Tổng quan nghiên cứu

Tỷ lệ vô sinh hiếm muộn tại Việt Nam hiện đang chiếm khoảng 7,7% ở các cặp vợ chồng trong độ tuổi sinh sản, tương đương với hơn một triệu cặp đôi đang đối mặt với rào cản sinh con. Mặc dù kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm đã có những bước tiến vượt bậc, tỷ lệ chuyển phôi có thai tích lũy trung bình vẫn chỉ dao động từ 30% đến 40%. Một trong những nguyên nhân hàng đầu dẫn đến thất bại làm tổ và sảy thai tự nhiên là các bất thường di truyền về số lượng và cấu trúc nhiễm sắc thể của phôi.

Đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ Sinh học tại Trường Đại học Mở Hà Nội tập trung nghiên cứu vấn đề: Đánh giá mối tương quan giữa động học hình thái và chất liệu di truyền trên phôi người. Mục tiêu cụ thể của công trình là khảo sát các đặc điểm phân chia phôi trên hệ thống theo dõi liên tục, đánh giá tiềm năng hình thành phôi nang và xác định mối liên hệ giữa các dạng phân chia bất thường với kết quả xét nghiệm di truyền tiền làm tổ.

Nghiên cứu được triển khai tại phòng Lab IVF, Khoa Hỗ trợ sinh sản thuộc Bệnh viện Sản Nhi Quảng Ninh trong giai đoạn từ tháng 9 năm 2020 đến tháng 12 năm 2021. Tổng số mẫu phân tích bao gồm 261 phôi nang của 61 bệnh nhân trải qua 62 chu kỳ điều trị. Kết quả nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn to lớn trong việc xác lập các chỉ số động học hình thái đáng tin cậy, giúp chuyên viên phôi học lựa chọn chính xác phôi chỉnh bội có tiềm năng làm tổ cao nhất, từ đó giảm tỷ lệ sảy thai và nâng cao tỷ lệ sinh con khỏe mạnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng nền tảng của hai lý thuyết khoa học cốt lõi: Thuyết động học hình thái phôi theo tiêu chuẩn đồng thuận Istanbul năm 2011 kết hợp thang phân loại phôi nang Gardner năm 1999, cùng Thuyết di truyền tế bào phôi tiền làm tổ. Các mô hình này giải thích sự phát triển liên tục của hợp tử từ giai đoạn phân cắt đến giai đoạn hình thành túi phôi nang vào ngày 5.

Nghiên cứu làm rõ 5 khái niệm chuyên môn trọng tâm:

  • Động học hình thái phôi: Sự kết hợp giữa các mốc thời gian phân chia tế bào chính xác và hình thái bên ngoài của phôi quan sát liên tục.
  • Phân chia trực tiếp: Hiện tượng một phôi bào phân tách đột ngột thành 3 tế bào trở lên trong một chu kỳ phân chia.
  • Phân chia ngược: Hiện tượng giảm số lượng phôi bào do sự hòa nhập trở lại giữa các tế bào sau phân cắt.
  • Đa nhân và phân chia hỗn loạn: Tình trạng phôi bào chứa nhiều nhân hoặc phân cắt không đối xứng tạo nhiều mảnh vụn bào tương.
  • Thể khảm di truyền: Sự hiện diện đồng thời của hai hoặc nhiều dòng tế bào có bộ nhiễm sắc thể khác nhau trong cùng một phôi.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu bao gồm 261 phôi nang sinh thiết từ 61 bệnh nhân có chỉ định nuôi cấy liên tục và sàng lọc di truyền. Cỡ mẫu này được thu thập toàn bộ theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện có chủ đích dựa trên các tiêu chuẩn lựa chọn và loại trừ nghiêm ngặt tại bệnh viện.

Hệ thống nuôi cấy theo dõi phôi liên tục Time-lapse GERI PLUS được sử dụng để chụp ảnh phôi tự động mỗi 5 đến 10 phút. Kỹ thuật sinh thiết tế bào lá nuôi ngày 5 thu nhận từ 5 đến 8 tế bào, sau đó phân tích toàn bộ 24 nhiễm sắc thể bằng công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới NGS.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích thống kê trên phần mềm SPSS 16.0 bằng kiểm định Chi bình phương và tỷ suất chênh OR với khoảng tin cậy 95% là nhằm xác định chính xác mối liên hệ phi tham số giữa các biến số hình thái và bất thường di truyền ở mức ý nghĩa p dưới 0,05, bảo đảm tính khách quan và độ tin cậy khoa học cao trong y sinh học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận và lượng hóa các phát hiện quan trọng sau:

Thứ nhất, tỷ lệ xuất hiện biến cố phân chia bất thường trên hệ thống theo dõi liên tục chiếm 50,2% với 131 phôi, trong khi nhóm phân chia bình thường chiếm 49,8% với 130 phôi. Trong nhóm bất thường, hiện tượng phân chia trực tiếp xuất hiện phổ biến nhất chiếm 23,7%, tiếp theo là phân chia hỗn loạn chiếm 10,0%, phân chia ngược chiếm 8,0%, hiện tượng đa nhân chiếm 4,2% và đa bất thường chiếm 4,1%.

