Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật gap pcr phát hiện đột biến mất đoạn gen alpha globin và mối liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình huyết học của các thể bệnh alpha thalassemia

Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật gap PCR trong phát hiện đột biến gen alpha globin và mối liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình huyết học alpha thalassemia.

• Tác giả: Võ Thành Trí
• Người hướng dẫn: TS. Lê Thị Hoàng Mỹ
• Trường học: Trường Đại Học Y Dược Cần Thơ
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xét Nghiệm Y Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Kỹ Thuật GAP-PCR Phát Hiện Đột Biến Gen Alpha Globin Trong Bệnh Alpha Thalassemia
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cấu trúc phân tử và các dạng hemoglobin trong cơ thể
• 1.2. Khái niệm bệnh α-thalassemia
• 1.3. Dịch tễ học bệnh α-thalassemia
• 1.4. Cơ chế bệnh sinh của bệnh α-thalassemia
• 1.5. Đặc điểm lâm sàng, huyết học của các thể bệnh α-thalassemia
• 1.5.1. Thể ẩn
• 1.5.2. Thể nhẹ
• 1.5.3. Thể trung bình (bệnh HbH)
• 1.5.4. Thể nặng (hội chứng phù thai do Hb Bart’s)
• 1.6. Cấu trúc gen α-globin và các loại đột biến gây bệnh α-thalassemia
• 3. TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật GAP PCR trong phát hiện đột biến gen alpha globin

Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật GAP-PCR trong phát hiện đột biến gen alpha globin là một bước tiến quan trọng trong việc chẩn đoán bệnh alpha thalassemia. Kỹ thuật này cho phép xác định nhanh chóng và chính xác các đột biến gen, từ đó hỗ trợ trong việc tư vấn di truyền và quản lý bệnh. Bệnh alpha thalassemia là một trong những bệnh di truyền phổ biến nhất, đặc biệt ở khu vực Đông Nam Á. Việc phát hiện sớm các đột biến gen giúp cải thiện chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân và giảm thiểu gánh nặng cho hệ thống y tế.

1.1. Định nghĩa và tầm quan trọng của bệnh alpha thalassemia

Bệnh alpha thalassemia là một rối loạn di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường, gây ra bởi sự thiếu hụt hoặc mất hoàn toàn chuỗi alpha globin trong phân tử hemoglobin. Tình trạng này dẫn đến thiếu máu và các biến chứng nghiêm trọng. Việc hiểu rõ về bệnh lý này là cần thiết để phát triển các phương pháp chẩn đoán hiệu quả.

1.2. Kỹ thuật GAP PCR và ứng dụng trong y học

Kỹ thuật GAP-PCR (Gap-Polymerase Chain Reaction) là một phương pháp sinh học phân tử tiên tiến, cho phép phát hiện các đột biến gen một cách nhanh chóng và chính xác. Kỹ thuật này đã được áp dụng rộng rãi trong việc chẩn đoán các bệnh di truyền, đặc biệt là alpha thalassemia, giúp xác định kiểu gen và hỗ trợ trong việc tư vấn di truyền.

II. Vấn đề và thách thức trong chẩn đoán bệnh alpha thalassemia

Chẩn đoán bệnh alpha thalassemia gặp nhiều thách thức do sự đa dạng của các kiểu gen và triệu chứng lâm sàng. Các phương pháp truyền thống như xét nghiệm công thức máu không đủ khả năng xác định chính xác kiểu gen. Điều này dẫn đến việc chẩn đoán muộn và ảnh hưởng đến quyết định điều trị. Việc áp dụng kỹ thuật GAP-PCR giúp khắc phục những hạn chế này, nhưng vẫn cần phải nâng cao nhận thức và đào tạo cho các nhân viên y tế.

2.1. Những khó khăn trong việc phát hiện đột biến gen

Việc phát hiện các đột biến gen trong bệnh alpha thalassemia thường gặp khó khăn do sự tương đồng giữa các kiểu gen. Nhiều bệnh nhân có triệu chứng nhẹ hoặc không có triệu chứng, dẫn đến việc chẩn đoán sai hoặc chậm trễ. Kỹ thuật GAP-PCR giúp cải thiện khả năng phát hiện các đột biến này.

