Nghiên cứu các dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh tại Bệnh viện Phụ sản Cần Thơ

Luận án tiến sĩ nghiên cứu bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh tại Bệnh viện Phụ sản Cần Thơ, cung cấp thông tin quan trọng về nguyên nhân vô sinh.

• Tác giả: Cao Thị Tài Nguyên
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Trung Kiên
• Trường học: Đại học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh tại Bệnh viện Phụ sản Thành phố Cần Thơ
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.1. Giới hạn của nghiên cứu
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
• 1.3. Những đóng góp mới của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Đại cương về vô sinh và quá trình sinh tinh
• 2.2. Một số khái niệm về vô sinh và vô sinh nam
• 2.3. Đại cương về quá trình sinh tinh
• 2.4. Tinh dịch đồ và một số yếu tố liên quan đến vô sinh nam
• 2.5. Một số yếu tố liên quan đến vô sinh nam
• 2.6. Nhiễm sắc thể Y và một số bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới vô sinh
• 2.6.1. Cấu trúc nhiễm sắc thể Y của người
• 2.6.2. Một số chỉ dấu di truyền trên nhiễm sắc thể Y
• 2.6.3. Bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới vô sinh
• 2.7. Một số kỹ thuật dùng để phát hiện nguyên nhân di truyền ở nam giới vô sinh
• 2.7.1. Kỹ thuật di truyền tế bào
• 2.7.2. Kỹ thuật lai tại chỗ huỳnh quang
• 2.7.3. Kỹ thuật PCR đa mồi
• 2.7.4. Kỹ thuật khuếch đại các đầu dò phụ thuộc ghép nối
• 2.7.5. Kỹ thuật Realtime PCR
• 2.7.6. Kỹ thuật QF-PCR
• 2.7.7. Kỹ thuật giải trình tự
• 2.8. Tình hình nghiên cứu một số nguyên nhân vô sinh ở nam giới
• 2.8.1. Trên thế giới
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát
• 3.2. Đối tượng nghiên cứu
• 3.3. Tiêu chuẩn chọn mẫu
• 3.4. Tiêu chuẩn loại trừ
• 3.5. Phương pháp chọn mẫu
• 3.6. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 3.7. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất
• 3.8. Phương pháp nghiên cứu
• 3.9. Xây dựng và kiểm định quy trình kỹ thuật QF-PCR để phát hiện một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng /mL tinh dịch
• 3.10. Xác định tỷ lệ một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng /mL tinh dịch bằng quy trình kỹ thuật QF-PCR đã được xây dựng và kiểm định
• 3.11. Mô tả đặc điểm tinh dịch đồ, nội tiết tố và một số yếu tố liên quan đến bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng /mL tinh dịch
• 3.12. Y đức trong nghiên cứu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Xây dựng và kiểm định quy trình kỹ thuật QF-PCR để phát hiện một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng /mL tinh dịch
• 4.1.1. Xây dựng quy trình kỹ thuật QF-PCR
• 4.1.2. Kiểm định quy trình kỹ thuật QF-PCR
• 4.2. Xác định tỷ lệ một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng /mL tinh dịch bằng quy trình kỹ thuật QF-PCR đã được xây dựng và kiểm định
• 4.2.1. Các dạng mất đoạn AZF trên nhiễm sắc thể Y
• 4.2.2. Nhân đoạn gen DAZ
• 4.2.3. Hội chứng Klinefelter có bất thường nhiễm sắc thể Y
• 4.3. Mô tả đặc điểm tinh dịch đồ, nội tiết tố và một số yếu tố liên quan đến bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng /mL tinh dịch
• 4.3.1. Đặc điểm chung và một số yếu tố liên quan đến bất thường nhiễm sắc thể Y
• 4.3.2. Đặc điểm tinh dịch đồ
• 4.3.3. Đặc điểm nội tiết trục tuyến yên-tinh hoàn và liên quan giữa bất thường nhiễm sắc thể Y với nồng độ hormon
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới vô sinh tại Bệnh viện Phụ sản Cần Thơ. Mục tiêu chính là xây dựng và kiểm định quy trình kỹ thuật QF-PCR để phát hiện các dạng bất thường di truyền liên quan đến nhiễm sắc thể Y. Nghiên cứu cũng nhằm xác định tỷ lệ các bất thường này và mô tả đặc điểm tinh dịch đồ, nội tiết tố ở nhóm đối tượng này.

1.1. Bối cảnh và ý nghĩa

Vô sinh nam là vấn đề y tế nghiêm trọng, trong đó bất thường nhiễm sắc thể Y đóng vai trò quan trọng. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc chẩn đoán vô sinh và hỗ trợ điều trị vô sinh hiệu quả hơn.

1.2. Mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu nhằm: (1) Xây dựng quy trình QF-PCR; (2) Xác định tỷ lệ bất thường nhiễm sắc thể Y; (3) Mô tả đặc điểm tinh dịch đồ và nội tiết tố ở nam giới vô sinh.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp QF-PCR với 14 chỉ dấu di truyền để phát hiện bất thường nhiễm sắc thể Y. Đối tượng nghiên cứu là nam giới có mật độ tinh trùng ≤ 5x10^6/mL. Quy trình được kiểm định độ tin cậy và chính xác cao.

2.1. Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện từ 11/2014 đến 03/2017 tại Bệnh viện Phụ sản Cần Thơ. Mẫu nghiên cứu được chọn theo tiêu chuẩn cụ thể, loại trừ các trường hợp không đủ điều kiện.

2.2. Kỹ thuật QF PCR

Quy trình QF-PCR sử dụng 14 chỉ dấu di truyền như SRY, AMEL, và DAZ. Kỹ thuật này cho phép phát hiện các mất đoạn AZF và nhân đoạn gen DAZ một cách chính xác.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả cho thấy tỷ lệ bất thường nhiễm sắc thể Y là 35.1% ở nam giới vô sinh. Các dạng bất thường chính bao gồm mất đoạn AZF (83.2%), nhân đoạn DAZ (13.3%), và hội chứng Klinefelter (3.5%). Nghiên cứu cũng phát hiện 4 kiểu mất đoạn AZFc mới.

