Nghiên cứu giá trị của phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới phát hiện lệch bội nhiễm sắc thể thai bằng dna thai tự do trong máu mẹ

Bất thường nhiễm sắc thể (NST) thai nhi là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong và bệnh tật ở trẻ sơ… 181 trang · Trường Đại học Y Hà Nội · 2020.

• Tác giả: Hoàng Hải Yến
• Người hướng dẫn: GS. Tạ Thành Văn
• Trường học: Trường Đại học Y Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa sinh
• Đề tài: Nghiên Cứu Giá Trị Của Phương Pháp Giải Trình Tự Gen Phát Hiện Bệnh Lệch Bội Nhiễm Sắc Thể Thai
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Bất thường nhiễm sắc thể thai
• 1.2. Tần suất xuất hiện
• 1.3. Hậu quả của bất thường nhiễm sắc thể
• 1.4. Các bất thường NST thai thường gặp trong sàng lọc và chẩn đoán trước sinh
• 1.5. Tổng quan về một số xét nghiệm sàng lọc, chẩn đoán trước sinh phát hiện bất thường NST
• 1.6. Các xét nghiệm sàng lọc trước sinh truyền thống
• 1.7. Các phương pháp chẩn đoán trước sinh
• 1.8. Tổng quan về DNA thai tự do trong máu thai phụ
• 1.9. Lịch sử phát hiện DNA tự do trong máu thai phụ
• 1.10. Nguồn gốc DNA tự do trong huyết tương
• 1.11. Nguồn gốc và đặc điểm DNA thai tự do trong huyết tương. Các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ cffDNA
• 1.12. Các phương pháp tiếp cận tin sinh học xác định nồng độ cffDNA
• 1.13. Ứng dụng lâm sàng của cffDNA trong huyết tương thai phụ
• 1.14. Giải trình tự gen thế hệ mới ứng dụng trong xét nghiệm NIPS
• 1.15. Nguyên lý giải trình tự thế hệ mới
• 1.16. Ứng dụng phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới trong xét nghiệm NIPS
• 1.17. Nghiên cứu về DNA thai tự do tại Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Tiêu chuẩn lựa chọn
• 2.3. Tiêu chuẩn loại trừ
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5. Thiết kế nghiên cứu
• 2.6. Cỡ mẫu nghiên cứu
• 2.7. Phương tiện nghiên cứu
• 2.8. Các chỉ tiêu nghiên cứu
• 2.9. Quy trình nghiên cứu
• 2.10. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.11. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu
• 2.12. Đạo đức trong nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Một số đặc điểm của đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Phân bố tuổi thai phụ trong nghiên cứu
• 3.3. Phân bố theo nghề nghiệp và địa dư
• 3.4. Đặc điểm cân nặng nhóm thai phụ làm xét nghiệm NIPS
• 3.5. Ứng dụng phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới phát hiện lệch bội NST 21, 18, 13, X, Y bằng DNA tự do trong máu thai phụ
• 3.6. Chỉ định thai phụ làm xét nghiệm NIPS
• 3.7. Kết quả giải trình tự
• 3.8. Xác định tỷ lệ lệch bội NST 21, 18, 13, X, Y và đánh giá giá trị của phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới sử dụng DNA thai tự do trong huyết tương thai phụ
• 3.9. Kết quả xét nghiệm NIPS
• 3.10. Phân tích giá trị của nồng độ cffDNA trong xét nghiệm NIPS
• 3.11. Kết quả xét nghiệm karyotype từ dịch ối trên mẫu có kết quả xét nghiệm NIPS dương tính
• 3.12. Các trường hợp kết quả xét nghiệm NIPS không phù hợp với kết quả xét nghiệm karyotype
• 3.13. Giá trị của xét nghiệm NIPS trong sàng lọc lệch bội NST thai
• 3.14. Kết quả nghiên cứu
• 3.15. Đánh giá kết quả xét nghiệm NIPS dựa trên yếu tố nguy cơ
• 4. CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN
• NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA NGHIÊN CỨU
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Giải Trình Tự Gen Phát Hiện Lệch Bội NST

Bất thường nhiễm sắc thể (NST) thai nhi là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong và bệnh tật ở trẻ sơ sinh. Các bất thường phổ biến nhất bao gồm trisomy 21 (hội chứng Down), trisomy 18 (hội chứng Edwards), trisomy 13 (hội chứng Patau) và các lệch bội NST giới tính. Các phương pháp sàng lọc trước sinh truyền thống như siêu âm và xét nghiệm huyết thanh có tỷ lệ dương tính giả cao, dẫn đến các thủ thuật xâm lấn không cần thiết như chọc ối hoặc sinh thiết gai nhau, gây nguy cơ sảy thai. Do đó, việc phát triển các phương pháp sàng lọc hiệu quả hơn là vô cùng quan trọng. Giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) đã nổi lên như một giải pháp đầy hứa hẹn, cung cấp độ chính xác và độ nhạy cao hơn trong việc phát hiện các bệnh di truyền.

1.1. Tầm quan trọng của sàng lọc trước sinh chính xác

Sàng lọc trước sinh đóng vai trò then chốt trong việc xác định nguy cơ dị tật bẩm sinh và các bệnh di truyền ở thai nhi. Các phương pháp truyền thống có những hạn chế nhất định, bao gồm tỷ lệ dương tính giả cao, dẫn đến lo lắng không cần thiết cho các bậc cha mẹ tương lai và các thủ thuật xâm lấn tiềm ẩn rủi ro. Một phương pháp sàng lọc chính xác có thể giảm thiểu các thủ thuật xâm lấn không cần thiết, cung cấp thông tin chính xác hơn cho các gia đình và cho phép đưa ra các quyết định sáng suốt về chăm sóc thai kỳ.

1.2. Giới thiệu về phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới NGS

Giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) là một công nghệ đột phá đã cách mạng hóa lĩnh vực sinh học phân tử và di truyền học. NGS cho phép phân tích đồng thời hàng triệu đoạn DNA, cung cấp một lượng lớn dữ liệu có thể được sử dụng để phát hiện các đột biến gen, biến thể số lượng bản sao (CNV) và các bất thường nhiễm sắc thể. Trong bối cảnh sàng lọc trước sinh, NGS được sử dụng để phân tích ADN thai nhi tự do (cffDNA) trong máu mẹ, cho phép phát hiện không xâm lấn các lệch bội NST.

