Nhiễm sắc thể đồ là gì?

Nhiễm sắc thể (NST) đồ là hình ảnh của tất cả các nhiễm sắc thể của một tế bào riêng lẻ. Các nhà khoa học sẽ sắp xếp các nhiễm sắc thể thành từng cặp sao cho chúng theo thứ tự từ lớn nhất đến nhỏ nhất và chụp lại qua kính hiển vi. Trên thực tế, chúng nhỏ đến mức không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Nhiễm sắc thể đồ cho chúng ta biết điều gì?

Để hiểu những gì một kết quả NST đồ biểu hiện, chúng ta cần giải thích một chút về tế bào và DNA.

Cơ thể chúng ta được tạo thành từ các tế bào. Chúng là những đơn vị nhỏ tạo nên tất cả các mô và cơ quan của chúng ta, từ não, da, tim và phổi đến buồng trứng và tinh hoàn. Trứng (tế bào trứng) và tinh trùng là tế bào.

Hầu hết các tế bào trong cơ thể đều có bộ thư viện DNA tạo nên con người chúng ta. Trứng và tinh trùng rất đặc biệt vì chỉ chứa một nửa lượng DNA so với những tế bào khác. Đây là cách mỗi người kế thừa bộ thư viện DNA đầy đủ từ cả bố và mẹ di truyền cho mình.

Hình 1. Minh hoạ quá trình thụ tinh từ trứng và tinh trùng

Các tế bào lưu giữ DNA của chúng ở một nơi gọi là nhân. Bên trong nhân tế bào có 46 cấu trúc hình que gọi là nhiễm sắc thể.  Mỗi nhiễm sắc thể được tạo thành từ hàng trăm hoặc hàng nghìn gen (chúng có thể có kích thước khác nhau). Phần lớn, các gen riêng lẻ quá nhỏ nên không thể nhìn thấy qua kính hiển vi. Tuy nhiên, nhiễm sắc thể có thể được nhìn thấy dưới kính hiển vi.  Nếu nhiễm sắc thể là thư viện DNA thì gen là các trang sách trong thư viện đó. Gen mã hóa tất cả các loại protein quyết định các đặc điểm thể chất của chúng ta. Trong các tế bào khác nhau của cơ thể chúng ta, các gen khác nhau được bật và tắt, xác định chức năng riêng lẻ của tế bào.

Hình 2. Minh hoạ vị trí của NST trong tế bào

Số lượng NST bình thường là như thế nào?

Con người có 46 nhiễm sắc thể, 23 nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố và 23 nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ, được sắp xếp theo cặp giống nhau. Có 22 nhiễm sắc thể được gọi là nhiễm sắc thể thường và một cặp nhiễm sắc thể giới tính, XX (nữ) hoặc XY (nam). Các nhiễm sắc thể thường (nhiễm sắc thể 1 đến 22) được phát hiện và đánh số, chúng được sắp xếp theo thứ tự kích thước của chúng, kích thước này thay đổi. Số 1 là nhiễm sắc thể lớn nhất và số 22 là nhỏ nhất. Cặp nhiễm sắc thể thứ 23 là nhiễm sắc thể giới tính. Nhiễm sắc thể X lớn hơn nhiều so với nhiễm sắc thể Y, một trong những nhiễm sắc thể nhỏ nhất.

Hình 3. Hình minh hoạ nhiễm sắc thể đồ

Những ai cần làm nhiễm sắc thể đồ?

Các vấn đề về NST thường bị bỏ sót ở những cặp vợ chồng bị sẩy thai sớm tái diễn mà không được phát hiện trên lâm sàng và biểu hiện như chậm có con. Hoặc cũng thường bị bỏ qua ở những cặp vợ chồng bị vô sinh thứ phát (họ đã từng có con trước đó và đang rất khó khăn để có thêm một đứa con nữa).

Bất thường NST có thể là nguyên nhân thất bại của các chu kì điều trị IVF trước đó. Tất cả các cặp vợ chồng bị vô sinh nguyên phát không giải thích được nguyên nhân hoặc vô sinh thứ phát (mong con >12 tháng) nên thực hiện xét nghiệm karyotype thường xuyên như một phần của quá trình điều trị vô sinh.

Tất cả các cặp vợ chồng cần xét nghiệm di truyền phôi cũng cần phải thực hiện xét nghiệm NST đồ. Tốt hơn là nên thực hiện xét nghiệm này trước bất kỳ phương pháp điều trị IVF nào để giảm thiểu nguy cơ thất bại điều trị cao.

Các bất thường NST nào liên quan đến vô sinh?

Bất thường nhiễm sắc thể giới tính cho đến nay là nguyên nhân di truyền được biết đến nhiều nhất gây vô sinh ở phụ nữ và nam giới.