3.1. Tỷ lệ bất thường

Tỷ lệ bất thường nhiễm sắc thể Y cao nhất ở nhóm nam giới vô tinh (28.9%). Các yếu tố như tiếp xúc hóa chất và thuốc trừ sâu làm tăng nguy cơ bất thường.

3.2. Đặc điểm tinh dịch đồ và nội tiết

Nam giới có bất thường nhiễm sắc thể Y có nguy cơ cao về bất thường nồng độ hormon FSH, LH, và testosteron. Tuy nhiên, sự khác biệt chưa có ý nghĩa thống kê.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình QF-PCR để phát hiện bất thường nhiễm sắc thể Y. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong chẩn đoán vô sinh và hỗ trợ điều trị vô sinh nam.

4.1. Đóng góp của nghiên cứu

Nghiên cứu cung cấp dữ liệu quan trọng về bất thường di truyền ở nam giới vô sinh, hỗ trợ các bác sĩ trong việc đưa ra phác đồ điều trị phù hợp.

4.2. Hướng nghiên cứu tương lai

Cần mở rộng nghiên cứu trên quy mô lớn hơn và kết hợp các kỹ thuật di truyền hiện đại để nâng cao hiệu quả chẩn đoán và điều trị.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Vấn đề vô sinh và hiếm muộn đang trở thành một thách thức y tế và xã hội lớn trên toàn cầu cũng như tại Việt Nam. Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Việt Nam thuộc nhóm quốc gia có tỷ lệ vô sinh cao tại khu vực Tây Thái Bình Dương, với khoảng 10-15% các cặp vợ chồng trong độ tuổi sinh đẻ cần can thiệp y tế, trong đó nguyên nhân xuất phát từ nam giới chiếm tới 40% (Trịnh Thế Sơn, 2011). Về mặt sinh học phân tử, nguyên nhân di truyền chiếm từ 4% đến 38% các trường hợp vô sinh nam (Mafra et al., 2011; Choi et al., 2013; Nguyễn Đức Nhự, 2015), chủ yếu tập trung vào hai dạng bất thường then chốt: hội chứng Klinefelter (47,XXY) và các vi mất đoạn tại vùng yếu tố gây không có tinh trùng (Azoospermia Factor - AZF) trên nhánh dài của nhiễm sắc thể Y (Yq11.2).

Khoảng trống nghiên cứu (research gap) cốt lõi tại Việt Nam trước thời điểm công trình này được triển khai là việc chẩn đoán di truyền phần lớn phụ thuộc vào phương pháp di truyền tế bào cổ điển (nuôi cấy bạch cầu lympho máu ngoại vi) vốn tốn thời gian (2-5 tuần) và không thể phát hiện vi mất đoạn dưới 3 Mb; hoặc kỹ thuật Multiplex PCR điện di gel agarose truyền thống vốn chỉ định tính, không thể định lượng được biến dị số lượng bản sao (Copy Number Variation - CNV), không phát hiện được hiện tượng nhân đoạn gen DAZ cũng như các vi mất đoạn bán phần vùng AZFc. Để giải quyết triệt để rào cản này, luận án của nghiên cứu sinh Cao Thị Tài Nguyên (2018) với đề tài "Nghiên cứu một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh tại Bệnh viện Phụ sản Thành phố Cần Thơ" dưới sự hướng dẫn của PGS. Nguyễn Trung Kiên đã đặt ra ba câu hỏi và giả thuyết nghiên cứu cụ thể:

1. Câu hỏi nghiên cứu 1 (H1): Liệu có thể xây dựng và tối ưu hóa một quy trình kỹ thuật QF-PCR (Quantitative Fluorescence - Polymerase Chain Reaction) đa mồi tích hợp 14 chỉ dấu di truyền để phát hiện đồng thời cả lệch bội nhiễm sắc thể giới tính và các dạng vi mất đoạn, nhân đoạn trên nhiễm sắc thể Y chỉ trong một lần xét nghiệm duy nhất hay không?
2. Câu hỏi nghiên cứu 2 (H2): Tỷ lệ và đặc điểm phân bố của các dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới thiểu tinh nặng ($\le 5\times 10^6$ tinh trùng/mL) và vô tinh tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long là bao nhiêu?
3. Câu hỏi nghiên cứu 3 (H3): Có mối liên quan có ý nghĩa sinh học hoặc thống kê giữa các dạng bất thường nhiễm sắc thể Y với đặc điểm tinh dịch đồ, nồng độ nội tiết tố trục hạ đồi - tuyến yên - tinh hoàn (FSH, LH, Testosteron) và các yếu tố phơi nhiễm môi trường, nghề nghiệp hay không?

Nghiên cứu được thiết kế trên phạm vi cỡ mẫu gồm 322 nam giới khám vô sinh có mật độ tinh trùng $\le 5\times 10^6$ tinh trùng/mL tại Bệnh viện Phụ sản Thành phố Cần Thơ trong thời gian từ tháng 11/2014 đến tháng 03/2017. Nghiên cứu mang tính đột phá khi khai thác hệ thống máy phân tích di truyền mao quản ABI 3500 sẵn có tại địa phương để thiết lập quy trình chẩn đoán phân tử có độ chính xác cao, rút ngắn thời gian trả kết quả xuống dưới 24-48 giờ với chi phí tối ưu, tạo bước ngoặt trong hỗ trợ sinh sản lâm sàng tại khu vực Tây Nam Bộ.

Literature Review và Positioning

Khung lý thuyết về di truyền học nhiễm sắc thể Y bắt đầu từ phát hiện nền tảng của Tiepolo và Zuffardi (1976), chứng minh vùng Yq11 chứa các yếu tố thiết yếu cho quá trình sinh tinh (spermatogenesis). Sau đó, các nghiên cứu của Vogt et al. (1996) và Navarro-Costa et al. (2010) đã phân định cấu trúc vùng MSY (Male-Specific Y region) thành các phân vùng chức năng AZFa, AZFb và AZFc, được cấu thành từ các cấu trúc lặp đối xứng đảo ngược (palindromes) phức tạp (P1 đến P8).

