Năm 1992, sự chào đời của đứa trẻ đầu tiên sinh ra từ kỹ thuật tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (ICSI) đã mở ra một chương mới trong ngành hỗ trợ sinh sản. So với những kỹ thuật trước, nhóm bệnh nhân có tinh trùng yếu hay bất thường nặng, hoặc những trường hợp thất bại nhiều lần ở IVF cổ điển, khi thực hiện ICSI sẽ cho kết quả cải thiện đáng kể. Mặc dù kỹ thuật ICSI có nhiều ưu điểm, tuy nhiên vẫn tồn tại nguy cơ thất bại thụ tinh một phần hay hoàn toàn chiếm vào khoảng 1-5% các chu kỳ (Flaherty và cs., 1998; Yanagida và cs., 2008). Việc thất bại thụ tinh dẫn đến giảm số lượng hoặc không có phôi để chuyển là một thử thách cho những bệnh nhân thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm.

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến thất bại thụ tinh như noãn thất bại hình thành tiền nhân cái, nhân tinh trùng không thể giải nén hay thất bại trong quá trình hoạt hóa noãn. Kỹ thuật hoạt hóa noãn nhân tạo (Artificial Oocyte Activation – AOA) ra đời đã giúp cải thiện một phần những trường hợp trên. Hiện nay, nhiều phương pháp hoạt hóa noãn nhân tạo khác nhau được sử dụng như hoạt hóa bằng dòng điện, vật lý hay hóa học. Trong đó, phương pháp phổ biến nhất là hoạt hóa noãn sử dụng chất hóa học, bao gồm calcium ionophores, như ionomycin và calcimycin (A23197), hoặc là tổ hợp protein tổng hợp như 6-dimethylaminopurine (6-DMAP).

Tác động lâu dài của phương pháp AOA lên sức khỏe bao gồm thể chất và tinh thần của trẻ vẫn còn đang được nghiên cứu. Hiện nay, các nghiên cứu đánh giá tính an toàn và ảnh hưởng của AOA vẫn còn nhiều hạn chế như cỡ mẫu nhỏ, số lượng nghiên cứu đánh giá thể chất và tinh thần của trẻ còn ít và chưa toàn diện.





Tính hiệu quả của kỹ thuật AOA

Những tinh trùng bất thường nặng, cụ thể là trường hợp chỉ có vài tinh trùng trong mẫu (cryptozoospermia) hay tinh trùng đầu tròn (globozoospermia) không có thể cực đầu, dẫn đến trong quá trình di chuyển dễ thất thoát PLCζ làm giảm khả năng hoạt hóa noãn từ đó dẫn đến noãn không thể vượt qua giai đoạn nghỉ trong phân bào, kết quả là thất bại thụ tinh (Terasik và cs., 1998). Để giải quyết vấn đề thất bại trong việc hoạt hóa noãn, người ta đã nghiên cứu nhiều phương pháp để khởi phát quá trình hoạt hóa noãn.
Năm 2011, nhóm tác giả Nguyễn Thị Thu Lan và cs. thực hiện tại Đơn vị hỗ trợ sinh sản An Sinh, bệnh viện An Sinh nghiên cứu trên 101 chu kỳ ICSI có bất thường tinh trùng nặng. Kết quả tỉ lệ thụ tinh ở nhóm thực hiện AOA cao hơn với nhóm đối chứng và sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê (80,8% so với 74,3%, p<0,05). Tuy nhiên, tỉ lệ thoái hóa, tỉ lệ phôi khá và tốt lại không có sự khác biệt giữa hai nhóm. Những số liệu trên cho thấy AOA có thể giúp tinh trùng vượt qua khiếm khuyết do bất thường nặng, cho phép noãn hoàn tất quá trình giảm phân, kết quả làm tăng tỉ lệ thụ tinh đáng kể.


Năm 2012, nhóm tác giả Ebner và cs. đánh giá kết quả ICSI sử dụng tinh trùng từ 29 bệnh nhân không tìm thấy tinh trùng trong mẫu (azoospermia) và 37 bệnh nhân ít tinh trùng (cryptozoospermia). Đây là nghiên cứu đa trung tâm thực hiện tại Úc và Đức. Kết quả cho thấy tỉ lệ thụ tinh ở nhóm ICSI-AOA bằng A23187 cao hơn so với nhóm ICSI không AOA và sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (azoospermia 64,4% và cryptozoospermia 48,4% so với 34,7%, p<0,001). Kết quả lâm sàng 32 trẻ sinh sống trên 73 ca chuyển phôi (Bảng 1).