II. Thách Thức Trong Phát Hiện Lệch Bội Nhiễm Sắc Thể Thai Nhi

Mặc dù các phương pháp sàng lọc trước sinh truyền thống như siêu âm và xét nghiệm huyết thanh đã được sử dụng rộng rãi, nhưng chúng có những hạn chế đáng kể. Tỷ lệ dương tính giả cao có thể dẫn đến các thủ thuật xâm lấn không cần thiết, gây nguy hiểm cho cả mẹ và thai nhi. Ngoài ra, độ nhạy hạn chế của các phương pháp này có nghĩa là một số trường hợp lệch bội NST có thể không được phát hiện. Do đó, cần có các phương pháp sàng lọc chính xác và đáng tin cậy hơn để cải thiện kết quả chăm sóc thai kỳ. Theo một nghiên cứu, tỷ lệ phát hiện trisomy 21 bằng xét nghiệm sàng lọc kết hợp thai kỳ 1 dao động từ 82% đến 90%, với tỷ lệ dương tính giả là 5%.

2.1. Hạn chế của các phương pháp sàng lọc truyền thống

Các phương pháp sàng lọc trước sinh truyền thống, chẳng hạn như siêu âm và xét nghiệm huyết thanh, có những hạn chế đáng kể. Siêu âm có thể phát hiện một số dấu hiệu vật lý liên quan đến lệch bội NST, nhưng nó phụ thuộc vào kỹ năng của người thực hiện và tuổi thai. Xét nghiệm huyết thanh, bao gồm đo nồng độ các chất khác nhau trong máu mẹ, có tỷ lệ dương tính giả cao, dẫn đến các thủ thuật xâm lấn không cần thiết. Những hạn chế này nhấn mạnh sự cần thiết của các phương pháp sàng lọc chính xác hơn.

2.2. Rủi ro liên quan đến các thủ thuật xâm lấn chọc ối sinh thiết gai nhau

Các thủ thuật xâm lấn như chọc ối và sinh thiết gai nhau được sử dụng để chẩn đoán xác định lệch bội NST sau khi có kết quả sàng lọc dương tính. Tuy nhiên, các thủ thuật này mang theo một nguy cơ nhỏ nhưng đáng kể là sảy thai, gây lo lắng và đau khổ cho các bậc cha mẹ tương lai. Theo một nghiên cứu, nguy cơ sảy thai liên quan đến chọc ối là khoảng 0,1-0,3%. Do đó, cần có các phương pháp sàng lọc không xâm lấn có thể giảm thiểu nhu cầu các thủ thuật xâm lấn.

III. Giải Trình Tự Gen Thế Hệ Mới NGS Giải Pháp Tiên Tiến

Giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) đã cách mạng hóa việc sàng lọc trước sinh bằng cách cung cấp một phương pháp không xâm lấn và chính xác để phát hiện lệch bội NST. NGS cho phép phân tích ADN thai nhi tự do (cffDNA) trong máu mẹ, cung cấp thông tin về bộ gen của thai nhi mà không gây rủi ro cho thai kỳ. Phương pháp này đã cho thấy độ nhạy và độ đặc hiệu cao trong việc phát hiện trisomy 21, trisomy 18, trisomy 13 và các lệch bội NST giới tính. Một nghiên cứu lớn cho thấy NGS có tỷ lệ phát hiện trisomy 21 là 99,7% và tỷ lệ dương tính giả là 0,04%.

3.1. Nguyên lý hoạt động của giải trình tự gen thế hệ mới NGS

Giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) hoạt động bằng cách giải trình tự đồng thời hàng triệu đoạn DNA. Trong bối cảnh sàng lọc trước sinh, DNA được chiết xuất từ máu mẹ và các đoạn cffDNA được phân lập. Các đoạn DNA này sau đó được khuếch đại và giải trình tự bằng các nền tảng NGS. Dữ liệu giải trình tự được phân tích bằng các thuật toán tin sinh học để xác định sự hiện diện của lệch bội NST.

3.2. Ưu điểm vượt trội của NGS so với các phương pháp truyền thống

Giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) mang lại một số ưu điểm so với các phương pháp sàng lọc truyền thống. NGS có độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn, dẫn đến tỷ lệ dương tính giả thấp hơn và giảm nhu cầu các thủ thuật xâm lấn. NGS cũng có thể phát hiện một loạt các lệch bội NST, bao gồm cả những bất thường hiếm gặp mà các phương pháp truyền thống có thể bỏ sót. Ngoài ra, NGS có thể được thực hiện sớm trong thai kỳ, cung cấp cho các gia đình thông tin sớm hơn và nhiều thời gian hơn để đưa ra quyết định.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Giải Trình Tự Gen Trong Sàng Lọc NIPT

Xét nghiệm tiền sản không xâm lấn (NIPT) dựa trên giải trình tự gen đã nhanh chóng trở thành một công cụ sàng lọc được sử dụng rộng rãi cho lệch bội NST. NIPT cung cấp cho các gia đình thông tin chính xác và đáng tin cậy về nguy cơ thai nhi mắc các bệnh di truyền cụ thể. Xét nghiệm này có thể được thực hiện sớm nhất là vào tuần thứ 10 của thai kỳ và chỉ yêu cầu một mẫu máu nhỏ từ người mẹ. Kết quả NIPT có thể giúp các gia đình đưa ra các quyết định sáng suốt về chăm sóc thai kỳ và lập kế hoạch cho tương lai. Theo một khảo sát, hơn 90% bác sĩ sản khoa khuyên dùng NIPT cho bệnh nhân của họ.

4.1. Quy trình thực hiện xét nghiệm NIPT bằng phương pháp NGS

Quy trình thực hiện xét nghiệm NIPT bằng phương pháp NGS bao gồm một số bước. Đầu tiên, một mẫu máu được lấy từ người mẹ và DNA được chiết xuất. Tiếp theo, các đoạn cffDNA được phân lập và chuẩn bị để giải trình tự. Các đoạn DNA này sau đó được giải trình tự bằng nền tảng NGS và dữ liệu được phân tích bằng các thuật toán tin sinh học. Kết quả được báo cáo cho bác sĩ lâm sàng, người sẽ giải thích chúng cho bệnh nhân.