Trong y văn quốc tế, Viện Hàn lâm Nam học Châu Âu và Mạng lưới Kiểm định Chất lượng Di truyền Phân tử Châu Âu (EAA/EMQN guidelines, Krausz et al., 2014) khuyến cáo sử dụng 6 chỉ dấu chuẩn STS (sY84, sY86 cho AZFa; sY127, sY134 cho AZFb; sY254, sY255 cho AZFc) cho xét nghiệm mất đoạn AZF cơ bản. Tuy nhiên, tồn tại một cuộc tranh luận học thuật sâu sắc liên quan đến các dạng mất đoạn một phần (partial deletions) của vùng AZFc (các kiểu gr/gr, b2/b3, b1/b3):

• Trường phái thứ nhất (Rubina & Nosheen, 2011 tại Pakistan; Lynch et al., 2005 tại Úc) khẳng định mất đoạn bán phần gr/gr gây mất 2 gen DAZ (DAZ1/DAZ2) và 1 gen CDY1a, là yếu tố nguy cơ trực tiếp dẫn đến suy giảm sinh tinh nghiêm trọng và vô sinh nam.
• Ngược lại, trường phái thứ hai (Stahl et al., 2011 khi khảo sát 1.410 nam giới tại Mỹ) cho rằng mất đoạn gr/gr là một biến dị di truyền trung tính, không có mối liên hệ nhân quả rõ ràng với tình trạng suy giảm tinh trùng ở một số quần thể nhất định.

Đặc biệt, nghiên cứu quốc tế của Rozen et al. (2012) khi phân tích đa trung tâm trên 20.000 nam giới thuộc 5 quần thể toàn cầu đã chỉ ra rằng người Việt Nam có tỷ lệ mất đoạn bán phần AZFc kiểu gr/gr cao nhất thế giới, lên tới 16% (16/107 mẫu tại Hà Nội và Huế), cao hơn đáng kể so với Tunisia (7,8%), Ấn Độ (7,7%), Ba Lan (4,8%) và Mỹ (3%). Nghiên cứu của Choi et al. (2013) tại Hàn Quốc ghi nhận tỷ lệ mất đoạn AZF chung là 38,06% (110/289 trường hợp), trong đó nhóm vô tinh chiếm 75,5%; Asadi et al. (2017) tại Iran ghi nhận tỷ lệ mất đoạn AZFc chiếm ưu thế tuyệt đối (70,7%).

Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đây (Nguyễn Minh Hà, 2011; Nguyễn Thị Việt Hà, 2012; Phan Thị Hoan et al., 2013; Trần Văn Khoa et al., 2013; Nguyễn Đức Nhự, 2015) ghi nhận tỷ lệ mất đoạn AZF dao động từ 5% đến 12,8%, nhưng hầu như chỉ dừng lại ở kỹ thuật PCR đa mồi định tính đơn giản trên gel agarose và chưa khảo sát sâu cấu trúc vi mất đoạn bán phần AZFc hay biến dị bản sao gen DAZ. Luận án đã định vị chính xác tại điểm giao thoa giữa di truyền học phân tử hiện đại và công nghệ sinh học y dược, lấp đầy khoảng trống dữ liệu về phổ đột biến nhiễm sắc thể Y ở quần thể nam giới vô sinh khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án mở rộng và làm sâu sắc thêm lý thuyết tái tổ hợp tương đồng không tương ứng (Non-Allelic Homologous Recombination - NAHR) trong cấu trúc amplicon và palindrome của vùng AZF (Navarro-Costa et al., 2010). Kết quả nghiên cứu chứng minh rằng quá trình tái tổ hợp giữa các khối palindrome không chỉ tạo ra các mất đoạn hoàn toàn (classical complete deletions) mà còn hình thành các biến thể vi mất đoạn và nhân đoạn phức tạp:

1. Xác lập bằng chứng thực nghiệm về 4 kiểu mất đoạn bán phần AZFc mới xuất hiện (de novo) trong quần thể người Việt: mất đoạn sY1191-sY1192, mất đoạn sY1291, mất 2 gen DAZ - 1 gen CDY1, và mất 1 gen CDY1.
2. Củng cố lý thuyết về hiệu ứng liều gen (gene dosage effect): Chứng minh cụm gen DAZ (gồm 4 bản sao DAZ1, DAZ2, DAZ3, DAZ4) trên NST Y và gen tương đồng DAZL trên nhiễm sắc thể số 3 có thể trải qua hiện tượng nhân đoạn (duplication) tạo thành tỷ lệ bản sao DAZ/DAZL là 6:2 hoặc 8:2 (thay vì 4:2 bình thường), mở ra hướng tiếp cận mới về vai trò của hiện tượng dư thừa bản sao gen đối với quá trình ức chế sinh tinh.
3. Phát hiện tính đa hình về chiều dài phân tử (length polymorphism) của trình tự STS sY1291 dao động từ 507 bp đến 527 bp, đóng góp dữ liệu trình tự chuẩn vào ngân hàng gen quốc tế phục vụ các nghiên cứu phả hệ và nhân chủng học di truyền.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp một hệ thống đa tầng gồm 14 chỉ dấu di truyền phân tử được thiết kế thành 3 bộ phản ứng QF-PCR đa mồi (Set 1, Set 2, Set 3) tương thích với hệ thống phân tích huỳnh quang 3 màu FAM, VIC, NED:

• Nhóm 1 - Xác định giới tính và lệch bội nhiễm sắc thể: Gen SRY (Yp11.2, 470 bp), locus AMEL (AMELX 106 bp, AMELY 112 bp), và locus TAF9B (TAF9B3 trên NST 3 và TAF9BX trên NST X) cho phép phát hiện chính xác hội chứng Klinefelter (tỷ lệ diện tích đỉnh AMELX/AMELY là 2:1 và TAF9B3/TAF9BX là 2:2) cũng như hội chứng Jacobs (47,XYY).
• Nhóm 2 - Sàng lọc mất đoạn AZF chuẩn theo EAA/EMQN: sY84, sY86 (AZFa - gen USP9Y, DDX3Y); sY127, sY134 (AZFb - cụm gen RBMY, HSFY, PRY); sY254, sY255 (AZFc - nhận diện gen DAZ).
• Nhóm 3 - Phân tích chi tiết vi cấu trúc AZFc và định lượng bản sao: sY1191, sY1192, sY1291, cụm gen CDY (CDY1/CDY2) và cụm gen DAZ/DAZL (sản phẩm 214 bp và 217 bp).

