Tổng quan luận án

Bệnh $\alpha$-thalassemia là bệnh thiếu máu tan máu di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường, đặc trưng bởi tình trạng suy giảm hoặc mất hoàn toàn khả năng tổng hợp chuỗi $\alpha$-globin trong phân tử hemoglobin (Hb). Đây là một trong những bệnh đơn gen phổ biến nhất trên thế giới, là nguyên nhân hàng đầu gây thiếu máu tan máu ở trẻ em. Khoảng 5% dân số toàn cầu mang gen bệnh $\alpha$-thalassemia, phân bố tập trung tại các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và đặc biệt phổ biến ở khu vực Đông Nam Á (tỷ lệ người mang gen tại Trung Quốc là 5–15%, Hồng Kông 4%, Thái Lan 15–30%, Lào 43%, Việt Nam khoảng 5%). Ước tính trong vòng 20 năm tới, thế giới có khoảng 900.000 trẻ sinh ra mắc bệnh thalassemia, trong đó 95% tập trung tại các quốc gia Châu Á, Ấn Độ và Trung Đông.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về bệnh $\alpha$-thalassemia bắt đầu được chú ý từ năm 1985, và đến giai đoạn 2008–2010 kỹ thuật phân tích đột biến gen $\alpha$-thalassemia mới bắt đầu được triển khai. Tuy nhiên, dữ liệu nghiên cứu sâu rộng về đặc điểm đột biến gen $\alpha$-globin, sự tương quan giữa kiểu gen và kiểu hình lâm sàng của bệnh HbH, cũng như việc ứng dụng đồng bộ các kỹ thuật sinh học phân tử phục vụ sàng lọc và chẩn đoán trước sinh vẫn còn khoảng trống lớn. Việc xác định chính xác kiểu gen đóng vai trò quyết định trong tiên lượng mức độ nặng của bệnh, định hướng điều trị, tư vấn di truyền tiền hôn nhân và chẩn đoán trước sinh nhằm ngăn ngừa sinh ra trẻ mắc các thể bệnh nặng như bệnh HbH thể nặng và hội chứng phù thai do Hb Bart's.

Luận án tiến sĩ y học của tác giả Ngô Diễm Ngọc (chuyên ngành Y sinh học - Di truyền, Trường Đại học Y Hà Nội, năm 2018) được thực hiện nhằm giải quyết các mục tiêu nghiên cứu sau:

  1. Phát hiện một số đột biến trên gen $\alpha$-globin của bệnh nhân $\alpha$-thalassemia bằng các kỹ thuật PCR, MLPA và giải trình tự gen Sanger.
  2. Nhận xét biểu hiện lâm sàng và kiểu gen của bệnh nhân mắc HbH.
  3. Chẩn đoán trước sinh bệnh $\alpha$-thalassemia bằng kỹ thuật sinh học phân tử từ tế bào ối.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm:

  • Đối tượng nghiên cứu: Người nghi ngờ mắc bệnh $\alpha$-thalassemia; 97 bệnh nhân được chẩn đoán mắc bệnh HbH; các cặp vợ chồng có tiền sử thai phù hoặc sinh con mắc bệnh HbH; và thai nhi của các sản phụ thuộc nhóm nguy cơ cao được chỉ định chọc ối chẩn đoán trước sinh.
  • Không gian nghiên cứu: Nghiên cứu được triển khai tại Bệnh viện Nhi Trung ương, Bộ môn Y sinh học - Di truyền Trường Đại học Y Hà Nội, phối hợp cùng Trung tâm Chẩn đoán trước sinh Bệnh viện Phụ Sản Trung ương và Bệnh viện Phụ Sản Hà Nội.
  • Thời gian nghiên cứu: Luận án hoàn thành và bảo vệ năm 2018.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng hợp có hệ thống các công trình nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam về bệnh $\alpha$-thalassemia qua các mốc thời gian:

