Ứng dụng của xét nghiệm Karyotype trong quản lý thai kỳ

1. Xét nghiệm Karyotype là gì?

Bất thường nhiễm sắc thể (NST) thai xảy ra khoảng 1/150 trẻ sinh sống, là một trong số những nguyên nhân hàng đầu gây nên dị tật sơ sinh và tử vong trên toàn thế giới [1,2]. Trong đó các bất thường do Trisomy 21, 18, 13 và lệch bội NST giới tính (gây ra hội chứng Down, Edwards, Patau, Turner) chiếm khoảng 75.0%...[3]

Đối với các trường hợp thai phụ có kết quả xét nghiệm sàng lọc trước sinh bất thường, kỹ thuật Karyotype hay còn gọi là xét nghiệm nhiễm sắc thể đồ sẽ được thực hiện với mục đích phát hiện các bất thường trên NST, xác định mất hoặc thêm đoạn NST để chẩn đoán thai nhi có mắc các bệnh lý rối loạn di truyền và nhiễm sắc thể hay không.

2. Ứng dụng của xét nghiệm Karyotype

Karyotype là xét nghiệm chẩn đoán được thực hiện nhằm xác định thai nhi có mắc các bệnh lý rối loạn di truyền và nhiễm sắc thể hay không. Xét nghiệm Karyotype được ứng dụng trong nhiều giai đoạn của thai kỳ như: Trước mang thai, trước sinh và sau sinh. 

• Giai đoạn trước mang thai: Karyotype sẽ được thực hiện nhằm xác định nguyên nhân sảy thai, vô sinh hiếm muộn. Mẫu xét nghiệm là mẫu máu toàn phần.
• Giai đoạn trước sinh: Xét nghiệm Karyotype sẽ được sử dụng để chẩn đoán bất thường nhiễm sắc thể thai nhi trong các trường hợp mẹ thuộc nhóm nguy cơ cao. Mẫu xét nghiệm karyotype thực hiện ở giai đoạn này là mẫu dịch ối.
• Giai đoạn sau sinh: Xác định khuyết tật bẩm sinh của trẻ, ngoài ra ứng dụng cho những gia đình có nhu cầu lưu trữ mẫu máu cuống rốn cho trẻ. Xét nghiệm Karyotype mẫu máu cuống rốn giúp đánh giá chất lượng về mặt di truyền liên quan đến các bất thường NST của mẫu máu cuống rốn trước khi tiến hành nuôi cấy, phân lập và lưu trữ dài hạn. Mẫu xét nghiệm karyotype cho giai đoạn sau sinh là mẫu máu toàn phần.

Hiện nay xét nghiệm Karyotype được ứng dụng nhiều nhất trong quản lý thai kỳ trước sinh nhằm chẩn đoán các bất thường nhiễm sắc thể của thai nhi. Cùng GENTIS tìm hiểu chi tiết về ứng dụng của xét nghiệm Karyotype trong giai đoạn trước sinh.

3. Xét nghiệm Karyotype trong quản lý thai kỳ

Bộ nhiễm sắc thể của người bình thường bao gồm 22 cặp NST thường và 1 cặp NST giới tính, XX ở người nữ và XY ở người nam. Các nhiễm sắc thể (NST) có thể bị bất thường về số lượng hoặc cấu trúc. Các biến đổi này có thể thấy ngay khi sinh hoặc mắc phải trong quá trình ác tính hoá của các tế bào khối u và là kết quả của các biến cố xảy ra trong phân bào giảm nhiễm hoặc phân bào nguyên nhiễm.

Bất thường có thể xảy ra ở một hay nhiều NST tuy nhiên bất thường NST phổ biến nhất là trisomy 21, 18, 13 và lệch bội NST giới tính [4]. Nhiều nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam đã chỉ ra những kết quả về tỷ lệ bất thương NST khá cao như:

- Báo cáo của BS Phùng Như Toàn (2003) từ kết quả nuôi cấy từ dịch ối phát hiện 24/213 ca bất thường NST chiếm 11,2% [5]. 

- Báo cáo của BS Hoàng Thị Ngọc Lan và cộng sự (2004) phát hiện 7/40 ca bất thường số lượng NST chiếm tỷ lệ 17,5% [6]

- Báo cáo của BS Trần Danh Cường (2005) phát hiện 11/95 ca bất thường NST chiếm tỷ lệ 11,6%, trong đó trisomy 21 chiếm 50,79% [7].  

