Bài trình bày của ThS. Lê Ngọc Yến – Trưởng phòng Nghiên cứu và Phát triển cung cấp những thông tin tổng quan và giá trị ứng dụng của xét nghiệm NIPT trong thực hành hiện nay nói chung, cũng như điểm đặc biệt về xét nghiệm E-NIPT tại Genome nói riêng.
Nội dung của bài báo cáo hôm nay bao gồm 3 phần:
| 1. Tổng quan về sàng lọc và chẩn đoán trước sinh. |
| 2. Cơ sở tại sao xét nghiệm NIPT có thể giúp phát hiện sớm các bất thường nhiễm sắc thể của thai nhi thông qua phân tích mẫu máu của mẹ. |
| 3. Thông tin về các gói xét nghiệm tiên tiến E-NIPT đang được triển khai tại Genome |
1. Tổng quan về sàng lọc và chẩn đoán trước sinh
Theo như nghiên cứu công bố trên tạp chí y khoa của Anh vào năm 2017, hàng năm trung bình có khoảng 7,9 triệu trẻ sơ sinh trên toàn cầu sinh ra với các dị tật bẩm sinh. Trong đấy có đến 20% trường hợp nguyên nhân gây ra là do bất thường di truyền. Các bất thường nhiễm sắc thể sẽ chiếm được khoảng 15,3% tỉ lệ này.
Các bất thường nhiễm sắc thể phổ biến nhất bao gồm: hội chứng Trisomy 21 (Down), Trisomy 18 (Edward), Trisomy 13 (Patau) và các lệch bội nhiễm sắc thể giới tính.
Với các tỷ lệ bất thường NST cao như vậy thì sàng lọc và chẩn đoán trước sinh là một phần không thể thiếu cho một kế hoạch thai kỳ an toàn và chủ động.
Phương pháp chẩn đoán bất thường nhiễm sắc thể phổ biến nhất hiện nay bao gồm: xét nghiệm nhiễm sắc thể đồ (Karyotype), CNV-seq, xét nghiệm QF-PCR hoặc ứng dụng công nghệ microarray như CMA. Tuy nhiên, các xét nghiệm này đều được thực hiện trên mẫu trực tiếp lấy từ thai thông qua các thủ thuật xâm lấn như là chọc ối hoặc sinh thiết gai rau. Vì có can thiệp vào buồng tử cung, các thủ thuật này sẽ đi kèm với nguy cơ sảy thai, ghi nhận vào khoảng 0,5% đến 1%.
Chính vì vậy nên là các phương pháp sàng lọc truyền thống sẽ được sử dụng để giảm thiểu nguy cơ phải thực hiện các can thiệp xâm lấn như là: siêu âm, Double test, Triple test. Tuy nhiên, hạn chế chung của các phương pháp này đó là độ chính xác chưa cao. Tỉ lệ dương tính giả khá đáng kể như là Double test (5%), Triple test (khoảng 4,2%).
2. Cơ sở khoa học và công nghệ NIPT
Đầu tiên, hãy nhìn lại một vài cột mốc quan trọng: Bắt đầu từ những năm 1997, giáo sư Dennis Lo và cộng sự đã lần đầu tiên phát hiện ra DNA tự do của thai nhi (cfDNA) có thể tồn tại ở trong máu của thai phụ. Đây chính là nền tảng khoa học mở đường cho xét nghiệm NIPT.
NIPT được phát triển dựa trên sự tồn tại của DNA tự do của thai nhi trong huyết tương của người mẹ. Phần DNA tự do này chủ yếu có nguồn gốc từ tế bào lá nuôi của nhau thai. Khi các tế bào này thoái hóa và chết theo lập trình, chúng sẽ giải phóng vào các đoạn DNA ngắn (thường có độ dài từ khoảng 150 đến 200 base pair) vào máu của thai phụ. cfDNA xuất hiện sớm, tăng dần theo tuổi thai và biến mất vài giờ sau khi sinh cho thấy đây là một tín hiệu sinh học gắn liền với thai kỳ.
Trên cơ sở đó thì vào năm 2011, NIPT hay còn gọi là xét nghiệm trước sinh không xâm lấn đã chính thức được ứng dụng trong lâm sàng và mở ra thêm một lựa chọn sàng lọc an toàn và hiệu quả hơn cho thai phụ. 
Quy trình thực hiện E-NIPT
Về quy trình thực hiện, xét nghiệm NIPT sẽ gồm ba bước chính:
Bước 1: Thu mẫu và tách chiết
Lấy mẫu máu tĩnh mạch người mẹ đựng trong ống đặc biệt chứa chất có vai trò trong việc bảo quản cfDNA.
