Ths. Lê Thị Bích Phượng- Chuyên viên phôi học- Bệnh viện Mỹ Đức Phú Nhuận

Giới thiệu
Lệch bội nhiễm sắc thể được xem là nguyên nhân chính gây thất bại điều trị trong IVF. Vì vậy mà lựa chọn phôi nguyên bội để chuyển được xem là phương pháp mang lại nhiều lợi ích nhất và giúp cải thiện kết quả điều trị. Cho đến nay, kỹ thuật Xét nghiệm di truyền tiền làm tổ về lệch bội nhiễm sắc thể (PGT-A) được sử dụng phổ biến cho những trường hợp có nguy cơ có phôi lệch bội cao như sẩy thai liên tiếp, thất bại làm tổ nhiều lần, bệnh nhân lớn tuổi hay vô sinh do yếu tố nam nặng (1). Đã có nhiều nghiên cứu cho thấy lựa chọn phôi nguyên bội bằng kỹ thuật PGT-A giúp cải thiện tỉ lệ sinh sống cũng như giảm đáng kể tỉ lệ sẩy thai trong điều trị IVF (2). Hiện nay, các kỹ thuật phân tích di truyền ngày càng hiện đại cho phép đánh giá mẫu chính xác hơn, nhờ vậy mà bên cạnh kết quả phôi nguyên bội và lệch bội, nhiều trung tâm di truyền đã bắt đầu quan tâm và trả kết quả phôi khảm. Phôi khảm là hiện tượng đặc trưng bởi sự hiện diện của hai hoặc nhiều dòng tế bào khác biệt về mặt di truyền trong phôi (3). Thể khảm xuất phát từ sai hỏng phân ly nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân sau thụ tinh qua nhiều cơ chế khác nhau. Tỉ lệ tế bào bất thường trong phôi khảm phụ thuộc vào sai hỏng phân ly nhiễm sắc thể diễn ra ở giai đoạn nào trong quá trình phát triển tiền làm tổ của phôi (4). Bài tổng quan này nhằm tổng hợp về cơ chế hình thành thể khảm cũng như phương pháp phân tích và đánh giá thể khảm của phôi IVF.
 
Cơ chế hình thành phôi khảm
Tổng quan về sự phân ly bình thường của nhiễm sắc thể
Trước khi phân chia tế bào, mỗi nhiễm sắc thể bên trong tế bào phải trải qua quá trình nhân đôi. Do đó trước khi nguyên phân, mỗi nhiễm sắc thể bao gồm bốn nhiễm sắc tử: một nhiễm sắc tử và một nhiễm sắc tử chị em từ mẹ, một nhiễm sắc tử và một nhiễm sắc tử chị em từ bố. Sự phân chia nhiễm sắc tử cho hai tế bào riêng biệt chỉ có thể xảy ra khi có sự hỗ trợ của thoi vô sắc (4). Trung thể là các bào quan trong tế bào xác định các cực của thoi vô sắc và bắt đầu quá trình sản xuất các vi sợi để bắt nhiễm sắc thể. Các vi sợi sẽ gắn ngẫu nhiên vào các nhiễm sắc thể trên tâm động tại kinetochore- phức hợp được tạo ra bởi sự kết hợp của nhiều protein có liên quan đến việc bắt giữ và di chuyển của các nhiễm sắc thể dọc theo các vi ống. Đầu quá trình phân chia nhiễm sắc thể, các vi ống bắt đầu quá trình khử polyme, kéo các nhiễm sắc thể về phía cực thoi vô sắc. Khi các nhiễm sắc tử nằm trên cực đối diện, quá trình phân chia tế bào bắt đầu và tạo thành hai tế bào giống hệt nhau. Ở một số loài động vật có vú và động vật không xương sống, các nghiên cứu thấy rằng có sự tồn tại của điểm kiểm tra thoi vô sắc trong quá trình nguyên phân giúp bảo vệ tế bào khỏi việc phân chia nhiễm sắc thể không đồng đều (5). Nếu các nhiễm sắc thể không được gắn vào các vi ống, tế bào sẽ ngăn chặn quá trình phân bào cho đến khi các vi ống bắt được nhiễm sắc thể. Cơ chế này đảm bảo sự phân ly hợp lý của nhiễm sắc thể. Tuy nhiên, trong những lần phân bào đầu tiên trong quá trình phát triển tiền làm tổ ở phôi người, điểm kiểm tra này dường như không tồn tại dẫn đến phân ly sai lệch nhiễm sắc thể tạo nên thể lệch bội hoặc khảm sau đó. Có ba cơ chế chính có thể dẫn đến hiện tượng thêm hoặc mất nhiễm sắc thể: Sự không phân ly, trễ Anaphase, và nội nhân đôi nhiễm sắc thể (4).
 