Điều kiện biên (boundary conditions) của khung phân tích này được xác lập chặt chẽ: áp dụng tối ưu cho nam giới có mật độ tinh trùng $\le 5\times 10^6/mL$, yêu cầu nồng độ và độ tinh sạch DNA mẫu đạt tỷ số $A_{260}/A_{280} = 1,8 - 2,0$, và khả năng phân giải tín hiệu huỳnh quang định lượng dựa trên tỷ số diện tích đỉnh (peak area ratio) của điện di mao quản.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu theo trường phái thực chứng (positivism), áp dụng thiết kế mô tả cắt ngang kết hợp phân tích thực nghiệm phân tử có đối chứng.

• Đối tượng nghiên cứu: 322 bệnh nhân nam đến khám vô sinh tại Bệnh viện Phụ sản Thành phố Cần Thơ có mật độ tinh trùng $\le 5\times 10^6$ tinh trùng/mL tinh dịch (theo hướng dẫn của WHO 2010).
• Tiêu chuẩn chọn mẫu: Nam giới được chẩn đoán vô sinh (không thể có thai sau $\ge 12$ tháng quan hệ tình dục đều đặn không dùng biện pháp tránh thai), có kết quả xét nghiệm tinh dịch đồ xác nhận vô tinh (azoospermia) hoặc thiểu tinh nặng (severe oligozoospermia $\le 5\times 10^6/mL$).
• Tiêu chuẩn loại trừ: Bệnh nhân có tiền sử phẫu thuật cắt bỏ tinh hoàn, chấn thương dập tinh hoàn hoàn toàn hoặc từ chối tham gia nghiên cứu.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình kỹ thuật được thực hiện đa tầng nhằm đảm bảo độ tin cậy tuyệt đối:

1. Kỹ thuật di truyền tế bào (Cytogenetics): Nuôi cấy tế bào bạch cầu lympho máu ngoại vi bằng môi trường RPMI 1640 bổ sung huyết thanh thai bò (FBS) và kích thích phân bào bằng Phytohemagglutinin (PHA). Bổ sung Colcemid ở giờ thứ 70 để dừng tế bào ở kỳ giữa (metaphase), thu hoạch ở giờ thứ 72, xử lý sốc nhược trương bằng dung dịch KCl 0,075M, cố định bằng dung dịch Carnoy (methanol : acid acetic = 3:1), nhuộm băng Giemsa (GTG) và phân tích Karyotype theo chuẩn ISCN dưới kính hiển vi quang học độ phóng đại $1000\times$.
2. Quy trình QF-PCR đa mồi: Tối ưu hóa chu trình nhiệt trên máy GeneAmp PCR System 9700. Sản phẩm PCR gắn huỳnh quang được pha loãng với Hi-Di Formamide và thang chuẩn nội kích thước GeneScan 500 LIZ/ROX, biến tính ở 95°C trong 5 phút, làm lạnh nhanh và nạp vào máy phân tích di truyền ABI 3500 (Applied Biosystems). Tín hiệu huỳnh quang được phân tích bằng phần mềm GeneMapper v4.1.
3. Kiểm định và giải trình tự Sanger (Sanger Sequencing): Mẫu đối chứng dương và các mẫu có kích thước khuếch đại dị biệt của chỉ dấu sY1291 được kiểm chứng chéo bằng kit thương mại chuẩn Châu Âu Devyser AZF (Thụy Điển). Đồng thời, sản phẩm PCR được điện di trên gel agarose 2%, thu hồi đoạn DNA đặc hiệu và thực hiện giải trình tự Sanger hai chiều (Forward và Reverse) bằng mồi chuyên biệt LAPT trên hệ thống ABI 3500 với thuật toán phân tích Basecaller để đối chiếu độ tương đồng (BLAST) với ngân hàng dữ liệu NCBI (phiên bản GRCh38.p7).

Data và phân tích

Dữ liệu nhân khẩu học, lâm sàng, tinh dịch đồ và nồng độ nội tiết tố (FSH, LH, Testosteron định lượng bằng kỹ thuật miễn dịch hóa phát quang ECLIA trên hệ thống Cobas) được nhập và xử lý bằng phần mềm thống kê chuyên ngành SPSS 20.0 và MedCalc.

• Sử dụng các kiểm định Chi-bình phương ($\chi^2$) hoặc Fisher's Exact Test để đánh giá mối liên quan giữa các biến định tính.
• Ước lượng nguy cơ tương đối thông qua tỷ số Odds Ratio (OR) với khoảng tin cậy 95% (95% CI).
• Giá trị $p < 0,05$ được coi là có ý nghĩa thống kê.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Dữ liệu thực nghiệm của luận án cung cấp các bằng chứng định lượng chính xác:

1. Tỷ lệ bất thường nhiễm sắc thể Y ở mức cao: Trong 322 nam giới khảo sát, có 113 trường hợp phát hiện bất thường nhiễm sắc thể Y, chiếm tỷ lệ 35,1% (113/322). Trong đó:
   • Các mất đoạn AZF chiếm ưu thế tuyệt đối với 83,2% (94/113 trường hợp).
   • Đột biến nhân đoạn gen DAZ chiếm 13,3% (15/113 trường hợp).
   • Nam giới mắc hội chứng Klinefelter có bất thường kèm theo trên NST Y chiếm 3,5% (4/113 trường hợp).
2. Phổ vi mất đoạn AZF đa dạng: Trong số các ca mất đoạn, mất hoàn toàn đoạn AZFc là dạng thường gặp nhất; tuy nhiên, điểm đột phá là phát hiện 4 kiểu mất đoạn bán phần AZFc mới xuất hiện (de novo): mất đoạn sY1191-sY1192, mất đoạn sY1291, mất 2 gen DAZ - 1 gen CDY1, và mất 1 gen CDY1.
3. Đa hình chiều dài đoạn khuếch đại sY1291: Ghi nhận hiện tượng đa hình kích thước sản phẩm PCR huỳnh quang của chỉ dấu sY1291 dao động từ 507 bp đến 527 bp, được giải trình tự Sanger khẳng định có độ tương đồng hoàn toàn với các biến thể trình tự trên ngân hàng gen NCBI.
4. Đặc điểm tinh dịch đồ và nội tiết tố: Nam giới vô tinh chiếm 28,9% (93/322 trường hợp); nhóm thiểu tinh nặng chiếm 71,1% (229/322). Tỷ lệ đối tượng có rối loạn nội tiết tố là 41,3% (133/322 trường hợp), trong đó dạng tổn thương tế bào mầm nguyên phát (FSH tăng cao, LH và Testosteron bình thường) chiếm tỷ lệ cao nhất với 44,3% (59/133 ca).
5. Yếu tố nguy cơ nghề nghiệp và nội tiết: Nam giới có tiền sử tiếp xúc với hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật có nguy cơ bất thường nhiễm sắc thể Y cao gấp 1,64 lần so với nhóm không tiếp xúc ($OR = 1,64; p > 0,05$). Bệnh nhân mang bất thường NST Y có nguy cơ rối loạn nồng độ hormon FSH, LH và Testosteron cao hơn nhóm bình thường lần lượt là 1,43 lần; 1,20 lần và 1,39 lần ($p > 0,05$).