2.2. Tác động của việc chẩn đoán muộn đến bệnh nhân

Chẩn đoán muộn có thể dẫn đến các biến chứng nghiêm trọng cho bệnh nhân, bao gồm thiếu máu nặng và các vấn đề sức khỏe khác. Việc áp dụng kỹ thuật GAP-PCR không chỉ giúp phát hiện sớm mà còn hỗ trợ trong việc quản lý và điều trị bệnh hiệu quả hơn.

III. Phương pháp nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật GAP PCR

Nghiên cứu này sử dụng kỹ thuật GAP-PCR để phát hiện các đột biến mất đoạn gen alpha globin. Phương pháp này bao gồm việc thu thập mẫu máu, chiết xuất DNA và thực hiện phản ứng PCR. Kết quả từ kỹ thuật này sẽ được phân tích để xác định tỷ lệ các loại đột biến và mối liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình huyết học của bệnh nhân. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho việc chẩn đoán và điều trị bệnh.

3.1. Quy trình thực hiện kỹ thuật GAP PCR

Quy trình thực hiện kỹ thuật GAP-PCR bao gồm các bước như thu thập mẫu, chiết xuất DNA, thiết lập phản ứng PCR và phân tích kết quả. Mỗi bước đều cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo độ chính xác của kết quả.

3.2. Phân tích kết quả và ý nghĩa lâm sàng

Kết quả từ kỹ thuật GAP-PCR sẽ được phân tích để xác định tỷ lệ các loại đột biến gen. Những thông tin này có ý nghĩa quan trọng trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh alpha thalassemia, đồng thời hỗ trợ trong việc tư vấn di truyền cho các cặp vợ chồng mang gen bệnh.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của kỹ thuật GAP PCR

Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ các loại đột biến mất đoạn gen alpha globin trong nhóm bệnh nhân được khảo sát. Kỹ thuật GAP-PCR đã chứng minh hiệu quả trong việc phát hiện các đột biến này, từ đó giúp cải thiện khả năng chẩn đoán và điều trị bệnh. Những phát hiện này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có thể áp dụng vào thực tiễn lâm sàng, giúp nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe cho bệnh nhân.

4.1. Tỷ lệ các loại đột biến gen alpha globin

Nghiên cứu đã xác định được tỷ lệ các loại đột biến gen alpha globin trong nhóm bệnh nhân. Kết quả cho thấy sự phân bố khác nhau của các kiểu gen, từ đó cung cấp thông tin quan trọng cho việc chẩn đoán và điều trị.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả từ nghiên cứu có thể được áp dụng vào thực tiễn lâm sàng, giúp các bác sĩ có thêm công cụ để chẩn đoán và điều trị bệnh alpha thalassemia. Việc này không chỉ nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe mà còn giảm thiểu gánh nặng cho hệ thống y tế.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật GAP-PCR trong phát hiện đột biến gen alpha globin đã mở ra hướng đi mới trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh alpha thalassemia. Kết quả nghiên cứu cho thấy kỹ thuật này có tiềm năng lớn trong việc cải thiện chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp chẩn đoán mới, đồng thời nâng cao nhận thức về bệnh lý này trong cộng đồng.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong y học

Nghiên cứu này không chỉ có giá trị trong việc phát hiện đột biến gen mà còn góp phần nâng cao hiểu biết về bệnh alpha thalassemia. Điều này rất quan trọng trong việc phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả hơn.