Mẫu máu sau khi được thu sẽ được ly tâm để tách phần huyết tương, phần huyết tương này sẽ được tách chiết các DNA tự do và cfDNA lúc này sẽ gồm có DNA tự do có nguồn gốc từ mẹ và DNA tự do có nguồn gốc từ thai nhi.
Bước 2: Tạo thư viện và tiến hành giải trình tự DNA
Các đoạn DNA sau khi tách chiết sẽ được khuếc đại và giải trình tự, quá trình này sẽ giúp thu nhận toàn bộ thông tin di truyền có mặt trong mẫu.
Bước 3: Phân tích dữ liệu giải trình tự:
Các đoạn đọc DNA thu được sẽ được phân loại theo nguồn gốc NST thu được, bao gồm NST: 4, 13, 18, 21 và NST giới tính và hệ thống sẽ đếm số lượng đoạn đọc tương ứng với từng NST và so sánh với dữ liệu tham chiếu từ tập mẫu chuẩn thông qua chỉ số Z-score.
Chỉ số Z-Core
Chỉ số Z-score được sử dụng để đánh giá nguy cơ bất thường NST trong xét nghiệm NIPT. Z-score sẽ phản ánh mức độ chênh lệch về số lượng đoạn đọc DNA của từng NST trong mẫu xét nghiệm so với quần thể tham chiếu bình thường. Nếu Z-score nằm trong giới hạn cho phép (-3 đến +3), nguy cơ bất thường được đánh giá là thấp. Ngược lại, nếu vượt ngưỡng này thì gợi ý đang có nguy cơ thừa hoặc thiếu nhiễm sắc thể và kết quả này sẽ được báo cáo dưới dạng là nguy cơ cao hoặc nguy cơ thấp.
Ở thai nhi bình thường Z-score sẽ nằm trong khoảng -3 đến +3 nếu Z-socre vượt qua ngưỡng này thì trường hợp này sẽ thuộc nhóm nguy cơ cao cho bất thường NST tương ứng. Ví dụ nếu Z-score của NST 21 tăng vượt ngưỡng kết quả sẽ gợi ý nguy cơ cao trisomy 21, tương tự với NST 18, 13 và các NST khác.
Chỉ số Fetal Fraction (FF)
Một yếu tố các yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến độ tin cậy của Z-score là chỉ số Fetal Fraction (FF) – tỉ lệ cfDNA (AND tự do) có nguồn gốc từ nhau thai trên tổng số cfDNA của mẹ. Tỷ lệ FF càng cao thì tín hiệu đến từ thai càng rõ, nguy cơ sai lệch trong kết quả sẽ giảm xuống.
Fetal fraction (FF) được tính bằng tỉ lệ phần trăm cffDNA có nguồn gốc từ thai nhi trên tổng số cfDNA trong máu mẹ và có rất là nhiều yếu tố có thể làm thay đổi tỉ lệ FF này. Trong đấy phổ biến nhất bao gồm là chỉ số BMI của thai phụ.
Khi mà BMI tăng, đặc biệt ở nhóm các thai phụ thừa cân hoặc béo phì thì FF có xu hướng giảm do cái lượng cfDNA của mẹ làm pha loãng cái phần cfDNA từ thai.
Yếu tố thứ hai là yếu tố tuổi thai. Tuổi thai càng lớn thì FF thường là tăng dần vì lượng cfDNA nguồn gốc từ nhau thai tăng lên theo sự phát triển của thai kỳ.
Yếu tố thứ ba là yếu tố điều kiện vận chuyển. Nếu điều kiện vận chuyển không phù hợp, nhiệt độ tăng cao hoặc ống thu mẫu không đảm bảo, thời gian vận chuyển kéo dài có thể làm cho tế bào máu mẹ bị ly giải và giải phóng DNA từ mẹ hoặc giải phóng các chất làm phân giải cfDNA có ở trong mẫu, khiến cho lượng FF giảm tương đối và ảnh hưởng đến chất lượng phân tích.
Vì vậy, các mẫu thường sẽ được thu trong ống phù hợp, chứa chất bảo quản và hiển nhiên là phải tuân thủ các điều kiện bảo quản vận chuyển theo quy trình của phòng xét nghiệm để đảm bảo độ ổn định của cfDNA. Nếu FF nhỏ hơn 4% sẽ tăng nguy cơ không đủ điều kiện phân tích hoặc là tín hiệu không rõ ràng.
Dữ liệu tổng hợp từ Hiệp hội Sản phụ khoa Hoa Kỳ cho thấy, nguy cơ thai nhi mắc các bất thường nhiễm sắc thể có liên quan chặt chẽ đến tuổi của thai phụ. Khi tuổi mẹ tăng thì nguy cơ thai nhi mang bất thường nhiễm sắc thể cũng tăng theo, đặc biệt là các bất thường thường gặp như là Trisomy 21, 18 và 13.