Một số hội chứng bẩm sinh có thể phát hiện qua xét nghiệm Karyotype:

• Hội chứng Down: nguyên nhân do thừa một NST 21 trong bộ gen. Trẻ mắc hội chứng Down sẽ kém phát triển về thể chất và trí tuệ. Bên cạnh đó, trẻ bị Down còn thường có các bất thường bẩm sinh về tim mạch, thính giác, thị giác, rối loạn tuyến giáp, tiêu hóa,...[8]

• Hội chứng Edwards: Nguyên nhân do thừa một NST 18 trong bộ gen. Trẻ mắc hội chứng Edward thường gặp những vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe và hầu hết không sống quá một tuổi.[9]

• Hội chứng Patau: Nguyên nhân do thừa một NST 13 trong bộ gen. Trẻ sinh ra thường có vấn đề nghiêm trọng về tim mạch, thần kinh, sức khỏe yếu, não bộ kém phát triển. Trẻ mắc hội chứng Patau thường chỉ sống được một thời gian ngắn sau sinh.[10]

• Hội chứng Klinefelter: Rối loạn di truyền xảy ra ở nam giới. Bé trai sinh ra thừa một sắc thể X, nhiễm sắc thể giới tính là XXY thay vì XY như bình thường. Nam giới mắc hội chứng Klinefelter trong giai đoạn dậy thì thường không phát triển và có thể bị vô sinh sau này. [11]
• Hội chứng Turner: Rối loạn di truyền xảy ra ở nữ giới. Bé gái sinh ra thiếu hoặc hư hỏng nhiễm sắc, nhiễm sắc thể giới tính là XO thay vì XX như bình thường. Trẻ mắc hội chứng Turner có cổ ngắn, vóc dáng thấp, khi trưởng thành không có kinh nguyệt, ngực không phát triển không thể sinh con.[12]

Việc thực hiện kỹ thuật xâm lấn như hút dịch ối trong xét nghiệm Karyotype có thể gây ảnh hưởng đến thai nhi với tỷ lệ mất thai khoảng 0,11% - 0,22% [13]. Do vậy, xét nghiệm sàng lọc trước sinh không xâm lấn (NIPT) được ra đời giúp hạn chế những tác động đến thai nhi với tỷ lệ chính xác khá cao. 

4. Mối liên hệ giữa xét nghiệm NIPT và Karyotype trong quản lý thai kỳ

Xét nghiệm sàng lọc trước sinh không xâm lấn NIPT đã đạt được những bước tiến vượt bậc trong những năm vừa qua về sàng lọc trước sinh với tỷ lệ trả kết quả chính xác cao. Trước đây, các phương pháp sàng lọc trước sinh truyền thống không sàng lọc được lệch bội NST giới tính. Vì vậy, lệch bội NST giới tính thường được phát hiện qua xét nghiệm karyotype trên thai phụ có nguy cơ cao [14].

Tuy nhiên việc xét nghiệm xâm lấn sẽ ảnh hưởng đến thai nhi, chính vì vậy xét nghiệm NIPT là giải pháp an toàn được đưa ra. NIPT không những sàng lọc trisomy 21, 18 và 13, mà còn có khả năng sàng lọc lệch bội NST khác, bao gồm cả các lệch bội NST giới tính.

Dù xét nghiệm NIPT có những ưu điểm vượt trội tuy nhiên cũng như các xét nghiệm sàng lọc trước sinh khác, xét nghiệm NIPT vẫn chỉ là xét nghiệm sàng lọc và có khả năng cho ra những trường hợp kết quả dương tính giả, âm tính giả.

Những lý do chính của kết quả xét nghiệm NIPT dương tính giả bao gồm: khảm khu trú rau thai, khảm thai phụ, biến thể số lượng bản sao của mẹ, mất thai trong thai đôi, thai phụ mắc ung thư ác tính, khảm thai thực sự và thậm chí do sai sót trong quá trình lấy mẫu và thao tác từ phòng xét nghiệm [15].

