ThS. Nguyễn Huỳnh Cẩm Tú – IVF Tâm Anh
Giới thiệu
Dự đoán các thông số của phôi để lựa chọn những phôi nang có khả năng làm tổ cao nhất, dẫn đến thai kỳ tiến triển và cuối cùng là sinh con sống vẫn là một thách thức lớn trong các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản.
Môi trường nuôi cấy phôi cung cấp thông tin đáng tin cậy về tiềm năng làm tổ của phôi. Nhiều nghiên cứu đã khảo sát các dấu ấn tiết ra trong môi trường nuôi phôi chỉ ra rằng một số hợp chất đặc hiệu cho thai kỳ có thể liên quan đến chất lượng và tiềm năng phát triển của phôi. Gần đây, các chiến lược chọn lọc phôi không xâm lấn đã kết hợp các dấu ấn tiết ra này với các thông số động học hình thái học, tuy nhiên hầu hết tập trung vào sự hiện diện của các chất chuyển hóa hoặc tình trạng oxy hóa của môi trường nuôi. Một số nghiên cứu lâm sàng đã sử dụng DNA tự do trong môi trường nuôi phôi để dự đoán không xâm lấn về tính nguyên bội của phôi, bệnh lý hoặc nguyên nhân gây sảy thai. Dù có tiềm năng, phương pháp phân tích DNA này vẫn gặp hạn chế kỹ thuật, bao gồm nguy cơ nhiễm DNA từ mẹ do còn sót lại các tế bào cumulus hoặc DNA bị phân hủy.
Việc hiểu rõ hệ protein tế bào (proteome) rất hữu ích để theo dõi tình trạng sinh lý của tế bào. Secretome bao gồm các protein được phôi tiết ra hoặc sử dụng, là nguồn tiềm năng cho các dấu ấn sinh học không xâm lấn. Các kỹ thuật phân tích secretome truyền thống dựa trên phổ khối lượng gặp nhiều khó khăn trong diễn giải và đòi hỏi thiết bị phức tạp, gây cản trở ứng dụng lâm sàng. Gần đây, các công nghệ mới kết hợp giữa miễn dịch và kỹ thuật khuếch đại phụ thuộc vào DNA polymerase (proximity extension assays - PEA) đang ngày càng được quan tâm nhờ độ nhạy, độ đặc hiệu cao và yêu cầu thể tích mẫu rất nhỏ để phân tích nhiều chỉ tiêu cùng lúc. Trong y học, PEA đã được ứng dụng rộng rãi để phát hiện các kiểu protein đặc hiệu liên quan đến nhiều tình trạng bệnh lý. Dù đã có bằng chứng cho thấy PEA có thể được dùng để chọn phôi không xâm lấn, có hoặc không kết hợp với hình ảnh time-lapse, tiềm năng lâm sàng của PEA trong y học sinh sản vẫn chưa được khai thác đầy đủ.
Các thông số hình thái học cũng có thể rất giá trị trong việc dự đoán tiềm năng làm tổ. Ví dụ, diện tích phôi (bao gồm tế bào và không gian quanh noãn hoàng), độ dày màng zona và độ tròn của tế bào phôi có mối liên quan đáng kể với khả năng làm tổ thành công ở giai đoạn phôi phân cắt.
Vì dữ liệu hình ảnh time-lapse không phải lúc nào cũng sẵn có, nghiên cứu này nhằm kết hợp các đo lường hình thái học từ hình ảnh phôi giai đoạn phôi nang, ngay trước khi chuyển phôi, với các dấu ấn tiết ra trong môi trường nuôi cấy phôi đã sử dụng, để xây dựng một chiến lược chọn phôi không xâm lấn, đáng tin cậy, giúp nhận diện những phôi có khả năng thành công trong sinh sản cao hơn.