                      TỔNG CỠ MẪU NGHIÊN CỨU (N = 322)
      Bất thường NST Y: 35,1% (n = 113)          Không phát hiện: 64,9% (n = 209)
Mất đoạn AZF   Nhân đoạn DAZ  Hội chứng Klinefelter (47,XXY)
83,2% (n=94)   13,3% (n=15)   3,5% (n=4)
        * Mất đoạn sY1191-sY1192
        * Mất đoạn sY1291
        * Mất 2 gen DAZ - 1 gen CDY1
        * Mất 1 gen CDY1

Implications đa chiều

• Về mặt lâm sàng và hỗ trợ sinh sản (ART): Việc xác định chính xác kiểu mất đoạn AZF có ý nghĩa quyết định trong chỉ định vi phẫu thuật trích tinh trùng từ tinh hoàn (microTESE). Đối với bệnh nhân mất đoạn AZFa hoặc AZFb hoàn toàn, sinh thiết tinh hoàn thường cho kết quả hội chứng chỉ có tế bào Sertoli (SCOS) hoặc ngừng sinh tinh hoàn toàn, tỷ lệ tìm thấy tinh trùng bằng microTESE gần như bằng 0%, do đó bác sĩ có thể tư vấn dừng can thiệp xâm lấn không cần thiết để tránh tổn thất tài chính và tâm lý cho bệnh nhân. Ngược lại, bệnh nhân mất đoạn AZFc vẫn có cơ hội tìm thấy tinh trùng để thực hiện tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (ICSI) với tỷ lệ thành công lên tới 70%.
• Về tư vấn di truyền (Genetic Counseling): Giúp bác sĩ cảnh báo cho các cặp vợ chồng rằng kỹ thuật ICSI sẽ truyền nguyên vẹn nhiễm sắc thể Y mang đột biến mất đoạn AZF từ người cha sang 100% con trai sinh ra, giúp gia đình chủ động đưa ra quyết định sinh sản.
• Về kinh tế y tế: Quy trình QF-PCR 14 chỉ dấu tích hợp giúp các bệnh viện tuyến tỉnh/thành phố chẩn đoán toàn diện nguyên nhân di truyền chỉ trong 1 lần xét nghiệm với chi phí thấp hơn 3-4 lần so với việc phải thực hiện đồng thời Karyotyping và MLPA/PCR đa mồi tách rời.

Limitations và Future Research

Luận án thẳng thắn thừa nhận các giới hạn kỹ thuật và lâm sàng:

• Nghiên cứu chưa thể phân loại phẫu thuật triệt để giữa vô tinh do tắc nghẽn (Obstructive Azoospermia - OA) và vô tinh không do tắc nghẽn (Non-Obstructive Azoospermia - NOA) trên toàn bộ 93 bệnh nhân vô tinh do hạn chế trong chỉ định sinh thiết tinh hoàn xâm lấn.
• Kỹ thuật QF-PCR mặc dù phát hiện xuất sắc lệch bội số lượng và vi mất đoạn/nhân đoạn, nhưng không thể phát hiện các tái cấu trúc nhiễm sắc thể cân bằng như đảo đoạn (inversion) hoặc chuyển đoạn tương hỗ (reciprocal translocation) trên nhiễm sắc thể Y nếu các điểm gãy nằm ngoài phạm vi 14 vị trí gắn mồi.
• Mối liên quan giữa phơi nhiễm hóa chất/thuốc trừ sâu và rối loạn nội tiết với bất thường NST Y tuy ghi nhận mức tăng nguy cơ ($OR > 1$) nhưng chưa đạt mức ý nghĩa thống kê ($p > 0,05$), đòi hỏi cỡ mẫu lớn hơn.

Chương trình nghiên cứu tiếp theo (Future Research Agenda) cần tập trung vào:

1. Phát triển bảng giải trình tự thế hệ mới (Next-Generation Sequencing - NGS panel) tích hợp toàn bộ các gen đặc hiệu sinh tinh trên vùng MSY để phát hiện các đột biến điểm (SNVs) và biến dị cấu trúc phức tạp.
2. Thiết lập nghiên cứu dịch tễ học phân tử đa trung tâm quy mô lớn tại các tỉnh chịu ảnh hưởng nặng nề bởi thuốc bảo vệ thực vật tại Đồng bằng sông Cửu Long.
3. Nghiên cứu sâu cơ chế biểu sinh (epigenetics), sự methyl hóa DNA vùng khởi động của cụm gen DAZ và CDY1 ở những bệnh nhân có số lượng bản sao bình thường nhưng vẫn suy giảm sinh tinh.
4. Nghiên cứu theo dõi dọc (longitudinal study) sự phát triển thể chất và khả năng sinh sản của các bé trai được sinh ra từ các ca thụ tinh ống nghiệm có người cha mang vi mất đoạn bán phần AZFc.

Tác động và ảnh hưởng

Về mặt học thuật, công trình đóng góp bộ dữ liệu toàn diện đầu tiên về dịch tễ học phân tử các đột biến NST Y tại vùng Tây Nam Bộ, cung cấp nguồn tài liệu tham khảo giá trị cho các nghiên cứu sinh học, y học di truyền và công nghệ sinh học tại Việt Nam.