5.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu và ứng dụng

Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các đột biến gen và mối liên quan của chúng đến triệu chứng lâm sàng. Việc này sẽ giúp cải thiện khả năng chẩn đoán và điều trị bệnh, đồng thời hỗ trợ trong việc tư vấn di truyền cho các cặp vợ chồng mang gen bệnh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Bệnh alpha thalassemia là một trong những bệnh di truyền phổ biến nhất trên thế giới, đặc trưng bởi sự suy giảm hoặc mất đoạn gen alpha globin, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tổng hợp hemoglobin. Theo ước tính, khoảng 5% dân số toàn cầu mang gen bệnh này, với tỷ lệ phân bố khác nhau tùy theo khu vực và chủng tộc. Tại Việt Nam, tỷ lệ người mang gen alpha thalassemia cũng khoảng 5%, đặc biệt phổ biến ở khu vực Đông Nam Á. Bệnh gây ra nhiều thể lâm sàng khác nhau, từ thể ẩn không triệu chứng đến thể nặng như hội chứng phù thai do Hb Bart’s, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và chất lượng cuộc sống của người bệnh.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm ứng dụng kỹ thuật gap-PCR để phát hiện các đột biến mất đoạn gen alpha globin, đồng thời khảo sát mối liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình huyết học của các thể bệnh alpha thalassemia. Nghiên cứu được thực hiện trên 99 bệnh nhân tại Bệnh viện Huyết Học-Truyền Máu Cần Thơ và Bệnh viện Trường Đại học Y Dược Cần Thơ trong khoảng thời gian từ tháng 03/2021 đến 07/2022. Việc xác định chính xác kiểu gen và kiểu hình huyết học không chỉ giúp chẩn đoán và tiên lượng bệnh mà còn hỗ trợ hiệu quả trong tư vấn di truyền và phòng ngừa bệnh trong cộng đồng.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng chẩn đoán, điều trị và quản lý bệnh alpha thalassemia tại Việt Nam, góp phần giảm thiểu gánh nặng bệnh tật và chi phí y tế liên quan.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Cấu trúc phân tử hemoglobin: Hemoglobin người trưởng thành gồm 4 chuỗi polypeptide, trong đó chuỗi alpha globin đóng vai trò quan trọng trong vận chuyển oxy. Sự đột biến hoặc mất đoạn gen alpha globin làm giảm tổng hợp chuỗi này, gây rối loạn chức năng hemoglobin.
• Bệnh alpha thalassemia: Là bệnh di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường, do đột biến mất đoạn hoặc đột biến điểm trên gen alpha globin, tạo ra các thể bệnh với mức độ thiếu hụt chuỗi alpha khác nhau, từ thể ẩn, thể nhẹ, thể trung bình (HbH) đến thể nặng (hội chứng phù thai Hb Bart’s).
• Kỹ thuật gap-PCR: Phương pháp sinh học phân tử sử dụng cặp mồi đặc hiệu để phát hiện các đột biến mất đoạn gen alpha globin. Kỹ thuật này cho phép phát hiện nhanh, chính xác các đột biến đã biết, hỗ trợ chẩn đoán và phân loại bệnh.
• Khái niệm kiểu gen và kiểu hình huyết học: Kiểu gen xác định các đột biến mất đoạn gen alpha globin, trong khi kiểu hình huyết học thể hiện các chỉ số máu như RBC, Hgb, MCV, MCH, và thành phần hemoglobin (HbH, Hb Bart’s), phản ánh mức độ ảnh hưởng của đột biến đến chức năng hồng cầu.

Phương pháp nghiên cứu

• Thiết kế nghiên cứu: Mô tả cắt ngang.
• Đối tượng nghiên cứu: 99 bệnh nhân được chẩn đoán hoặc nghi ngờ alpha thalassemia, thu thập tại Bệnh viện Huyết Học-Truyền Máu Cần Thơ và Bệnh viện Trường Đại học Y Dược Cần Thơ từ tháng 03/2021 đến 07/2022.
• Tiêu chuẩn chọn mẫu: Bệnh nhân có kết quả xét nghiệm công thức máu với MCV <85 fL và/hoặc MCH <28 pg, ferritin trong giới hạn bình thường, và điện di hemoglobin bình thường hoặc giảm HbA2.
• Phương pháp chọn mẫu: Thuận tiện theo tiêu chuẩn chọn và loại trừ.
• Thu thập dữ liệu: Thông tin nhân khẩu học, công thức máu, điện di hemoglobin, định lượng ferritin huyết thanh, khảo sát tế bào hồng cầu trên tiêu bản máu ngoại vi, tỷ lệ hồng cầu lưới và thể vùi HbH.
• Phân tích đột biến gen: Sử dụng kỹ thuật gap-PCR để phát hiện các đột biến mất đoạn gen alpha globin phổ biến (-α3.2, --SEA, --THAI).
• Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm SPSS 18, áp dụng kiểm định One-way ANOVA và One-sample T-Test với mức ý nghĩa p<0,05.
• Timeline nghiên cứu: Thu thập mẫu và dữ liệu trong 17 tháng, từ tháng 03/2021 đến 07/2022.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm nhân khẩu học: Tuổi trung bình của bệnh nhân là 32,3 ± 18,4 tuổi, trong đó nữ chiếm 69,7% và nam chiếm 30,3%. Nghề nghiệp chủ yếu là học sinh-sinh viên (51,5%), tiếp theo là nhóm nghề khác (27,3%). Về nơi cư trú, 28,3% bệnh nhân đến từ Cần Thơ, 12,1% từ Vĩnh Long và 9,1% từ Đồng Tháp.

