Luận án tiến sĩ sinh học: Nghiên cứu đột biến gen β globin và chẩn đoán trước sinh bệnh β thalassemia

• Tác giả: Lý Thị Thanh Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Vân Khánh
• Trường học: Viện Công nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Di truyền học
• Đề tài: Nghiên cứu đột biến gen β globin và chẩn đoán trước sinh bệnh β thalassemia tại Bệnh viện Nhi Trung ương
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. CẤU TRÚC VÀ CÁC DẠNG PHÂN TỬ HEMOGLOBIN
• 2.1.1. Cấu trúc phân tử Hb ở người bình thường
• 2.1.2. Các dạng phân tử hemoglobin
• 2.2. Dịch tễ học bệnh β thalassemia. Cơ chế bệnh sinh
• 2.3. Đặc điểm lâm sàng bệnh β thalassemia
• 2.4. Đặc điểm cận lâm sàng bệnh β thalassemia
• 2.5. Chẩn đoán bệnh β thalassemia
• 2.6. Đột biến gen β globin. Cấu trúc gen β globin. Các dạng đột biến trên gen β globin và một vài cơ chế đột biến trong tổng hợp chuỗi β globin
• 2.7. Tương quan giữa kiểu gen và kiểu hình
• 2.8. Các kỹ thuật sinh học phân tử xác định các đột biến gen β globin
• 2.9. Phát hiện người lành mang gen bệnh
• 2.10. Chẩn đoán trước sinh bệnh β thalassemia
• 2.10.1. Dịch nước ối (Amniotic fluid sampling)
• 2.10.2. Mẫu gai rau (Chorionic villus sampling - CVS)
• 2.10.3. Chẩn đoán tiền phôi (Pre-implantation genetic diagnosis - PGD)
• 2.11. Tình hình nghiên cứu bệnh β thalassemia tại Việt Nam
• 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 3.2. Đối tượng nghiên cứu
• 3.2.1. Nhóm bệnh nhân bị bệnh β thalassemia thể nặng
• 3.2.2. Nhóm người mang gen bệnh β thalassemia
• 3.2.3. Nhóm làm chẩn đoán trước sinh
• 3.3. Tiêu chuẩn lựa chọn bệnh nhân
• 3.4. Trang thiết bị cần thiết
• 3.4.1. Trang thiết bị
• 3.5. Phương pháp nghiên cứu
• 3.5.1. Quy trình xác định đột biến gen β globin
• 3.5.2. Thu thập mẫu máu và tách DNA từ mẫu máu ngoại vi
• 3.5.3. Kỹ thuật tách DNA tổng số từ máu ngoại vi và tế bào ối
• 3.5.4. Phương pháp điện di DNA trên gel agarose
• 3.5.5. Kỹ thuật PCR xác định đột biến trên gen β globin
• 3.5.6. Kỹ thuật giải trình tự gen xác định đột biến trên gen β globin
• 3.5.7. Kỹ thuật Gap PCR
• 3.5.8. Nuôi cấy tế bào ối
• 3.5.9. Vấn đề đạo đức
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Đặc điểm của nhóm nghiên cứu
• 4.2. Kết quả xác định đột biến gen β globin
• 4.3. Kết quả tách chiết DNA
• 4.4. Kết quả xác định đột biến của bệnh nhân mắc β thalassemia thể nặng
• 4.5. Kết quả xác định đột biến gen β globin ở người mang gen bệnh β thalassemia
• 4.6. Kết quả chẩn đoán trước sinh bệnh β thalassemia
• 5. BÀN LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 5.1. Vai trò của kỹ thuật Multiplex ARMS PCR, giải trình tự gen và Gap PCR trong chẩn đoán xác định bệnh β thalassemia
• 5.1.1. Kỹ thuật Multiplex ARMS PCR
• 5.1.2. Kỹ thuật giải trình tự gen Sanger
• 5.1.3. Kỹ thuật Gap PCR
• 5.2. Đặc điểm và tỷ lệ các đột biến gen β globin trên nhân β thalassemia tại bệnh viện Nhi Trung ương
• 5.2.1. 09 đột biến sàng lọc bằng kỹ thuật Multiplex PCR
• 5.2.2. Đặc điểm và tỷ lệ đột biến gen β globin trên bệnh nhân β thalassemia tại bệnh viện Nhi Trung ương. Một số ca không điển hình có lâm sàng đặc biệt
• 5.3. Đặc điểm và tỷ lệ các đột biến gen β globin trên người mang gen β thalassemia tại bệnh viện Nhi Trung ương
• 5.4. Chẩn đoán trước sinh bệnh β thalassemia
• 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
• TÓM TẮT LUẬN ÁN BẰNG TIẾNG ANH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Đột biến gen β globin

Đột biến gen β globin là nguyên nhân chính gây ra bệnh β thalassemia, một bệnh di truyền lặn phổ biến tại Việt Nam. Các đột biến này làm giảm hoặc ngừng tổng hợp chuỗi β globin, dẫn đến sự mất cân bằng trong tỷ lệ các chuỗi globin. Nghiên cứu tại Bệnh viện Nhi Trung ương đã xác định được nhiều dạng đột biến điểm trên gen β globin, bao gồm các đột biến phổ biến như CD41/42(-TCTT), IVS1-1(G-T), và IVS2-654(C-T). Các kỹ thuật sinh học phân tử như Multiplex ARMS-PCR và giải trình tự gen Sanger đã được sử dụng để phát hiện và phân tích các đột biến này. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng về kiểu gen đột biến ở bệnh nhân β thalassemia, phản ánh sự khác biệt về tần suất đột biến giữa các nhóm dân tộc.