Một nguyên nhân quan trọng nữa dẫn đến kết quả xét nghiệm NIPT dương tính giả là do thai phụ có bất thường NST. Những thai phụ này chưa được phát hiện khảm trước đây (ví dụ: khảm hội chứng Turner mức độ thấp) có thể dẫn đến kết quả xét nghiệm NIPT dương tính giả với lệch bội NST giới tính thai [16],[17]. Tuy nhiên, bệnh khảm ở mẹ có thể được chẩn đoán bằng karyotyping tế bào lympho máu ngoại vi, vì thế cũng khá dễ dàng tìm ra nguyên nhân gây dương tính giả.

Do đó, với kết quả xét nghiệm NIPT dương tính cần tư vấn thực hiện làm thêm xét nghiệm Karyotype. Với các trường hợp kết quả xét nghiệm NIPT dương tính với lệch bội NST giới tính, nên chỉ định làm xét nghiệm karyotype từ mẫu máu thai phụ và yêu cầu phòng xét nghiệm tế bào đếm ít nhất 30 cụm tế bào, vì phân tích này có thể loại trừ khảm > 10% [18]. Sau đó mới tư vấn thai phụ thực hiện thủ thuật xâm lấn làm xét nghiệm karyotype mẫu ối nhằm chẩn đoán xác định trước khi đưa ra quyết định đình chỉ thai nghén.

Hiện nay, kết quả xét nghiệm karyotype từ dịch ối hoặc gai rau vẫn là tiêu chuẩn vàng trong chẩn đoán trước sinh lệch bội NST thai, là cơ sở để so sánh và đánh giá giá trị của các kỹ thuật mới trong sàng lọc và chẩn đoán trước sinh. Nhưng bên cạnh đó vì mục đích giảm thiểu các kỹ thuật xâm lấn, hay dương tính giả của NIPT, xét nghiệm Karyotype và NIPT sẽ hỗ trợ nhau ứng dụng trong quản lý thai kỳ một cách an toàn và hiệu quả.

5. Xét nghiệm Karyotype tại GENTIS

Hiện tại xét nghiệm Karyotype tại GENTIS đang thực hiện trên 3 loại mẫu: máu toàn phần, dịch ối và máu cuống rốn. 

• Mẫu ối: ứng dụng trong chẩn đoán trước sinh nhằm kiểm tra bất thường nhiễm sắc thể của thai nhi, những nhóm nguy cơ xét nghiệm NIPT dương tính, siêu âm thai thấy hình ảnh bất thường.
• Mẫu máu: ứng dụng với nhóm đối tượng trước mang thai và sau sinh. Tìm hiểu xem liệu khiếm khuyết nhiễm sắc thể có đang cản trở người phụ nữ mang thai hoặc gây sẩy thai hay không. Kiểm tra thai chết lưu (một em bé chết trong thai kỳ hoặc trong khi sinh) để xem liệu khiếm khuyết nhiễm sắc thể có phải là nguyên nhân gây tử vong hay không.
• Mẫu máu cuống rốn: ứng dụng cho những gia đình có nhu cầu lưu trữ mẫu máu cuống rốn cho trẻ. Xét nghiệm Karyotype mẫu máu cuống rốn giúp đánh giá chất lượng về mặt di truyền liên quan đến các bất thường NST của mẫu máu cuống rốn trước khi tiến hành nuôi cấy, phân lập và lưu trữ dài hạn.

Đối tượng được chỉ định thực hiện xét nghiệm karyotype:

- Tất cả các đối tượng nghi ngờ bị rối loạn di truyền, dị tật bẩm sinh.

- Đối tượng vô sinh (ở cả nam và nữ)

- Phụ nữ bị sảy thai liên tiếp, thai chết lưu.

- Thai phụ lớn tuổi (> 35 tuổi) hoặc kết quả sàng lọc huyết thanh cho nguy cơ cao.

- Trẻ cần xác định giới tính trong trường hợp nghi ngờ giới tính.

- Gia đình có nhu cầu dự trữ máu cuống rốn cho trẻ.

Sau khi thu thập các mẫu để thực hiện xét nghiệm Karyotype, kỹ thuật viên xét nghiệm tiến hành nuôi cấy mẫu tế bào trong một môi trường đặc biệt và thu hoạch sau thời gian thích hợp. Tiếp theo, tiến hành nhuộm đặc trưng tế bào bằng kỹ thuật GTG. Sau bước nhuộm tế bào, kỹ thuật viên xét nghiệm sẽ sử dụng kính hiển vi với độ phóng đại 1000 lần để khảo số lượng - cấu trúc của các cặp nhiễm sắc thể và sử dụng phần mềm chuyên dụng để phân tích lập bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh.

