần kinh từ nhân ốc tai bên được dẫn truyền bởi đoạn trên của dải bên đi thẳng đến củ não dưới. Đường dẫn truyền này có khả năng phân tích chất lượng âm thanh và phân biệt các âm gần giống nhau. • Từ củ não dưới, luồng dẫn truyền thần kinh đến nhân thể gối trong ở nhân đồi thị rồi dẫn truyền đến vỏ thính giác sơ cấp ở vùng thái dương. Bất kỳ bất thường nào xảy ra trong quá trình dẫn truyền, tiếp nhận và xử lý âm thanh từ phần ngoại biên đến trung ương đều có thể gây khiếm thính. 6 Hình 1.1. Đường đi của âm thanh từ tai ngoài đến vỏ não thính giác “Nguồn: Đặng Xuân Hùng, 2010” [2]. Phân loại khiếm thính và nguyên nhân gây khiếm thính: 1.1.2.1. Phân loại khiếm thính: Có nhiều cách phân loại khiếm thính khác nhau dựa trên bất thường cấu trúc giải