1.1. Các dạng đột biến phổ biến

Các đột biến phổ biến trên gen β globin bao gồm CD41/42(-TCTT), IVS1-1(G-T), và IVS2-654(C-T). Những đột biến này chiếm tỷ lệ cao trong nhóm bệnh nhân β thalassemia tại Bệnh viện Nhi Trung ương. Đột biến CD41/42(-TCTT) là dạng đột biến mất đoạn, trong khi IVS1-1(G-T) và IVS2-654(C-T) là các đột biến điểm ảnh hưởng đến quá trình cắt nối intron. Sự hiện diện của các đột biến này làm giảm khả năng tổng hợp chuỗi β globin, dẫn đến các biểu hiện lâm sàng nghiêm trọng của bệnh.

1.2. Kỹ thuật phát hiện đột biến

Các kỹ thuật sinh học phân tử như Multiplex ARMS-PCR và giải trình tự gen Sanger đã được áp dụng để phát hiện và xác định các đột biến trên gen β globin. Multiplex ARMS-PCR cho phép sàng lọc đồng thời nhiều đột biến phổ biến, trong khi giải trình tự gen Sanger giúp xác định chính xác các đột biến điểm hiếm gặp. Những kỹ thuật này đóng vai trò quan trọng trong việc chẩn đoán và tư vấn di truyền cho các gia đình có nguy cơ sinh con mắc bệnh β thalassemia.

II. Chẩn đoán trước sinh bệnh β thalassemia

Chẩn đoán trước sinh là biện pháp hiệu quả nhất để ngăn ngừa sinh ra các trẻ mắc bệnh β thalassemia thể nặng. Tại Bệnh viện Nhi Trung ương, quy trình chẩn đoán trước sinh bao gồm việc thu thập mẫu nước ối hoặc gai rau để phân tích DNA của thai nhi. Các kỹ thuật sinh học phân tử như PCR và giải trình tự gen được sử dụng để xác định các đột biến trên gen β globin. Kết quả chẩn đoán trước sinh giúp các cặp vợ chồng có nguy cơ cao đưa ra quyết định về việc tiếp tục mang thai hoặc chấm dứt thai kỳ, từ đó giảm tỷ lệ sinh ra trẻ mắc bệnh.

2.1. Quy trình chẩn đoán trước sinh

Quy trình chẩn đoán trước sinh tại Bệnh viện Nhi Trung ương bắt đầu bằng việc thu thập mẫu nước ối hoặc gai rau từ thai nhi. Mẫu được xử lý để tách chiết DNA, sau đó được phân tích bằng các kỹ thuật PCR và giải trình tự gen để xác định các đột biến trên gen β globin. Kết quả phân tích giúp xác định tình trạng di truyền của thai nhi, từ đó đưa ra quyết định phù hợp cho gia đình.

2.2. Ý nghĩa của chẩn đoán trước sinh

Chẩn đoán trước sinh không chỉ giúp giảm tỷ lệ sinh ra trẻ mắc bệnh β thalassemia thể nặng mà còn giúp các gia đình có kế hoạch chăm sóc và điều trị phù hợp. Đây là biện pháp phòng ngừa hiệu quả, góp phần giảm gánh nặng kinh tế và tâm lý cho gia đình và xã hội. Nghiên cứu tại Bệnh viện Nhi Trung ương đã chứng minh tính hiệu quả của chẩn đoán trước sinh trong việc quản lý và phòng ngừa bệnh β thalassemia.

III. Ứng dụng thực tiễn và giá trị nghiên cứu

Nghiên cứu về đột biến gen β globin và chẩn đoán trước sinh bệnh β thalassemia tại Bệnh viện Nhi Trung ương có giá trị khoa học và thực tiễn cao. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp dữ liệu về tần suất và đặc điểm đột biến gen β globin ở người Việt Nam mà còn góp phần nâng cao hiệu quả của chẩn đoán và điều trị bệnh β thalassemia. Các kỹ thuật sinh học phân tử được áp dụng trong nghiên cứu có thể được nhân rộng và áp dụng tại các cơ sở y tế khác, góp phần giảm tỷ lệ mắc bệnh trong cộng đồng.

3.1. Giá trị khoa học

Nghiên cứu đã cung cấp dữ liệu quan trọng về tần suất và đặc điểm đột biến gen β globin ở người Việt Nam, đặc biệt là nhóm dân tộc Kinh. Những dữ liệu này là cơ sở để xây dựng các chương trình sàng lọc và tư vấn di truyền hiệu quả, góp phần giảm tỷ lệ mắc bệnh β thalassemia trong cộng đồng.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Các kỹ thuật sinh học phân tử được phát triển trong nghiên cứu, như Multiplex ARMS-PCR và giải trình tự gen, có thể được áp dụng rộng rãi tại các cơ sở y tế. Những kỹ thuật này giúp nâng cao hiệu quả chẩn đoán và điều trị bệnh β thalassemia, đồng thời giảm gánh nặng kinh tế và tâm lý cho các gia đình có người mắc bệnh.