Giải mã gien cho người Việt

Tiến sĩ Phan Minh Liêm.

Tháng 7/2018, Viện Y sinh Việt Nam- Hoa Kỳ được thành lập tại TP Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa. Tức là sau 13 năm, từ 2005, khi nhận học bổng của Quỹ Giáo dục Việt Nam sang Mỹ làm nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Trung tâm ung thư MD Anderson – Phan Minh Liêm trở về và cùng với các cộng sự mang theo công nghệ Giải mã gien thế hệ mới dựa trên nền tảng Trí tuệ nhân tạo cho người Việt - công nghệ hiện đại hỗ trợ tích cực cho điều trị lâm sàng và sàng lọc di truyền ung thư. Tiến sĩ Phan Minh Liêm tâm niệm rằng, trách nhiệm của anh là trở về, kết nối, sẻ chia những ứng dụng công nghệ mới trong việc nâng cao hiệu quả phòng ngừa bệnh tật, góp phần chăm sóc sức khỏe cho người dân Việt Nam. Hành trình ấy luôn có sự đồng hành của những người cùng chung một tiếng nói, cùng chung một sứ mệnh.

PV: Rất khó để đo đếm được hành trình cũng như công sức nghiên cứu của một nhà khoa học như anh đã trải qua. Cách hình dung tốt nhất chính là việc anh chia sẻ cho chúng tôi biết được thế nào là ứng dụng công nghệ giải mã gien trong điều trị và tầm soát sàng lọc ung thư?

Tiến sĩ Phan Minh Liêm: Giải mã gien và di truyền học hiện đại ứng dụng trong điều trị chuẩn xác và tầm soát sàng lọc ung thư cũng như các bệnh lý di truyền là một dự án được phát triển bởi một nhóm các giáo sư tại Trung tâm ung thư MD Anderson và Hiệp hội Di truyền học Y khoa Hoa Kỳ (American College of Medical Gienetics and Gienomics) mà tôi may mắn được tham gia.

Dự án này là sự giao thoa của bốn ngành: Giải mã gien dựa trên nền tảng Sinh học phân tử; Công nghệ phân tích dữ liệu di truyền với sự hỗ trợ của Trí tuệ nhân tạo; Di truyền học hiện đại và Ung thư học.

Để hiểu về công việc này, trước tiên chúng ta phải hiểu, giải mã gien thế hệ mới (Next-Generation Sequencing) là một phương pháp hiện đại giải trình tự bộ gien của mình. Bộ gien đó quyết định phần lớn những đặc điểm về hình thái, sinh lý… trong cơ thể con người bên cạnh sự ảnh hưởng của môi trường sống, lối sống và các tác nhân khác.

Mục đích của giải mã gien ứng dụng trong Y học sẽ giúp cho các bác sĩ phát hiện những khiếm khuyết về mặt di truyền, tức là lỗi trong bộ gien của mình hoặc đặc điểm của những loại gien có khả năng làm tăng nguy cơ mắc và di truyền một số bệnh lý như ung thư, tim mạch, tiểu đường, cao huyết áp, suy giảm chức năng của hệ thần kinh, rối loạn chuyển hóa, rối loạn phát triển...

Việc phát hiện sớm các nguy cơ bệnh lý sẽ tăng khả năng bảo vệ sức khỏe cho mình và cho thế hệ con cháu sau này. Khi phát hiện được những đột biến gien di truyền có khả năng phát bệnh với nguy cơ cao và độ thẩm thấu di truyền cao, bác sĩ sẽ có phương pháp theo dõi cũng như áp dụng các phương pháp can thiệp sớm để giảm nguy cơ bệnh hình thành và phát triển.

Đối với những bệnh lý có thể ngăn ngừa, bác sĩ sẽ dùng một số loại thuốc hoặc phương pháp can thiệp y khoa nhằm giảm nguy cơ phát bệnh hoặc giảm bớt độ nguy hiểm của căn bệnh.