Về mặt chuyển giao kỹ thuật và dịch vụ y tế, quy trình QF-PCR 14 chỉ dấu đã được chuẩn hóa thành công và đưa vào ứng dụng thường quy tại Khoa Xét nghiệm Di truyền Y học – Bệnh viện Phụ sản Thành phố Cần Thơ. Thành quả này giúp nâng cao năng lực chẩn đoán tại chỗ, giảm tải chuyển tuyến lên các bệnh viện tuyến trên tại Thành phố Hồ Chí Minh, tiết kiệm hàng tỷ đồng chi phí đi lại và xét nghiệm cho hàng ngàn cặp vợ chồng hiếm muộn tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh và Giới học thuật: Tiếp cận quy trình công nghệ tối ưu hóa phản ứng QF-PCR đa mồi đa huỳnh quang và phương pháp luận thiết kế mồi kiểm định CNV.
• Bác sĩ Nam học và Hỗ trợ sinh sản (IVF/ICSI): Có công cụ cận lâm sàng chuẩn xác để tiên lượng khả năng trích xuất tinh trùng trước khi tiến hành thủ thuật microTESE, cá thể hóa phác đồ điều trị vô sinh nam.
• Chuyên viên Tư vấn Di truyền: Sở hữu cơ sở dữ liệu thực chứng để giải thích nguy cơ di truyền đột biến NST Y theo dòng phụ hệ cho người bệnh.
• Bệnh nhân và Cộng đồng: Được tiếp cận dịch vụ chẩn đoán di truyền kỹ thuật cao, độ chính xác tuyệt đối, thời gian trả kết quả nhanh chóng với chi phí hợp lý ngay tại địa phương.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì? Luận án đã mở rộng lý thuyết tái tổ hợp không tương ứng (NAHR) trên nhiễm sắc thể giới tính Y bằng việc chứng minh sự tồn tại của hiện tượng nhân đoạn gen DAZ (13,3%) và phát hiện 4 kiểu vi mất đoạn bán phần AZFc de novo đặc thù tại Việt Nam, làm sâu sắc thêm mô hình tương tác liều gen giữa DAZ (Yq11.23) và DAZL (3p24).

2. Tính đổi mới trong phương pháp luận so với các nghiên cứu trước đây thể hiện ở điểm nào? So với kỹ thuật nuôi cấy tế bào di truyền mất 2-5 tuần (Shaffer et al., 2009) và kỹ thuật PCR đa mồi điện di gel agarose định tính thông thường (Krausz et al., 2014; Nguyễn Đức Nhự, 2015), luận án đã thiết lập thành công hệ thống QF-PCR 14 chỉ dấu đa huỳnh quang (FAM, VIC, NED) trên máy ABI 3500. Phương pháp này cho phép phát hiện đồng thời lệch bội NST giới tính, mất đoạn cổ điển AZFa/b/c và định lượng bản sao gen DAZ chỉ trong một chu trình phân tích dưới 24 giờ.

3. Phát hiện thực nghiệm gây bất ngờ nhất là gì? Đó là tỷ lệ nhân đoạn gen DAZ chiếm tới 13,3% trong số các bất thường NST Y (tỷ lệ đỉnh DAZ/DAZL đạt 6:2 hoặc 8:2) và sự đa hình chiều dài khuếch đại của locus sY1291 (507-527 bp) đã được khẳng định thông qua giải trình tự Sanger, chứng minh rằng sự dư thừa bản sao gen hoặc biến dị cấu trúc STS cũng liên quan mật thiết đến tình trạng suy giảm sinh tinh nghiêm trọng.

4. Luận án có cung cấp quy trình tái lập thực nghiệm (Replication Protocol) hoàn chỉnh không? Có. Luận án mô tả chi tiết từng thông số kỹ thuật: nồng độ mồi, thành phần MasterMix cho 3 bộ phản ứng QF-PCR, nhiệt độ gắn mồi tham chiếu NEB, chu trình luân nhiệt trên GeneAmp 9700, tỷ lệ pha loãng sản phẩm huỳnh quang với Hi-Di Formamide, thang chuẩn GeneScan 500 LIZ, cùng các thông số vận hành trên máy ABI 3500 và phần mềm GeneMapper v4.1.

5. Chương trình nghiên cứu 10 năm tiếp theo được định hình ra sao? Chuyển giao từ kỹ thuật QF-PCR sang tích hợp giải trình tự thế hệ mới đích (Targeted NGS), giải mã toàn bộ biến dị cấu trúc vùng Palindrome trên NST Y, kết hợp công nghệ giải trình tự đơn tế bào (Single-cell RNA-seq) trên mô sinh thiết tinh hoàn để làm sáng tỏ cơ chế sinh học phân tử dẫn đến hiện tượng ngừng sinh tinh ở từng dạng vi mất đoạn.

Kết luận

1. Xây dựng và kiểm định thành công bộ kit và quy trình kỹ thuật QF-PCR 14 chỉ dấu di truyền phân tử (SRY, AMEL, TAF9B, sY84, sY86, sY127, sY134, sY254, sY255, sY1191, sY1192, sY1291, CDY, DAZ) có độ nhạy, độ đặc hiệu và độ tin cậy tương đương với các chuẩn quốc tế (Devyser, Thụy Điển).
2. Xác định tỷ lệ bất thường nhiễm sắc thể Y là 35,1% (113/322 trường hợp) ở nam giới khám vô sinh có mật độ tinh trùng $\le 5\times 10^6/mL$ tại Bệnh viện Phụ sản Thành phố Cần Thơ.
3. Phân định cơ cấu các dạng bất thường: Mất đoạn AZF chiếm 83,2% (94/113), nhân đoạn gen DAZ chiếm 13,3% (15/113) và hội chứng Klinefelter có bất thường NST Y chiếm 3,5% (4/113).
4. Công bố 4 kiểu mất đoạn bán phần AZFc mới xuất hiện (de novo): mất đoạn sY1191-sY1192, mất đoạn sY1291, mất 2 gen DAZ - 1 gen CDY1, và mất 1 gen CDY1; đồng thời xác định sự đa hình kích thước sản phẩm sY1291 từ 507 bp đến 527 bp bằng giải trình tự Sanger.
5. Mô tả toàn diện đặc điểm lâm sàng: Tỷ lệ vô tinh chiếm 28,9%, bất thường nội tiết chiếm 41,3% (chủ yếu là tổn thương tế bào mầm nguyên phát chiếm 44,3%), ghi nhận nguy cơ gia tăng bất thường NST Y ở nhóm tiếp xúc hóa chất, thuốc trừ sâu ($OR = 1,64$) và nhóm rối loạn nội tiết ($OR = 1,20 - 1,43$).
6. Đặt nền móng vững chắc cho việc ứng dụng công nghệ sinh học phân tử hiện đại vào chẩn đoán và tư vấn di truyền trước hỗ trợ sinh sản tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, mở ra 3 hướng nghiên cứu chuyên sâu về biến dị số lượng bản sao gen sinh tinh, dịch tễ học biểu sinh và công nghệ giải trình tự NGS trong y học sinh sản tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới (WHO - World Health Organization), Việt Nam là một trong những quốc gia tại khu vực Châu Á có tỷ lệ vô sinh cao nhất. Khoảng 10-15% các cặp vợ chồng cần điều trị vô sinh, trong đó nguyên nhân vô sinh do nam giới chiếm 40% (Trịnh Thế Sơn, 2011). Có nhiều nguyên nhân gây vô sinh ở nam giới, trong đó nguyên nhân di truyền chiếm từ 4-38% (Mafra et al., 2011; Cavkaytar et al., 2012; Fu et al., 2012; Choi et al., 2013; Ambulkar et al., 2013; Nasasse et al., 2015; Nguyễn Đức Nhự, 2015). Hội chứng Klinefelter và mất đoạn AZF (AZF - Azoospermia factor) trên nhiễm sắc thể Y là 2 nguyên nhân di truyền thường gặp ở nam giới vô sinh.