Ở nữ: Vô kinh nguyên phát thường do bất thường nhiễm sắc thể X, trong đó hội chứng Turner 45,X (nữ giới chỉ có một nhiễm sắc thể X) là phổ biến nhất. Tuy nhiên, thể khảm (trong đó chỉ một số tế bào trong cơ thể có bất thường, những tế bào còn lại vẫn bình thường) hoặc bất thường cấu trúc phức tạp khác của nhiễm sắc thể X được tìm thấy ở 50% bệnh nhân mắc hội chứng Turner với các kiểu hình thường nhẹ hơn với vô kinh thứ phát hoặc suy buồng trứng sớm.

 Ở nam: Bất thường nhiễm sắc thể xảy ra với tần suất 2–14% ở nam giới vô sinh và phổ biến nhất ở nam giới bị vô tinh (không có tinh trùng) hoặc thiểu tinh nghiêm trọng (số lượng tinh trùng rất ít). Bất thường nhiễm sắc thể thường gặp nhất liên quan đến vô sinh ở nam giới là chuyển đoạn và bất thường số lượng nhiễm sắc thể giới tính như hội chứng Klinefelter (47,XXY) (trong đó nam giới có thêm một nhiễm sắc thể X). Gần đây, sinh thiết tinh trùng từ tinh hoàn (TESE) bằng ICSI đã cho phép sử dụng các tế bào tinh trùng của chính bệnh nhân trong các lần mang thai tiếp theo. Trong tương lai, điều tương tự có thể trở nên khả thi đối với những bệnh nhân mắc hội chứng Turner, bởi vì người ta đã chứng minh rằng nhiều cô gái trẻ mắc hội chứng Turner có nang buồng trứng. Nếu được sinh thiết và đông lạnh, những nang này sau này có thể được sử dụng để điều trị cho bệnh nhân bằng tế bào mầm của chính họ.

Karyotype: 47,XXY Hội chứng Klinefelter	Karyotype: 45,X Hội chứng Turner

Hình 5. Nhiễm sắc thể đồ minh hoạ hội chứng Klinefelter và Turner

Bất thường về cấu trúc nhiễm sắc thể: cũng khá phổ biến ở phụ nữ và nam giới bị vô sinh. Các phần của nhiễm sắc thể bị thiếu, thừa, đảo ngược hoặc chuyển đoạn giữa các NST với nhau.  Một số bất thường thường gặp như:

Chuyển đoạn NST: xảy ra khi một đoạn của nhiễm sắc thể này gắn vào nhiễm sắc thể khác. Chuyển đoạn cân bằng khi hai nhiễm sắc thể khác nhau hoán đổi các đoạn giữa chúng. Hoặc chuyển đoạn là Robertson nếu toàn bộ một nhiễm sắc thể được gắn vào một nhiễm sắc thể khác.

Hình 1. Chuyển đoạn cân bằng

Hình 1. Chuyển đoạn Robertson

 Đảo đoạn: xảy ra khi một đoạn nhiễm sắc thể thay đổi chiều của nó trong chính nhiễm sắc thể đó.

Hình. Minh hoạ cấu trúc NST đảo đoạn

Một cặp vợ chồng có bất thường cấu trúc NST cân bằng vẫn có thể sinh con bình thường một cách tự nhiên nhưng với tỷ lệ thấp hơn nhiều so với người bình thường. Ngoài khả năng vô sinh, những người mang chuyển đoạn cân bằng đều khỏe mạnh. Tuy nhiên, đối với con cái, có nguy cơ khác nhau về sự di truyền các NST chuyển đoạn không cân bằng gây ra kiểu hình nghiêm trọng, bao gồm dị tật bẩm sinh và chậm phát triển trí tuệ. Ở phụ nữ, sự chuyển đoạn nhiễm sắc thể cân bằng thường không gây rối loạn chức năng buồng trứng, trừ khi có liên quan đến nhiễm sắc thể X, nhưng vô sinh có thể do sảy thai tự nhiên liên tiếp do thai được di truyền NST không cân bằng.

Cần làm gì nếu cặp vợ chồng nhận kết quả NST bất thường?

Nếu một cặp vợ chồng có nhiễm sắc thể bất thường sẽ được giải thích các nguy cơ liên quan khả năng sinh sản của họ. Sau khi tiến hành thụ tinh ống nghiệm (IVF) và các phôi sẽ được xét nghiệm di truyền và chỉ những phôi có nhiễm sắc thể bình thường mới được chuyển sang tử cung của người mẹ. Kỹ thuật này rất thành công đối với các cặp vợ chồng hiếm muộn gặp phải vấn đề này.

Xét nghiệm được thực hiện trong thời gian bao lâu?

Nhiễm sắc thể đồ yêu cầu cần phải nuôi cấy các tế bào bạch cầu được thông qua mẫu máu. Do đó quá trình này cần thời gian để phát triển tế bào đến giai đoạn phân chia và phân tích kết quả kĩ lưỡng mất khoảng hai đến ba tuần. Các bác sĩ di truyền sẽ cần thông tin lâm sàng về kiểu hình, tiền sử thai sản và tiền sử gia đình để có thêm căn cứ phân tích kết quả.

GS.BS. Trần Vân Khánh

Giám đốc Trung tâm nghiên cứu Gen-Protein -Trường Đại học Y Hà Nội

Giám đốc chuyên môn Viện Công nghệ DNA