CNSH. Phạm Ngọc Thu Phương – IVFMĐ Tân Bình

Xét nghiệm di truyền tiền làm tổ về những bất thường lệch bội (Preimplantation Genetic Testing for Aneuploidy - PGT-A) bằng sinh thiết lá nuôi (Trophectoderm - TE) với mục đích cải thiện tỷ lệ làm tổ và kết quả thụ tinh trong ống nghiệm bằng cách xác định và loại bỏ những phôi không có khả năng sinh sản khỏi nhóm phôi. Nhiều nghiên cứu báo cáo chuyển phôi nguyên bội dựa trên kết quả PGT-A giúp cải thiện thời gian mang thai và có thể tránh khả năng sẩy thai liên quan đến chuyển phôi lệch bội, nhưng tranh cãi về giá trị lâm sàng của PGT-A vẫn tồn tại. Phương pháp thay thế sinh thiết TE tiêu chuẩn - PGT-A không xâm lấn (noninvasive PGT-A – niPGT-A) phân tích axit deoxyribonucleic (DNA) được phôi giải phóng vào môi trường nuôi cấy.

PGT-A bằng sinh thiết TE sử dụng giải trình tự gene thế hệ mới (Next-generation Sequencing - NGS) cung cấp thông tin về phôi, độ phân giải cao và kết quả nhanh chóng với chi phí tiết kiệm. Ngoài ra, giá trị tiên đoán cao của NGS trong việc xác định chính xác phôi lệch bội cho thấy PGT-A có lợi ích về mặt lâm sàng và chi phí. Tuy nhiên, sự thiếu tính nhất quán giữa các nghiên cứu về PGT-A và lo ngại về tính an toàn của sinh thiết TE đã thúc đẩy sự quan tâm đến niPGT-A. niPGT-A tránh sinh thiết phôi trực tiếp và là phương pháp không xâm lấn.
Nghiên cứu này làm rõ giá trị lâm sàng của niPGT-A, bao gồm xác định tỷ lệ lỗi khuếch đại DNA và các yếu tố có thể ảnh hưởng đến lỗi khuếch đại của niPGT-A (như thời gian tiếp xúc với môi trường nuôi cấy và trạng thái bội thể của phôi).

Thiết kế nghiên cứu
Nghiên cứu tiến cứu bao gồm những phôi được thực hiện phương pháp tiêm tinh trùng vào bào tương noãn từ tháng 7/2019 đến tháng 5/2020. Tất cả phôi được nuôi đến giai đoạn phôi nang và thực hiên niPGT-A sử dụng môi trường nuôi cấy và PGT-A bằng cách sinh thiết TE phân tích bởi NGS. Khi phôi đến giai đoạn sẵn sàng cho sinh thiết và thuỷ tinh hoá, phôi được chuyển vào đĩa sinh thiết và giọt môi trường nuôi phôi sẽ được dùng để phân tích niPGT-A.

Kết quả
Tỷ lệ thất bại trong quá trình khuếch đại DNA ở các mẫu niPGT-A cao hơn đáng kể so tỷ lệ sinh thiết TE. Tổng thời gian phôi tiếp xúc với môi trường nuôi cấy ngắn hơn và trạng thái nguyên bội của phôi có liên quan đến tỷ lệ thất bại khuếch đại DNA cao ở niPGT-A. Sự khác biệt giữa kết quả niPGT-A và sinh thiết TE trong 40,4% trường hợp. Tuy nhiên, 3 phôi được phân loại là lệch bội dựa trên kết quả niPGT-A và nguyên bội dựa trên kết quả sinh thiết TE cho ra đời những ca sinh khỏe mạnh. Tỷ lệ thất bại trong khuếch đại DNA được đánh giá trên 166 phôi nang từ 35 bệnh nhân được thực hiện cả sinh thiết niPGT-A và TE. Đối với các mẫu được PGT-A bằng sinh thiết TE, quá trình khuếch đại xảy ra ở 166 phôi (tỷ lệ 100%). Với niPGT-A, 37,3% (62/166) phôi không khuếch đại được.