2. Tỷ lệ đột biến mất đoạn gen alpha globin: Kỹ thuật gap-PCR phát hiện các đột biến phổ biến gồm -α3.2, --SEA và --THAI. Tỷ lệ đột biến --SEA chiếm phần lớn trong các thể bệnh trung bình và nặng, trong khi -α3.2 phổ biến ở thể ẩn và thể nhẹ.

3. Kiểu gen và thể bệnh:

   • Thể ẩn chủ yếu là dị hợp tử đột biến -α3.2.
   • Thể nhẹ gồm dị hợp tử --SEA hoặc --THAI, hoặc dị hợp tử kép -α3.2.
   • Thể trung bình (HbH) là dị hợp tử kép giữa --SEA hoặc --THAI với -α3.2.
   • Thể nặng là đồng hợp tử --SEA hoặc --THAI.

4. Đặc điểm huyết học:

   • Bệnh nhân thể trung bình có Hb trung bình khoảng 8-10 g/dL, MCV và MCH giảm rõ rệt so với thể ẩn và thể nhẹ.
   • Tỷ lệ HbH trong thể trung bình dao động từ 0,8% đến 40%, trong khi Hb Bart’s xuất hiện chủ yếu ở thể nặng với tỷ lệ gần 100%.
   • Số lượng hồng cầu (RBC) tăng trong thể trung bình, phản ánh cơ chế bù trừ thiếu máu.
   • Tỷ lệ hồng cầu lưới và thể vùi HbH tăng cao ở thể trung bình, biểu hiện qua nhuộm BCB.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy kỹ thuật gap-PCR là phương pháp hiệu quả trong phát hiện các đột biến mất đoạn gen alpha globin phổ biến tại khu vực nghiên cứu, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế và trong nước. Tỷ lệ đột biến --SEA chiếm ưu thế tương tự như các báo cáo tại Đông Nam Á và Trung Quốc, khẳng định tính đặc trưng vùng miền của các đột biến gen.

Mối liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình huyết học được thể hiện rõ qua các chỉ số máu và thành phần hemoglobin. Thể bệnh trung bình (HbH) có biểu hiện thiếu máu rõ rệt, giảm MCV, MCH và tăng HbH, phù hợp với cơ chế bệnh sinh do mất đoạn gen alpha globin. So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả tương đồng về tỷ lệ và đặc điểm huyết học, đồng thời bổ sung thêm dữ liệu về phân bố đột biến tại miền Tây Nam Bộ Việt Nam.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố tỷ lệ đột biến gen, bảng so sánh các chỉ số huyết học giữa các thể bệnh, và hình ảnh điện di gel agarose sản phẩm gap-PCR minh họa các kiểu gen đột biến.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Mở rộng áp dụng kỹ thuật gap-PCR trong chẩn đoán lâm sàng: Đẩy mạnh sử dụng kỹ thuật gap-PCR tại các cơ sở y tế tuyến tỉnh và trung ương nhằm phát hiện sớm các đột biến mất đoạn gen alpha globin, nâng cao tỷ lệ chẩn đoán chính xác trong vòng 12 tháng tới.

2. Tăng cường đào tạo nhân lực chuyên môn: Tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật xét nghiệm sinh học phân tử cho cán bộ y tế, kỹ thuật viên xét nghiệm nhằm nâng cao năng lực thực hiện và phân tích kết quả, dự kiến hoàn thành trong 6 tháng.

3. Phát triển chương trình sàng lọc và tư vấn di truyền: Thiết lập chương trình sàng lọc gen alpha thalassemia cho các cặp vợ chồng trong độ tuổi sinh đẻ, đặc biệt tại các vùng có tỷ lệ mang gen cao như Cần Thơ, Vĩnh Long, Đồng Tháp, nhằm giảm thiểu tỷ lệ sinh con mắc bệnh nặng trong 2 năm tới.

4. Nâng cao nhận thức cộng đồng về bệnh alpha thalassemia: Triển khai các chiến dịch truyền thông giáo dục sức khỏe về bệnh, cách phòng tránh và tầm quan trọng của xét nghiệm di truyền, hướng đến mục tiêu tăng tỷ lệ người dân tham gia sàng lọc lên ít nhất 50% trong 1 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Bác sĩ lâm sàng và chuyên gia huyết học: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu cập nhật về đặc điểm gen và huyết học của bệnh alpha thalassemia, hỗ trợ chẩn đoán và điều trị chính xác.