Vì vậy, việc đánh giá nguy cơ theo tuổi mẹ là một phần quan trọng trong tư vấn cũng như là việc lựa chọn các phương pháp sàng lọc trước sinh phù hợp.
Khuyến cáo từ Bộ Y tế Việt Nam và các tổ chức hiệp hội trên thế giới về xét nghiệm NIPT
Hiệp hội Sản phụ khoa Hoa Kỳ cũng khuyến cáo rằng, việc sàng lọc giúp phát hiện sớm nguy cơ một số bất thường di truyền, trong đó có những tình trạng không gây tử vong ngay sau sinh nhưng có thể ảnh hưởng đáng kể tới sức khỏe và chất lượng sống lâu dài của trẻ. Việc biết các thông tin nguy cơ này sẽ giúp gia đình và bác sĩ phối hợp, chủ động hơn trong việc theo dõi thai kỳ.
Thông qua sàng lọc, bố mẹ có thể chuẩn bị tốt hơn, từ xây dựng kế hoạch quản lý thai kỳ, lựa chọn thời điểm và phương pháp theo dõi phù hợp, đến việc cân nhắc các xét nghiệm chẩn đoán khi cần.
Đồng thời, kết quả sàng lọc cũng hỗ trợ đội ngũ y tế trong tư vấn và định hướng chăm sóc, nhằm tối ưu hóa sự an toàn cho mẹ và thai nhi trong suốt thai kỳ.
Các xét nghiệm NIPT tiên tiến hiện nay cho thấy độ nhạy và độ đặc hiệu rất cao đối với các bất thường nhiễm sắc thể phổ biến, cụ thể như sau:
- Trisomy 21 (hội chứng Down): khoảng 99,7%
- Trisomy 18: khoảng 97–98%
- Trisomy 13: khoảng 99%
- Monosomy X: khoảng 95–96%
Các lệch bội nhiễm sắc thể giới tính khác cũng đạt độ chính xác cao, có thể lên tới gần 100% trong một số nghiên cứu.
Bên cạnh đó, tỷ lệ dương tính giả đã được tối ưu rất thấp, thường dưới 0,2% đối với các trisomy phổ biến. Điều này cho thấy xét nghiệm NIPT là một phương pháp sàng lọc an toàn, không xâm lấn và có độ tin cậy cao.
Theo khuyến cáo của Bộ Y tế Việt Nam, xét nghiệm ADN tự do của thai nhi trong máu mẹ (cfDNA), hay còn gọi là sàng lọc trước sinh không xâm lấn (NIPT), giúp phát hiện các bất thường nhiễm sắc thể của thai nhi và được khuyến nghị thực hiện trong 3 tháng đầu thai kỳ.
Hiệp hội Di truyền Y khoa Hoa Kỳ khuyến nghị cung cấp thông tin về NIPT cho tất cả thai phụ, coi đây là phương pháp có độ nhạy cao trong sàng lọc các lệch bội phổ biến.
Hiệp hội Sản phụ khoa Hoa Kỳ (ACOG) cũng cho rằng, mọi thai phụ đều có thể lựa chọn phân tích cfDNA như một xét nghiệm sàng lọc, независимо mức độ nguy cơ.
Ngoài ra, các hiệp hội quốc tế cũng khuyến nghị cân nhắc sử dụng cfDNA như một phương pháp sàng lọc bước đầu cho tất cả thai phụ.
3. Giải pháp E-NIPT chuyên sâu tại Genome
Xét nghiệm E-NIPT tại Genome áp dụng nguyên tắc làm giàu DNA thai nhi bằng công nghệ E-NIPT Size Selection. Nguyên tắc này dựa trên quan sát là cfDNA của thai thường có kích thước ngắn hơn DNA của mẹ.
Và tận dụng sự khác biệt này, NIPT của Genome áp dụng bước sàng lọc kích thước nhằm tăng tỉ lệ DNA đại diện cho thai trong mẫu phân tích, từ đó làm cải thiện chất lượng tín hiệu và độ tin cậy của kết quả.
Cụ thể, NIPT tại Genome sẽ bao gồm bước sàng lọc kích thước. Các mẫu DNA tự do ban đầu được phân thành hai nhóm chính:
- Nhóm thứ nhất là nhóm các DNA có kích thước từ khoảng 125 đến 150 base, được xem là nhóm giàu DNA tự do có nguồn gốc từ thai nhi.