  • Lịch sử phát hiện và cơ chế bệnh sinh: Minnich (1954) lần đầu tiên mô tả trường hợp thiếu máu có nhiều thể vùi trong hồng cầu; Rigas (1955) và Gouttas (1956) độc lập phát hiện HbH trong thành phần hemoglobin; Ramot (1959) tách chiết thành công Hb Bart's ở bệnh nhân HbH; Dance (1963) chứng minh cấu trúc phân tử của HbH gồm 4 chuỗi $\beta$ ($\beta_4$) hình thành do sự ứ đọng chuỗi $\beta$ khi chuỗi $\alpha$ bị suy giảm tổng hợp; Sanger và cộng sự (1977) phát minh phương pháp giải trình tự DNA; Higgs và cộng sự (1980, 1989) công bố các nghiên cứu toàn diện làm sáng tỏ cấu trúc cụm gen $\alpha$-globin và cơ chế phân tử của bệnh $\alpha$-thalassemia.
  • Chẩn đoán trước sinh và di truyền học: Kỹ thuật đo tỷ lệ tổng hợp chuỗi globin từ máu thai được áp dụng trong giai đoạn 1975–1980 cho hơn 13.000 ca trên thế giới; kỹ thuật chọc hút dịch ối được phát triển từ những năm 1960; sinh thiết gai rau (CVS) qua cổ tử cung và xuyên thành bụng thực hiện từ tuần thai thứ 6–11; Lo và cộng sự (1997) phát hiện DNA thai tự do trong máu mẹ (cffDNA); Li và cộng sự (2000), Chan và cộng sự (2006), Xu Y.W. và cộng sự (2009) công bố các kết quả ứng dụng chẩn đoán di truyền tiền làm tổ (PGD) cho các cặp vợ chồng mang gen $\alpha^0$-thalassemia dạng mất đoạn --SEA.
  • Sàng lọc và phân loại: Luận án dẫn xuất tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Hiệp hội Thalassemia Quốc tế (TIF 2003) về sàng lọc dựa trên thể tích trung bình hồng cầu (MCV < 80 fL), lượng hemoglobin trung bình hồng cầu (MCH < 27 pg) và phân tích thành phần hemoglobin bằng sắc ký lỏng cao áp (HPLC).

Vị trí của luận án: Luận án là công trình nghiên cứu chuyên sâu tại Việt Nam tích hợp đầy đủ hệ thống kỹ thuật phân tử từ cơ bản đến chuyên sâu (GAP-PCR, ARMS-PCR, MLPA, giải trình tự Sanger) để khảo sát toàn diện phổ đột biến mất đoạn và đột biến điểm gen $\alpha$-globin; xác lập cơ sở dữ liệu đối chiếu kiểu gen - kiểu hình trên 97 bệnh nhân HbH; và hoàn thiện quy trình sàng lọc, chẩn đoán trước sinh từ tế bào dịch ối ở các thai phụ có nguy cơ cao sinh con mắc bệnh thể nặng.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Phân tử hemoglobin ở người trưởng thành bình thường (HbA) là một tetramer gồm hai chuỗi $\alpha$ và hai chuỗi $\beta$ ($\alpha_2\beta_2$). Cụm gen $\alpha$-globin nằm trên cánh ngắn của nhiễm sắc thể số 16 (16p13.3) có chiều dài khoảng 25–65 kb, được sắp xếp theo thứ tự: 5’-$\zeta_2$ - $\psi\zeta_1$ - $\psi\alpha_2$ - $\psi\alpha_1$ - $\alpha_2$ - $\alpha_1$ - $\theta_1$-3’. Vùng điều hòa ngược dòng MCS-R2 (HS-40) nằm cách cụm gen 40 kb giữ vai trò quyết định sự biểu hiện của gen. Mỗi gen $\alpha_1$ và $\alpha_2$ dài khoảng 850 bp, gồm 3 exon và 2 intron, cùng mã hóa cho chuỗi $\alpha$-globin gồm 141 acid amin. Một người bình thường mang 4 gen $\alpha$-globin chức năng ($\alpha\alpha/\alpha\alpha$).

Khi thiếu hụt tổng hợp chuỗi $\alpha$-globin, các chuỗi globin còn lại sẽ dư thừa tương đối: ở thời kỳ bào thai, chuỗi $\gamma$ dư thừa tạo tetramer $\gamma_4$ (Hb Bart's); ở giai đoạn sau sinh, chuỗi $\beta$ dư thừa tạo tetramer $\beta_4$ (HbH). Sự mất cân bằng chuỗi globin làm giảm tổng hợp hemoglobin, hình thành các hạt tủa trên màng hồng cầu gây tan máu ngoại vi và rối loạn sinh hồng cầu trong tủy xương.