2. Kỹ thuật viên xét nghiệm y học: Tham khảo quy trình kỹ thuật gap-PCR và các phương pháp phân tích huyết học, nâng cao kỹ năng thực hành và phân tích kết quả xét nghiệm.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành y học phân tử: Tài liệu chi tiết về ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong chẩn đoán bệnh di truyền, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

4. Cán bộ tư vấn di truyền và y tế công cộng: Thông tin về mối liên quan kiểu gen - kiểu hình giúp xây dựng chương trình tư vấn di truyền hiệu quả, góp phần phòng ngừa bệnh trong cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

1. Gap-PCR là gì và tại sao được sử dụng trong nghiên cứu này?
   Gap-PCR là kỹ thuật phản ứng chuỗi polymerase sử dụng cặp mồi đặc hiệu để phát hiện đột biến mất đoạn gen. Phương pháp này đơn giản, nhanh, chi phí thấp và phù hợp để phát hiện các đột biến mất đoạn gen alpha globin phổ biến, giúp chẩn đoán chính xác bệnh alpha thalassemia.

2. Tỷ lệ đột biến --SEA trong nghiên cứu có ý nghĩa gì?
   Đột biến --SEA chiếm tỷ lệ cao nhất trong các thể bệnh trung bình và nặng, phản ánh đặc điểm phân bố gen tại khu vực nghiên cứu. Đây là đột biến mất đoạn gen alpha globin phổ biến ở Đông Nam Á, ảnh hưởng lớn đến mức độ nghiêm trọng của bệnh.

3. Mối liên quan giữa kiểu gen và kiểu hình huyết học được thể hiện như thế nào?
   Kiểu gen xác định loại đột biến mất đoạn gen alpha globin, trong khi kiểu hình huyết học thể hiện qua các chỉ số máu như Hb, MCV, MCH và thành phần hemoglobin. Ví dụ, bệnh nhân thể trung bình có Hb giảm, MCV và MCH thấp, đồng thời có tỷ lệ HbH cao, phản ánh mức độ thiếu hụt chuỗi alpha.

4. Kỹ thuật điện di hemoglobin có vai trò gì trong chẩn đoán?
   Điện di hemoglobin giúp phân tích thành phần các loại hemoglobin trong máu, như HbA, HbA2, HbF, HbH và Hb Bart’s. Kỹ thuật này hỗ trợ phân loại thể bệnh và đánh giá mức độ ảnh hưởng của đột biến gen đến chức năng hồng cầu.

5. Làm thế nào để phòng ngừa bệnh alpha thalassemia trong cộng đồng?
   Phòng ngừa hiệu quả thông qua sàng lọc gen cho các cặp vợ chồng trong độ tuổi sinh đẻ, tư vấn di truyền trước hôn nhân và chẩn đoán trước sinh. Việc áp dụng kỹ thuật sinh học phân tử như gap-PCR giúp phát hiện sớm người mang gen và giảm tỷ lệ sinh con mắc bệnh nặng.

Kết luận

• Kỹ thuật gap-PCR là phương pháp hiệu quả, nhanh chóng và chính xác trong phát hiện các đột biến mất đoạn gen alpha globin phổ biến tại khu vực nghiên cứu.
• Mối liên quan chặt chẽ giữa kiểu gen và kiểu hình huyết học giúp phân loại chính xác các thể bệnh alpha thalassemia, từ thể ẩn đến thể nặng.
• Tỷ lệ đột biến --SEA chiếm ưu thế, phù hợp với đặc điểm phân bố gen của khu vực Đông Nam Á.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc áp dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong chẩn đoán, tư vấn di truyền và phòng ngừa bệnh alpha thalassemia tại Việt Nam.
• Đề xuất mở rộng chương trình sàng lọc, đào tạo nhân lực và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm giảm thiểu gánh nặng bệnh tật trong tương lai gần.

Hành động tiếp theo là triển khai áp dụng kỹ thuật gap-PCR rộng rãi tại các cơ sở y tế và phát triển chương trình tư vấn di truyền nhằm nâng cao hiệu quả phòng chống bệnh alpha thalassemia trong cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cấu trúc phân tử và các dạng hemoglobin trong cơ thể Phân tử hemoglobin (Hb) ở người là một phân tử protein được cấu tạo từ hai cặp chuỗi dimer polypeptide, α và β globin, tạo thành cấu trúc tetramere. Phân tử α2β2 là cấu trúc của phân tử Hb ở người trưởng thành. Chức năng chính của Hb là vận chuyển oxygen (O2) từ phổi đến các tổ chức, và vận chuyển carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO), nirtric oxide (NO) theo chiều ngược lại.