Phương pháp
Đây là nghiên cứu đoàn hệ tiến cứu, thực hiện tại một trung tâm duy nhất, bao gồm 32 phôi nang người được tạo ra từ các cặp vợ chồng trải qua chuyển phôi tươi hoặc trữ đông sau chu kỳ tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (intracytoplasmic sperm injection - ICSI) (n = 30), tại Đơn vị Hỗ trợ sinh sản Bệnh viện La Fe (Valencia, Tây Ban Nha) trong khoảng thời gian từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2023. Các bệnh nhân có lạc nội mạc tử cung, u xơ tử cung, độ dày nội mạc tử cung <7 mm vào thời điểm chuyển phôi, tinh trùng không có nguồn gốc xuất tinh hoặc có virus viêm gan B/C hoặc HIV đều bị loại khỏi nghiên cứu.
Hình ảnh và môi trường nuôi cấy được thu thập từ mỗi phôi trước khi chuyển để thực hiện phân tích hình thái và secretome. Phôi được chia thành hai nhóm dựa trên kết quả làm tổ.
Làm tổ thành công được xác định khi β-hCG huyết thanh >5 mIU/mL sau 9 ngày chuyển phôi. Thai lâm sàng được xác định khi β-hCG ≥10 IU/L và có túi thai và tim thai qua siêu âm trong vòng 12 tuần. Sinh sống được định nghĩa là trẻ được sinh sau ≥24 tuần thai.
Phân tích hình thái học được thực hiện trên hình ảnh phôi ngày 5 bằng phần mềm Fiji 1.53q.
Đánh giá protein tiết ra trong môi trường: 94 protein liên quan đến sự lập trình phát triển được định lượng bằng kỹ thuật PEA.
Kiểm định chi bình phương được dùng để so sánh các biến phân loại lâm sàng (chỉ định ART, phác đồ COS, giai đoạn và chất lượng phôi, chất lượng khối tế bào bên trong (inner cell mass – ICM) và tế bào lá nuôi (trophectoderm - TE). Kiểm định Mann–Whitney dùng cho các biến số liên tục (tuổi mẹ, thời gian kích thích, liều FSH/ngày, tổng liều FSH, hMG và LH). Các đường cong ROC được dùng để đánh giá khả năng phân biệt giữa nhóm phôi làm tổ và không làm tổ. Mô hình hồi quy đa biến được xây dựng từ các thông số hình thái và protein có ý nghĩa thống kê. Phân tích thực hiện trên phần mềm GraphPad Prism 8.3.0. Mức ý nghĩa thống kê được xác định khi p<0,05.
Kết quả
Tuổi trung bình của các bệnh nhân nữ trong đoàn hệ là 36 tuổi, không có sự khác biệt đáng kể giữa nhóm phôi làm tổ và không làm tổ. Trong số 28 cặp vợ chồng có dữ liệu hoàn chỉnh, 39,28% phụ nữ có chức năng sinh sản bình thường, trong khi 17,85% sử dụng noãn hiến tặng. Về phía nam giới, 53,57% có tinh trùng bình thường và 10,71% sử dụng tinh trùng hiến. Phân bố nguyên nhân chỉ định ICSI không khác biệt giữa các nhóm có và không làm tổ.
Đối với các thông số chu kỳ, phác đồ phổ biến nhất là FSH đơn thuần (42,86%). 21,43% phụ nữ không trải qua kích thích buồng trứng vì sử dụng noãn hiến. Phân bố phác đồ tương tự giữa hai nhóm, cho thấy không ảnh hưởng đến kết quả làm tổ. Liều FSH/ngày không khác biệt, nhưng tổng liều FSH trong nhóm không làm tổ thấp hơn đáng kể (p=0,005).