Thứ hai, khả năng tạo phôi nang tốt ở nhóm phân chia bình thường đạt 78,5%, cao hơn vượt trội so với mức 55,0% ở nhóm phân chia bất thường với giá trị p bằng 0,02. Trong từng phân nhóm bất thường, phôi phân chia trực tiếp vẫn tạo được 66,1% phôi nang tốt, phân chia ngược đạt 57,1%, đa nhân đạt 54,5%, trong khi nhóm đa bất thường chỉ tạo được 20,0% phôi nang đạt chuẩn.

Thứ ba, tỷ lệ phôi chỉnh bội ở nhóm phân chia bình thường đạt 69,2%, cao hơn 1,3 lần so với nhóm bất thường đạt 63,4%. Đáng chú ý, phôi phân chia trực tiếp vẫn có 64,5% chỉnh bội, phân chia ngược đạt 61,1%, đa nhân đạt 63,6%, còn nhóm đa bất thường chỉ đạt 40,0% chỉnh bội.

Thứ tư, cơ cấu bất thường di truyền trong 131 phôi mang đột biến gồm có: đột biến thể khảm chiếm đa số với 56,68%, đột biến số lượng nhiễm sắc thể chiếm 36,65% và đột biến cấu trúc chiếm 6,67%. Các dạng lệch bội thường gặp nhất là Trisomy 16 chiếm 4,51%, Trisomy 21 chiếm 3,78% và Monosomy X chiếm 3,36%.

Thảo luận kết quả

Các số liệu thống kê được tổng hợp minh họa rõ ràng thông qua hệ thống bảng tương quan chéo giữa hình thái với tỷ lệ chỉnh bội và biểu đồ cột phân bố các dạng đột biến nhiễm sắc thể. Kết quả cho thấy sự tương đồng cao với nghiên cứu của tác giả Zhan và cộng sự năm 2016 khi ghi nhận tỷ lệ phân chia trực tiếp đạt 21,6%.

Hiện tượng lệch bội số lượng có tỷ lệ mất và thừa nhiễm sắc thể xấp xỉ 1:1, tương tự công bố của Francisca năm 2014 trên 15.169 phôi. Điểm cốt lõi rút ra từ thảo luận là: mặc dù phôi phân chia bất thường có tỷ lệ tạo phôi nang thấp hơn, nhưng một khi đã phát triển thành phôi nang tốt thì tỷ lệ chỉnh bội vẫn đạt trên 60%. Điều này khẳng định không nên loại bỏ sớm các phôi có bất thường phân cắt nếu không có xét nghiệm di truyền hỗ trợ.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, tích hợp hệ thống theo dõi phôi liên tục Time-lapse kết hợp xét nghiệm di truyền tiền làm tổ vào phác đồ điều trị thường quy nhằm nâng tỷ lệ có thai lâm sàng lên trên 55% trong vòng 6 tháng tới, do các trung tâm hỗ trợ sinh sản trên toàn quốc chủ trì thực hiện.

Thứ hai, chuẩn hóa kỹ thuật sinh thiết tế bào lá nuôi ngày 5 với lượng lấy từ 5 đến 8 tế bào nhằm giảm tỷ lệ tổn thương cơ học của phôi xuống dưới 1%, mục tiêu hoàn thiện quy trình chuẩn trong quý 1 năm tiếp theo tại các phòng Lab thụ tinh trong ống nghiệm.

Thứ ba, ứng dụng thuật toán đánh giá động học hình thái đa thông số kết hợp giải trình tự gen NGS 24 nhiễm sắc thể để giảm tỷ lệ sảy thai sớm xuống dưới 10% trong lộ trình 12 tháng, do các bác sĩ lâm sàng và chuyên viên di truyền phối hợp thực hiện.

Thứ tư, triển khai các khóa đào tạo chuyên sâu về nhận diện 5 dạng bất thường động học phôi cho 100% kỹ thuật viên phôi học trong thời gian 3 tháng, do Hội đồng Khoa học và Công nghệ Sinh học Y học bảo trợ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm 1: Bác sĩ chuyên khoa hỗ trợ sinh sản và sản phụ khoa. Tài liệu cung cấp căn cứ lâm sàng vững chắc để tư vấn chỉ định nuôi cấy phôi ngày 5 và thực hiện sàng lọc PGT-A cho bệnh nhân lớn tuổi hoặc thất bại làm tổ nhiều lần.