Thể bệnh / Kiểu hình Định nghĩa kiểu gen Số gen $\alpha$ hoạt động Kiểu gen quy ước
Bình thường 4 gen hoạt động bình thường 4 $\alpha\alpha/\alpha\alpha$
Người mang gen $\alpha^+$-thalassemia Dị hợp tử $\alpha^+$-thalassemia (mất 1 gen) 3 $-\alpha/\alpha\alpha$
Người mang gen $\alpha^0$-thalassemia (Cis) Dị hợp tử $\alpha^0$-thalassemia (mất 2 gen cùng NST) 2 $--/\alpha\alpha$
Người mang gen $\alpha^0$-thalassemia (Trans) Đồng hợp tử $\alpha^+$-thalassemia (mất 1 gen mỗi NST) 2 $-\alpha/-\alpha$
Bệnh HbH thể mất đoạn Dị hợp tử kép $\alpha^0$ và $\alpha^+$ mất đoạn 1 $--/-\alpha$
Bệnh HbH thể không mất đoạn Dị hợp tử kép $\alpha^0$ và đột biến điểm $\alpha^+$ 1 $--/\alpha^{\text{T}}\alpha$
Hội chứng phù thai Hb Bart's Đồng hợp tử $\alpha^0$-thalassemia (mất cả 4 gen) 0 $--/--$

Phương pháp nghiên cứu

  • Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu mô tả cắt ngang kết hợp nghiên cứu tiến cứu theo dõi chẩn đoán trước sinh.
  • Đánh giá lâm sàng và huyết học:
    • Ghi nhận các triệu chứng lâm sàng: thiếu máu, vàng da, lách to, gan to, biến dạng xương sọ mặt ("bộ mặt thalassemia"), tiền sử và tần suất truyền máu.
    • Đánh giá chỉ số huyết học tự động: số lượng hồng cầu (RBC), nồng độ hemoglobin (Hb), hematocrit (HCT), thể tích trung bình hồng cầu (MCV), lượng hemoglobin trung bình hồng cầu (MCH), nồng độ hemoglobin trung bình hồng cầu (MCHC).
    • Phân tích thành phần hemoglobin bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) xác định tỷ lệ phần trăm HbA, HbA2, HbF, HbH và Hb Bart's.
  • Kỹ thuật sinh học phân tử:
    • Tách chiết DNA tổng số: Tách DNA từ máu ngoại vi (chống đông EDTA) của bệnh nhân và bố mẹ; tách DNA từ tế bào dịch ối nuôi cấy hoặc không nuôi cấy.
    • Kỹ thuật GAP-PCR: Khuếch đại vùng đứt gãy để phát hiện 5 đột biến mất đoạn thường gặp: 2 đột biến mất 1 gen ($-\alpha^{3.7}$, $-\alpha^{4.2}$) và 3 đột biến mất 2 gen ($--^{\text{SEA}}$, $--^{\text{THAI}}$, $--^{\text{FIL}}$).
    • Kỹ thuật ARMS-PCR: Phát hiện 2 đột biến điểm thường gặp trên gen $\alpha_2$: Hb Constant Spring (HbCS: TAA>CAA tại codon 142) và Hb Quong Sze (HbQS: CTG>CCG tại codon 125).
    • Kỹ thuật MLPA: Sử dụng bộ kit SALSA MLPA P140B (gồm 24 probe đặc hiệu vùng gen HbA) nhằm phát hiện các đột biến mất đoạn lớn, mất đoạn hiếm ($-\alpha^1$) hoặc thay đổi số lượng bản sao gen.
    • Kỹ thuật giải trình tự Sanger: Khuếch đại PCR mồi đơn và giải trình tự toàn bộ 3 exon, các vùng intron và vùng cận promoter của gen $\alpha_1$ và $\alpha_2$ để xác định các đột biến điểm hiếm gặp: Hb Pakse (TAA>TAT codon 142), Hb Hekinan (c.81G>T codon 27 gen $\alpha_1$), đột biến codon mở đầu c.2delT, đột biến c.92G>A.
  • Kỹ thuật chẩn đoán trước sinh: Chọc hút 16–20 ml dịch ối qua thành bụng dưới hướng dẫn của siêu âm ở tuổi thai từ 16 tuần trở đi; thu nhận tế bào ối, nuôi cấy tế bào khi cần thiết, tách chiết DNA thai nhi và phân tích gen để xác định kiểu gen của thai.
  • Đạo đức nghiên cứu: Nghiên cứu tuân thủ các chuẩn mực y đức, được Hội đồng Đạo đức trong nghiên cứu y sinh học chấp thuận; các đối tượng tham gia hoặc đại diện gia đình ký văn bản đồng thuận tự nguyện.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về cấu trúc, chức năng và các dạng phân tử hemoglobin qua các thời kỳ phát triển cá thể: giai đoạn phôi sớm (Hb Gower 1 $\zeta_2\epsilon_2$, Hb Gower 2 $\alpha_2\epsilon_2$, Hb Portland $\zeta_2\gamma_2$), giai đoạn bào thai (HbF $\alpha_2\gamma_2$) và giai đoạn trưởng thành (HbA $\alpha_2\beta_2$ chiếm ~97%, HbA2 $\alpha_2\delta_2$ chiếm ~2%, HbF chiếm ~1%). Tác giả phân tích chi tiết cơ chế bệnh sinh của thalassemia: hiện tượng giảm tổng hợp hemoglobin gây thiếu máu hồng cầu nhỏ nhược sắc và hiện tượng mất cân bằng chuỗi globin dẫn đến kết tủa chuỗi dư thừa, làm giảm độ mềm dẻo của màng hồng cầu, gây vỡ hồng cầu sớm tại lách và phá hủy hồng cầu non trong tủy xương (sinh hồng cầu không hiệu quả).