Cấu trúc phân tử Hb gồm hai phần: phần globin và phần HEM [49].1: Cấu tạo phân tử hemoglobin (Nguồn: Pathophysiology, 2012 [37]) Phần hem là phần tạo nên màu đỏ của chất Hb, có cấu trúc chung cho nhiều loài. Phần này bao gồm một vòng protoporphyrin và một nguyên tử sắt hóa trị II (Hình 1. Nhân protoporphyrin gồm 4 vòng pyrol, gắn với nhau qua các cầu nối methan (-CH=) và một số mạch thẳng gồm methy (-CH3 =), vinyl (-CH = CH2) và propionate (-CH2-CH2-COOH). Nguyên tử sắt nằm ở 4 trung tâm, có hai mối liên kết chặt chẽ với hai nguyên tử nitơ và hai mối liên kết giả với hai nguyên tử nitơ khác, do quá tình chuyển và nhận điện tích.

Ở người những rối loạn bệnh lý trong phần hem ít xảy ra hơn hẳn so với những rối loạn bệnh lý trong phần globin [49]. Phần globin có bản chất là protein. Phần này đặc hiệu cho từng loài. Ở người, phần globin được cấu tạo bởi 4 chuỗi polypeptide giống nhau từng đôi một, gắn với nhau.

Mỗi chuỗi polypeptide gắn với một hem. Do đó, mỗi phân tử Hb có 2 cặp chuỗi polypeptide và 4 HEM, có khả năng vận chuyển 4 phân tử oxy [49]. Trong quá trình phát triển cá thể ở người, các loại chuỗi polypeptide có sự chuyển đổi, loại chuỗi này thay thế chuỗi kia ở từng giai đoạn của cuộc sống. Phân tích cấu trúc của các loại Hb khác nhau ở người, các tác giả chia chuỗi polypeptide thành các loại như sau: chuỗi alpha (α), chuỗi beta (β), chuỗi gamma (γ), chuỗi delta (δ), chuỗi epsilon (ε), chuỗi zeta (ζ) [38].

Mỗi phân tử Hb có 2 cặp chuỗi polypeptide ở phần globin. Các loại Hb khác nhau có các thành phần chuỗi polypeptide khác nhau. Trong hồng cầu của người bình thường trưởng thành, hemoglobin A (α2β2) chiếm khoảng 97% trong tổng số Hb của cơ thể, hemoglobin A2 (α2δ2) chiếm khoảng 2% và hemoglobin F (hemoglobin bào thai) (α2γ2) chiếm khoảng 1% [38]. Hai gen ζ và ε chỉ biểu hiện trong giai đoạn sớm của phôi, sau đó giảm dần và thay bằng sự biểu hiện của hai gen α và γ, hình thành nên hemoglobin Gower1 (ζ2ε2), Gower2 (α2ε2) và Porland (ζ2γ2).

Hai gen α và γ dần dần biểu hiện tạo thành HbF (α2γ2), là loại Hb chiếm ưu thế ở 3 tháng giữa của thai kỳ và có ái lực với oxy tăng nhẹ so với Hb ở người trưởng thành. Tại thời điểm sinh, gen α-globin đã đạt đến mức độ hoạt động đầy đủ, gen γ giảm hoạt động, nhóm gen β (δ và β) dần dần tăng hoạt động. Do đó ở người bình thường khi được 1 tuổi, loại hemoglobin chiếm ưu thế là HbA và HbA2. Tuy 5 nhiên trong một vài trường hợp, gen γ-globin vẫn tiếp tục được biểu hiện trong tế bào hồng cầu trưởng thành, gây hội chứng tồn dư huyết sắc tố bào thai có tính chất di truyền (HPFH) [38].

Khái niệm bệnh α-thalassemia Bệnh α-thalassemia là bệnh thiếu máu tan máu di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường, do giảm hoặc mất hẳn sự tổng hợp của chuỗi α-globin trong phân tử Hb. Sự suy giảm tổng hợp này dẫn đến sự tăng tổng hợp quá mức của chuỗi β globin tạo phân tử γ4, gọi là Hb Bart’s (trong thời kỳ bào thai), và β4 gọi là HbH (trong thời kỳ trưởng thành) [39]. Dịch tễ học bệnh α-thalassemia Trong tất cả các bệnh về rối loạn gen globin, α-thalassemia là bệnh có sự phân bố rộng rãi nhất. Với sự kết hợp giữa các dạng alen đột biến khác nhau của α-thalassemia, cũng như giữa α-thalassemia và β-thalassemia, đã tạo ra nhiều kiểu hình phong phú của bệnh.