Trên nhiễm sắc thể Y có các đoạn AZFa, AZFb và AZFc liên quan đến quá trình sinh tinh (Li et al. Nam giới bị mất đoạn AZF có kết quả tinh dịch đồ từ thiểu tinh nhẹ hoặc nặng đến vô tinh (Krausz et al. Tỷ lệ nam giới vô sinh bị mất đoạn AZF ở Việt Nam khoảng 5-12,8% (Nguyễn Minh Hà, 2011; Nguyễn Thị Việt Hà, 2012; Phan Thị Hoan, 2012; Trần Văn Khoa và ctv, 2013; Nguyễn Đức Nhự, 2015). Bằng kỹ thuật hỗ trợ sinh sản, cho đến nay chỉ có nam giới mất đoạn AZFc có thể có con; tỷ lệ thành công khoảng 70%.

Viện Hàn Lâm Nam học Châu Âu/Mạng lưới kiểm định chất lượng Di truyền phân tử Châu Âu (EAA/EMQN - European Academy of Andrology/European Molecular Genetics Quality Network) khuyến cáo trước khi sử dụng kỹ thuật hỗ trợ sinh sản, nam giới có ≤ 5x106 tinh trùng/mL tinh dịch nên thực hiện xét nghiệm di truyền (Krausz et al. Hiện nay, tại các phòng xét nghiệm vẫn sử dụng phương pháp di truyền tế bào nuôi cấy bạch cầu lympho máu ngoại vi để xác định bất thường số lượng và một số bất thường cấu trúc lớn của nhiễm sắc thể. Trường hợp nam giới vô sinh có bộ nhiễm sắc thể bình thường (46,XY) sẽ được bác sỹ tư vấn làm xét nghiệm mất đoạn AZF bằng kỹ thuật PCR đa mồi. Năm 2014, Bệnh viện Phụ sản thành phố Cần Thơ được trang bị máy phân tích di truyền ABI 3500 phục vụ chẩn đoán trước sinh.

Phát huy thiết bị sẵn có, luận án đã xây dựng, tối ưu kit và quy trình kỹ thuật QF-PCR (QF- PCR - Quantitative fluorescence – Polymerase chain reaction) để phát hiện một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh. So với quy trình hiện nay đang áp dụng ở các phòng xét nghiệm, quy trình kỹ thuật QF- 1 PCR được tối ưu có thể phát hiện đồng thời 2 nguyên nhân di truyền thường gặp ở nam giới vô sinh chỉ trong 1 lần xét nghiệm. Ngoài ra, thời gian xét nghiệm nhanh, giá thành rẻ là ưu điểm của kỹ thuật QF-PCR. Chính vì vậy, nhiều nghiên cứu đề xuất nên áp dụng kỹ thuật này trong chẩn đoán tìm nguyên nhân di truyền ở nam giới vô sinh (Qi et al., 2011; Yuanyuan et al.

Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh tại Bệnh viện Phụ sản thành phố Cần Thơ” được thực hiện nhằm hỗ trợ các bác sĩ lâm sàng chẩn đoán và tư vấn điều trị hiếm muộn cho nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng/mL tinh dịch một cách hiệu quả. Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng và kiểm định quy trình kỹ thuật QF-PCR để phát hiện một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng/mL tinh dịch. - Xác định tỷ lệ một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng/mL tinh dịch bằng quy trình kỹ thuật QF- PCR đã được xây dựng và kiểm định. - Mô tả đặc điểm tinh dịch đồ, nội tiết tố và một số yếu tố liên quan đến bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng/mL tinh dịch.

Giới hạn của nghiên cứu Luận án chưa xác định được những trường hợp nam giới vô tinh là do tắc nghẽn hay không tắc nghẽn. Tất cả các trường hợp vô tinh đều được đưa vào nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 1. Ý nghĩa khoa học - Cung cấp những cứ liệu khoa học về tỷ lệ một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y, đặc điểm tinh dịch đồ, nội tiết tố, một số yếu tố liên quan đến bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh có ≤ 5x106 tinh trùng/mL tinh dịch.

- Sử dụng làm tài liệu tham khảo và học thuật cho sinh viên bậc đại học và học viên sau đại học tại các cơ sở đào tạo khi nghiên cứu về lĩnh vực này. Ý nghĩa thực tiễn Xét nghiệm tinh dịch đồ theo tiêu chuẩn của WHO (2010) đang được sử dụng thường qui để chẩn đoán vô sinh nam giới. Tuy nhiên, nếu chỉ căn cứ vào kết quả xét nghiệm này thì các bác sỹ lâm sàng không biết được nguyên nhân có phải do rối loạn vật chất di truyền hay không. Hiện tại, bệnh viện Phụ 2 sản thành phố Cần Thơ đã triển khai các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản như: lọc rửa tinh trùng, bơm tinh trùng vào buồng tử cung và thụ tinh trong ống nghiệm cho nam giới khám vô sinh có > 5x106 tinh trùng/mL tinh dịch.