Chương này trình bày chi tiết cơ chế phân tử của bệnh $\alpha$-thalassemia: 90% trường hợp do đột biến mất đoạn qua cơ chế tái tổ hợp tương đồng lệch (phân đoạn Z dài 3,7 kb tạo $-\alpha^{3.7}$, phân đoạn X dài 4,2 kb tạo $-\alpha^{4.2}$; mất đoạn 2 gen $--^{\text{SEA}}$, $--^{\text{THAI}}$, $--^{\text{FIL}}$, $--^{\text{MED}}$) và 10% do đột biến điểm không mất đoạn làm biến đổi quá trình ghép nối RNA, xử lý đầu 3', đột biến codon mở đầu ATG hoặc đột biến codon kết thúc TAA. Tác giả tổng hợp các đặc điểm lâm sàng từ thể mang gen ẩn ($\alpha^+$-thalassemia), thể nhẹ ($\alpha^0$-thalassemia), thể trung gian (bệnh HbH) đến thể nặng nhất gây tử vong (hội chứng phù thai do Hb Bart's). Đồng thời, chương 1 rà soát toàn bộ các kỹ thuật cận lâm sàng huyết học, kỹ thuật sinh học phân tử (ASO dot blot, RDB, RE-PCR, GAP-PCR, ARMS-PCR, MLPA, Sanger, StripAssay) và các phương pháp chẩn đoán trước sinh có xâm lấn (chọc ối, sinh thiết gai rau CVS) cũng như không xâm lấn (siêu âm, cffDNA, PGD).

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2 mô tả chi tiết đối tượng, tiêu chuẩn chọn mẫu và tiêu chuẩn loại trừ cho 3 nhóm mục tiêu nghiên cứu:

  • Nhóm mục tiêu 1: Các mẫu máu từ bệnh nhân nghi ngờ mắc $\alpha$-thalassemia nhằm đánh giá khả năng phát hiện đột biến của các kỹ thuật phân tử.
  • Nhóm mục tiêu 2: 97 bệnh nhân được xác định mắc bệnh HbH nhằm khảo sát lâm sàng, huyết học và kiểu gen.
  • Nhóm mục tiêu 3: Các thai phụ và cặp vợ chồng có nguy cơ cao (tiền sử thai phù hoặc sinh con HbH) được chọc ối chẩn đoán trước sinh.

Tác giả mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm: trình tự các cặp mồi, thông số chu nhiệt và thành phần phản ứng GAP-PCR phát hiện 5 đột biến mất đoạn; quy trình ARMS-PCR cho 2 đột biến điểm thường gặp; quy trình lai, nối đầu dò và khuếch đại của bộ kit SALSA MLPA P140B; quy trình giải trình tự gen $\alpha_1$ và $\alpha_2$ trên máy giải trình tự tự động ABI; quy trình xử lý, ly tâm và nuôi cấy tế bào dịch ối vô khuẩn để thu nhận đủ lượng DNA phục vụ chẩn đoán di truyền phân tử.

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm theo ba cụm nội dung chính:

  1. Kết quả phát hiện đột biến gen $\alpha$-globin:

    • Bằng kỹ thuật GAP-PCR và ARMS-PCR, tác giả đã xác định được các đột biến mất đoạn thường gặp ($--^{\text{SEA}}$, $-\alpha^{3.7}$, $-\alpha^{4.2}$) và đột biến điểm ($-\alpha^{\text{CS}}$, $-\alpha^{\text{QS}}$).
    • Đối chiếu với MLPA và giải trình tự gen Sanger giúp xác định các đột biến mất đoạn hiếm như $-\alpha^1$ (trong kiểu gen $--^{\text{SEA}}/-\alpha^1$) và các đột biến điểm hiếm gặp: Hb Pakse (c.426A>T), Hb Hekinan (c.81G>T trên gen $\alpha_1$), đột biến codon mở đầu c.2delT, đột biến c.92G>A.
    • Luận án ghi nhận và phân tích kiểu gen của một trường hợp đặc biệt: trẻ 4 tuổi mắc hội chứng phù thai Hb Bart's nhưng còn sống sau sinh.
  2. Mối liên hệ giữa đặc điểm lâm sàng, huyết học và kiểu gen trên 97 bệnh nhân HbH:

    • Tác giả phân chia bệnh nhân thành 2 nhóm: nhóm HbH thể mất đoạn ($--/-\alpha$) và nhóm HbH thể không mất đoạn ($--/\alpha^{\text{T}}\alpha$).
    • Tuổi vào viện trung bình, phân bố theo giới tính, dân tộc và địa phương cư trú được thống kê chi tiết.
    • Kết quả phân tích huyết học và lâm sàng cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa hai nhóm:
Chỉ số / Đặc điểm theo dõi Bệnh nhân HbH thể mất đoạn ($--/-\alpha$) Bệnh nhân HbH thể không mất đoạn ($--/\alpha^{\text{T}}\alpha$)
Mức độ thiếu máu Phần lớn thiếu máu mức độ nhẹ đến vừa Tỷ lệ thiếu máu mức độ nặng cao hơn rõ rệt
Nhu cầu truyền máu Rất ít khi phụ thuộc truyền máu, chỉ truyền rải rác khi có đợt tan máu cấp Tỷ lệ phải truyền máu thường xuyên và số lần truyền máu trung bình/năm cao hơn
Tình trạng gan lách to Mức độ to vừa phải, tiến triển chậm Tỷ lệ lách to mức độ lớn và chỉ định cắt lách cao hơn
Biến dạng xương ("bộ mặt thalassemia") Xuất hiện muộn, tỷ lệ thấp Xuất hiện sớm hơn và tỷ lệ biểu hiện cao hơn
Nồng độ Hemoglobin (Hb) trung bình Cao hơn so với thể không mất đoạn Thấp hơn có ý nghĩa
Các chỉ số hồng cầu (MCV, MCH) Giảm rõ rệt (hồng cầu nhỏ nhược sắc) Giảm rõ rệt, nồng độ HbH trên HPLC dao động rộng
  1. Kết quả chẩn đoán trước sinh bệnh $\alpha$-thalassemia:
    • Sàng lọc và xác định kiểu gen trên các cặp vợ chồng có tiền sử thai phù hoặc mang gen $\alpha^0$-thalassemia dạng $--^{\text{SEA}}/\alpha\alpha$.
    • Xác định kiểu gen của các cặp vợ chồng có tiền sử sinh con mắc HbH.
    • Kết quả phân tích DNA tế bào ối cho phép chẩn đoán chính xác tình trạng thai: xác định các thai nhi bình thường, thai mang gen dị hợp tử, thai mắc bệnh HbH và thai mắc hội chứng phù thai Hb Bart's ($--/--$), từ đó cung cấp cơ sở cho các quyết định tư vấn sản khoa.

CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN

Tác giả bàn luận sâu về giá trị ứng dụng phối hợp của các kỹ thuật sinh học phân tử: GAP-PCR và ARMS-PCR là các kỹ thuật nhanh, chi phí hợp lý để sàng lọc đột biến phổ biến, trong khi MLPA và giải trình tự Sanger giữ vai trò bổ trợ để xác định các đột biến mất đoạn hiếm và đột biến điểm chưa biết.

Chương bàn luận phân tích cơ chế sinh học giải thích vì sao bệnh nhân HbH thể không mất đoạn có biểu hiện lâm sàng và huyết học nặng hơn thể mất đoạn: do gen $\alpha_2$ kiểm soát tổng hợp khoảng 3/4 lượng chuỗi $\alpha$-globin trong khi gen $\alpha_1$ chỉ kiểm soát 1/4. Các đột biến điểm trên gen $\alpha_2$ (như Hb Constant Spring, Hb Quong Sze, Hb Pakse) tạo ra mRNA không ổn định hoặc chuỗi polypeptid kéo dài làm cản trở quá trình dịch mã của cả gen $\alpha_1$ bình thường còn lại, khiến lượng chuỗi $\alpha$-globin tổng hợp bị sụt giảm nghiêm trọng hơn so với trường hợp mất hẳn một gen $\alpha$. Tác giả cũng thảo luận sâu về quy trình sàng lọc dựa trên chỉ số MCV, MCH kết hợp HPLC và phân tích gen, bàn luận về trường hợp thai phù Hb Bart's sống sót sau sinh và đối chiếu kết quả chẩn đoán trước sinh từ tế bào ối với kiểu hình trẻ sau sinh.


Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và lý thuyết

  • Luận án đã xác lập một bức tranh toàn diện về phổ đột biến gen $\alpha$-globin tại Việt Nam, ghi nhận sự hiện diện của các đột biến mất đoạn phổ biến ($--^{\text{SEA}}$, $-\alpha^{3.7}$, $-\alpha^{4.2}$), đột biến mất đoạn hiếm ($-\alpha^1$) và các đột biến điểm đa dạng (Hb Constant Spring, Hb Quong Sze, Hb Pakse, Hb Hekinan c.81G>T, c.2delT, c.92G>A).
  • Công trình chứng minh trên thực nghiệm mối tương quan chặt chẽ giữa kiểu gen và kiểu hình của bệnh nhân HbH tại Việt Nam: khẳng định bệnh HbH thể không mất đoạn ($--/\alpha^{\text{T}}\alpha$) có kiểu hình lâm sàng và các chỉ số huyết học nặng hơn có ý nghĩa so với thể mất đoạn ($--/-\alpha$), biểu hiện qua mức độ thiếu máu, nồng độ hemoglobin, mức độ lách to và tần suất phụ thuộc truyền máu.
  • Phân tích và cung cấp bằng chứng di truyền phân tử đối với trường hợp hiếm gặp: bệnh nhân mắc hội chứng phù thai Hb Bart's còn sống sau sinh.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn và giải pháp ứng dụng

  • Xây dựng quy trình phối hợp kỹ thuật sinh học phân tử nhiều bậc (sàng lọc ban đầu bằng GAP-PCR và ARMS-PCR; phân tích nâng cao bằng MLPA và giải trình tự Sanger) cho phép chẩn đoán xác định nhanh chóng, chính xác các dạng đột biến gen $\alpha$-globin.
  • Xây dựng và chuẩn hóa quy trình sàng lọc các cặp vợ chồng có nguy cơ cao (dựa trên MCV, MCH, ferritin, HPLC và xét nghiệm gen) kết hợp chẩn đoán trước sinh từ tế bào dịch ối, giúp phát hiện sớm các thai nhi mắc bệnh HbH thể nặng và hội chứng phù thai do Hb Bart's.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Đưa xét nghiệm tổng phân tích tế bào máu (chú trọng chỉ số MCV và MCH) cùng phân tích hemoglobin vào quy trình khám sức khỏe tiền hôn nhân và khám thai định kỳ bắt buộc.
  • Khi phát hiện thai phụ có MCV < 80 fL hoặc MCH < 27 pg (đã loại trừ thiếu máu thiếu sắt), cần xét nghiệm ngay cho người chồng; nếu cả hai vợ chồng đều mang gen $\alpha^0$-thalassemia hoặc một người mang gen $\alpha^0$ và một người mang gen $\alpha^+$, cần chỉ định chẩn đoán trước sinh từ tuần thứ 16 của thai kỳ bằng chọc ối phân tích gen.
  • Áp dụng phân loại kiểu gen trong thực hành lâm sàng nhi khoa để tiên lượng sớm mức độ tiến triển của bệnh nhi HbH, từ đó xây dựng kế hoạch theo dõi truyền máu, thải sắt và chỉ định phẫu thuật cắt lách phù hợp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của nghiên cứu:
    • Cỡ mẫu nghiên cứu (97 bệnh nhân HbH và các cặp vợ chồng nguy cơ) được thu thập chủ yếu từ các bệnh viện tuyến trung ương tại khu vực phía Bắc (Bệnh viện Nhi Trung ương, Bệnh viện Phụ Sản Trung ương, Bệnh viện Phụ Sản Hà Nội), chưa đại diện đầy đủ cho dịch tễ học toàn quốc.
    • Phương pháp chẩn đoán trước sinh trong nghiên cứu chủ yếu sử dụng mẫu tế bào dịch ối ở tuần thai thứ 16 trở đi; các kỹ thuật chẩn đoán sớm không xâm lấn qua cffDNA trong máu mẹ và chẩn đoán di truyền tiền làm tổ (PGD) mới dừng lại ở việc tổng quan tài liệu y văn, chưa được triển khai thực nghiệm trên đối tượng nghiên cứu của đề tài.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng nghiên cứu dịch tễ học di truyền phân tử bệnh $\alpha$-thalassemia trên quy mô cộng đồng tại các khu vực đồng bào dân tộc thiểu số có tỷ lệ mang gen cao.
    • Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chẩn đoán trước sinh không xâm lấn (NIPD) dựa trên phân tích DNA thai tự do trong máu mẹ (cffDNA) và kỹ thuật chẩn đoán di truyền tiền làm tổ (PGD) để hỗ trợ các cặp vợ chồng mang gen bệnh lựa chọn phôi không mang bệnh.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng thụ hưởng:
    • Bác sĩ huyết học nhi khoa và huyết học lâm sàng: sử dụng dữ liệu đối chiếu kiểu gen - kiểu hình để tiên lượng bệnh, quyết định chiến lược truyền máu và quản lý biến chứng cho bệnh nhân HbH.
    • Bác sĩ sản phụ khoa và tư vấn di truyền: áp dụng phác đồ sàng lọc cặp vợ chồng nguy cơ và quy trình chỉ định chọc ối chẩn đoán trước sinh.
    • Kỹ thuật viên và cán bộ xét nghiệm di truyền - sinh học phân tử: tham khảo các thông số kỹ thuật, cặp mồi và quy trình phân tích phối hợp giữa GAP-PCR, ARMS-PCR, MLPA và Sanger.
    • Giảng viên, học viên sau đại học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Y sinh học - Di truyền, Huyết học - Truyền máu và Sản khoa.
  • Phần đáng tham khảo: Quy trình kỹ thuật phân tích gen $\alpha$-globin đa mức độ tại Chương 2; bảng dữ liệu so sánh đặc điểm lâm sàng và huyết học giữa các kiểu gen HbH tại Chương 3; và quy trình sàng lọc, tư vấn di truyền trước sinh tại Chương 4.