Bệnh α-thalassemia xuất hiện ở tất cả các chủng tộc trên thế giới, rất phổ biến ở Đông Nam Á. Hiện nay, có khoảng 5% dân số thế giới là người mang gen bệnh α-thalassemia, phân bố khác nhau ở từng quốc gia, chủng tộc [27]. Tại Trung Quốc, người mang gen α-thalassemia chiếm 5-15% dân số, Hồng Kông 4%, Thái Lan 15-30%, Lào 43%, Việt Nam 5% [6]. Cơ chế bệnh sinh của bệnh α-thalassemia Bệnh α-thalassemia có sự giảm hoặc thiếu hụt tổng hợp chuỗi α-globin và dư thừa chuỗi còn lại.

Mức độ thiếu hụt và dư thừa này khác nhau ở từng thể bệnh. Khác với chuỗi α, các chuỗi còn lại là γ, β, δ thay đổi từ chuỗi này thành chuỗi khác trong một số giai đoạn của cuộc sống. Ở thời kỳ bào thai, chủ yếu là chuỗi γ. Sau khi sinh, chuỗi γ giảm, thay thế dần bằng chuỗi β, δ.

Vì vậy, với bệnh α-thalassemia, trong thời kỳ bào 6 thai có sự dư thừa chuỗi γ tạo γ4 là Hb Bart’s. Trong giai đoạn trưởng thành, sự dư thừa chuỗi γ được chuyển thành sự dư thừa của chuỗi β tạo β4 là HbH. Hb Bart’s và HbH có khả năng vận chuyển oxy kém hơn so với HbA1. Hb Bart’s có ái lực cao với oxy, nhưng lại không có hiệu ứng Bohr, do sự tương tác giữa các chuỗi polypeptid γ làm cho khả năng chuyển nhượng điện tích với phần hem bị mất, khó khăn trong quá trình trao đổi oxy tổ chức.

Do đó, các thai nhi mắc bệnh Hb Bart’s thường tử vong ngay trong giai đoạn cuối của thai kỳ hoặc ngay sau sinh, khi nhu cầu về oxy của cơ thể tăng lên [43]. Trong khi đó, HbH chỉ chiếm khoảng 5-40% thành phần Hb nên bệnh nhi có thể sống đến tuổi trưởng thành nhưng HbH (β4) không bền vững. Các chuỗi β tạo hạt tủa khi bị các tác nhân gây oxy hoá tác động, gọi là hạt tủa muộn và có thể hoà tan lại được. Tuy nhiên, trong quá trình sống, các hạt tủa này luôn được tạo ra, gây giảm đời sống hồng cầu và biến đổi ở các cơ quan tạo hồng cầu trong tuỷ.

Toàn bộ cơ chế này tác động ở các mức độ khác nhau gây nên bệnh cảnh lâm sàng và huyết học khá đa dạng trong bệnh HbH. Đặc điểm lâm sàng, huyết học của các thể bệnh α-thalassemia Bệnh α-thalassemia được chia thành 4 thể khác nhau tùy theo số lượng gen α-globin bị đột biến với các biểu hiện lâm sàng rất phong phú và khác nhau ở mỗi thể bệnh [39]. Thể ẩn Bệnh nhân α-thalassemia thể ẩn có lâm sàng và huyết học bình thường, không có biểu hiện thiếu máu hồng cầu nhỏ nhược sắc trên xét nghiệm công thức máu [39]. Các đột biến phổ biến gây kiểu hình α+-thalassemia gồm 2 xóa đoạn -α3.2, đột biến không xóa đoạn Hb Constant Spring (-αHbCS).

Dị hợp tử α+-thalassemia hầu như không làm thay đổi các chỉ số hồng cầu cũng như hình thái hồng cầu hoặc chỉ làm hồng cầu nhỏ không đáng kể 7 với MCV và MCH giảm rất nhẹ; một số trường hợp phân tích thành phần Hb máu cuống rốn có 1-2% Hb Bart’s. Dị hợp tử HbCS có thể thiếu máu nhẹ, MCV giảm, hồng cầu có hạt kiềm có trên tiêu bản máu ngoại vi [39]. Thể nhẹ Bệnh nhân α-thalassemia thể nhẹ thường không có triệu chứng lâm sàng, chỉ được phát hiện qua xét nghiệm công thức máu biểu hiện thiếu máu hồng cầu nhỏ nhược sắc mức độ từ nhẹ đến trung bình. Tình trạng thiếu máu như xanh xao, mệt mỏi, thở nhanh, ngắn thường rất hiếm gặp hoặc nếu có thì thường liên quan đến các bệnh tật khác kèm theo [39].

