Xét nghiệm di truyền trước chuyển phôi cho tình trạng tái sắp xếp cấu trúc nhiễm sắc thể – PGT-SR

1. Xét nghiệm PGT-SR

PGT-SR (Preimplantation genetic testing for structural rearrangement) là xét nghiệm trước chuyển phôi nhằm phát hiện các phôi bất thường về tái sắp xếp cấu trúc nhiễm sắc thể (NST) di truyền từ bố mẹ như chuyển đoạn cân bằng, chuyển đoạn Robertson và đảo đoạn NST [1]. Những bất thường NST này có thể tự phát sinh hoặc có nguyên nhân di truyền. Tái sắp xếp cấu trúc NST là nguyên nhân dẫn đến tình trạng vô sinh, chuyển phôi thất bại nhiều lần, sảy thai cũng như em bé sinh ra mắc bệnh lý bẩm sinh. Mặc dù vậy, những người mang bất thường cân bằng cấu trúc NST thường không có biểu hiện lâm sàng đáng chú ý.

2. Bất thường cấu trúc NST

2.1. Bất thường cân bằng cấu trúc NST (Balanced structural rearrangement)

Các bất thường cân bằng cấu trúc NST là một trong những nguyên nhân gây vô sinh mặc dù người mang bất thường hoàn toàn khỏe mạnh. Tuy nhiên họ có 50% nguy cơ sảy thai tự nhiên và 20% nguy cơ sinh con với kiểu nhân bất thường [2].

a. Đảo đoạn (Inversion)

Là tình trạng một đoạn NST đứt rời, sau đó nối lại vị trí đứt ban đầu trên chính NST đó nhưng đoạn nối bị đảo ngược. Giống như chuyển đoạn tương hỗ, đảo đoạn là sự tái sắp xếp cấu trúc cân bằng nên hiếm khi gây ra bệnh lý ở người mang đảo đoạn. Tuy nhiên, đảo đoạn có thể gây ra sự gián đoạn của gen hoặc gây ra những ảnh hưởng trong quá trình giảm phân, dẫn tới bất thường NST ở thế hệ con cái [3].

b. Chuyển đoạn (Translocation)

Chuyển đoạn tương hỗ

Là tình trạng trao đổi một phần vật chất di truyền giữa các NST không tương đồng, xảy ra khi có hai phần NST tách rời và đổi chỗ cho nhau. Kết quả của chuyển đoạn tương hỗ sẽ tạo ra các NST mới có nguồn gốc từ các NST chuyển đoạn, còn gọi là NST phát sinh (Derivative chromosome).

Người mang NST chuyển đoạn tương hỗ thường không bị ảnh hưởng bởi vì không có sự thay đổi về lượng vật chất di truyền. Tuy nhiên, con của những người mang NST chuyển đoạn tương hỗ có thể mang chuyển đoạn, lặp đoạn hoặc mất đoạn NST [3]. Như vậy nguy cơ của chuyển đoạn tương hỗ là tạo nên những giao tử mất cân bằng di truyền.

Chuyển đoạn hòa hợp tâm (chuyển đoạn Robertson) 

Đây là tình trạng xảy ra với các NST tâm đầu (13, 14, 15, 21, 22) khi có 02 NST đứt ngang qua vị trí gần tâm động, sau đó chuyển các đoạn đứt cho nhau. Kết quả hình thành một NST bất thường chứa nhánh dài của 02 NST và một NST nhỏ mang nhánh ngắn của 02 NST ban đầu. Chuyển đoạn Robertson không ảnh hưởng đến tình trạng sức khỏe của người mang chuyển đoạn vì nhánh ngắn của NST này rất nhỏ không chứa vật liệu di truyền, sau đó sẽ tiêu biến đi. Vì vậy, mặc dù người mang chuyển đoạn hòa hợp tâm chỉ có 45 NST trong mỗi tế bào nhưng không có bất thường về kiểu hình. Tuy nhiên, thế hệ sau có thể thừa hưởng giao tử có tình trạng thêm hoặc mất đi nhánh dài của một NST tâm đầu [3].

2.2. Bất thường không cân bằng cấu trúc NST (Imbalanced structural rearrangement)

1. Chèn đoạn (Insertion)

Chèn đoạn NST là hiện tượng xảy ra khi một đoạn của 1 NST được chuyển vị, chèn vào một NST không tương đồng (chèn đoạn liên NST) hoặc chèn vào vùng khác trên cùng 1 NST (chèn đoạn trong NST). Có khoảng 2,1% số ca chèn đoạn denovo thực chất bắt nguồn từ cha mẹ mang chèn đoạn [4].

2. Mất đoạn (Deletion)

Mất đoạn là sự đứt rời một đoạn NST và mất đi vật liệu di truyền đó. Mất đoạn do đứt ở một điểm dẫn đến mất đoạn đầu mút NST và được gọi là mất đoạn tận (terminal deletion).

Mất đoạn giữa (interstitial deletion) là do hai điểm đứt xảy ra và vật chất di truyền giữa hai vị trí dứt mất đi. Ví dụ, nếu một đoạn NST bình thường được ký hiệu là ABCDEFG thì mất đoạn đoạn giữa tạo ra trình tự ABEFG và mất đoạn tận có thể tạo ra trình tự ABCDE.

Một giao tử mang NST có mất đoạn kết hợp với một giao tử bình thường tạo thành hợp tử có một NST bình thường và một NST tương đồng mang mất đoạn. Những mất đoạn có thể quan sát được dưới kính hiển vi thường liên quan đến rất nhiều gen, do đó hậu quả có thể nặng nề dù việc mất vật chất di truyền chỉ ở một NST trong cặp tương đồng. Hội chứng mất đoạn NST là hội chứng di truyền thường gặp chỉ đứng sau ba dạng lệch bội NST (trisomy 13, 18, 21).