Năm 2013, nhóm nghiên cứu Vanden Meerschaut thực hiện so sánh hiệu quả của AOA trên hai nhóm đối tượng thụ tinh kém và thất bại thụ tinh hoàn toàn. Nghiên cứu thực hiện ICSI tinh trùng của hai nhóm đối tượng trên noãn chuột, sau đó tiến hành sibling-AOA (AOA một nửa và không AOA một nửa). Kết quả, tỉ lệ thụ tinh nhóm thất bại thụ tinh hoàn toàn thực hiện AOA cao hơn có ý nghĩa thống kê so với nhóm chỉ ICSI thường qui (74,2% so với 43,5%, p<0,001). Tuy nhiên, ở nhóm thụ tinh kém, kết quả giữa hai nhóm ICSI-AOA và ICSI không có sự khác biệt đáng kể.

Một thống kê của nhóm Murugesu và cs. (2017) tiến hành so sánh các nghiên cứu thực hiện TTTON có kết hợp thực hiện AOA, số liệu cho thấy sử dụng AOA kết hợp với ICSI có tỉ lệ thụ tinh, tỉ lệ làm tổ, tỉ lệ có thai lâm sàng và tỉ lệ trẻ sinh sống cao hơn nhóm không AOA (Bảng 2).


Tính an toàn của kỹ thuật AOA

Việc sử dụng kỹ thuật hoạt hóa noãn nhân tạo dù mô phỏng quá trình hoạt hóa trong tự nhiên nhưng vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu đánh giá tính an toàn lên sức khoẻ và khả năng sinh sản cho thế hệ sau. Mặc dù việc noãn tiếp xúc với hóa chất có thể có những ảnh hưởng, cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào khẳng định về tính độc của calcium ionophore đối với noãn và phôi (Borges và CS., 2009).

Nhằm đánh giá tác động của AOA lên động học phát triển của phôi, N.Okuyama và cs. (2015) tiến hành phân tích trên 29 bệnh nhân có tiền căn thụ tinh kém. Kết quả tỉ lệ thụ tinh ở nhóm ICSI-AOA cao hơn so với nhóm ICSI (67,8% so với 21,4%). Những phôi có AOA, hình ảnh ghi nhận bằng camera quan sát liên tục cho thấy sự hòa nhân của hai tiền nhân và lần phân bào đầu tiên diễn ra nhanh hơn so với nhóm không AOA. Tuy nhiên, các thông số động học khác không có sự khác biệt giữa hai nhóm. Một nghiên cứu vừa công bố gần đây nhất của Ebner và cs. (2018) phân tích nhóm bệnh nhân có tiền sử thụ tinh kém, đánh giá kết quả giữa một nửa số noãn ICSI-AOA bằng A23187 và một nửa số noãn không AOA. Kết quả cho thấy tỉ lệ thụ tinh ở nhóm ICSI-AOA cao hơn so với nhóm ICSI (62% so với 24%). Các thông số động học phát triển khác của phôi cũng không ghi nhận có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Như vậy, AOA có thể ảnh hưởng đến giai đoạn đầu của quá trình phân bào tuy nhiên không ảnh hưởng đến các giai đoạn sau, cụ thể là động học phát triển của phôi.  

Nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của AOA lên sự phân chia nhiễm sắc thể, Antonio Capalbo và cs. (2016) thực hiện đánh giá phân tử trên 66 noãn MII sau ICSI. Noãn được hiến tặng từ 12 bệnh nhân, hoạt hóa bởi calcium-ionophore (A23187). Những noãn sau khi được hoạt hóa được phân tích NST bằng kỹ thuật array CGH và phân tích SNP. Noãn đối chứng là những noãn thụ tinh bình thường. Kết quả, 49 noãn còn sống và 39 noãn (79,6%) được hoạt hóa. Hầu hết noãn được hoạt hóa đều có kết quả bình thường, đánh giá qua việc tống xuất thể cực thứ hai và hình thành một hay không có tiền nhân (2PB1PN: 76,9% và 2PB0PN: 12,8%). 27 noãn được mang đi xét nghiệm và kết quả có 16 noãn (53,9%) là nguyên bội. Dựa trên số liệu NST, có 603 nhiễm sắc thể phân chia bình thường trong kỳ giảm phân II trên tổng số 621 nhiễm sắc thể được phân tích (97,1% cho 2PB0PN và 97,5% cho 2PB1PN). Như vậy, các số liệu trên cho thấy sử dụng AOA không ảnh hưởng đến quá trình phân chia nhiễm sắc thể trong giảm phân II.

