HAI TRĂM NĂM NGHIÊN CỨU UNG THƯ

Bài viết gốc: Two Hundred Years of Cancer Research

Hai tác giả: Vincent T. DeVita, Jr., M.D., and Steven A. Rosenberg, M.D., Ph.D.

Người dịch: Nguyễn Thành

Phần I

Trong 200 năm kể từ khi Tạp chí Y học New England được thành lập, ung thư được xem như sự bí ẩn (hộp đen- black box) và bây giờ đã rõ ràng – chi tiết hơn. Trong thế kỷ đầu tiên Tạp chí được xuất bản, các nhà thực hành y khoa có thể quan sát các khối u, cân và đo chúng nhưng quá ít công cụ để kiểm tra các hoạt động bên trong các tế bào ung thư. Năm 1863 Rudolf Virchow – là một trong những nhà quan sát đi trước thời đại – phát hiện ra tế bào gốc gây ung thư nhờ vào kính hiển vi ¹, và năm 1889, Stephen Paget đưa ra giả thuyết “hạt giống-và-đất” (seed-and-soil hypothesis) của di căn ung thư ², mà lý thuyết này vẫn tồn tại cho đến ngày hôm nay. (Bảng 1). Năm 1911, Peyton Rous phát hiện ra virus là một nguyên nhân gây bệnh ung thư gia cầm³ và năm 1914, Theodor Boveri cho rằng ung thư có thể được kích hoạt bởi đột biến nhiễm sắc thể ⁴, và những điều này được xem là những tiến bộ đáng kể.

Tuy nhiên, những bí ẩn vẫn chưa được giải bày cho mãi đến năm 1944, khi Oswald Avery -một nhà khoa học đã nghỉ hưu tại Đại học Rockefeller- cho thấy rằng thông tin của tế bào (cellular information) được truyền đi qua DNA (Deoxyribonucleic acid– phân tử acid nucleic mang thông tin di truyền mã hóa) chứ không phải qua các protein, dựa vào kết quả thí nghiệm trên trực khuẩn gây viêm phổi ⁵. Việc làm này của Oswald Avery đã trực tiếp dẫn đến khám phá quan trọng về cấu trúc DNA bời Watson và Crick vào năm 1953 ⁶. Tám năm sau, Nirenberg và các đồng nghiệp đã giải mã được các mã di truyền (genetic code)⁷, và hình thành Luận thuyết (lý thuyết) trung tâm của Sinh học (central dogma of biology), thông tin tế bào được truyền từ DNA sang RNA (Ribonucleic acid) và kết quả là quá trình tổng hợp các protein. Sau đó, suy nghĩ này bị gián đoạn bởi một loạt các khám phá hoàn toàn bất ngờ, và điều này nhắc nhở chúng ta rằng, sự việc/sự vật trong tự nhiên không luôn xảy ra giống như những gì nó vốn có. Temin và Mizutani ⁸ và Baltimore ⁹ đã phát hiện ra hiện tượng phiên mã ngược (sao chép ngược –reverse transcriptase), cho thấy thông tin di truyền có thể được truyền theo cách khác, từ RNA đến DNA, và việc này đã có một ảnh hưởng sâu sắc về y học nhưng đặc biệt nhất là về y học ung thư.

Năm	Những khám phá hay sự kiện	Tỷ lệ sóng sót tương đối
1863	Tế bào gốc gây ung thư – Cellular origin of cancer (Virchow)
1889	Thuyết “hạt giống-và-đất (Paget)
1914	Đột biến nhiễm sắc thể trong ung thư (Boveri)
1937	Thành lập Viện Ung thư Quốc gia (NCI)
1944	Chuyển tải thông tin của tế bào qua DNA (Avery)
1950	Có sẵn các thuốc ung thư tại Trung tâm Hóa trị Ung thư Quốc gia (Cancer Chemotherapy National Service Center)
1953	Báo cáo cấu trúc của DNA	35%
1961	Giải mã mật mã di truyền
1970	Phiên mã ngược
1971	Men cắt DNA Đạo luật Ung thư Quốc gia Hoa kỳ
1975	Những dòng tế bào lai hybridoma và kháng thể đơn dòng Theo dõi thống kê trong ung thư bằng chương trình SEER	50%
1976	Gen ung thư từ retrovirus
1979	Thụ thể và yếu tố tăng trưởng biểu bì
1981	Ức chế sự phát triển khối u bằng p53
1984	Tín hiệu tế bào và protein G
1986	Gen gây ung thư nguyên bào võng mạc
1990	Lần đầu tiên giảm tỷ lệ tử vong và tỷ lệ mắc mới ung thư
1991	Mối liên quan giữa đột biến gen APC và ung thư đại trực tràng
1994	Hội chứng ung thư do gen Mối liên quan giữa BRCA1 và ung thư vú
2000	Giải mã trình tự bộ gen người
2002	Epigenetics trong ung thư MicroRNAs trong ung thư
2005	Lần đầu tiên giảm được tổng tử vong do ung thư	68%
2006	Tương tác của u mô đệm