Điều quan trọng, công nghệ giải mã gien thế hệ mới là một nền tảng công nghệ và không chỉ ứng dụng trong lĩnh vực Y học mà được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác.

Ví dụ, ứng dụng công nghệ giải mã gien cho nông nghiệp sẽ hỗ trợ cho việc nghiên cứu và phát hiện các chủng vi sinh vật tốt cho cây trồng, tìm các tác nhân gây bệnh, cũng như nghiên cứu đặc điểm của những loại cây có tính dược tính cao…

Giải mã gien phối hợp với một số bài test về kỹ năng tư duy còn có thể góp phần xác định được thiên hướng giáo dục cho trẻ em bằng cách hỗ trợ phát hiện những tiềm năng và thế mạnh từ đó có thể đưa ra định hướng tốt hơn cho tương lai của một đứa trẻ.

Tất nhiên chuyện này không đảm bảo được sự chính xác tuyệt đối vì vẫn có những sai số và chịu ảnh hưởng của môi trường giáo dục cũng như môi trường sống.

Giải mã gien cũng được dùng trong những công nghệ như giám định pháp y và rất nhiều ứng dụng khác. Tuy nhiên trong phạm vi của cuộc trò chuyện này, từ chuyên môn chính của mình, tôi chỉ xin nói về ứng dụng giải mã gien trong lĩnh vực Y Sinh học.

Được biết hiện nay trên thế giới, nhu cầu giải mã gien trong Y học rất lớn. Theo anh, tại sao chúng ta nên giải mã gien?

- Hiện nay nhu cầu giải mã gien ngày càng tăng vì người ta thấy được lợi ích của nó, đặc biệt trong việc xác định nguy cơ di truyền của nhiều bệnh lý. Một số bệnh lý là do gien quyết định, một số bệnh lý là do sự tác động tương tác giữa gien và môi trường sống còn một số bệnh lý là do các tác nhân ngoài gien...

Giải mã gien trong Y học có hai tác dụng. Thứ nhất giải mã gien ứng dụng trong phòng ngừa bệnh tật.

Đối với những bệnh lý được phát hiện do khiếm khuyết về di truyền làm tăng nguy cơ mắc bệnh lý đó, bác sĩ sẽ dựa trên thông tin bản đồ gien để có biện pháp hỗ trợ như đưa ra lời khuyên, thay đổi lối sống, có chế độ tầm soát phù hợp cũng như can thiệp sớm để dùng một số loại thuốc, hoặc biện pháp ngoại khoa để hạn chế nguy cơ bệnh hình thành và phát triển.

Điều này đúng với một số loại bệnh có khả năng xuất hiện do các đột biến di truyền, ví dụ như ung thư, cao huyết áp, tiểu đường và một số bệnh lý về thần kinh, rối loạn chuyển hóa, rối loạn trao đổi chất...

Tuy nhiên, các yếu tố khác như môi trường sống, tác nhân gây bệnh, lối sống... cũng có nhiều ảnh hưởng đến nguy cơ mắc các bệnh lý này. Việc xác định các đột biến di truyền nhờ giải mã gien sẽ giúp chúng ta chủ động trong phòng ngừa bệnh tật, theo dõi và can thiệp sớm để giảm nguy cơ mắc các bệnh nguy hiểm như ung thư, tim mạch, tiểu đường, cao huyết áp,...

Thứ hai là giải mã gien thế hệ mới ứng dụng trong hỗ trợ điều trị bệnh. Ví dụ đối với ung thư, giải mã gien, trong nhiều trường hợp, sẽ cho ta biết thêm thông tin về điểm yếu của bệnh ung thư là gì, điểm mạnh ở đâu, xác định nguy cơ tái phát, nguy cơ di căn, xác định độ ác tính của bệnh...

Nhưng điều quan trọng hơn là bác sĩ sẽ hiểu thêm về điểm yếu của tế bào ung thư để có thể cân nhắc sử dụng thuốc trúng đích hoặc thuốc miễn dịch (nếu có thuốc phù hợp) nhằm giúp nâng cao thêm hiệu quả của quá trình điều trị.