4.2. Độ chính xác và độ tin cậy của xét nghiệm NIPT

Xét nghiệm NIPT đã được chứng minh là có độ chính xác và độ tin cậy cao trong việc phát hiện lệch bội NST. Nhiều nghiên cứu đã báo cáo tỷ lệ phát hiện cao cho trisomy 21, trisomy 18 và trisomy 13, với tỷ lệ dương tính giả thấp. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là NIPT là một xét nghiệm sàng lọc và không phải là một xét nghiệm chẩn đoán. Kết quả dương tính nên được xác nhận bằng các thủ thuật xâm lấn như chọc ối hoặc sinh thiết gai nhau.

V. Nghiên Cứu Về Giải Trình Tự Gen Phát Hiện Lệch Bội NST Tại Việt Nam

Tại Việt Nam, việc ứng dụng giải trình tự gen trong sàng lọc trước sinh đang ngày càng phát triển. Các nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá giá trị của NIPT trong việc phát hiện lệch bội NST ở phụ nữ mang thai Việt Nam. Các nghiên cứu này đã cho thấy kết quả đầy hứa hẹn, với độ nhạy và độ đặc hiệu cao tương tự như các nghiên cứu được thực hiện ở các quốc gia khác. Việc triển khai rộng rãi NIPT ở Việt Nam có thể cải thiện đáng kể kết quả chăm sóc thai kỳ và giảm gánh nặng của các bệnh di truyền.

5.1. Tình hình ứng dụng NIPT tại các cơ sở y tế Việt Nam

NIPT hiện đang được cung cấp tại một số cơ sở y tế ở Việt Nam, bao gồm cả bệnh viện công và phòng khám tư nhân. Tuy nhiên, việc tiếp cận xét nghiệm này vẫn còn hạn chế do chi phí cao và thiếu nhận thức giữa các chuyên gia chăm sóc sức khỏe và công chúng. Cần có những nỗ lực để tăng cường khả năng tiếp cận NIPT và đảm bảo rằng tất cả phụ nữ mang thai đều có cơ hội được hưởng lợi từ công nghệ này.

5.2. Các nghiên cứu đánh giá hiệu quả của NIPT trên quần thể người Việt

Một số nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của NIPT trên quần thể người Việt. Các nghiên cứu này đã cho thấy rằng NIPT có độ nhạy và độ đặc hiệu cao trong việc phát hiện lệch bội NST ở phụ nữ mang thai Việt Nam. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu lớn hơn để xác nhận những phát hiện này và đánh giá tác động của NIPT đối với kết quả chăm sóc thai kỳ.

VI. Kết Luận Và Triển Vọng Của Giải Trình Tự Gen Trong Tương Lai

Giải trình tự gen đã cách mạng hóa việc sàng lọc trước sinh bằng cách cung cấp một phương pháp không xâm lấn, chính xác và đáng tin cậy để phát hiện lệch bội NST. NIPT dựa trên NGS đã trở thành một công cụ sàng lọc được sử dụng rộng rãi và đã cải thiện đáng kể kết quả chăm sóc thai kỳ. Khi công nghệ tiếp tục phát triển và chi phí giảm, giải trình tự gen có khả năng đóng một vai trò thậm chí còn lớn hơn trong việc chăm sóc sức khỏe sinh sản trong tương lai. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc mở rộng phạm vi của NIPT để bao gồm các bệnh di truyền khác và phát triển các phương pháp phân tích dữ liệu gen mới.

6.1. Tóm tắt những ưu điểm vượt trội của phương pháp NGS

Giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) mang lại nhiều ưu điểm so với các phương pháp sàng lọc trước sinh truyền thống. NGS có độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn, dẫn đến tỷ lệ dương tính giả thấp hơn và giảm nhu cầu các thủ thuật xâm lấn. NGS cũng có thể phát hiện một loạt các lệch bội NST, bao gồm cả những bất thường hiếm gặp mà các phương pháp truyền thống có thể bỏ sót. Ngoài ra, NGS có thể được thực hiện sớm trong thai kỳ, cung cấp cho các gia đình thông tin sớm hơn và nhiều thời gian hơn để đưa ra quyết định.

6.2. Hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai

Hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai trong lĩnh vực giải trình tự gen trong sàng lọc trước sinh bao gồm việc mở rộng phạm vi của NIPT để bao gồm các bệnh di truyền khác, phát triển các phương pháp phân tích dữ liệu gen mới và giảm chi phí của xét nghiệm. Những tiến bộ này có khả năng cải thiện hơn nữa kết quả chăm sóc thai kỳ và giảm gánh nặng của các bệnh di truyền.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Bất thường nhiễm sắc thể (NST) ở thai nhi xuất hiện với tần suất khoảng 1/150 trẻ sinh sống, là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong và bệnh tật chu sinh. Trong số các bất thường này, khoảng 83,0% thuộc về các lệch bội phổ biến gồm trisomy 21 (hội chứng Down), trisomy 18 (hội chứng Edwards), trisomy 13 (hội chứng Patau) và lệch bội NST giới tính (hội chứng Turner, Klinefelter, Jacobs, Trisomy X). Các phương pháp sàng lọc trước sinh truyền thống dựa trên siêu âm hình thái kết hợp định lượng dấu ấn sinh hóa huyết thanh trong thai kỳ 1 và thai kỳ 2 (như Double test/CFTS, Triple test, Quad test) có tỷ lệ phát hiện trisomy 21 dao động từ 50% đến 95%, nhưng tỷ lệ dương tính giả vẫn ở mức khoảng 5,0%. Thai phụ thuộc nhóm nguy cơ cao theo sàng lọc truyền thống thường được chỉ định các thủ thuật can thiệp xâm lấn như chọc hút dịch ối hoặc sinh thiết gai rau (CVS) để chẩn đoán xác định bằng kỹ thuật lập karyotype, QF-PCR, FISH, array CGH hoặc Prenatal BoBs. Tuy nhiên, các thủ thuật xâm lấn này mang lại nguy cơ mất thai từ 0,11% đến 0,22% (chọc ối khoảng 0,11%, sinh thiết gai rau có tỷ lệ cao hơn). Khoảng trống nghiên cứu đặt ra là cần ứng dụng và đánh giá một phương pháp sàng lọc trước sinh không xâm lấn (NIPS) có độ nhạy, độ đặc hiệu cao hơn và tỷ lệ dương tính giả thấp hơn nhằm giảm bớt các can thiệp xâm lấn không cần thiết.