Đối với nam giới có ≤ 5x106 tinh trùng/mL tinh dịch, bác sĩ sẽ tư vấn họ lên các bệnh viện tuyến trên chẩn đoán và điều trị. Vì vậy, nghiên cứu này có ý nghĩa rất lớn trong việc hỗ trợ chẩn đoán, tư vấn và điều trị vô sinh hiệu quả và ít tốn kém hơn cho bệnh nhân tại Bệnh viện Phụ sản thành phố Cần Thơ nói riêng và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long nói chung. Những điểm mới của luận án - Nghiên cứu xây dựng bộ kit với 14 chỉ dấu di truyền và tối ưu hóa thành công quy trình kỹ thuật QF-PCR dùng để phát hiện một số dạng bất thường nhiễm sắc thể Y ở nam giới khám vô sinh. - Nghiên cứu của Rozen et al.

(2012) là nghiên cứu đầu tiên và duy nhất công bố có 2 kiểu mất một phần đoạn AZFc là gr/gr và b2/b3 ở người Việt Nam. Nghiên cứu của chúng tôi bên cạnh 2 kiểu trên, còn ghi nhận 4 kiểu đột biến mới là mất đoạn sY1191-sY1192, sY1291, 2 gen DAZ - 1 gen CDY1 và mất 1 gen CDY1. - Luận án ghi nhận sự đa hình về chiều dài đoạn gen được khuếch đại bằng chỉ dấu di truyền sY1291, dao động từ 507-527 bp. 3 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.

Đại cương về vô sinh và quá trình sinh tinh 2. Một số khái niệm về vô sinh và vô sinh nam Sau khi kết hôn, các cặp vợ chồng luôn muốn có con bằng cách thụ thai tự nhiên. Khoảng 80-85% các cặp vợ chồng có thai tự nhiên sau một năm chung sống, nhưng cũng có 15-20% cặp vợ chồng gặp vấn đề về khả năng sinh sản hay còn gọi là vô sinh (Ayensu-Coker et al., 2007; Jungwirth et al. Một cặp vợ chồng hay một đôi nam nữ được gọi là vô sinh khi họ giao hợp thường xuyên và không sử dụng biện pháp tránh thai nào sau 12 tháng mà vẫn không có con (WHO, 2000).

Hiện nay, thời gian để đánh giá vô sinh cho các cặp vợ chồng hay các đôi nam nữ là 6 tháng. Vô sinh có 2 loại là vô sinh nguyên phát và vô sinh thứ phát. Vô sinh nguyên phát là trường hợp vợ chồng hoặc đôi nam nữ chưa từng có thai, mặc dù đã sống với nhau trên một năm và không dùng biện pháp tránh thai nào. Vô sinh thứ phát là trường hợp cặp vợ chồng hoặc đôi nam nữ đó không thể có thai lại sau hơn một năm quan hệ tình dục bình thường và không sử dụng biện pháp tránh thai; mặc dù trước đây họ đã từng có con hoặc có thai (Phạm Văn Lình và Cao Ngọc Thành, 2007).

Vô sinh nam là tình trạng các cặp vợ chồng hoặc cặp nam nữ không có thai sau một năm sinh hoạt tình dục bình thường và không dùng biện pháp tránh thai nào do nguyên nhân từ nam giới. Theo Hội Nam học của Úc, khả năng sinh sản của nam giới thường dựa vào số lượng và chất lượng tinh trùng. Nếu khi xuất tinh mật độ tinh trùng của họ ít hoặc tinh trùng có chất lượng kém sẽ khó làm cho người vợ hay người nữ có thai (Jungwirth et al. Thiểu tinh là hiện tượng giảm mật độ tinh trùng trong tinh dịch.

Theo tiêu chuẩn của WHO (2010), nam giới có  15x106 tinh trùng/mL tinh dịch là bình thường. Nếu thông số này < 15x106 tinh trùng/mL tinh dịch là thiểu tinh. Có 3 mức độ thiểu tinh là thiểu tinh nhẹ (10-15x106 tinh trùng/mL tinh dịch), thiểu tinh trung bình (5-10x106 tinh trùng/mL tinh dịch) và thiểu tinh nặng (≤ 5x106 tinh trùng/mL tinh dịch) (WHO, 2010; Sen et al. Tuy nhiên, cũng có một số tác giả phân loại thiểu tinh nặng là nam giới có ≤ 1x106 tinh trùng/mL tinh dịch (Sadeghi-Nejah và Oates, 2008; Sermon và Viville, 2014).

Vô tinh là không tìm thấy tinh trùng trong tinh dịch ở nam giới (Venes, 2013). Vô tinh được chia làm hai nhóm là vô tinh do tắc nghẽn và không do tắc nghẽn. Theo Jungwirth et al. (2012), vô tinh do tắc nghẽn là hiện tượng tắc nghẽn 2 ống dẫn tinh ở nam giới; do đó, khi xuất tinh không tìm thấy tinh trùng và các tế bào khác của quá trình sinh tinh.

Vô tinh không do tắc nghẽn là 4 hiện tượng ống dẫn tinh không bị tắc nghẽn nhưng nam giới khi xuất tinh không có tinh trùng trong tinh dịch của họ. Vô tinh do tắc nghẽn ít gặp hơn vô tinh không do tắc nghẽn, chỉ chiếm 15-20% các trường hợp vô tinh (Jungwirth et al. Đại cương về quá trình sinh tinh 2. Sơ lược bộ máy sinh dục nam Bào thai vào tuần thứ 4 bắt đầu xuất hiện ụ sinh dục nhưng sự phát triển bộ máy sinh dục chính thức bắt đầu từ tuần thứ sáu của thai kỳ.

Ở giai đoạn này, phôi nam và nữ có mầm sinh dục giống nhau gồm hai tuyến sinh dục là hệ thống ống kép, ống Wolff (sẽ phát triển thành cơ quan sinh dục nam) và ống Muller (sẽ phát triển thành cơ quan sinh dục nữ) (Svensson và Giwercman, 2010). Từ tuần thứ 4 đến tuần thứ 8 ở phôi nam bình thường, nhiễm sắc thể Y có chứa gen SRY (SRY – Sex determining region Y) cùng với các tế bào mầm tham gia quá trình hình thành tinh hoàn nguyên thủy.