Tuy nhiên việc ứng dụng giải mã gien còn phụ thuộc nhiều yếu tố về lâm sàng khác và cần được các chuyên gia tư vấn để bệnh nhân có sự lựa chọn phù hợp.

Nói một cách khái quát, giải mã gien giúp tạo ra một bản đồ gien để cung cấp thêm thông tin cho bác sĩ nhằm có hướng điều trị tối ưu hơn. Nhưng vẫn có những trường hợp, khi giải mã gien ra, gặp các đột biến gien hiếm, hoặc không có thuốc phù hợp thì bác sĩ vẫn phải đợi, chứ không phải lúc nào giải mã gien xong là có thuốc điều trị ngay.

Một ví dụ khác về ứng dụng giải mã gien trong Y học là để điều trị các chủng vi sinh vật kháng thuốc. Sự xuất hiện và lây lan của các chủng vi sinh vật kháng thuốc là một thách thức lớn đối với Y học hiện đại.

Trước đây, với những chủng vi sinh vật kháng thuốc, khi bác sĩ muốn xác định thuốc điều trị phù hợp cần phải làm kháng sinh đồ.

Tuy nhiên với công nghệ mới, chỉ cần lấy mẫu bệnh phẩm, giải mã gien sẽ giúp bác sĩ hiểu thêm về những chủng vi sinh vật đang gây bệnh cho bệnh nhân và xác định các liệu pháp điều trị tối ưu.

Điều này rất quan trọng đối với những bệnh nhân bị nhiễm trùng nặng, cấp tính với thời gian sống tính từng ngày, từng giờ. Nếu không có các phương pháp xét nghiệm gien thế hệ mới, chúng ta sẽ phải đợi quá trình nuôi cấy vi sinh và làm kháng sinh đồ tốn nhiều thời gian, có khi lên đến nhiều ngày.

Dựa trên những điều anh vừa nói, tôi có thể hình dung giải mã gien dường như có điểm chung với giải phẫu bệnh học?

Giải mã gien hiện nay được dùng song hành với giải phẫu bệnh học truyền thống. Giải phẫu bệnh truyền thống thường tập trung phân tích hóa mô miễn dịch ở mức độ tế bào còn giải mã gien có thể được xem là giải phẫu bệnh ở mức độ phân tử. Hai quá trình này kết hợp với nhau cho bác sĩ một cái nhìn tổng thể hơn về đặc điểm bệnh lý ở mức độ tế bào học và mức độ phân tử, từ đó hỗ trợ bác sĩ xác định phương án điều trị tối ưu nhất.

Tiến sĩ Phan Minh Liêm và người bạn đời Tiến sĩ - Dược sĩ Nguyễn Mai Chi – cũng là một cộng sự đắc lực của anh trong hành trình nghiên cứu khoa học.

Vậy quá trình làm xét nghiệm gien có phức tạp không, thưa anh?

Quá trình làm xét nghiệm gien và phân tích phức tạp và cần nhiều kỹ thuật hiện đại, bao gồm cả các ứng dụng của trí tuệ nhân tạo.

Tuy nhiên, quá trình lấy mẫu phục vụ xét nghiệm gien để tầm soát bệnh lý di truyền (một số bệnh ung thư, tim mạch, rối loạn trao đổi chất...) thì lại đơn giản, chỉ cần lấy mẫu nước bọt hoặc niêm mạc miệng. Quá trình lấy mẫu này không gây đau đớn và rất nhanh.

Về lý thuyết, chúng ta hoàn toàn có thể tự lấy mẫu ở nhà dựa trên các hướng dẫn và bộ lấy mẫu và đem mẫu đến cho bác sĩ. Nhưng trên thực tế bệnh nhân nên đến tận nơi để được bác sĩ tư vấn.

Khi tư vấn, bác sĩ sẽ hỏi bệnh nhân về tiền sử bệnh lý của cá nhân cũng như người thân trong gia đình để từ đó định hướng nên xét nghiệm gien theo hướng nào, cũng như cân nhắc liệu chúng ta có nên xét nghiệm gien hay không.