Luận án xác định hai mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

1. Ứng dụng phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới phát hiện lệch bội NST 21, 18, 13, X, Y bằng DNA thai tự do trong máu mẹ.
2. Xác định tỷ lệ lệch bội NST 21, 18, 13, X, Y và bước đầu đánh giá giá trị của phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới sử dụng DNA thai tự do trong máu mẹ.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Thai phụ mang thai đơn có chỉ định sàng lọc lệch bội NST thai bằng xét nghiệm NIPS tại cơ sở nghiên cứu.
• Không gian nghiên cứu: Nghiên cứu được triển khai tại Bộ môn Hóa sinh - Trường Đại học Y Hà Nội phối hợp cùng Trung tâm Sàng lọc, Chẩn đoán trước sinh và sơ sinh - Bệnh viện Phụ sản Hà Nội và Công ty Cổ phần Thiết bị SISC Việt Nam.
• Thời gian nghiên cứu: Công trình hoàn thành và bảo vệ năm 2020.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế về dịch tễ bất thường NST, đặc tính sinh học của DNA thai tự do (cffDNA) và công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới (NGS):

• Dịch tễ học bất thường nhiễm sắc thể: Nghiên cứu tại Đan Mạch trên 34.910 trẻ sinh sống ghi nhận bất thường NST chiếm 15,0% các dị tật bẩm sinh được chẩn đoán trước 1 tuổi và 25,0% tử vong chu sinh do dị tật bẩm sinh, tần suất bất thường NST là 1/118 (tương đương 8,45/10.000 trẻ). Nghiên cứu cộng đồng tại Châu Âu (2004) trên 10.323 ca bất thường ghi nhận 7.335 ca trisomy 21, 18 hoặc 13; trong đó trisomy 21 chiếm 53,0% (tần suất 23/10.000), trisomy 18 chiếm 13,0% (5,9/10.000), trisomy 13 chiếm 5,0% (2,3/10.000), lệch bội NST giới tính chiếm khoảng 13,0% (473 ca trisomy giới tính và 778 ca monosomy X). Tại Việt Nam, thống kê của Tổng cục Dân số cho thấy mỗi năm có khoảng 1.800 trẻ mắc hội chứng Down và 200 - 250 trẻ mắc hội chứng Edwards. Các công trình của Phùng Như Toàn (2003) phân tích dịch ối phát hiện 24/213 ca bất thường NST (11,2%), Hoàng Thị Ngọc Lan và cộng sự (2004) phát hiện 7/40 ca bất thường số lượng NST (17,5%), Trần Danh Cường (2005) phát hiện 11/95 ca bất thường NST (11,6%, trong đó trisomy 21 chiếm 50,79%).
• Lịch sử và đặc điểm của cffDNA: Sau phát hiện acid nucleic ngoài tế bào trong huyết tương của Mandel và Métais (1948) và phát hiện tế bào lympho mang NST Y trong máu mẹ của Walknowska và cộng sự (1969), Dennis Lo và cộng sự (1997) đã phát hiện sự hiện diện của cffDNA trong huyết tương thai phụ mang thai nam. cffDNA có nguồn gốc chính từ quá trình chết theo chương trình (apoptosis) của tế bào lá nuôi bánh rau, chiếm khoảng 10,0 - 20,0% tổng lượng DNA tự do trong huyết tương mẹ. 80,0% đoạn cffDNA có kích thước ngắn dưới 200 bp. Thời gian bán hủy trung bình của cffDNA là 16,3 phút (dao động từ 4 đến 30 phút), bị đào thải qua gan, lách và biến mất khỏi máu mẹ sau khi sinh 2 giờ. Nồng độ cffDNA tương quan thuận với tuổi thai, chiều dài đầu mông (CRL), nhưng tương quan nghịch với cân nặng và chỉ số khối cơ thể (BMI) của thai phụ.
• Ứng dụng NGS trong NIPS trên thế giới: Từ năm 2011, các hiệp hội chuyên môn như ACOG, SMFM, ISPD, ISUOG, NSGC và ACMG đã ban hành khuyến cáo áp dụng NIPS cho thai phụ nguy cơ cao. Phân tích tổng hợp của Gil và cộng sự trên 35 nghiên cứu ghi nhận tỷ lệ phát hiện gộp trên thai đơn đối với trisomy 21 là 99,7%, trisomy 18 là 97,9%, trisomy 13 là 99,0%, monosomy X là 95,8%; tỷ lệ dương tính giả gộp với trisomy 21, 18, 13 đều ở mức 0,04%. Phân tích tổng hợp của Sian và cộng sự (trên 2012 bài báo) khẳng định NIPS có độ chính xác cao vượt trội so với sàng lọc sinh hóa truyền thống.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết là xây dựng và đánh giá toàn diện quy trình ứng dụng công nghệ giải trình tự bán dẫn Ion Torrent kết hợp công cụ tin sinh học (thuật toán SeqFF và tính điểm z-score) để sàng lọc lệch bội các NST 21, 18, 13, X, Y từ cffDNA tại Việt Nam, đồng thời đối chiếu trực tiếp với kết quả xét nghiệm tế bào di truyền (karyotype) từ dịch ối để xác định độ tin cậy thực tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở sinh học phân tử về sự giải phóng các đoạn phân mảnh cffDNA từ bánh rau vào tuần hoàn mẹ và nguyên lý giải trình tự gen thế hệ mới thông lượng cao:

• Khung lý thuyết và mô hình tin sinh học: Sử dụng phương pháp giải trình tự ngẫu nhiên toàn bộ bộ gen (Massively Parallel Shotgun Sequencing - MPSS). Thuật toán căn chỉnh TMAP (Torrent Mapping Alignment Program) được dùng để so khớp các đoạn đọc giải trình tự duy nhất (Unique Reads - URs) với hệ gen tham chiếu người HG19 (GRCh37). Nồng độ cffDNA trong huyết tương thai phụ được ước tính thông qua thuật toán tin sinh học SeqFF. SeqFF sử dụng mô hình hồi quy đa biến kết hợp hai mô hình: mạng lưới đàn hồi (Elastic Net) và tiêu chuẩn chọn lựa thứ hạng (Weighted Rank Selection Criterion - WRSC), chia hệ gen thành các bin kích thước 50 kb để đếm đoạn đọc mà không cần phụ thuộc vào thông tin di truyền của người cha. Nguy cơ lệch bội NST được định lượng bằng chỉ số độ lệch chuẩn hóa z-score của từng NST mục tiêu so với mẫu chứng chuẩn.
• Phương pháp thực nghiệm định lượng:
  • Tách chiết cffDNA từ mẫu huyết tương máu tĩnh mạch ngoại vi của thai phụ (khoảng 7 - 10 ml máu toàn phần lấy vào ống chống đông chuyên dụng).
  • Chuẩn bị thư viện DNA tự động và nạp mẫu lên hạt bán dẫn Ion Sphere Particle (ISP) bằng hệ thống Ion Chef.
  • Tiến hành giải trình tự trên hệ thống máy giải trình tự bán dẫn Ion Proton (công nghệ phát hiện ion H+ giải phóng khi gắn dNTP trong phản ứng tổng hợp chuỗi DNA).
  • Kiểm soát chất lượng thông qua các chỉ số: nồng độ DNA thư viện, mật độ nạp chip ISP, chất lượng căn chỉnh đoạn đọc (Alignment Quality - AQ) và dữ liệu nhiễu (Data Noise - DN).
• Phương pháp đối chứng và xử lý số liệu:
  • Đối chứng chuẩn: Các trường hợp có kết quả NIPS dương tính hoặc nguy cơ cao được tư vấn thực hiện thủ thuật xâm lấn chọc hút dịch ối để phân tích bộ NST tế bào bằng kỹ thuật lập Karyotype nhuộm băng G và kỹ thuật QF-PCR.
  • Phân tích thống kê: Đánh giá độ nhạy (Se), độ đặc hiệu (Sp), giá trị tiên đoán dương (PPV), giá trị tiên đoán âm (NPV) và tỷ lệ dương tính giả (FPR). Đánh giá tương quan giữa nồng độ cffDNA với tuổi thai, cân nặng, BMI và các yếu tố nguy cơ của thai phụ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 tổng hợp toàn diện các y văn về bệnh học lệch bội NST, các kỹ thuật sàng lọc, chẩn đoán trước sinh và cơ sở sinh học của cffDNA:

• Bệnh học lâm sàng của các hội chứng lệch bội phổ biến: Trisomy 21 (1/700 trẻ sinh sống, 95% thể thuần, 4% chuyển đoạn, 1% thể khảm), trisomy 18 (1/5.000 trẻ sinh sống, 60% tử vong trước 3 tháng), trisomy 13 (1/5.000 trẻ sinh sống, 90% tử vong trong năm đầu), và các bất thường NST giới tính (Turner 45,X tần suất 1/3.000 nữ; Klinefelter 47,XXY tần suất 1/500 - 1/1.000 nam; Jacobs 47,XYY tần suất 1/1.000; Trisomy X 47,XXX tần suất 1/1.000).
• So sánh các phương pháp sàng lọc trước sinh truyền thống (Bảng 1):

Phương pháp sàng lọc	Tuổi thai (tuần)	Chỉ số sử dụng	Tỷ lệ phát hiện (DR, %)	Tỷ lệ dương tính giả (FPR, %)
CFTS (Combined test)	11 - 14	Tuổi mẹ + NT + PAPP-A + Fβ-hCG	82,0 - 87,0	5,0
Triple test	15 - 22	Tuổi mẹ + hCG + AFP + uE3	69,0	5,0
Quad test	15 - 22	Tuổi mẹ + hCG + AFP + uE3 + Inhibin A	81,0	5,0
Sàng lọc tích hợp	11 - 14 và 15 - 22	NT + PAPP-A, sau đó kết hợp Quad test	96,0	5,0
Sàng lọc phân nhóm	11 - 14 và 15 - 22	NT + hCG + PAPP-A, sau đó Quad test	88,0 - 94,0	5,0
Siêu âm hình thái	11 - 14	Độ mờ da gáy (NT)	64,0 - 70,0	5,0
Phân tích cffDNA (NIPS)	> 9 hoặc > 10	DNA thai tự do trong huyết tương mẹ	99,0 - 99,2	0,09 - 0,5

• Phân tích ưu nhược điểm của các hệ thống giải trình tự: Công nghệ giải trình tự bằng tổng hợp huỳnh quang (Illumina) và công nghệ giải trình tự bán dẫn phát hiện ion H+ (Ion Torrent/Proton với ưu điểm thời gian chạy nhanh 2 - 4 giờ).
• Luận giải cơ chế dẫn đến kết quả NIPS dương tính giả: Hiện tượng khảm giới hạn ở bánh rau (Confined Placental Mosaicism - CPM, xuất hiện ở 1,0 - 2,0% thai phụ), khảm thai thực sự (TFM), hội chứng thai tiêu biến (vanishing twin) và nồng độ cffDNA thấp (< 4%).

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết thiết kế nghiên cứu mô tả cắt ngang kết hợp theo dõi dọc:

• Tiêu chuẩn lựa chọn: Thai phụ mang thai đơn từ 9 tuần tuổi thai trở lên có nhu cầu hoặc có chỉ định sàng lọc lệch bội NST (như tuổi mẹ ≥ 35 tuổi, kết quả sàng lọc huyết thanh nguy cơ cao, siêu âm có bất thường hình thái hoặc tăng độ mờ da gáy, tiền sử sinh con dị tật).
• Tiêu chuẩn loại trừ: Thai phụ mang đa thai, thai phụ có tiền sử ghép tạng, truyền máu trong vòng 3 tháng hoặc mang bất thường NST dạng cấu trúc đã biết.
• Thiết bị và sinh phẩm: Hệ thống tách chiết DNA, hệ thống Ion Chef, máy giải trình tự Ion Proton, chip giải trình tự bán dẫn, bộ hóa chất chuẩn bị thư viện và phần mềm tin sinh học phân tích dữ liệu chuyên biệt.
• Quy trình phân tích dữ liệu: Đoạn đọc thô được lọc chất lượng, cắt bỏ adapter, căn chỉnh với bộ gen tham chiếu hg19 bằng TMAP, tính toán tỷ lệ đoạn đọc duy nhất (URs). Nồng độ cffDNA được tính bằng mô hình SeqFF. Điểm z-score cho từng NST được tính toán theo công thức chuẩn hóa dựa trên quần thể chứng chuẩn; giá trị z-score > 3 được xác định là dương tính với trisomy.
• Đạo đức nghiên cứu: Đề tài được thông qua bởi Hội đồng Đạo đức trong nghiên cứu y sinh học, tất cả thai phụ tham gia nghiên cứu đều ký văn bản đồng thuận sau khi được tư vấn đầy đủ.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm và giá trị của phương pháp:

• Đặc điểm nhân khẩu và lâm sàng: Thai phụ tham gia nghiên cứu có phân bố đa dạng về nhóm tuổi, trong đó nhóm tuổi thai phụ cao (≥ 35 tuổi) chiếm tỷ lệ đáng kể; phân bố cân nặng và BMI cho thấy đa số thai phụ có chỉ số khối cơ thể trong giới hạn bình thường của người Việt Nam.
• Kết quả kỹ thuật giải trình tự: Đánh giá chất lượng nạp hạt ISP trên chip giải trình tự đạt tiêu chuẩn phân tích, độ bao phủ và chất lượng căn chỉnh đoạn đọc (AQ) với hệ gen hg19 đạt độ tin cậy cao, tỷ lệ dữ liệu nhiễu (DN) nằm trong giới hạn cho phép. Tỷ lệ xét nghiệm NIPS thành công ngay từ lần lấy mẫu đầu tiên đạt mức cao; các trường hợp thất bại kỹ thuật chủ yếu liên quan đến nồng độ cffDNA trong mẫu huyết tương dưới ngưỡng phát hiện (< 4%) hoặc do mẫu có chỉ số khối cơ thể thai phụ quá cao.
• Phân tích đặc tính nồng độ cffDNA: Nồng độ cffDNA phân bố theo đường chuẩn, có mối tương quan thuận rõ rệt với tuổi thai (tuần thai càng lớn thì tỷ lệ cffDNA càng cao) và tương quan nghịch với cân nặng cũng như chỉ số BMI của thai phụ.
• Tỷ lệ phát hiện lệch bội và đối chiếu Karyotype:
  • Xét nghiệm NIPS phát hiện chính xác các trường hợp lệch bội NST 21, 18, 13 và các bất thường lệch bội NST giới tính (như 45,X; 47,XXY; 47,XXX; 47,XYY).
  • Phân tích đối chiếu giữa kết quả NIPS dương tính với kết quả xét nghiệm Karyotype từ dịch ối cho thấy giá trị tiên đoán dương (PPV) cao nhất ở nhóm trisomy 21, tiếp theo là trisomy 18 và trisomy 13.
  • Phân tích các trường hợp không phù hợp ghi nhận một số ca dương tính giả trên NIPS do hiện tượng khảm giới hạn ở bánh rau (CPM), khi tế bào lá nuôi mang đột biến lệch bội nhưng tế bào thai nhi trong dịch ối có bộ NST hoàn toàn bình thường.
  • Phân tích hiệu quả NIPS dựa trên các nhóm yếu tố nguy cơ: Nhóm thai phụ có nguy cơ cao (tuổi ≥ 35, kết quả CFTS/Triple test nguy cơ cao, siêu âm tăng độ mờ da gáy) có giá trị tiên đoán dương cao hơn so với nhóm nguy cơ thấp.

Chương 4: Bàn luận

Chương 4 tập trung phân tích sâu các phát hiện nghiên cứu và so sánh với y văn thế giới:

• Bàn luận về tính khả thi và độ chính xác của công nghệ giải trình tự bán dẫn Ion Torrent/Proton: Tốc độ giải trình tự nhanh (2 - 4 giờ) kết hợp với thuật toán đếm đoạn đọc ngẫu nhiên (MPSS) và căn chỉnh TMAP đáp ứng đầy đủ yêu cầu chẩn đoán sàng lọc lâm sàng tại các cơ sở y tế Việt Nam.
• Ý nghĩa của việc xác định nồng độ cffDNA bằng thuật toán SeqFF: Khẳng định nồng độ cffDNA là tiêu chí kiểm soát chất lượng bắt buộc để tránh kết quả âm tính giả. Luận án phân tích chi tiết sự ảnh hưởng của cân nặng thai phụ lên nồng độ cffDNA và khuyến nghị ngưỡng nồng độ tối thiểu 4% để đảm bảo kết quả tin cậy.
• Vấn đề dương tính giả và vai trò của xét nghiệm chẩn đoán xâm lấn: Tác giả bàn luận chi tiết về cơ chế sinh học của hiện tượng khảm rau thai (CPM) và nhấn mạnh NIPS là xét nghiệm sàng lọc nâng cao chứ không thay thế hoàn toàn xét nghiệm chẩn đoán xâm lấn. Do đó, mọi kết quả NIPS dương tính bắt buộc phải được khẳng định lại bằng phân tích NST dịch ối trước khi đưa ra quyết định đình chỉ thai nghén.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đóng góp các phát hiện và giá trị khoa học quan trọng:

1. Đóng góp về mặt lý luận và khoa học:

   • Xây dựng và chuẩn hóa thành công quy trình ứng dụng giải trình tự gen thế hệ mới trên nền tảng công nghệ bán dẫn (Ion Proton/Ion Chef) kết hợp thuật toán tin sinh học SeqFF để sàng lọc lệch bội NST thai bằng cffDNA trong huyết tương thai phụ tại Việt Nam.
   • Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm có hệ thống về đặc điểm nồng độ cffDNA, phân bố z-score và mối liên quan giữa nồng độ cffDNA với tuổi thai, cân nặng và chỉ số BMI trên quần thể thai phụ Việt Nam.
   • Làm rõ cơ chế và tỷ lệ xuất hiện các trường hợp dương tính giả do khảm giới hạn ở bánh rau (CPM) khi đối chiếu giữa kết quả NIPS và Karyotype dịch ối.

2. Đóng góp về mặt thực tiễn và ứng dụng lâm sàng:

   • Chứng minh xét nghiệm NIPS có độ nhạy và độ đặc hiệu cao trong phát hiện trisomy 21, 18, 13 và lệch bội NST giới tính, vượt trội so với các phương pháp sàng lọc sinh hóa huyết thanh truyền thống.
   • Cung cấp cơ sở khoa học để các nhà lâm sàng sản phụ khoa chỉ định NIPS như một bước sàng lọc trung gian hiệu quả cho nhóm thai phụ có nguy cơ cao, giúp giảm thiểu đáng kể tỷ lệ phải thực hiện thủ thuật chọc ối hoặc sinh thiết gai rau xâm lấn.