Câu hỏi thường gặp

1. Bệnh $\alpha$-thalassemia gồm những thể bệnh chính nào theo số lượng gen $\alpha$ bị đột biến?

Theo cơ sở di truyền học, người bình thường có 4 gen $\alpha$-globin ($\alpha\alpha/\alpha\alpha$). Tùy thuộc vào số lượng gen bị tổn thương, bệnh được chia thành 4 thể chính:

  • Người mang gen $\alpha^+$-thalassemia (mất/bất hoạt 1 gen, $-\alpha/\alpha\alpha$): người mang gen ẩn, không có biểu hiện lâm sàng, công thức máu bình thường hoặc gần bình thường.
  • Người mang gen $\alpha^0$-thalassemia (mất/bất hoạt 2 gen, dạng Cis $--/\alpha\alpha$ hoặc dạng Trans $-\alpha/-\alpha$): thể nhẹ, không có triệu chứng lâm sàng rõ rệt nhưng có thiếu máu hồng cầu nhỏ nhược sắc nhẹ.
  • Bệnh HbH (mất/bất hoạt 3 gen, dị hợp tử kép $--/-\alpha$ hoặc $--/\alpha^{\text{T}}\alpha$): thể trung gian có biểu hiện thiếu máu tan máu mạn tính, lách to, vàng da và có thể phụ thuộc truyền máu.
  • Hội chứng phù thai do Hb Bart's (mất toàn bộ 4 gen, $--/--$): thể nặng nhất, thai nhi bị thiếu máu nặng, suy tim, phù toàn thân và thường chết lưu trong tử cung từ tuần 28–40 hoặc tử vong ngay sau sinh.

2. Vì sao bệnh nhân HbH thể không mất đoạn ($--/\alpha^{\text{T}}\alpha$) lại có biểu hiện lâm sàng nặng hơn thể mất đoạn ($--/-\alpha$)?

Sự khác biệt bắt nguồn từ cơ chế điều hòa và biểu hiện gen:

  • Gen $\alpha_2$ bình thường chịu trách nhiệm tổng hợp khoảng 3/4 tổng lượng chuỗi $\alpha$-globin của cơ thể, trong khi gen $\alpha_1$ chỉ kiểm soát 1/4.
  • Đa số các đột biến điểm không mất đoạn xảy ra trên gen $\alpha_2$ (như Hb Constant Spring, Hb Quong Sze, Hb Pakse). Các gen đột biến này vẫn được phiên mã nhưng tạo ra phân tử mRNA kém bền vững hoặc chuỗi globin kéo dài bất thường, gây cản trở sự dịch mã của gen $\alpha_1$ bình thường còn lại trên cùng nhiễm sắc thể.
  • Hậu quả là tổng lượng chuỗi $\alpha$-globin được tạo ra ở thể không mất đoạn bị suy giảm trầm trọng hơn so với việc mất hoàn toàn một gen $\alpha$ trong thể mất đoạn, dẫn đến mức độ thiếu máu tan máu nặng hơn, tỷ lệ truyền máu cao hơn và lách to nhiều hơn.