Trong 29/30 chu kỳ, chuyển đơn phôi được thực hiện; chỉ 1 ca chuyển hai phôi nhưng không có phôi nào làm tổ. Hầu hết các chu kỳ sử dụng phôi tươi (89,29%) và phôi nang đã nở (85,71%). Kết quả làm tổ không liên quan đến giai đoạn hay trạng thái của phôi. 50% phôi được đánh giá chất lượng tốt, <20% là chất lượng kém. ICM được đánh giá tốt hoặc rất tốt trong 82,14% trường hợp; trong khi TE được đánh giá tốt trong 60,71% và kém trong 39,29%. Không có sự khác biệt về phân bố chất lượng phôi giữa hai nhóm.
Tổng thể, các thông số về chu kỳ, phác đồ COS, liều thuốc, kiểu chuyển phôi và chất lượng phôi không liên quan đến khả năng làm tổ. Tỷ lệ làm tổ là 53,57%, với tỷ lệ thai lâm sàng trên 90% và tỷ lệ sinh sống hơn 75%. Thai hóa sinh chiếm 6,67%, sảy thai chiếm 21,43% các ca thai lâm sàng.
Phân tích hình thái học giữa phôi làm tổ và không làm tổ: 43 thông số hình thái được đo trên 32 phôi ngày 5. Năm thông số cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa giữa hai nhóm. Bốn trong số đó mô tả hình dạng bên trong của phôi (không tính lớp zona), gợi ý rằng các phôi có hình tròn và đều hơn thì dễ làm tổ hơn. Cụ thể:
-
Độ tròn và độ tròn trịa bên trong phôi cao hơn rõ rệt ở phôi làm tổ (p<0,01).
-
Tỷ lệ trục bên trong và góc bên trong cao hơn ở phôi không làm tổ (p<0,05).
-
Bề dày trung bình lớp tế bào nuôi mỏng hơn ở phôi làm tổ (p=0,027).
-
Trừ thông số góc bên trong, các giá trị còn lại có mức phân tán lớn hơn ở phôi không làm tổ, cho thấy phôi làm tổ có tính đồng nhất hình thái hơn.
Tóm lại, phôi làm tổ có hình tròn hơn và lớp tế bào nuôi mỏng hơn.
Phân tích secretome giữa phôi làm tổ và không làm tổ: trong 94 protein được phân tích, 86 protein định lượng được. 12/32 mẫu không đủ thể tích để thực hiện xét nghiệm PEA. Do đó, phân tích được thực hiện trên 11 mẫu phôi làm tổ và 9 mẫu phôi không làm tổ.
Phân tích sPLS-DA cho thấy các phôi làm tổ có hồ sơ protein tiết ra khác biệt rõ rệt, dù có một số chồng lắp giữa hai nhóm. Ba protein khác biệt rõ rệt nhất là:
-
Matrilin-2 (MATN2) và Legumain (LGMN) tăng đáng kể ở phôi làm tổ (p<0,01).
-
Thymosin beta-10 (TMSB10) giảm đáng kể ở phôi làm tổ (p<0,05).
-
Những protein này được xác định là có khả năng phân biệt mạnh mẽ giữa các phôi có và không có khả năng làm tổ.
Dự đoán khả năng làm tổ của phôi dựa trên dữ liệu hình thái học và secretome: các mô hình dự đoán dựa trên năm thông số hình thái quan trọng được xây dựng. Hai thông số nổi bật là tỷ lệ trục bên trong và độ tròn bên trong, với AUC>0,8 (p<0,01). Khi kết hợp ba thông số (tỷ lệ trục, độ tròn, độ tròn trịa), mô hình đạt độ chính xác 81,25% với AUC=0,8418 (p=0,001). Từng protein riêng lẻ cũng cho thấy tiềm năng dự đoán: MATN2 và TMSB10 có AUC>0,8 (p<0,05); LGMN có AUC=0,7333 (p=0,08). Khi kết hợp MATN2 và TMSB10 trong mô hình hồi quy logistic, khả năng phân biệt phôi làm tổ và không làm tổ rất cao (AUC=0,94, p<0,01). Cuối cùng, mô hình kết hợp ba thông số hình thái học (tỷ lệ trục, độ tròn, độ tròn trịa) với nồng độ MATN2 và TMSB10 đạt độ chính xác 100% trong dự đoán thất bại làm tổ và 90,91% trong dự đoán thành công (AUC = 0,9333, p = 0,0015). Đây là mô hình có hiệu suất dự đoán cao nhất trong nghiên cứu.