3. Kiến nghị và giải pháp đề xuất:

   • Đưa xét nghiệm NIPS dựa trên NGS vào quy trình sàng lọc trước sinh thường quy cho các thai phụ thuộc nhóm nguy cơ cao (tuổi mẹ cao, xét nghiệm sinh hóa nguy cơ cao, tiền sử mang thai bất thường).
   • Thiết lập ngưỡng kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt về nồng độ cffDNA (tối thiểu ≥ 4%) trước khi trả kết quả xét nghiệm để loại trừ âm tính giả.
   • Luôn thực hiện tư vấn di truyền trước và sau xét nghiệm; bắt buộc chỉ định chọc hút dịch ối lập Karyotype để chẩn đoán xác định đối với tất cả các trường hợp NIPS có kết quả dương tính hoặc nguy cơ cao trước khi can thiệp lâm sàng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của nghiên cứu:
  • Phạm vi nghiên cứu chủ yếu tập trung trên đối tượng thai phụ mang thai đơn, chưa mở rộng đánh giá đầy đủ trên các trường hợp đa thai (thai đôi).
  • Nghiên cứu tập trung vào các lệch bội số lượng NST phổ biến (21, 18, 13, X, Y), chưa khảo sát sâu các vi mất đoạn, vi nhân đoạn có kích thước nhỏ (CNV) hoặc các bất thường cấu trúc NST phức tạp.
  • Tỷ lệ thất bại kỹ thuật vẫn xảy ra ở một số ít trường hợp do nồng độ cffDNA thấp liên quan đến chỉ số khối cơ thể (BMI) thai phụ quá cao hoặc lấy mẫu ở tuổi thai quá sớm.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo:
  • Mở rộng quy mô nghiên cứu trên nhóm dân số sản khoa chung (quần thể nguy cơ thấp) và trên nhóm thai phụ mang thai đôi.
  • Ứng dụng giải trình tự với độ sâu bao phủ cao hơn kết hợp các thuật toán tin sinh học cải tiến để phát hiện thêm các hội chứng vi mất đoạn và bất thường số lượng bản sao gen (CNV) trên toàn bộ hệ gen thai nhi.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng thực tiễn cao:

• Bác sĩ chuyên ngành Sản phụ khoa và Chẩn đoán trước sinh: Tham khảo chỉ định xét nghiệm NIPS, hiểu rõ giá trị tiên đoán dương, độ nhạy, độ đặc hiệu và quy trình xử trí thích hợp khi kết quả NIPS dương tính hoặc không xác định.
• Bác sĩ, học viên chuyên ngành Hóa sinh Y học và Di truyền Y học: Tham khảo quy trình kỹ thuật tách chiết cffDNA, tạo thư viện DNA, vận hành hệ thống giải trình tự bán dẫn và ứng dụng công cụ tin sinh học (SeqFF, TMAP, hg19, phân tích z-score).
• Các nhà quản lý y tế và hoạch định chính sách y tế công cộng: Cung cấp bằng chứng thực nghiệm để xây dựng hướng dẫn quốc gia về sàng lọc, chẩn đoán trước sinh không xâm lấn, tối ưu hóa chi phí và giảm thiểu tai biến sản khoa do thủ thuật xâm lấn.

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới được sử dụng trong luận án hoạt động theo nguyên lý nào?
Luận án sử dụng công nghệ giải trình tự bán dẫn Ion Torrent trên hệ thống máy Ion Proton. Nguyên lý dựa trên việc phát hiện tín hiệu điện do ion H+ được giải phóng ra trong quá trình DNA polymerase gắn từng loại dNTP vào chuỗi DNA đang tổng hợp. Sự thay đổi nồng độ H+ làm biến thiên pH và điện tích trên bề mặt chíp cảm ứng bán dẫn, chuyển đổi trực tiếp tín hiệu hóa học thành tín hiệu điện số hóa được máy tính ghi nhận, cho phép giải trình tự nhanh trong 2 - 4 giờ.

2. Thuật toán tin sinh học SeqFF ước tính nồng độ cffDNA trong huyết tương thai phụ như thế nào?
Thuật toán SeqFF sử dụng mô hình hồi quy đa biến kết hợp giữa mô hình mạng lưới đàn hồi (Elastic Net) và tiêu chuẩn chọn lựa thứ hạng (WRSC). Hệ gen được chia thành các vùng (bin) có kích thước 50 kb. Bằng cách đếm số lượng đoạn đọc DNA trên tất cả các bin của các NST thường, mô hình dự đoán số lượng đoạn đọc tương ứng trên NST Y để tính toán nồng độ cffDNA mà không cần giải trình tự mẫu của người cha và có thể áp dụng cho cả thai phụ mang thai nữ.

3. Những yếu tố lâm sàng nào ảnh hưởng trực tiếp đến nồng độ cffDNA trong máu thai phụ?
Nồng độ cffDNA tương quan thuận với tuổi thai và chiều dài đầu mông (CRL). Ngược lại, nồng độ cffDNA tương quan nghịch với cân nặng và chỉ số khối cơ thể (BMI) của thai phụ. Ngoài ra, nồng độ cffDNA có xu hướng giảm trong các trường hợp thai mắc trisomy 18, trisomy 13, monosomy X và thể tam bội, nhưng tăng trong trường hợp thai mắc trisomy 21.

4. Tại sao một số trường hợp xét nghiệm NIPS dương tính nhưng kết quả Karyotype dịch ối lại bình thường?
Nguyên nhân chủ yếu do hiện tượng khảm giới hạn ở bánh rau (Confined Placental Mosaicism - CPM). cffDNA trong máu mẹ có nguồn gốc từ tế bào lá nuôi của bánh rau (phát triển từ tế bào sinh chất của phôi nang). Khi bánh rau mang dòng tế bào lệch bội nhưng khối tế bào trong (phát triển thành thai nhi thực sự) có bộ NST bình thường, xét nghiệm NIPS sẽ cho kết quả dương tính giả so với tế bào dịch ối của thai.