3. Bộ kit MLPA SALSA P140B có vai trò gì trong chẩn đoán đột biến gen $\alpha$-globin?

Kỹ thuật MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) sử dụng bộ kit SALSA P140B gồm 24 probe lai đặc hiệu với các trình tự khác nhau trong vùng gen HbA trên nhiễm sắc thể 16. Kỹ thuật này phát hiện sự thay đổi về số lượng bản sao gen (mất đoạn hoặc lặp đoạn) dựa trên sự giảm hoặc tăng cường độ tín hiệu khuếch đại. Đây là phương pháp bổ trợ cho GAP-PCR, giúp phát hiện các đột biến mất đoạn lớn, mất đoạn mới hoặc mất đoạn hiếm gặp (như đột biến mất đoạn gen $\alpha_1$ $-\alpha^1$) mà các mồi GAP-PCR quy ước không bắt cặp được.

4. Quy trình sàng lọc người mang gen bệnh $\alpha$-thalassemia ở các cặp vợ chồng nguy cơ được thực hiện như thế nào?

Quy trình sàng lọc gồm các bước:

  • Bước 1: Xét nghiệm công thức máu ban đầu cho sản phụ; đánh giá hai chỉ số sàng lọc chính là MCV < 80 fL và MCH < 27 pg.
  • Bước 2: Điện di hemoglobin bằng HPLC và xét nghiệm định lượng ferritin huyết thanh để chẩn đoán phân biệt với thiếu máu thiếu sắt và xác định người mang gen $\beta$-thalassemia (HbA2 > 3,5%).
  • Bước 3: Nếu thai phụ có hồng cầu nhỏ nhược sắc nhưng không thiếu sắt, tiến hành sàng lọc tương tự cho người chồng.
  • Bước 4: Khi cả hai vợ chồng đều thuộc nhóm nguy cơ (nghi ngờ mang gen $\alpha^0$-thalassemia hoặc có tiền sử sinh con HbH, thai phù), chỉ định xét nghiệm sinh học phân tử xác định kiểu gen của cả hai vợ chồng. Nếu xác định có nguy cơ sinh con mắc bệnh thể nặng, chỉ định chọc ối chẩn đoán trước sinh từ tuần thai thứ 16.

5. Luận án đã phát hiện những đột biến điểm hiếm gặp nào trên gen $\alpha$-globin bằng giải trình tự Sanger?

Thông qua khuếch đại và giải trình tự toàn bộ vùng mã hóa và ranh giới exon-intron của gen $\alpha_1$ và $\alpha_2$, luận án đã phát hiện các đột biến điểm hiếm gặp gồm:

  • Đột biến Hb Pakse (c.426A>T, thay đổi codon kết thúc TAA>TAT tại codon 142 trên gen $\alpha_2$).
  • Đột biến Hb Hekinan (c.81G>T, GAG>GAT tại codon 27 trên gen $\alpha_1$).
  • Đột biến mất 1 nucleotid tại codon mở đầu gen $\alpha_2$ (c.2delT, ATG>A-G).
  • Đột biến thay thế nucleotid c.92G>A (AGG>AAG tại codon 31 trên gen $\alpha_2$).

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Ngô Diễm Ngọc đã nghiên cứu đặc điểm di truyền phân tử gen $\alpha$-globin, xác lập mối tương quan giữa kiểu gen và biểu hiện lâm sàng - huyết học trên bệnh nhân HbH, đồng thời xây dựng quy trình chẩn đoán trước sinh bệnh $\alpha$-thalassemia tại Việt Nam. Bằng việc kết hợp các kỹ thuật GAP-PCR, ARMS-PCR, MLPA và giải trình tự Sanger, công trình đã xác định chính xác phổ đột biến mất đoạn và đột biến điểm từ phổ biến đến hiếm gặp, chứng minh kiểu hình nặng hơn của bệnh HbH thể không mất đoạn so với thể mất đoạn. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và quy trình thực tiễn cho công tác tư vấn di truyền, sàng lọc trước sinh từ tế bào dịch ối nhằm chủ động ngăn ngừa các thể bệnh $\alpha$-thalassemia nặng trong cộng đồng.