Khuếch đại DNA dựa trên thời gian tiếp xúc với môi trường nuôi cấy
Đối với các phôi được thay đổi môi trường vào D4 (ngày 4) của quá trình nuôi cấy, 50% (49/98) dẫn đến thất bại trong việc khuếch đại DNA với niPGT-A. Đối với các phôi được thay đổi môi trường vào D3 của quá trình nuôi cấy, 19,1% (13/68) dẫn đến thất bại trong việc khuếch đại DNA với niPGT-A. Trong số 34 phôi đã phát triển thành phôi nang trưởng thành vào D5, 82,4% (28/34) thất bại khuếch đại DNA với niPGT-A. Tỷ lệ thất bại trong việc khuếch đại DNA với niPGT-A giảm khi hình thành phôi nang bị trì hoãn, với tỷ lệ phôi nang thất bại khuyếch đại DNA vào D6 là 32,7% (34/104) và vào D7 là 0%. Tổng thời gian phôi tiếp xúc với môi trường nuôi cấy ngắn hơn, bao gồm ngày chuyển đổi môi trường và thời gian sinh thiết phôi nang liên quan đến tỷ lệ thất bại khuếch đại DNA cao hơn đáng kể với niPGT-A (P < 0,001).

Với các mẫu phôi được sinh thiết TE sau 1 ngày tiếp xúc với môi trường nuôi cấy, 96,2% (25/26) không thể khuếch đại DNA với niPGT-A. Tỷ lệ thất bại trong việc khuếch đại DNA giảm dần khi thời gian tiếp xúc với môi trường dài hơn, cụ thể với tỷ lệ lần lượt là 42,9% (27/63) và 15,2% (10/66) sau 2 và 3 ngày nuôi cấy phôi. Không có mẫu nào trong số 11 mẫu biểu hiện lỗi khuếch đại DNA với niPGT-A sau 4 ngày tiếp xúc.

Khuếch đại DNA và trạng thái bội thể
Phôi được phân loại là nguyên bội dựa trên kết quả sinh thiết TE cho tỷ lệ khuếch đại DNA thất bại cao hơn đáng kể với niPGT-A, trong khi phôi được phân loại là lệch bội dựa trên kết quả sinh thiết TE khuếch đại DNA dễ dàng hơn với niPGT-A. Cụ thể, khi đánh giá tình trạng bất thường lệch bội toàn bộ nhiễm sắc thể (WCA – whole-chromosome aneuploidy) bằng sinh thiết TE, 66,3% (110/166) phôi không có bằng chứng về WCA và 33,7% (56/166) phôi được phân loại lệch bội. Phân tích tỷ lệ thất bại khuếch đại DNA dựa trên trạng thái bội thể của phôi cho thấy 45,5% (50/110) phôi không có WCA bằng sinh thiết TE có thất bại khuếch đại DNA với niPGT-A. Trong số các phôi được coi là lệch bội dựa trên kết quả sinh thiết TE, chỉ có 21,4% (12/56) biểu hiện lỗi khuếch đại DNA. Những phát hiện cho thấy là tỷ lệ thất bại khuếch đại DNA cao hơn đáng kể ở những phôi nguyên bội, có thể là do tỷ lệ DNA giải phóng vào môi trường nuôi cấy thấp và sự ly giải tế bào của phôi nguyên bội ít hơn so với phôi lệch bội.

Kết quả lâm sàng
36/166 phôi được nhận vào nghiên cứu được chuyển phôi và dựa trên kết quả sinh thiết TE phù hợp. Sau khi chuyển phôi, 22/36 phôi tiến triển đến giai đoạn sinh. Trong số 22 phôi được chuyển và thành công, 14/22 phôi (63,6%) không cho sự khuếch đại DNA đầy đủ với niPGT-A.
Đối với 14 phôi không tiến triển đến giai đoạn sinh, niPGT-A cho
- Tỷ lệ khuyếch đại DNA thất bại chiếm 42,9% (6/14)
- Tỷ lệ phôi nguyên bội chiếm 35,7% (5/14)
- Tỷ lệ phôi lệch bội chiếm 21,4% (3/14)

