Nhiễm sắc thể đồ (Karyotype / Karyotyping) là tập hợp hình ảnh hoàn chỉnh của bộ nhiễm sắc thể tế bào ở kỳ giữa nguyên phân được sắp xếp theo các cặp tương đồng dựa trên kích thước, vị trí tâm động và kiểu băng nhuộm đặc trưng, dùng để phân tích số lượng và cấu trúc bộ nhiễm sắc thể của một sinh vật.
Quy Trình Kỹ Thuật Lập Nhiễm Sắc Thể Đồ
Để thu nhận được hình ảnh nhiễm sắc thể phân giải cao, mẫu tế bào phải trải qua các bước nuôi cấy và xử lý nghiêm ngặt:
- Thu nhận mẫu tế bào sống: Sử dụng tế bào lympho máu ngoại vi, dịch ối, gai nhau (CVS) hoặc tế bào tủy xương.
- Kích thích phân bào: Bổ sung chất kích thích phân bào (Phytohemagglutinin - PHA) và ủ ở nhiệt độ 37 độ C trong 72 giờ để tế bào bước vào chu kỳ phân chia.
- Dừng phân bào ở kỳ giữa (Metaphase): Bổ sung hóa chất Colchicine hoặc Colcemid nhằm ức chế sự hình thành thoi vô sắc, giữ các nhiễm sắc thể ở trạng thái co ngắn tối đa.
- Xử lý sốc nhược trương và cố định: Xử lý tế bào bằng dung dịch KCl nhược trương làm trương phồng tế bào, sau đó cố định màng tế bào bằng dung dịch Carnoy (Methanol : Axit Acetic theo tỷ lệ 3:1).
- Nhỏ lam kính và nhuộm băng: Nhỏ huyền phù tế bào lên lam kính sạch, xử lý nhiệt hoặc enzyme Trypsin rồi nhuộm thuốc nhuộm Giemsa (kỹ thuật nhuộm băng G).
- Phân tích dưới kính hiển vi và phần mềm: Chụp ảnh kỳ giữa, đo đạc chỉ số tâm động, đối chiếu kiểu băng và xếp thành bộ karyotype theo danh pháp quốc tế ISCN.
Phân Loại Nhóm Nhiễm Sắc Thể Ở Người (Nhóm A Đến G)
Bộ 46 nhiễm sắc thể người gồm 22 cặp nhiễm sắc thể thường (autosomes) và 1 cặp nhiễm sắc thể giới tính, được phân thành 7 nhóm:
| Nhóm | Các cặp NST | Kích thước và vị trí tâm động |
|---|---|---|
| Nhóm A | Cặp 1, 2, 3 | Kích thước lớn nhất; cặp 1 và 3 có tâm giữa, cặp 2 có tâm lệch |
| Nhóm B | Cặp 4, 5 | Kích thước lớn; tâm lệch rõ rệt |
| Nhóm C | Cặp 6 đến 12 và NST X | Kích thước trung bình; tâm lệch vừa phải |
| Nhóm D | Cặp 13, 14, 15 | Kích thước trung bình; tâm đầu (acrocentric) có vệ tinh |
| Nhóm E | Cặp 16, 17, 18 | Kích thước tương đối nhỏ; cặp 16 tâm giữa, cặp 17 và 18 tâm lệch |
| Nhóm F | Cặp 19, 20 | Kích thước nhỏ; tâm giữa hoàn toàn |
| Nhóm G | Cặp 21, 22 và NST Y | Kích thước nhỏ nhất; cặp 21 và 22 tâm đầu có vệ tinh; NST Y tâm đầu không vệ tinh |
Các Bất Thường Nhiễm Sắc Thể Chẩn Đoán Lâm Sàng
Nhiễm sắc thể đồ cho phép phát hiện hai nhóm bất thường di truyền học tế bào lớn:
- Bất thường số lượng (Aneuploidy / Polyploidy): Thừa hoặc thiếu một vài nhiễm sắc thể (Trisomy 21 - hội chứng Down; Trisomy 18 - Edwards; Monosomy X - Turner 45,X; Klinefelter 47,XXY) hoặc đa bội thể (Triploidy 69,XXX).
- Bất thường cấu trúc: Mất đoạn (del), thêm đoạn (dup), đảo đoạn (inv), chuyển đoạn tương hỗ (t) hoặc chuyển đoạn hòa nhập tâm Robertsonian (rob), và nhiễm sắc thể hình nhẫn (r).
Ứng Dụng Trong Y Học Hiện Đại
Phân tích karyotype có giá trị chẩn đoán xác định và định hướng can thiệp trong nhiều chuyên khoa:
| Lĩnh vực y học | Chỉ định xét nghiệm chính | Ý nghĩa lâm sàng |
|---|---|---|
| Chẩn đoán trước sinh | Sàng lọc NIPT hoặc Combined test nguy cơ cao, siêu âm thai có dị tật cấu trúc | Xác định bất thường di truyền thai nhi từ mẫu dịch ối hoặc gai nhau để tư vấn đình chỉ hoặc can thiệp sớm |
| Hỗ trợ sinh sản & Nam học | Sảy thai liên tiếp từ 2 lần trở lên, vô sinh không rõ nguyên nhân, vô tinh bế tắc | Phát hiện chuyển đoạn cân bằng ở bố mẹ, vi mất đoạn NST Y hoặc hội chứng Klinefelter |
| Huyết học & Ung thư học | Bạch cầu cấp (AML, ALL), bạch cầu tủy mạn (CML) | Phát hiện nhiễm sắc thể Philadelphia t(9;22) trong CML giúp chỉ định thuốc nhắm trúng đích Imatinib |