5. Vì sao xét nghiệm NIPS không được dùng để đưa ra quyết định đình chỉ thai nghén mà phải chọc ối xác định?
NIPS bản chất là một xét nghiệm sàng lọc có độ chính xác cao nhưng vẫn tồn tại tỷ lệ dương tính giả nhất định do hiện tượng khảm rau thai (CPM), hội chứng thai tiêu biến hoặc nồng độ cffDNA thấp. Do đó, các khuyến cáo của ACOG, SMFM và ISPD đều quy định khi NIPS dương tính, thai phụ bắt buộc phải được thực hiện xét nghiệm chẩn đoán xác định từ tế bào dịch ối (hoặc gai rau) bằng Karyotype hoặc QF-PCR trước khi đưa ra các can thiệp lâm sàng.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Hoàng Hải Yến đã ứng dụng thành công phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới trên nền tảng công nghệ bán dẫn Ion Proton kết hợp thuật toán tin sinh học SeqFF để sàng lọc lệch bội NST 21, 18, 13, X, Y từ cffDNA trong máu thai phụ. Kết quả nghiên cứu chứng minh phương pháp NIPS có độ chính xác cao, tỷ lệ phát hiện vượt trội và tỷ lệ dương tính giả thấp hơn rõ rệt so với các phương pháp sàng lọc huyết thanh truyền thống. Công trình cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc cho việc triển khai xét nghiệm NIPS trong quản lý thai kỳ tại Việt Nam, đồng thời tái khẳng định vai trò phối hợp bắt buộc với xét nghiệm di truyền tế bào xâm lấn trong chẩn đoán xác định trước sinh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1. Bất thường nhiễm sắc thể thai 1. Tần suất xuất hiện Các nhiễm sắc thể (NST) có thể bị bất thường về số lượng hoặc cấu trúc. Các biến đổi này có thể thấy ngay khi sinh hoặc mắc phải trong quá trình ác tính hoá của các tế bào khối u và là kết quả của các biến cố xảy ra trong phân bào giảm nhiễm hoặc phân bào nguyên nhiễm.

Sự bất thường này có thể xảy ra trên một hoặc nhiều NST. Bất thường NST phổ biến nhất là trisomy 21, 18, 13 và lệch bội NST giới tính [10]. Nghiên cứu trên 34.910 trẻ sinh sống đến 13 tuổi tại Đan Mạch cho thấy bất thường NST chiếm khoảng 15,0% các dị tật bẩm sinh được chẩn đoán trước 1 tuổi và 25,0% tử vong chu sinh do dị tật bẩm sinh, tần suất bất thường NST là 1/118 hay 8,45/10.000 trẻ sinh sống [11]. Nghiên cứu tại cộng đồng các nước ở Châu Âu năm 2004 cũng cho thấy khoảng 1/4 trường hợp tử vong sớm ở trẻ sơ sinh là do dị tật bẩm sinh, trong đó 18,0% do bất thường NST.

Trong nghiên cứu trên 10.323 trường hợp bất thường NST bao gồm các trường hợp sinh con sống trước 1 tuổi, thai chết khi tuổi thai trên 20 tuần hoặc đình chỉ thai nghén vì dị tật bẩm sinh từ năm 2000 - 2006. Kết quả phát hiện 7.335 trường hợp trisomy 21, 18 hoặc 13, trong đó trisomy 21 chiếm tỷ lệ 53,0% với tần suất xuất hiện là 23/10.000, trisomy 18 chiếm tỷ lệ 13,0% với tần suất 5,9/10.000, trisomy 13 chiếm tỷ lệ 5% với tần suất 2,3/10.000, trisomy NST giới tính là 473 ca chiếm tỷ lệ 5% với tần suất 2/10.000 và 778 ca monosomy X chiếm tỷ lệ 8,0% với tần suất 3,3/10.737 ca bất thường NST hiếm gặp chiếm tỷ lệ 17,0% với tần suất là 7,4/10.000 bao gồm thể tam bội, trisomy các NST khác, chuyển đoạn NST không cân bằng, mất đoạn và nhân đoạn (Hình 1. 4 Trisomy 21 13% 5% 4% Trisomy 18 53% 8% Trisomy 13 17% X/Y trisomy 45,X Other Hình 1. Tỉ lệ bất thường các NST được chẩn đoán khi trẻ < 1 tuổi (Nguồn: https://www.gov/pmc/articles/PMC3330224) Tại Trung Quốc, mỗi năm có khoảng 16 triệu trẻ mới sinh, trong đó dị tật bẩm sinh chiếm khoảng 4,0 - 6,0%.

Bất thường NST chiếm tỷ lệ 1/160 trẻ sinh sống tại Mỹ và 1/60 tại Trung Quốc [10],[12]. Thống kê của Tổng cục dân số cho thấy, mỗi năm Việt Nam có khoảng gần 1,5 triệu trẻ em mới được sinh ra, trong đó tỷ lệ dị tật bẩm sinh chiếm khoảng 1,5 - 2,0% trẻ sinh sống. Đáng lưu ý là mỗi năm có khoảng 1.800 trẻ mắc trisomy 21, khoảng 200 - 250 trẻ mắc trisomy 18. Theo báo cáo của Phùng Như Toàn (2003) từ kết quả nuôi cấy từ dịch ối phát hiện 24/213 ca bất thường NST chiếm 11,2% [13].

Hoàng Thị Ngọc Lan và cộng sự (2004) phát hiện 7/40 ca bất thường số lượng NST chiếm tỷ lệ 17,5% [14], Trần Danh Cường (2005) phát hiện 11/95 ca bất thường NST chiếm tỷ lệ 11,6%, trong đó trisomy 21 chiếm 50,79% [15]. Hậu quả của bất thường nhiễm sắc thể Bất thường NST ảnh hưởng đến ít nhất 7,5% tất cả các trường hợp thụ thai, chiếm 50,0% trường hợp sảy thai tự nhiên trong ba tháng đầu hoặc chết trước khi sinh [16]. Tần suất bất thường NST thường gặp từ 1/150 - 1/200 trẻ sinh sống. Khoảng 3,0 - 4,0% tất cả các ca sinh sống có liên quan đến đa dị tật bẩm sinh, chậm phát triển tâm thần hoặc rối loạn di truyền, tỷ lệ tăng gấp đôi 5 khi trẻ được 7 - 8 tuổi, với các rối loạn di truyền xuất hiện chậm hoặc được chẩn đoán muộn hơn.

Điều tra ở các quần thể trưởng thành khỏe mạnh cho thấy tần số bất thường NST thấp hơn [16].