Ví dụ nếu gia đình có tiền sử bị ung thư phổi nhiều đời, bác sĩ sẽ tập trung sâu vào K phổi bên cạnh phân tích những bệnh khác. Đặc biệt là hướng dẫn người bệnh lấy mẫu bệnh phẩm đúng yêu cầu. Ví dụ trước khi lấy nước bọt hoặc niêm mạc miệng, bệnh nhân không được ăn uống trong 1 tiếng đồng hồ.

Đối với xét nghiệm gien trong điều trị bệnh, bệnh nhân cần cung cấp mẫu bệnh phẩm là những khối nến có chứa khối u được lấy ra trong quá trình phẫu thuật hoặc sinh thiết.

Các khối nến cần đạt một số tiêu chuẩn nhằm đảm bảo được chất lượng cũng như số lượng ADN, ARN cho quá trình giải mã gien trên bệnh phẩm.

Sau đó, tất cả những thông tin này sẽ được chuyển qua Mỹ để các bác sĩ, các nhà khoa học của Trung tâm ung thư MD Anderson (tại Texas, Hoa Kỳ), hoặc các trung tâm xét nghiệm gien, di truyền học, Hiệp hội Di truyền học Y khoa Hoa Kỳ tiến hành quá trình giải mã gien với sự kết hợp của 4 nền tảng công nghệ mà tôi đã nói ở trên.

Được biết trong cơ thể con người có khoảng 22.000 gien. Vậy công nghệ giải mã gien thế hệ mới cho phép giải mã được bao nhiêu gien cho một lần xét nghiệm? Và tất nhiên điều mà nhiều người quan tâm nhất hiện nay là chi phí phải trả cho một lần như vậy là bao nhiêu, thưa anh?

- Hiện nay công nghệ giải mã gien cho phép giải mã 22.000 gien, hoặc toàn bộ gien, tùy vào nhu cầu của người bệnh. Đối với công tác phòng ngừa bệnh tật, người ta thường áp dụng việc giải mã gien ở diện rộng tức là từ 22.000 gien trở lên, hoặc ít nhất cũng vài trăm gien quan trọng.

Hiện nay chi phí cho một lần phân tích 22.000 gien theo các chuẩn xét nghiệm di truyền học y khoa Hoa Kỳ đang ở mức khoảng hơn 128 triệu đồng bao gồm xử lý mẫu, vận chuyển mẫu, giải trình tự gien, phân tích, chuẩn bị báo cáo chi tiết của các bác sĩ Hoa Kỳ.

Các giải mã gien này có độ tin cậy cao, đạt các tiêu chuẩn Di truyền học Y khoa, thực hiện tại các trung tâm xét nghiệm đạt các tiêu chuẩn khắt khe nhất tại Hoa Kỳ (tiêu chuẩn CLIA và CAP), được phân tích bởi các bác sĩ Di truyền học Hoa Kỳ.

Các xét nghiệm cao cấp hơn và phân tích chuyên sâu sẽ có chi phí cao hơn. Còn chi phí giải mã gien tại Hoa Kỳ phục vụ hỗ trợ quá trình điều trị ung thư sẽ tập trung vào khoảng 300-400 gien quan trọng, và chi phí dao động ở mức khoảng hơn 160 triệu đến trên 190 triệu đồng, tùy vào loại xét nghiệm gien.

Nói một cách công tâm thì công nghệ này chỉ dành cho những người có điều kiện vì bảo hiểm y tế chưa chi trả cho những xét nghiệm gien diện rộng?

- Đúng vậy. Chi phí này được xem là cao so với mức sống của người Việt Nam. Và đó là trăn trở của chúng tôi về việc làm thế nào để cung cấp các xét nghiệm gien chất lượng tốt, đạt các tiêu chuẩn Y khoa của Hoa Kỳ với giá thành phù hợp với thu nhập của người Việt Nam mình.