Sự không phân ly
Không phân ly là sự thất bại của việc phân chia nhiễm sắc tử chị em trong suốt quá trình nguyên phân. Thay vì phân chia, nhiễm sắc thể được kéo về một tế bào tạo ra một tế bào monosomy và một tế bào trisomy. Nếu sự không phân ly diễn ra trước quá trình biệt hoá tế bào phôi giai đoạn tiền làm tổ sẽ tạo ra thể khảm. Nếu sự không phân ly diễn ra tại giai đoạn phôi nang- giai đoạn sau của quá trình biệt hoá phôi bào- thì chỉ có nhau thai mang các dòng tế bào khảm, tế bào phôi vẫn có thể ở dạng nguyên bội (4). Ảnh hưởng của sự không phân ly lên quá trình phát triển tiền làm tổ của phôi vẫn còn gây nhiều tranh cãi và một số nghiên cứu cho thấy mức độ ảnh hưởng này phụ thuộc vào giai đoạn phát triển và các nhiễm sắc thể liên quan (6).
 
Trễ Anaphase
Trễ Anaphase là sự thất bại trong việc kết hợp của một nhiễm sắc tử vào nhân tế bào, kết quả tạo ra một tế bào monosomy và tế bào còn lại là disomy. Trễ Anaphase diễn ra khi nhiễm sắc tử không gắn được vào thoi vô sắc hoặc khi nhiễm sắc tử gắn được vào thoi vô sắc nhưng thất bại trong việc kết hợp vào nhân. Nếu quá trình này diễn ra trước giai đoạn biệt hoá, cơ thể sẽ mang hai dòng tế bào khác nhau và tạo nên thể khảm. Nếu quá trình này diễn ra sau quá trình biệt hoá lá nuôi phôi, khi đó nhau thai sẽ mang dòng tế bào bình thường và dòng tế bào monosomy, điển hình là khảm khu trú bánh nhau (4). Trong nghiên cứu trên phôi ngày 5 của Loannou và cộng sự (2012), nhóm tác giả đã chứng minh rằng tần suất diễn ra thể monosomy cao hơn gấp 7 lần so với thể trisomy. Điều này chỉ ra rằng trễ Anaphase là nguyên nhân chính dẫn đến thể khảm ở phôi người giai đoạn tiền làm tổ (7). Các báo cáo trước đây cho thấy hơn 50% phôi khảm do trễ Anaphase (8).
 
Nội nhân đôi nhiễm sắc thể
Nội nhân đôi nhiễm sắc thể là quá trình sao chép nhiễm sắc thể nhưng không có phân chia tế bào. Kết quả tạo ra một tế bào trisomy và một tế bào disomy. Hiện tượng tăng số lượng nhiễm sắc thể được cho rằng xuất phát từ hai cơ chế, thứ nhất là do sai hỏng trong chu trình tế bào làm cho một nhiễm sắc thể được sao chép mà không có quá trình phân chia tế bào chất sau đó và thứ hai là do quá trình nguyên phân diễn ra trong thời gian rất ngắn chỉ đủ thời gian để sao chép. Nội nhân đôi nhiễm sắc thể còn được gọi là thể đa bội, thường có liên quan đến thoi vô sắc đa cực trong quá trình nguyên phân dẫn đến đa nhân và phôi phân chia hỗn loạn (9).
 