Năm 2016, N. Miller và cs. theo dõi và đánh giá tình trạng của 793 thai phụ, trong đó 595 trường hợp ICSI thường qui và 83 trường hợp ICSI thực hiện AOA. Số liệu cho thấy kết quả chu sinh như tuổi thai và cân nặng trẻ, đồng thời yếu tố thai kỳ của mẹ ở những trường hợp thực hiện AOA sau ICSI không có sự khác biệt so với các chu kỳ ICSI thường qui, ở hai nhóm sinh 1 trẻ và sinh đôi. Sau sinh, không ghi nhận các bất thường nặng (tim, sinh dục và phát triển chân tay) ở nhóm trẻ ICSI-AOA (Bảng 3).



Tương tự, kết quả một nghiên cứu mới nhất của Iieana Mateizel và cs. (2018) đánh giá các kết quả chu sinh và các bất thường của nhóm 47 trẻ (31 sinh 1 và 16 sinh đôi) thực hiện ICSI có hoạt hóa noãn bằng calcium ionophore. Các đánh giá chu sinh không có sự khác biệt đáng kể ở cả hai nhóm sinh 1 và sinh đôi, so với nhóm ICSI thông thường. Không có bất thường nặng nào được tìm thấy ở nhóm trẻ sinh 1. Ở nhóm sinh đôi, 3 trẻ trên tổng số 16 trẻ ghi nhận bất thường nặng. Các bất thường nhẹ tìm thấy ở 7 trẻ sinh 1 và 1 trường hợp sinh đôi. Nhóm tác giả kết luận, các kết quả lâm sàng và chu sinh đều nằm ở trong giá trị cho phép, tuy nhiên vẫn cần thêm các nghiên cứu với cỡ mẫu lớn hơn.

Kết luận

Thất bại thụ tinh một phần hay hoàn toàn làm giảm số lượng phôi là một trong những vấn đề nan giải trong kỹ thuật hỗ trợ sinh sản. Tỉ lệ thụ tinh thấp sau khi thực hiện tiêm tinh trùng vào bào tương noãn có thể xảy ra do tinh trùng mất một phần hay hoàn toàn khả năng hoạt hóa do thiếu hoặc không có yếu tố phospholipase C (PLCζ). 

Hiện nay, có nhiều phương pháp giúp gia tăng nồng độ Ca²⁺ nhằm hoạt hóa noãn nhân tạo. Trong đó, phương pháp hoạt hóa nhân tạo phổ biến nhất bao gồm calcium ionophores như ionomycin và A23187. Một số nghiên cứu cho thấy AOA có thể cải thiện kết quả ICSI đáng kể, các số liệu cho thấy kết quả chu sinh, sức khỏe thể trạng và tâm lý của trẻ không có sự khác biệt đáng kể so với nhóm ICSI thông thường. Tuy nhiên, các nghiên cứu đánh giá kết quả thể trạng và khả năng sinh sản của trẻ giai đoạn trưởng thành có cỡ mẫu còn nhỏ. Cần thêm nghiên cứu đánh giá tổng thể và toàn diện ảnh hưởng của AOA lên chất lượng phôi và sức khỏe trẻ sau này.