- Nhóm thứ hai là nhóm các DNA kích thước khoảng từ 140 đến 175 base, trong đó thành phần DNA tự do của mẹ sẽ chiếm ưu thế hơn.
Dựa trên cái sự phân bố này, quy trình sẽ ưu tiên việc chọn lọc và tập trung phân tích các đoạn DNA ngắn hơn nhằm tăng tỉ lệ tín hiệu từ thai, giảm nhiễu nền từ DNA của mẹ và nhờ đó nâng cao độ chính xác khi đánh giá nguy cơ bất thường nhiễm sắc thể từ thai.
Sau quá trình làm giàu thì nồng độ DNA tự do trong mẫu phân tích được ghi nhận tăng khoảng 2,5 lần. Điều này đã góp phần làm cải thiện hiệu quả phân tích và độ ổn định của các chỉ số thống kê trong xét nghiệm NIPT tại Genome.
Giai đoạn phù hợp và tối ưu
Genome lựa chọn giai đoạn tạo thư viện DNA, nơi mà DNA sau khi được khuếch đại giúp làm tăng số lượng bản sao để giải trình tự hiệu quả hơn. Lúc này cfDNA sẽ được chọn lọc và làm giàu song song trong quá trình này.
Xét nghiệm E–NIPT tại Genome sử dụng công nghệ NGS, bao gồm sàng lọc các hội chứng lệch bội nhiễm sắc thể phổ biến như là Trisomy 21, 18, 13, các lệch bội nhiễm sắc thể giới tính và đồng thời cũng mở rộng phạm vi ra tất cả 24 nhiễm sắc thể.
Đối với nhóm E-NIPT, phạm vi sàng lọc sẽ bao gồm cả ngoài các bất thường trên 24 nhiễm sắc thể phổ biến, chúng tôi còn phát hiện 86 các mất và lặp đoạn có kích thước từ 5 đến 10 Mb.
Xét nghiệm E–NIPT tại Genome đảm bảo sự an toàn và độ chính xác lên đến lớn hơn 99% và thời gian trả kết quả là từ 4 đến 5 ngày làm việc.
Xét nghiệm NIPT thường được khuyến cáo thực hiện cho các thai phụ từ tuần thai thứ 10 trở đi và xét nghiệm đặc biệt hữu ích đối với nhóm thai phụ có nguy cơ cao, bao gồm:
- Thai phụ từ khoảng 35 tuổi trở lên
- Thai phụ có kết quả sàng lọc sinh hóa hoặc siêu âm có dấu hiệu bất thường
- Đã có tiền sử thai lưu, đặc biệt là thai lưu kèm dị tật hoặc thai lưu chưa rõ nguyên nhân
- Thai phụ mang thai bằng kỹ thuật hỗ trợ sinh sản như IVF
- Gia đình có tiền sử bệnh di truyền hoặc đã từng có con mắc bệnh di truyền
Đối với thai đôi thì cần được tư vấn thêm về phạm vi và giới hạn của xét nghiệm tùy loại song thai. Xét nghiệm E–NIPT có thể được sử dụng thay thế cho các xét nghiệm sàng lọc sinh hóa truyền thống như là PAPP-A hoặc Free Beta hCG, hoặc được thực hiện bổ sung nhằm nâng cao hiệu quả sàng lọc tùy theo từng trường hợp cụ thể.
Việc chỉ định và phối hợp xét nghiệm cần được thực hiện theo Quyết định số 187 của Bộ Y tế và cần dựa trên tư vấn của bác sĩ chuyên môn.
Các gói E-NIPT tại Genome:
- E-NIPT 3: Sàng lọc 3 nhiễm sắc thể phổ biến (21, 18, 13).
- E-NIPT 7: 3 nhiễm sắc thể phổ biến + 4 lệch bội nhiễm sắc thể giới tính.
- E-NIPT 23: Sàng lọc trên toàn bộ 24 nhiễm sắc thể.
- E-NIPT 23 Plus: Toàn bộ 24 nhiễm sắc thể + 86 hội chứng vi mất đoạn và lặp đoạn (kích thước 5-10 Mb).
- E-NIPT Twin: Sàng lọc cho thai đôi.
Một điểm đặc biệt là các phiếu trả kết quả của Genome đều có xác nhận chứng nhận của CAP. Đây là tiêu chuẩn công nhận quốc tế cho phòng xét nghiệm y khoa của Hoa Kỳ, tập trung vào kiểm soát chất lượng khắt khe nhất.
Trên đây là toàn bộ thông tin về giải pháp sàng lọc trước sinh không xâm lấn E-NIPT tại Genome đang cung cấp. Xin cảm ơn sự chú ý lắng nghe của quý bác sĩ, quý đối tác và quý khách hàng.