Nhóm 2: Chuyên viên phôi học tại các phòng xét nghiệm thụ tinh ống nghiệm. Luận văn cung cấp bộ tiêu chuẩn định lượng các mốc động học phân chia và kỹ thuật sinh thiết lá nuôi an toàn cho hơn 90% số phôi nuôi cấy.

Nhóm 3: Học viên cao học, nghiên cứu sinh và nhà nghiên cứu công nghệ sinh học y dược. Đây là nguồn tham khảo phương pháp luận chuẩn mực về xử lý dữ liệu di truyền học tế bào và ứng dụng NGS trên cỡ mẫu 261 phôi thực tế.

Nhóm 4: Các cặp vợ chồng đang điều trị vô sinh hiếm muộn. Giúp người bệnh hiểu rõ cơ sở khoa học của việc chọn phôi, yên tâm khi biết khoảng 60% phôi phân chia bất thường nhẹ vẫn có cơ hội mang bộ gen bình thường để sinh con khỏe mạnh.

Câu hỏi thường gặp

Phôi có hiện tượng phân chia trực tiếp hoặc phân chia ngược có nên chuyển vào tử cung không? Có thể chuyển nếu phôi đạt chất lượng phôi nang tốt và có kết quả PGT-A chỉnh bội. Nghiên cứu chứng minh nhóm phân chia trực tiếp vẫn có 64,5% chỉnh bội và phân chia ngược đạt 61,1% chỉnh bội, do đó không nên hủy bỏ phôi mà cần xét nghiệm di truyền kiểm chứng.

Hệ thống Time-lapse vượt trội hơn tủ cấy thông thường ở những điểm nào? Hệ thống Time-lapse chụp ảnh phôi tự động mỗi 5 đến 10 phút, duy trì môi trường nhiệt độ và khí ổn định 100%. Công nghệ này giúp phát hiện 50,2% phôi có phân cắt bất thường mà phương pháp quan sát tĩnh truyền thống hoàn toàn bỏ sót.

Vì sao nên sinh thiết tế bào lá nuôi ngày 5 thay vì sinh thiết phôi bào ngày 3? Sinh thiết ngày 5 lấy từ 5 đến 8 tế bào lá nuôi không gây ảnh hưởng đến khối tế bào nụ phôi phát triển thành thai nhi sau này. Phương pháp này cung cấp đủ lượng DNA cho giải trình tự NGS chính xác hơn 99% và hạn chế sai số do phôi khảm giai đoạn phân cắt.

Tỷ lệ đột biến thể khảm ở phôi tiền làm tổ chiếm bao nhiêu phần trăm? Nghiên cứu ghi nhận đột biến thể khảm chiếm tỷ lệ cao nhất với 56,68% trong tổng số phôi bất thường, trong đó khảm thừa và mất nhiễm sắc thể chiếm khoảng 24,92% và 23,29%. Các phôi khảm mức độ thấp vẫn có tiềm năng tự sửa chữa và phát triển thành thai nhi khỏe mạnh.

Đột biến số lượng nhiễm sắc thể nào xuất hiện phổ biến nhất ở phôi người? Các bất thường số lượng thường gặp nhất trong nghiên cứu là Trisomy 16 chiếm 4,51%, Trisomy 21 chiếm 3,78% và Monosomy X chiếm 3,36%. Đây là những nguyên nhân chính dẫn đến hội chứng Down hoặc sảy thai sớm trong 3 tháng đầu thai kỳ.

Kết luận

  • Phôi phân chia bình thường đạt tỷ lệ tạo phôi nang tốt vượt trội ở mức 78,5% so với mức 55,0% của nhóm phân chia bất thường.
  • Khoảng 63,4% phôi mang bất thường phân chia động học vẫn có chất liệu di truyền chỉnh bội bình thường sau khi xét nghiệm PGT-A.
  • Đột biến thể khảm chiếm tỷ trọng cao nhất với 56,68% trong cơ cấu các bất thường nhiễm sắc thể tiền làm tổ.
  • Kỹ thuật sinh thiết tế bào lá nuôi kết hợp giải trình tự NGS 24 nhiễm sắc thể là tiêu chuẩn vàng để thẩm định chất lượng phôi.
  • Hệ thống Time-lapse cung cấp dữ liệu hình thái động học chuẩn xác giúp tối ưu hóa chiến lược chuyển đơn phôi cho người bệnh.

Luận văn đã đóng góp bằng chứng thực nghiệm giá trị, khẳng định vai trò bổ trợ không thể tách rời giữa động học hình thái và di truyền phân tử. Trong lộ trình 12 đến 24 tháng tới, các cơ sở y tế cần mở rộng nghiên cứu đa trung tâm trên 1.000 phôi để ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào chọn phôi. Độc giả quan tâm hãy tham khảo toàn văn công trình nghiên cứu để ứng dụng hiệu quả vào thực hành lâm sàng.