Thời gian trả kết quả: tùy vào loại mẫu từ 18-30 ngày.

Tài liệu tham khảo:

[1] Centers for Disease Control and Prevention (CDC) (2008). Update on overall prevalence of major birth defects-Atlanta, Georgia, 1978-2005. MMWR Morb Mortal Wkly Rep, 57(1), 1- 5.

[2] Nussbaum RL, McInnes RR, Willard HF et al (2007). Thompson & Thompson genetics in medicine. 7th edition, Philadelphia: Saunders/ Elsevier.

[3] Diana Wellesley et al (2012). Rare chromosome abnormalities, prevalence and prenatal diagnosis rates from population-based congenital anomaly registers in Europe. European Journal of Human Genetics, 20, 521-526.

[4] Driscoll DA, Gross S (2009). Clinical practice. Prenatal screening for aneuploidy. N Engl J Med, 360(24), 2556-62.

[5] Phùng Như Toàn (2003). Khảo sát karyotype thai nhi qua nuối cấy tế bào ối trong chẩn đoán tiền sản. Nội san Thai phụ khoa, số đặc biệt, 278-282

[6] Hoàng Thị Ngọc Lan, Nguyễn Việt Hùng, Trịnh Văn Bảo, Trần Thị Thanh Hương (2004). Chẩn đoán xác định một số dị tật thai nhi bằng phân tích nhiễm sắc thể tế bào ối nuôi cấy. Tạp trí nghiên cứu y học, 28(2), 5-12.

[7] Trần Danh Cường (2005). Một số nhận xét về kết quả chọc hút nước ối trong chẩn đoán trước sinh tại Bệnh viện Phụ sản Trung ương. Nội san Thai phụ khoa, số đặc biệt, 348-356.

[8] Centers of Disease Control and Prevention, Fact about Down Syndrome, November 18, 2022

[9] Balasundaram P, Avulakunta ID. Edwards Syndrome. [Updated 2022 Sep 3]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK570597/

[10] Williams GM, Brady R. Patau Syndrome. [Updated 2022 Jun 27]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK538347/

[11] Los E, Ford GA. Klinefelter Syndrome. [Updated 2022 Jul 18]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482314/

[12] Shankar Kikkeri N, Nagalli S. Turner Syndrome. [Updated 2022 Aug 8]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554621/

[13] Akolekar R, Beta J, Picciarelli G, Ogilvie C, D’Antonio F (2015). Procedure-related risk of miSCArriage following amniocentesis and chorionic villus sampling: a systematic review and meta-analysis. Ultrasound Obstet Gynecol, 45, 16-26.

[14] . Bianchi DW, Wilkins-Haug L (2014). Integration of noninvasive DNA testing for aneuploidy into prenatal care: What has happened since the rubber met the road ?. Clin. Chem, 60, 78-87

[15] Wang Y, Chen Y, Tian F et al (2014). Maternal mosaicism is a significant contributor to discordant sex chromosomal aneuploidies associated with noninvasive prenatal testing. Clin Chem, 60, 251‐259.

[16] Wang S, Huang S, Ma L et al (2015). Maternal X chromosome copy number variations are associated with discordant fetal sex chromosome aneuploidies detected by noninvasive prenatal testing. Clin Chim Acta, 444, 113-6.

[17] Sebire NJ, Snijders RJ, Brown R, Southall T, Nicolaides KH (1998). Detection of sex chromosome abnormalities by nuchal translucency screening at 10-14 weeks. Prenat Diagn, 18, 581-584.

[18] Reiss RE, Discenza M, Foster J, Dobson L, Wilkins‐Haug L (2017). Sex chromosome aneuploidy detection by noninvasive prenatal testing: helpful or hazardous ? Prenat Diagn, 37, 515‐520.

[19] . Hook EB (1977). Exclusion of Chromosomal Mosaicism: Tables of 90%, 95% and 99% Confidence Limits and Comments on Use. Am J Hum Genet, 29, 94-97.