Bảng 1: Những khám phá và sự kiện chủ yếu trong lĩnh vực ung thư và những thay đổi tỷ lệ sóng sót tương đối của bệnh nhân ung thư tại Hoa Kỳ, 1863-2006.

Các nhà nghiên cứu đầu tiên đã phát hiện ra rằng DNA là một phân tử rất lớn, đây là một khó khăn để nghiên cứu chúng trong phòng thí nghiệm. Năm 1970, Smith và Wilcox giải quyết khó khăn này bằng việc sử dụng các men đặc biệt (enzymes) mà vi khuẩn dùng để cắt DNA tại những vị trí đặc hiệu (vị trí ghi nhận hay vị trí giới hạn -recognition sites/restriction sites) ¹⁰. Những khám phá này đã sản sinh ra cuộc cách mạng về phân tử và ngành công nghiệp công nghệ sinh học. Những khám phá này cũng đã mở đường cho việc giải mã trình tự bộ gen.

Những nghiên cứu khoa học như trên là rất tốn kém. Vì thế, Quốc hội Hoa Kỳ đã giải quyết một phần vấn đề này bằng cách thông qua Đạo luật Ung thư Quốc gia (the National Cancer Act), Đạo luật này đã mở rộng vai trò của Viện Ung thư Quốc gia (NCI: National Cancer Institute), đây là trung tâm đầu tiên có định hướng bệnh tật (disease-oriented agency) tại Viện Y tế Quốc gia Hoa kỳ (NIH: National Institute of Health). Đạo luật  này được Tổng thống Richard Nixon ký vào ngày 23 tháng Mười hai 1971, tạo ra một nhiệm vụ mới cho viện nghiên cứu NIH: “hỗ trợ nghiên cứu và ứng dụng các kết quả nghiên cứu nhằm giảm tỷ lệ mắc, tỷ lệ biến chứng và tử vong do ung thư” . Sự nhấn mạnh việc áp dụng các kết quả của các nghiên cứu là rất mới; và điều này thì không có trong nhiệm vụ của NIH. Đạo luật đã tăng ngân sách của Viện NCI lên gấp năm lần vào cuối những năm 1970s và đây là một cú hích cho cuộc cách mạng của ngành sinh học phân tử.

Mặc dù Quốc hội Hoa Kỳ rất nhiệt tình để loại trừ ung thư, nhưng số tiền này chủ yếu chỉ tạo ra một vài tiến bộ trên lâm sàng, và khoảng 85% của quỹ mới này thì hỗ trợ cho những nghiên cứu cơ bản. Vào đầu thập niên 1980, đây là thời kỳ đỉnh điểm khi NCI chiếm 23% ngân sách của NIH, nhưng nó hỗ trợ đến 53% các nghiên cứu sinh học phân tử tại Hoa Kỳ. Và kết quả là một sự bùng nổ.

Việc phát hiện ra gen điều khiển hoặc ức chế sự tăng trưởng của tế bào và các quy định phức tạp của hệ thống tín hiệu được sử dụng bởi cả tế bào bình thường và các tế bào ung thư để thông tin với nhau và thông tin với môi trường đã mang lại hiểu biết về đơn vị chức năng tế bào ung thư (cancer-cell machinery) ( Bảng 1). Các nhà khoa học có thể xác định người có nguy cơ gia tăng mắc những bệnh ung thư phổ biến, chẳng hạn như ung thư vú và ung thư đại tràng dựa vào mối liên hệ giữa những bất thường đặc biệt với những bệnh ung thư cụ thể nào đó.