Phương pháp phân tích và đánh giá mẫu tế bào sinh thiết
Đã hơn 25 năm kể từ lúc phôi khảm được phát hiện lần đầu tiên bằng kỹ thuật FISH. Các bằng chứng trong giai đoạn đầu thực hiện đánh giá thể khảm bằng kỹ thuật này cho thấy mức độ không tương đồng khi phân tích thể khảm ở phôi phân chia là tương đối cao. Có báo cáo cho rằng nguyên nhân có thể là do một số hạn chế của kỹ thuật FISH (10). Và các nhóm nghiên cứu giai đoạn này cũng đồng ý với việc nên sinh thiết tế bào lá nuôi (TE) để có kết quả chính xác hơn.
 
Gần đây, nhiều kỹ thuật phân tích tiên tiến ra đời giúp đánh giá thể khảm chính xác và tối ưu hơn như aCGH hay NGS hay gần đây nhất là hrNGS (Kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới với độ phân giải cao). Phôi khảm phân tích bằng kỹ thuật hrNGS có tỉ lệ tế bào lệch bội nằm trong khoảng từ 20% đến 80% (11). Trong phân tích mẫu tế bào sinh thiết, các tế bào TE không được phân tích riêng lẻ mà được phân tích như một thực thể duy nhất do đó mà thể khảm được xác định thông qua việc đánh giá về số lượng bản sao của các nhiễm sắc thể trung gian. Vì vậy mà nhiều tác giả quan ngại rằng kết quả phân tích mẫu tế bào TE không thể đại diện cho toàn bộ nhiễm sắc thể của phôi. Theo nghiên cứu của Victor và cộng sự (2018) mức độ tương đồng giữa tế bào TE và tế bào nội mô (ICM) trên phôi lệch bội toàn bộ nhiễm sắc thể là 96,8% nhưng mức độ tương đồng chỉ chiếm 42,9% ở phôi khảm (12). Tương tự vậy, nghiên cứu của Navratil và cộng sự (2020) cũng chỉ ra rằng mức độ tương đồng giữa TE và ICM trên phôi lệch bội toàn bộ nhiễm sắc thể là 95,2% nhưng ở phôi khảm chỉ chiếm 45,2% (13). Một nghiên cứu khác của Chuang và cộng sự (2018) cho thấy mức độ tương đồng giữa TE và ICM trên phôi nguyên bội toàn bộ nhiễm sắc thể là 86% nhưng trên phôi khảm chỉ tương đồng 14% (14). Các nghiên cứu khác thực hiện sinh thiết và phân tích nhiều mẫu TE của cùng một phôi cho thấy kết quả từ các mẫu phân tích có mức độ tương đồng từ 95%-100%. Bên cạnh đó, nghiên cứu còn phân tích mức độ tương đồng giữa TE và ICM và kết quả cho thấy mức độ tương đồng cao đáng kể (15,16). Dù vẫn còn nhiều tranh cãi xoay quanh mức độ tương đồng giữa ICM và TE nhưng đa số các trung tâm IVF hiện nay đều lựa chọn phương pháp sinh thiết TE để xác định đặc điểm di truyền của phôi.
 
