Pgt a là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Khái niệm PGT-A

Preimplantation Genetic Testing for Aneuploidies (PGT-A) là kỹ thuật xét nghiệm di truyền hiện đại được áp dụng trước khi cấy ghép phôi trong quy trình thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Mục tiêu của PGT-A là sàng lọc số lượng nhiễm sắc thể (NST) trong mỗi phôi để xác định các phôi có bộ NST bình thường (euploid) và loại bỏ phôi mang bất thường số lượng NST (aneuploid) nhằm nâng cao tỷ lệ làm tổ và giảm nguy cơ sảy thai.

Kỹ thuật này dựa trên sinh thiết tế bào khối ngoại bì (trophectoderm) ở giai đoạn phôi blastocyst ngày thứ 5–6 sau thụ tinh. Các tế bào thu được sẽ được phân tích bằng các phương pháp phân tích nhiễm sắc thể tiên tiến như Next-Generation Sequencing (NGS) hoặc mảng vi sinh học (array-CGH) để xác định chính xác bộ NST của phôi. Nhờ đó, bác sĩ có cơ sở lựa chọn phôi có chất lượng di truyền tốt nhất để cấy ghép.

PGT-A đã chứng minh hiệu quả trong việc cải thiện kết quả điều trị IVF cho các trường hợp phụ nữ cao tuổi, tiền sử sảy thai liên tiếp hoặc thất bại cấy ghép nhiều lần. Theo hướng dẫn của Hiệp hội Sản phụ khoa Hoa Kỳ (ASRM), PGT-A giúp giảm đáng kể tỷ lệ sẩy thai và tăng tỷ lệ sinh sống sau cấy ghép đầu tiên (ASRM).

Phân loại và tên gọi

Xét về mục đích sàng lọc, PGT-A thuộc nhóm PGT-Aneuploidy, khác biệt với PGT-M (Preimplantation Genetic Testing for Monogenic disorders) dùng để sàng lọc đột biến gen đơn lẻ và PGT-SR (Structural Rearrangements) nhằm phát hiện rối loạn cấu trúc NST. Trước năm 2015, PGT-A còn được gọi là Preimplantation Genetic Screening (PGS), tuy nhiên hiện nay Tổ chức ICMART và ESHRE đã thống nhất sử dụng thuật ngữ PGT-A để tránh nhầm lẫn với các hình thức sàng lọc di truyền khác.

• PGT-A (Aneuploidy): sàng lọc số lượng NST.
• PGT-M (Monogenic): sàng lọc đột biến của gen đơn lẻ.
• PGT-SR (Structural): phát hiện đổi chỗ, mất mát hoặc thừa NST.

Việc phân biệt rõ ba loại PGT giúp chuyên gia sinh sản lựa chọn phương pháp phù hợp dựa trên tiền sử bệnh lý, mục tiêu điều trị và nguy cơ di truyền của bệnh nhân. PGT-A đặc biệt hữu ích trong các trường hợp liên quan đến độ tuổi mẹ cao, nơi tỷ lệ phôi aneuploid tăng lên đáng kể theo tuổi.

Nguyên lý cơ bản

PGT-A hoạt động dựa trên nguyên lý lai tự nhiên giữa các đoạn ADN đặc hiệu và mẫu ADN tế bào phôi. Đầu tiên, quá trình sinh thiết tế bào khối ngoại bì (trophectoderm biopsy) lấy khoảng 5–10 tế bào từ phôi blastocyst mà không ảnh hưởng đến khối nội bì (inner cell mass) sẽ phát triển thành phôi thai. Các tế bào này được tách ra, xử lý để giải trình tự hoặc phân tích mảng gen.

Sau khi tách mẫu, ADN được khuếch đại (whole genome amplification) để đủ lượng phân tích. Tiếp theo, tùy vào phương pháp chọn lọc, ADN sẽ được chuẩn bị thư viện cho giải trình tự NGS để đếm số bản sao NST hoặc lai với chip vi mảng trong array-CGH để so sánh tín hiệu cường độ. Kết quả cho phép xác định từng NST có bình thường, thiếu hoặc thừa.

Thông qua biểu đồ số bản sao (copy number profile), nhà di truyền sẽ phân tích các bất thường như monosomy, trisomy hoặc mosaicism (tỷ lệ tế bào khác nhau trong cùng phôi). Phôi mosaic (một phần tế bào euploid, một phần aneuploid) thường được đánh giá cẩn thận và chỉ lựa chọn nếu không còn phôi euploid để tối ưu hóa cơ hội làm tổ.

Các phương pháp phân tích

Hiện nay có ba công nghệ chính được sử dụng để phân tích xét nghiệm PGT-A:

Mỗi phương pháp có ưu điểm và hạn chế riêng, thường được lựa chọn tùy theo yêu cầu lâm sàng, khả năng của phòng xét nghiệm và chi phí. Sự phát triển của NGS đang dần chiếm ưu thế nhờ độ phân giải ngày càng cao và khả năng mở rộng phân tích mosaic.

Quy trình thực hiện PGT-A

Quy trình thực hiện PGT-A bắt đầu từ giai đoạn nuôi cấy phôi sau khi thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Phôi được nuôi đến ngày 5–6 (blastocyst), khi đó có thể phân biệt rõ hai khối tế bào: khối nội bì (inner cell mass) và khối ngoại bì (trophectoderm). Sinh thiết chỉ lấy 5–10 tế bào từ khối ngoại bì để tránh ảnh hưởng đến khả năng phát triển của phôi.