Trong thời gian tới, khi ứng dụng thành công các quy trình tự động hóa trong giải mã gien, chúng tôi hy vọng sẽ giảm đáng kể giá thành của các xét nghiệm này và sẽ phục vụ được nhiều bệnh nhân hơn nữa.

Với 125.000 ca ung thư mới/năm được ghi nhận, trong đó khoảng 90.000 bệnh nhân bị tử vong, Việt Nam trở thành quốc gia có tỷ lệ tử vong do ung thư thuộc nhóm cao trên thế giới và đa phần bệnh nhân được phát hiện muộn khiến việc điều trị gặp nhiều khó khăn. Là một chuyên gia về lĩnh vực này, quan điểm của anh là gì?

- Nói một cách công bằng, ung thư là một căn bệnh nguy hiểm và mang lại rất nhiều thách thức cho nền Y học hiện đại. Tuy nhiên, hiện nay, Y học cũng đã đạt được nhiều bước tiến, trong đó, việc phát hiện bệnh ung thư sớm và điều trị sớm, tích cực, đúng phương pháp thì khả năng thành công sẽ cao hơn.

Ung thư cũng như tất cả những bệnh lý khác, phòng bệnh rất quan trọng, nếu như không muốn nói rằng phòng bệnh còn hơn cả chữa bệnh. Vì nếu phát hiện sớm, can thiệp sớm thì khả năng duy trì sức khỏe cũng như hiệu quả của quá trình điều trị sẽ cao hơn rất nhiều. Cho nên ung thư rất cần chú trọng công tác phòng ngừa và tầm soát, sàng lọc.

Việc phòng ngừa nhiều khi đến từ những điều rất đơn giản như chế độ ăn uống, khoa học phù hợp, hạn chế thức khuya, tập thể dục thường xuyên, giữ cân nặng hợp lý, khi đi ra ngoài phải có biện pháp bảo vệ da chống tia tử ngoại. Đặc biệt không hút thuốc, giảm rượu bia, giảm ăn thịt nướng, không ăn đồ cháy khét, hoặc những thực phẩm có nguy cơ chứa nhiều mầm bệnh, độc tố như là chao, tương…Cùng với đó là tiêm vacxin phòng một số loại ung thư và tiến hành làm các giải pháp tầm soát, sàng lọc, điều trị sớm ung thư nếu như điều kiện cho phép.

Các giải pháp tầm soát và điều trị sớm ung thư đã và đang được phát triển ở nhiều cơ sở y khoa trên thế giới. Tuy vậy từ trước đến nay, đối với người dân Việt Nam, việc tiếp cận với các giải pháp này còn rất hạn chế và tốn kém. Anh kỳ vọng như thế nào khi Viện Y sinh Việt Nam - Hoa Kỳ được thành lập trên chính quê hương mình?

- Những điều chị vừa nói là một bước đi dài mà dự án của chúng tôi đã và đang thực hiện với sự hỗ trợ của các thầy cô tại Trung tâm ung thư MD Anderson và Hiệp hội Di truyền học Y khoa Hoa Kỳ.

Có thể việc ứng dụng công nghệ giải mã gien trong điều trị và tầm soát sàng lọc ung thư cũng như các bệnh lý di truyền là mới so với số đông người Việt. Tuy nhiên trên thực tế công nghệ này đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới.

Bệnh nhân ở bất kỳ quốc gia nào cũng đều có thể được tư vấn, lấy mẫu xét nghiệm rồi gửi về Mỹ để các bác sĩ phân tích, đưa ra các đơn thuốc, khuyến cáo phù hợp mà không cần đến Mỹ, trong đó có các khách hàng châu Á và kể cả khách hàng Việt Nam đã từng sử dụng các xét nghiệm này trong quá trình điều trị bệnh ở Singapore, các nước Trung Đông, Nhật Bản…

Khao khát của tôi là mang được công nghệ này trở về quê nhà. Trước đó, tôi đã về Việt Nam rất nhiều lần để tham gia chia sẻ thông tin trực tiếp cho cộng đồng những người quan tâm đến căn bệnh ung thư đồng thời kết nối với nhiều người cùng chung lý tưởng để thực hiện ước mơ của mình.