Bên cạnh việc khiếm khuyết PLCζ dẫn đến không thể hoạt hóa noãn, vẫn còn nhiều nguyên nhân khác có thể kể đến như DNA tinh trùng giải nén thất bại, bất thường trong quá trình hình thành tiền nhân, thoi vô sắc bị tổn thương, chất lượng noãn bị giảm. Vì vậy, việc hoạt hóa noãn nhân tạo được cho rằng không phải phù hợp với tất cả trường hợp thất bại thụ tinh, mà chỉ có hiệu quả với trường hợp tiền sử thất bại thụ tinh do tinh trùng gặp khiếm khuyết không thể hoạt hóa noãn (Vanden Meerschaut và cs., 2013).
Từ khóa: hoạt hóa noãn nhân tạo, AOA, an toàn, hiệu quả, thất bại thụ tinh, ICSI
 
Tài liệu tham khảo:

1. Borges, E., D. P. de Almeida Ferreira Braga, T. C. de Sousa Bonetti, A. Iaconelli and J. G. Franco (2009). "Artificial oocyte activation using calcium ionophore in ICSI cycles with spermatozoa from different sources." Reprod Biomed Online, 18(1): 45-52.
2. Capalbo, A., Ottolini, CS., Griffin, DK., Ubaldi, FM., Handyside, AH., Rienzi, L (2016). “Artificial oocyte activation with calcium ionophore does not cause a widespread increase in chromosome segregation errors in the second meiotic division of the oocyte.” Fertility and Sterility 105 807:e802–814.e802. 
3. Ebner, T., E. Radler, R. B. Mayer, L. Peter, S. Enengl, P.r Oppelt, O. Shebl (2018). “Ionophore treatment for artificial oocyte activation does not alter morphokinetics of the associated embryos.” Reproductive BioMedicine Online, 37(9): 9
4. Ebner, T., M. Köster, O. Shebl, M. Moser, H. Van der Ven, G. Tews and M. Montag (2012). "Application of a ready-to-use calcium ionophore increases rates of fertilization and pregnancy in severe male factor infertility." Fertil Steril, 98(6): 1432-1437.
5. Flaherty, S. P., D. Payne and C. D. Matthews (1998). "Fertilization failures and abnormal fertilization after intracytoplasmic sperm injection." Hum Reprod, 13 Suppl 1: 155-164.
6. Mateizel, I., Verheyen, G., Van de Velde, H., Tournaye, H., & Belva, F. (2018).  Obstetric and neonatal outcome following ICSI with assisted oocyte activation by calcium ionophore treatment. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 35, 1005– 1010.
7. Miller, N., T. Biron-Shental, R. Sukenik-Halevy, A. H. Klement, R. Sharony and A. Berkovitz (2016). "Oocyte activation by calcium ionophore and congenital birth defects: a retrospective cohort study." Fertil Steril, 106(3): 590-596.e592.
8. Murugesu, S., S. Saso, B. P. Jones, T. Bracewell-Milnes, T. Athanasiou, A. Mania, P. Serhal and J. Ben-Nagi (2017). "Does the use of calcium ionophore during artificial oocyte activation demonstrate an effect on pregnancy rate? A meta-analysis." Fertil Steril, 108(3): 468-482.e463.
9. N. Okuyama, T. Takeuchi, N. Aono, N. Oka, R. Obata, S. Yanagihori, T. Okuda, K. Kyono (2015). “Impact of assisted oocyte activation on morphokinetics of early human embryos.” Fertil Steril, 114(3): 303-304.
10. Nguyễn Thị Thu Lan, Mai Công Minh Tâm, Trương Thị Thanh Bình, Huỳnh Gia Bảo, Hà Thanh Quế, Phạm Thanh Xuân, Hồ Mạnh Tường (2011). “Hoạt hóa noãn bằng calcium ionophore sau tiêm tinh trùng vào bào tương noãn.”, Thời sự y học, 66: 3-6.
11. Swain, J. E. and T. B. Pool (2008). "ART failure: oocyte contributions to unsuccessful fertilization." Hum Reprod Update, 14(5): 431-446.
12. Vanden Meerschaut, F., L. Leybaert, D. Nikiforaki, C. Qian, B. Heindryckx and P. De Sutter (2013). "Diagnostic and prognostic value of calcium oscillatory pattern analysis for patients with ICSI fertilization failure." Hum Reprod, 28(1): 87-98.
13. Yanagida, K., Y. Fujikura and H. Katayose (2008). "The present status of artificial oocyte activation in assisted reproductive technology." Reprod Med Biol 7(3): 133-142.

Từ khóa: Tổng quan về tính hiệu quả và an toàn của kỹ thuật hoạt hóa noãn nhân tạo (AOA) trong điều trị hiếm muộn