Sau khi sinh thiết, tế bào được đưa vào ống nghiệm chứa đầy đặn chất đệm, thực hiện bước khuếch đại toàn bộ gen (whole genome amplification) để có đủ lượng ADN cho các phương pháp phân tích. Toàn bộ quy trình khuếch đại tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn chất lượng nhằm tránh nhiễm bẩn và méo tín hiệu gen.

Đối với NGS, thư viện ADN được chuẩn bị bằng cách gắn adapters, sau đó thực hiện giải trình tự theo tuần tự từng đoạn ngắn. Dữ liệu thô (FASTQ) được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng để xác định bản sao NST và mosaicism với độ nhạy cao. Với array-CGH, ADN khuếch đại được lai lên chip vi mảng, sau đó đo cường độ tín hiệu và so sánh với mẫu chuẩn để xác định bất thường số bản sao.

Chỉ định lâm sàng

PGT-A được chỉ định cho các cặp vợ chồng thực hiện IVF trong các trường hợp:

• Phụ nữ ≥37 tuổi, do tỷ lệ phôi aneuploid tăng theo tuổi mẹ (ASRM Guidelines).
• Tiền sử sảy thai liên tiếp (≥2 lần) hoặc thai lưu không rõ nguyên nhân.
• Thất bại cấy ghép nhiều lần, mặc dù phôi và tử cung đều bình thường.
• Cha hoặc mẹ mang bất thường cấu trúc NST cân bằng, cần xác định phôi euploid trước cấy ghép (PGT-SR kết hợp PGT-A).

Trong các trường hợp hiếm muộn không rõ nguyên nhân hoặc mong muốn giảm thiểu số lần chuyển phôi, PGT-A cũng có thể hỗ trợ quyết định lựa chọn phôi euploid để tăng cơ hội làm tổ và sinh sống.

Độ chính xác và hạn chế

Với công nghệ NGS, độ nhạy (sensitivity) và độ đặc hiệu (specificity) của PGT-A thường vượt mức 95%. Phương pháp có khả năng phát hiện mosaic tới 20% tế bào bất thường trong mẫu sinh thiết. Tuy nhiên, mosaicism còn tiềm ẩn nguy cơ đánh giá sai khi tỷ lệ tế bào aneuploid và euploid gần tương đương.

Hạn chế lớn của PGT-A bao gồm rủi ro sinh thiết làm tổn thương phôi, chi phí cao và thời gian chờ kết quả từ 1–2 tuần. Phôi euploid vẫn có thể mang bất thường di truyền nhỏ hoặc đột biến không liên quan số lượng NST, không được phát hiện bằng PGT-A.

Vấn đề đạo đức và pháp lý

PGT-A liên quan trực tiếp đến quyền lựa chọn phôi, đặt ra câu hỏi đạo đức về giới hạn công nghệ sinh sản và nguy cơ eugenics. Việc loại bỏ phôi mang bất thường có thể xâm phạm nguyên tắc tôn trọng sự sống và nhân phẩm.

Về pháp lý, nhiều quốc gia quy định chặt chẽ chỉ được sử dụng PGT-A cho mục đích y học (giảm nguy cơ sảy thai, tăng khả năng có thai) và cấm lựa chọn phôi dựa trên đặc điểm không bệnh lý (giới tính, hình thái). Hướng dẫn của ESHRE khuyến nghị minh bạch và tư vấn tâm lý đầy đủ cho bệnh nhân trước khi thực hiện PGT-A (ESHRE Guidance).

Xu hướng tương lai

Nghiên cứu phát triển PGT-A không xâm lấn (niêm dịch phôi, DNA ngoại bào) nhằm loại bỏ nguy cơ sinh thiết và rút ngắn thời gian chờ. Phân tích cfDNA từ môi trường nuôi cấy phôi đang thu hút nhiều thử nghiệm lâm sàng với hy vọng đạt độ chính xác tương đương NGS.

• Tích hợp AI và machine learning phân tích hình ảnh phôi kết hợp dữ liệu genomi để cải thiện dự báo phát triển.
• Phát triển chip microfluidic tự động hóa quy trình tách tế bào và làm sạch ADN, giảm lỗi thao tác.
• Nghiên cứu mosaicism và sự phát triển lâu dài của phôi mosaic được cấy, xây dựng guideline lựa chọn phôi mosaic an toàn.

Tài liệu tham khảo

• Practice Committee of the American Society for Reproductive Medicine. (2020). Committee opinion no. 813: Preimplantation genetic testing. ASRM. asrm.org
• McCoy, R. C. (2017). Understanding the Impact of Aneuploidy in Human Reproduction. Trends in Genetics, 33(12), 854–868.
• European Society of Human Reproduction and Embryology. (2017). PGT terminology consensus. ESHRE. eshre.eu
• Lee, H. C., et al. (2015). Next-generation sequencing reveals mosaicism and copy number variants in preimplantation embryos. Human Reproduction, 30(5), 1132–1140.
• Johnson, M. H., & Everitt, B. J. (2000). Essential Reproduction. Blackwell Science.