Thật may mắn là nhiều thầy cô tại Trung tâm ung thư MD Anderson và Hiệp hội Di truyền học Y khoa Hoa Kỳ đã đồng ý hỗ trợ chúng ta trong việc áp dụng các công nghệ mới để điều trị và tầm soát ung thư.

Và chắc chắn dự án này sẽ không chỉ dừng lại ở Việt Nam. Trong thời gian tới, khi điều kiện cho phép, chúng tôi sẽ tiếp tục mở rộng ra nhiều nước khác trong khu vực châu Á hoặc một số nước ở khu vực châu Âu.

Trong tương lai, chúng tôi sẽ xây dựng những trung tâm phòng ngừa ung thư, bao gồm xét nghiệm di truyền, khám lâm sàng, chẩn đoán hình ảnh,... để bác sĩ tầm soát sớm ung thư và một số bệnh lý khác.

Khi điều kiện cho phép, chúng tôi cũng sẽ xây dựng các bệnh viện chuyên sâu về ung thư đạt các tiêu chuẩn quốc tế.

Đó là một hành trình dài và cũng là ước mơ lớn mà chúng tôi đang nỗ lực từng bước thực hiện.

Chính phủ Việt Nam đang xây dựng chiến lược quốc gia về cách mạng công nghiệp 4.0 và cam kết sẽ tạo môi trường tốt nhất cho trí thức người Việt ở nước ngoài phát huy kiến thức, kinh nghiệm khi trở về quê hương. Điều này đã được khẳng định tại Chương trình kết nối mạng lưới đổi mới sáng tạo Việt Nam mà anh là một trong 100 chuyên gia, nhà khoa học trẻ người Việt tiêu biểu ở nước ngoài về nước vừa tham dự. Anh suy nghĩ gì từ câu chuyện này?

- Tôi cũng như nhiều người Việt khác, xuất ngoại học tập và nhận được nhiều chế độ đãi ngộ, cơ hội phát triển ở nước ngoài nhưng vẫn luôn mong muốn có cơ hội đóng góp cho quê hương. Điểm chung của chúng tôi là Việt Nam hiện có nhiều điều kiện để phát triển mà ở đó có sự hỗ trợ quan trọng của những người đồng hành. Việc thành lập Viện Y sinh Việt Nam - Hoa Kỳ chính là một ví dụ.

Dự án của chúng tôi đi tới đâu, dù là quốc gia nào cũng đều phải lựa chọn và tìm ra được những người bạn đồng hành. Và một trong những người đồng hành với chúng tôi ở Việt Nam là doanh nhân Nguyễn Văn Tưởng, Chủ tịch Hội đồng quản trị kiêm Tổng giám đốc Công ty Trầm hương Khánh Hòa.

Anh Nguyễn Văn Tưởng là một doanh nhân có tấm lòng, luôn mong mỏi đưa ứng dụng công nghệ phục vụ cho sự phát triển con người Việt Nam. Trong khi chúng tôi và các thầy cô ở Trung tâm ung thư MD Anderson lại mong muốn tìm được những người vừa có năng lực vừa có tấm lòng như vậy.

Duyên lành đến khi chúng tôi gặp được nhau. Cùng chung một tấm lòng, có chung một tiếng nói và chung một sứ mệnh. Tôi tin rằng, với sự phát triển của khoa học công nghệ, giải mã gien sẽ trở thành một công nghệ nền tảng được ứng dụng đại trà không chỉ riêng trong lĩnh vực Y học mà còn giúp ích cho sự phát triển của rất nhiều lĩnh vực khác trong đời sống, từ đó góp phần cho sự đổi mới sáng tạo Việt Nam.

Trân trọng cảm ơn anh!

Hoàng Yến (thực hiện)