CNSH. Dương Thị Ngọc Nữ - IVFMD Tân Bình
 
Giới thiệu:
Trong nhiều năm qua, các xét nghiệm di truyền đã được thực hiện để điều tra các nguyên nhân gây vô sinh nam do di truyền. Đột biến ở một số gene quan trọng gây ra các dạng bất thường tinh trùng nặng (teratozoospermia) như đột biến gene aurora kinase C (AURKC) gây tinh trùng đầu to (macrozoospermia), đột biến gene dpy-19 like 2 (DPY19L2) gây tinh trùng đầu tròn hoặc đột biến gene SUN5 gây hội chứng tinh trùng đầu kim (acephalic spermatozoa).
 
Tinh trùng đầu to (macrozoospermia) là một nguyên nhân hiếm gặp gây vô sinh ở nam giới, đặc trưng bởi sự hiện diện của phần lớn tinh trùng đầu to trong tinh dịch. Năm 1996, Yurov và cộng sự đã nghiên cứu một người đàn ông vô sinh bị ảnh hưởng bởi tinh trùng đầu to bằng phương pháp lai huỳnh quang tại chỗ (FISH), quan sát thấy nhiều tinh trùng đầu to hiện diện ở dạng lưỡng bội (diploid) trái ngược với tinh trùng đơn bội bình thường (haploid). Năm 2017, Dieterich và cộng sự lập bản đồ gene hồi cứu ở 14 bệnh nhân mắc tinh trùng đầu to ở Bắc Phi và xác định được đột biến mất một cặp base ở gene AURKC (c.144delC; p.Leu49TrpfsTer23) ở tất cả bệnh nhân. Các nghiên cứu sâu hơn từ cùng nhóm tác giả này đã chứng minh rằng tinh trùng từ bệnh nhân bị đột biến gene AURKC đều là tứ bội (tetraploid), do sự phân chia không hoàn toàn của các nhiễm sắc thể tương đồng ở GPI và các nhiễm sắc tử chị em ở GPII và liên quan đến sự thất bại trong phân chia nhân và tế bào chất. AURKC là gene phổ biến nhất được tìm thấy có liên quan đến tinh trùng đầu to, 72/87 (83%) người nam có tinh trùng đầu to được phát hiện có mang các biến thể cả hai allen của gene AURKC (Khelifa và cộng sự, 2012). Chẩn đoán di truyền AURKC là chẩn đoán hiếm gặp đối với nam giới vô sinh vì tinh trùng đầu to đều là tứ bội và không có trường hợp mang thai nào được ghi nhận sau khi thực hiện tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (ICSI). Đối với các bệnh nhân có kiểu hình tinh trùng đầu to bẩm sinh, với mật độ trên 5x10⁶ tinh trùng/ml và 100% bất thường đầu, nhiều tinh trùng đầu to và mật độ cao tinh trùng có nhiều đuôi (thường là 4 đuôi), nhận thấy hiệu quả chẩn đoán đột biến AURKC là rất cao. Ngược lại, hiệu quả chẩn đoán giảm ở bệnh nhân thiểu tinh nặng (<1x10⁶ tinh trùng/ml) và có nhiều dạng bất thường hình thái tinh trùng.
 
Phương pháp:
Nghiên cứu được thực hiện trên một bệnh nhân duy nhất, cặp vợ chồng này có tiền sử hiếm muộn lâu năm từ năm 2000. Kiểm tra chất lượng tinh trùng của người chồng bằng tinh dịch đồ theo WHO lần đầu năm 2002 với thể tích tinh dịch bình thường (3,2 ml), pH 7,6 và nhớt. Phân tích tinh dịch đồ cho thấy tình trạng thiểu tinh nặng (0,6x10⁶ tinh trùng/ml) với 100% tinh trùng dị dạng (teratozoospermia), chủ yếu là tinh trùng đầu to, 0% tinh trùng di động tương quan tỷ lệ sống <10% và tỷ lệ cao tinh trùng chết (necrospermia), mẫu có một lượng lớn tinh bào (0,4x10⁶/ml) và một ít bạch cầu. Phẫu thuật thu nhận tinh trùng từ tinh hoàn (TESE) được thực hiện với hy vọng thu được tinh trùng di động dùng để thực hiện ICSI nhưng đã thất bại.
 