Đồng hợp tử α+-thalassemia hoặc dị hợp tử α0-thalassemia, đặc trưng bởi thiếu máu rất nhẹ, giảm khoảng 1,0-1,5g/dL so với người bình thường; hồng cầu nhỏ, nhược sắc với MCV, MCH và MCHC thấp; số lượng hồng cầu tăng, biểu hiện rõ hơn trong α0-thalassemia so với kiểu gen α+-thalassemia, Hb Bart’s khoảng 5-10% lúc sinh [39]. Thể trung bình (bệnh HbH) Bệnh HbH thường gặp ở những bệnh nhân mang dị hợp tử kép của hai đột biến trên gen α-globin, trong đó có một đột biến mất đoạn hai gen và một đột biến mất đoạn một gen. Ở những bệnh nhân này, chuỗi α-globin chỉ được tổng hợp bằng khoảng 30% so với bình thường. Triệu chứng lâm sàng thường gặp nhất là tình trạng thiếu máu với lượng HbH thay đổi từ 0,8-40%, đôi khi còn có kèm theo Hb Bart’s ở một vài trường hợp [44].

Bệnh nhân thường có lách to, vàng da có thể xuất hiện ở nhiều mức độ khác nhau. Trẻ mắc HbH có thể có biểu hiện chậm lớn. Ngoài ra, có thể có các dấu hiệu do biến chứng khác của bệnh như nhiễm trùng, các vết loét ở chi dưới, sỏi mật, suy giảm acid folic và có thể có các cơn tan máu cấp sau khi điều trị thuốc hoặc đợt nhiễm trùng nặng [44], [53]. 8 Trên tổng phân tích tế bào máu ngoại vi, bệnh nhân HbH thường có thiếu máu, MCV và MCH giảm, nhưng số lượng hồng cầu tăng, hồng cầu lưới tăng.

Hồng cầu trên tiêu bản máu ngoại vi có kích thước nhỏ, nhược sắc, hồng cầu đa sắc với nhiều hình dạng, kích thước không đều, hồng cầu hình bia, hồng cầu có hạt kiềm, mảnh vỡ hồng cầu, có thể xuất hiện nguyên hồng cầu. Một đặc điểm quan trọng của bệnh lý HbH là sự hiện diện của thể vùi HbH trong hầu hết các tế bào hồng cầu khi nhuộm xanh sáng cresyl (BCB-Brilliant Cresyl Blue) [44]. Phân tích thành phần hemoglobin nhận thấy tỉ lệ Hb Bart’s lúc sinh khoảng 19-27%, giảm dần sau đó và thay thế bằng HbH, với tỉ lệ HbH thường thấp hơn [53]. Thể nặng (hội chứng phù thai do Hb Bart’s) Hội chứng phù thai do Hb Bart’s là thể nặng nhất của α-thalassemia, do mất hoàn toàn 4 gen α-globin, gây nên tình trạng suy giảm hoàn toàn khả năng sản xuất chuỗi α-globin.

Trẻ mắc HbBart’s có thành phần Hb trong hồng cầu chủ yếu là loại Hb không có chức năng γ4 và β4 [44], [53]. Tuy nhiên, vẫn còn một lượng Hb bào thai Porland (ζ2γ2) tồn tại, là loại Hb duy nhất có chức năng vận chuyển oxy để duy trì sự sống cho bào thai. Biểu hiện lâm sàng của trẻ mắc Hb Bart’s là da xanh xám, phù nề, suy tim và thiếu máu kéo dài từ giai đoạn thai trong tử cung (Hình 1. Thai nhi Hb Bart’s hầu hết tử vong trong bào thai vào tuần 23-38 thai kỳ; hoặc tử vong sớm sau sinh với thiếu máu rất nặng, gan lách to nhiều, phù toàn thân, tràn dịch đa màng, suy tim và phát triển bất thường, bao gồm não úng thủy, dị tật tim và cơ quan niệu sinh dục.