Phát hiện đột biến di truyền liên quan đến bệnh thận đa nang sử dụng công nghệ giải trình tự thế hệ mới (NGS)

TỔNG QUAN

Bệnh thận đa nang di truyền trội (Autosomal dominant polycystic kidney disease-ADPKD) là một bệnh di truyền phổ biến nhất liên quan đến thận với tỉ lệ khoảng 1:500 đến 1:1000 người ở các nước phương Tây. Nó được đặc trưng bởi sự phát triển và tiến triển các u nang ở thận thường vào giai đoạn trưởng thành, trong đó khoảng 2-5% ADPKD có biểu hiện bệnh sớm và nặng. Khoảng 50% bệnh nhân ADPKD tiến triển thành suy thận ở tuổi 70 và 5% số bệnh nhân cần chạy thận nhân tạo hay ghép thận bị ADPKD.

TRIỆU CHỨNG LÂM SÀNG

DI TRUYỀN:

ADPKD do các đột biến trên 2 gene PDK1 và PDK2 mã hóa cho các protein polycystin- 1 và polycistin-2 gây nên. Cho đến nay có khoảng 2300 đột biến trên gene PKD1 đã được xác định, chiếm khoảng 85% các trường hợp ADPKD và khoảng hơn 300 đột biến trên gene PKD2 đã được xác định, chiếm 15% các trường hợp ADPKD. Đột biến trên gene PKD2 có biểu hiện bệnh nhẹ hơn so với đột biến trên gene PKD1. 

Vì ADPKD là bệnh di truyền trội nên chỉ cần một bản sao của gene mang đột biến gây bệnh đã có thể phát triển thành bệnh. Nếu một trong 2 bố mẹ mang gene đột biến thì 50% nguy cơ truyền bệnh này cho con cái. 90% các trường hợp mang đột biến là do di truyền từ bố/ mẹ, khoảng 10% ADPKD là do mắc phải (bố mẹ không mang đột biến). Tỉ lệ mang gene đột biến ở nam và nữ là như nhau.

ỨNG DỤNG

Ứng dụng 1: ADPKD xuất hiện triệu chứng ở giai đoạn muộn nên xét nghiệm này giúp dự đoán bệnh sớm nhằm đưa ra kế hoạch điều trị cho tương lai.

Ứng dụng 2: Xét nghiệm di truyền tiền hôn nhân phát hiện bệnh ADPKD giúp xác định chính xác đột biến gene gây bệnh thận đa nang di truyền trội.

Ứng dụng 3: Có thể thực hiện các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản (PGT-M) giúp sinh con khỏe mạnh, không mang gene đột biến.

THÁCH THỨC VỀ CÔNG NGHỆ:

Các đột biến ở gene PKD1 và PKD2 không có các “hot spot” mà nằm trải khắp toàn bộ gene → Cần phải khuếch đại toàn bộ các exon của PKD1 và PKD2 để phát hiện đột biến gây bệnh.

● Kích thước đoạn gene lớn: PKD1 gồm 46 exon, dài khoảng 52kb gDNA mã hóa cho vùng phiên mã giàu GC khoảng 14kb; PKD2 chứa 15 exon mã hóa cho một khung đọc mở dài 3kb → Tốn nhiều thời gian, công sức và chi phí cho việc giải trình tự toàn bộ PKD1 và PKD2.

● Sử dụng MLPA assay cũng chỉ phát hiện các đột biến mất đoạn hay lặp đoạn (chỉ chiếm 2-4% tổng số đột biến) mà không phát hiện được variant (là loại đột biến chiếm chủ yếu).

● Gene PKD1 chứa hàm lượng GC cao trong trình tự → Khó khăn trong khuếch đại các phân đoạn gene PKD1.

● Từ exon 1 đến exon 33 của gene PKD1 bị lặp 6 lần trên NST 16p (6 gene giả) (pseudogene) → Khó khăn trong khuếch đại đặc hiệu các phân đoạn của PKD1


XÉT NGHIỆM ADPKD tại GENTIS

Giải trình tự toàn bộ 46 exon của gen PKD1 và 15 exon của gen PKD2 trên hệ thống giải trình tự thế hệ mới NGS kết hợp Long-range PCR

1.Tách chiết ADN từ mẫu máu toàn phần.

2. Khuếch đại toàn bộ 46 exon của gen PKD1 và 15 exon của gen PKD2 bằng kỹ thuật long range PCR.

3. Tạo thư viện và giải trình tự trên hệ thống giải trình tự thế hệ mới NGS.

4. Phân tích kết quả bằng phần mềm chuyên dụng.