Năm 2010, bệnh nhân được yêu cầu kiểm tra chẩn đoán đột biến gene AURKC do tỷ lệ bất thường tinh trùng đầu to cao. Toàn bộ gene AURKC được giải trình tự, nhưng không phát hiện được các đột biến mất đoạn nào. Vì vậy, phương pháp giải trình tự whole exome sequencing (WES) được thực hiện sau đó nhằm phát hiện đột biến gây ra các bất thường kiểu hình tinh trùng ở người này. DNA được phân lập từ mẫu máu, các vùng mã hóa, các ranh giới intron/exon được giải trình tự và phân tích bằng tin sinh học.
 
Kết quả:
Kết quả giải trình tự exome (WES) cho thấy một biến thể đồng hợp tử mất chức năng ở gene ZMYND15 (zinc finger MYND- type containing 15) – một gene có liên quan đến tình trạng vô tinh và hội chứng chỉ có tế bào Sertoli (SO). Gene ZMYND15 ở chuột mã hóa một chất ức chế phiên mã phụ thuộc histone deacetylase, cần thiết cho sự sinh tinh và sinh sản ở nam giới, kiểm soát sự biểu hiện của các gene tế bào đơn bội (haploid cell) trong suốt quá trình sinh tinh. Ở chuột, sự bất hoạt gene ZMYND15 dẫn đến sự hoạt hóa phiên mã sớm của các gene đơn bội quan trọng bao gồm Prm1, Tnp1, Spem1, và Catsper3 gây mất các tinh tử giai đoạn sau và vô tinh hoàn toàn. Sự hiện diện của biến thể đồng hợp tử mất chức năng của gene ZMYND15 cũng được báo cáo gây vô sinh ở người.
 
Các biến thể đồng hợp tử của gene ZMYND15 (c.1520_1523delAACA; p.Lys507SerfsTer3; rs587777432) được xác định là một đột biến lệch khung mất 4 nucleotide, tạo ra 1 codon kết thúc ở exon 9. Biến thể đồng hợp tử (c.1520_1523delAACA) cũng được phát hiện ở ba anh em Thổ Nhĩ Kỳ biểu hiện tình trạng vô tinh (azoospermia) (Ayhan và cộng sự, 2014). Vì vậy, đột biến ZMYND15 có thể gây ra một loạt các kiểu hình từ vô tinh (azoospermia) đến tinh trùng đầu to (macrozoospermia).
 
Kết luận:
Những bệnh nhân có đột biến giống nhau nhưng có thể biểu hiện các kiểu hình khác nhau (NOA, SO, OAT – oligoasthenoteratozoospermia). Điều này khẳng định rằng có sự khác biệt về kiểu hình giữa các bất thường tinh trùng trên và có thể phụ thuộc vào yếu tố di truyền của bệnh nhân và/ hoặc các yếu tố môi trường. Gene ZMYND15 có vai trò như một công tắc cho sự biểu hiện của gene đơn bội. Ở người, gene ZMYND15 liên quan đến tình trạng NOA hoặc thiểu tinh nặng và có nhiều dạng bất thường tinh trùng bao gồm tinh trùng đầu to (macrozoospermia).
 
Nguồn: Kherraf, Z. E., Cazin, C., Lestrade, F., Muronova, J., Coutton, C., Arnoult, C., ... & Ray, P. F. (2022). From azoospermia to macrozoospermia, a phenotypic continuum due to mutations in the ZMYND15 gene. Asian Journal of Andrology, 24(3), 243.

Từ khóa: Từ vô tinh đến tinh trùng đầu to – sự khác biệt kiểu hình từ một đột biến gene ZMYND15