Đối với 22 phôi tiến triển đến giai đoạn sinh, niPGT-A cho
- Tỷ lệ khuyếch đại DNA thất bại chiếm 63,6% (14/22)
- Tỷ lệ phôi nguyên bội chiếm 22,7% (5/22)
- Tỷ lệ phôi lệch bội chiếm 13,6% (3/22)
Việc sử dụng niPGT-A không thể dự đoán chính xác phôi nào sẽ sinh con thành công. Kết quả niPGT-A trong thất bại khuếch đại DNA cho 14/20 phôi được chuyển và sinh thành công. Phôi được phân loại là nguyên bội và lệch bội ở phương pháp niPGT-A cho kết quả sinh con thành công lần lượt là 5/10 và 3/6.

Biện luận
Nghiên cứu chứng minh rằng tỷ lệ thất bại trong khuếch đại DNA ở niPGT-A cao hơn đáng kể so với khuếch đại DNA bằng sinh thiết TE. Lỗi khuếch đại DNA với niPGT-A có liên quan đến cả thời gian tiếp xúc giữa phôi và môi trường nuôi cấy cũng như thành phần di truyền của phôi. Trong nghiên cứu này, thời gian tiếp xúc giữa phôi và môi trường nuôi cấy có liên quan nghịch với tỷ lệ thất bại trong khuếch đại DNA khi tỷ lệ thất bại trong quá trình khuếch đại DNA cao ở những phôi đạt đến giai đoạn phôi nang vào ngày thứ 5 và thành công ở những phôi đạt đến giai đoạn phôi nang vào ngày thứ 7. Để khuếch đại DNA thành công bằng niPGT-A, phôi cần thời gian nuôi cấy đáng kể. Tuy nhiên, việc kéo dài thời gian nuôi cấy của phôi nang trưởng thành là không khả thi và sẽ gây hại cho phôi. Ngoài thời gian phôi tiếp xúc với môi trường nuôi cấy, phôi không có WCA dựa trên kết quả sinh thiết TE cho tỷ lệ thất bại khuếch đại DNA cao hơn đáng kể với niPGT-A. Phát hiện này ủng hộ quan điểm cho rằng phôi “bóc tách” DNA phổ biến hơn ở phôi bất thường hoặc phôi lệch bội, và do đó, khả năng phát hiện DNA trong môi trường nuôi cấy có thể khó khăn hơn ở phôi bình thường về mặt di truyền. niPGT-A có thể đánh giá quá cao các kết quả bất thường nếu đạt được khuếch đại DNA. Điều này được nhấn mạnh bởi thực tế là 3 phôi được phân loại là lệch bội dựa trên kết quả niPGT-A cuối cùng đã cho ra đời 3 bé thành công. Nếu được áp dụng trên lâm sàng, niPGT-A có thể dẫn đến việc loại bỏ nhiều phôi nguyên bội.

Kết luận
Tỷ lệ thất bại trong quá trình khuếch đại DNA tổng thể cao đến mức không thể chấp nhận được trong số các mẫu niPGT-A so với tỷ lệ khuếch đại DNA bằng sinh thiết TE. Nghiên cứu đã áp dụng quy trình niPGT-A vào lâm sàng và phân tích môi trường nuôi cấy phôi tươi, chưa được sinh thiết. Trong những điều kiện này, niPGT-A hoạt động kém, với tỷ lệ thất bại khuếch đại DNA cao và mối tương quan kém với kết quả sinh thiết TE. Những phát hiện này ngăn cản việc ứng dụng lâm sàng của niPGT-A.
 
TLTK: Hanson, B. M., Tao, X., Hong, K. H., Comito, C. E., Pangasnan, R., Seli, E., Jalas, C., & Scott, R. T. (2021). Noninvasive preimplantation genetic testing for aneuploidy exhibits high rates of deoxyribonucleic acid amplification failure and poor correlation with results obtained using trophectoderm biopsy. Fertility and Sterility, 115(6), 1461–1470. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2021.01.028
Hình ảnh minh hoạ: 

Từ khóa: Nuôi cấy phôi, ICSI, IVF, PGT-A không xâm lấn, xét nghiệm di truyền trước khi làm tổ