KẾT LUẬN
Khảm là hiện tượng tự nhiên và tương đối phổ biến ở phôi người giai đoạn tiền làm tổ. Cho đến nay, các cơ chế dẫn đến hiện tượng khảm trên phôi đã được báo cáo rõ ràng bao gồm sự không phân ly, trễ Anaphase, và nội nhân đôi nhiễm sắc thể. Mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi nhưng các bằng chứng hiện tại đều cho thấy chuyển phôi khảm có thể sinh ra trẻ sinh sống khoẻ mạnh. Do đó việc hiểu rõ về cơ chế hình thành cũng như phương pháp đánh giá tỉ lệ khảm hiện nay giúp bác sĩ, chuyên viên tư vấn di truyền cũng như chuyên viên phôi học có thêm chứng cứ y văn trong tư vấn sử dụng phôi khảm cho bệnh nhân.
 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.        Xu R, Ding Y, Wang Y, He Y, Sun Y, Lu Y, et al. Comparison of preimplantation genetic testing for aneuploidy versus intracytoplasmic sperm injection in severe male infertility. Andrologia. 2021;53(6):1–7.
2.        Grifo JA, Hodes-Wertz B, Lee HL, Amperloquio E, Clarke-Williams M, Adler A. Single thawed euploid embryo transfer improves IVF pregnancy, miscarriage, and multiple gestation outcomes and has similar implantation rates as egg donation. J Assist Reprod Genet. 2013 Feb;30(2):259–64.
3.        Fragouli E, Alfarawati S, Spath K, Jaroudi S, Sarasa J, Enciso M, et al. The origin and impact of embryonic aneuploidy. Hum Genet. 2013;132(9):1001–13.
4.        Taylor TH, Gitlin SA, Patrick JL, Crain JL, Wilson JM, Griffin DK. The origin, mechanisms, incidence and clinical consequences of chromosomal mosaicism in humans. Hum Reprod Update. 2014;20(4):571–81.
5.        Homer HA, McDougall A, Levasseur M, Yallop K, Murdoch AP, Herbert M. Mad2 prevents aneuploidy and premature proteolysis of cyclin B and securin during meiosis I in mouse oocytes. Genes Dev. 2005 Jan;19(2):202–7.
6.        Forman EJ, Treff NR, Stevens JM, Garnsey HM, Katz-Jaffe MG, Scott RTJ, et al. Embryos whose polar bodies contain isolated reciprocal chromosome aneuploidy are almost always euploid. Hum Reprod. 2013 Feb;28(2):502–8.
7.        Ioannou D, Fonseka KGL, Meershoek EJ, Thornhill AR, Abogrein A, Ellis M, et al. Twenty-four chromosome FISH in human IVF embryos reveals patterns of post-zygotic chromosome segregation and nuclear organisation. Chromosome Res. 2012 May;20(4):447–60.
8.        Coonen E, Derhaag JG, Dumoulin JCM, van Wissen LCP, Bras M, Janssen M, et al. Anaphase lagging mainly explains chromosomal mosaicism in human preimplantation embryos. Hum Reprod. 2004 Feb;19(2):316–24.
9.        Vázquez-Diez C, FitzHarris G. Causes and consequences of chromosome segregation error in preimplantation embryos. Reproduction. 2018 Jan;155(1):R63–76.
10.      Vera-Rodriguez M, Rubio C. Assessing the true incidence of mosaicism in preimplantation embryos. Fertil Steril [Internet]. 2017;107(5):1107–12. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2017.03.019
11.      Munné S, Wells D. Detection of mosaicism at blastocyst stage with the use of high-resolution next-generation sequencing. Fertil Steril. 2017;107(5):1085–91.
12.      Victor AR, Tyndall JC, Brake AJ, Lepkowsky LT, Murphy AE, Griffin DK, et al. One hundred mosaic embryos transferred prospectively in a single clinic: exploring when and why they result in healthy pregnancies. Fertil Steril. 2019;111(2):280–93.
13.      Navratil R, Horak J, Hornak M, Kubicek D, Balcova M, Tauwinklova G, et al. Concordance of various chromosomal errors among different parts of the embryo and the value of re-biopsy in embryos with segmental aneuploidies. Mol Hum Reprod. 2020 Apr;26(4):269–76.
14.      Chuang TH, Hsieh JY, Lee MJ, Lai HH, Hsieh CL, Wang HL, et al. Concordance between different trophectoderm biopsy sites and the inner cell mass of chromosomal composition measured with a next-generation sequencing platform. Mol Hum Reprod. 2018 Dec;24(12):593–601.
15.      Ruttanajit T, Chanchamroen S, Cram DS, Sawakwongpra K, Suksalak W, Leng X, et al. Detection and quantitation of chromosomal mosaicism in human blastocysts using copy number variation sequencing. Prenat Diagn. 2016 Feb;36(2):154–62.
16.      Capalbo A, Wright G, Elliott T, Ubaldi FM, Rienzi L, Nagy ZP. FISH reanalysis of inner cell mass and trophectoderm samples of previously array-CGH screened blastocysts shows high accuracy of diagnosis and no major diagnostic impact of mosaicism at the blastocyst stage. Hum Reprod. 2013 Aug;28(8):2298–307.

Từ khóa: Cơ chế hình thành và cách đánh giá thể khảm trong phôi IVF