Một số hội chứng liên quan đến mất đoạn NST được biết đến đó là: mất đoạn 5p (hội chứng Cri du chat), mất đoạn 4p (hội chứng Wolf-Hirschhorn, hội chứng Prader-Willi, hội chứng Angelman).

3. Đối tượng thực hiện PGT-SR

Vợ hoặc chồng được chẩn đoán mang bất thường cấu trúc NST như chuyển đoạn cân bằng, chuyển đoạn Robertson, đảo đoạn quanh tâm NST [1].

4. Lợi ích khi thực hiện PGT-SR

• Tăng khả năng đậu thai: Việc lựa chọn phôi cóNST bình thường giúp tăng tỷ lệ có thai sau khi chuyển phôi.
• Giảm tỷ lệ sảy thai.
• Giúp sinh con khỏe mạnh: Các bất thường NST di truyền từ bố mẹ có thể ảnh hưởng đến tình trạng sức khỏe của em bé. Tùy thuộc vào quy mô của sự mất cân bằng dẫn đến và các NST liên quan, tình trạng tái sắp xếp lại cấu trúc NST không cân bằng có thể dẫn đến sinh em bé bị thiểu năng trí tuệ/dị tật bẩm sinh, thể hiện trên lâm sàng ở các mức độ khác nhau.
• Tiết kiệm chi phí và thời gian thực hiện IVF của các cặp vợ chồng.

5. Những lưu ý khi thực hiện PGT-SR

Bệnh nhân cần cung cấp những thông tin xét nghiệm di truyền cả hai vợ chồng đã thực hiện bao gồm kết quả NST đồ (Karyotype), kết quả CMA. Việc tư vấn xét nghiệm PGT-SR trên mẫu phôi sẽ phù hợp với tình trạng bất thường cấu trúc NST của gia đình mắc phải.

6. Xét nghiệm PGT-SR tại Genome

• Bộ kit Reproseq – Thermo (Hoa Kỳ) với những điểm ưu việt:
  • Độ phân giải cao với 3.000 bin dữ liệu.
  • Độ nhạy 100%; đặc hiệu 99,99%.
  • Chiều dài đoạn đọc dài gấp 5 lần các bộ kit khác.
  • Số lần đọc lên đến 2.000.000 read/mẫu.
• Hiệu chỉnh độ phân giải cao giúp tập trung vào tổn thương mất/thêm đoạn xuất phát từ bố/mẹ.
• Hệ thống chuẩn bị mẫu tự động Ion Chef, Thermo Fisher.
• Hệ thống giải trình tự Ion Studio S5, Thermo Fisher.
• Kết quả chính xác.
• Phần mềm phân tích tự động (Ion Reporter, Thermo):
  • 80% thựchiện tự động trên máy.
  • Xác định thể khảm, % khảm.
  • Xác định trên 130 tổn thương cấu trúc NST
• Trả kết quả nhanh: Có thể trả kết quả trong 24 giờ.

(**) Ứng dụng PGT-M cho các trường hợp mang chuyển đoạn cân bằng NST (Balanced structural rearrangement) hoặc các chuyển đoạn hiếm gặp:

• Cá thể hóa cho từng gia đình, các phân tích liên kết gen thông qua các chỉ thị di truyền như đa hình đơn nucleotide (Single Nucleotide Polymorphism – SNP) hoặc các trình tự lặp ngắn (Short Tandem Repeat-STR) được thiết kế cho từng loại tổn thương.
• Công nghệ MDA được sử dụng để khuếch đại WGA với độ chính xác cao nhất, độ bao phủ và độ tin cậy tốt hơn.
• Chuyên gia di truyền hàng đầu đồng hành giúp giải thích kết quả và hỗ trợ quá trình tư vấn di truyền.
• Kết quả đạt chứng nhận ngoại kiểm từ tổ chức uy tín quốc tế GenQA (Genomics Quality Assessment – UK)

Tài liệu tham khảo

1. Loh, S.F., et al., Preimplantation genetic diagnosis of chromosome translocations by analysis of polymorphic short tandem repeats.Singapore Med J, 2012. 53(10): p. 648-54.
2.        Sachin Shetty,Jiny Nair,Jnapti Johnson, Navya Shetty, Ajay Kumar J, Nirmala Thondehalmath et al. Preimplantation genetic testing for couples with balanced chromosomal rearrangements. J Reprod Infertil, 2022. 23(3): 213-223.  
3. Nội, T.Đ.h.Y.H., Di truyền Y học. 2022, Vietnam: NXB Giáo dục Việt Nam.
4. Nowakowska BA, de Leeuw N, Ruivenkamp CA, Sikkema-Raddatz B, Crolla JA, Thoelen R, et al. Parental insertional balanced translocations are an important cause of apparently de novo CNVs in patients with developmental anomalies. Eur J Hum Genet. 2012;20(2).
5. Margolskee, E., et al., A Novel Variant t(1;22) Translocation – ins(22;1)(q13;p13p31) – in a Child with Acute Megakaryoblastic Leukemia.Am J Case Rep, 2017. 18: p. 422-426.
6. Gruber, T.A. and J.R. Downing, The biology of pediatric acute megakaryoblastic leukemia.Blood, 2015. 126(8): p. 943-9.
7. Cerruti Mainardi, P., Cri du Chat syndrome.Orphanet J Rare Dis, 2006. 1: p. 33.