Thảo luận
Nghiên cứu này nhấn mạnh tính ứng dụng lâm sàng của việc phân tích hình thái phôi và hồ sơ secretome từ môi trường nuôi phôi ngày 5, qua đó xác định được 5 dấu ấn không xâm lấn có liên quan đến tiềm năng làm tổ của phôi người.
Đánh giá hình thái phôi theo tiêu chuẩn cổ điển có một số hạn chế, như tính chủ quan, sự không đồng nhất giữa các chuyên viên phôi học và hệ thống phân loại còn rộng. Việc tận dụng các thông số hình thái học mang lại giải pháp tiềm năng để khắc phục các hạn chế này, nhờ vào khả năng định lượng, khách quan từ nhiều chỉ số cụ thể. Nghiên cứu hiện tại là một trong số ít báo cáo đánh giá bộ thông số hình thái học phong phú nhất giữa các phôi làm tổ và không làm tổ. 5 thông số được xác định khác biệt có ý nghĩa, bao gồm 4 chỉ số mô tả hình dạng bên trong của phôi và 1 chỉ số độ dày lớp tế bào nuôi, từ đó cho thấy tiềm năng ứng dụng trong dự đoán kết quả lâm sàng. Các chỉ số như độ tròn bên trong, độ tròn trịa và tỷ lệ trục cho thấy khả năng dự đoán làm tổ đáng kể (AUC lần lượt là 0,7852, 0,8262 và 0,8203).
Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, mặc dù không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa diện tích phôi hoặc ICM, chúng tôi quan sát thấy xu hướng phôi làm tổ có diện tích ngoại vi lớn hơn. Có thể lý do là do hơn 70% phôi trong cả hai nhóm đều có ICM chất lượng tốt theo tiêu chuẩn ASEBIR. Tương tự, vì hơn 95% phôi trong nghiên cứu đã nở hoặc bắt đầu nở, nên các chỉ số liên quan đến khoang phôi không khác biệt đáng kể giữa hai nhóm. Mặc dù đánh giá chất lượng TE theo hình thái học không liên quan đến khả năng làm tổ, phân tích hình thái định lượng lại cho thấy TE mỏng hơn ở các phôi làm tổ. Điều này cho thấy thông số này có thể phản ánh đúng hơn vai trò của lớp tế bào nuôi trong quá trình làm tổ.
Nghiên cứu này xác định được 3 protein do phôi tiết ra là MATN2, LGMN và TMSB10 có khác biệt rõ rệt giữa phôi làm tổ và không làm tổ. Các mô hình dự đoán âm tính và dương tính chính xác nhất khi sử dụng kết hợp MATN2 và TMSB10, hoặc cả 3 protein. Cụ thể, các phôi có khả năng làm tổ tiết ra nhiều MATN2 và LGMN đồng thời tiết ra ít TMSB10. Việc phôi tiết ra nhiều protein tham gia vào tương tác chất nền ngoại bào như MATN2 có thể hỗ trợ quá trình tái cấu trúc mô và xâm nhập vào nội mạc tử cung. Ngoài ra, MATN2 còn có liên quan đến phản ứng viêm (một yếu tố cần thiết cho quá trình làm tổ). LGMN, với vai trò là một protease, có thể giúp phôi điều chỉnh vi môi trường tử cung để hỗ trợ xâm nhập. Ngược lại, việc giảm tiết TMSB10 (một protein liên quan đến tăng sinh tế bào và tiến trình ung thư) có thể phản ánh sự chuyển đổi từ tăng sinh sang biệt hóa trong phôi làm tổ, còn phôi không làm tổ có thể tiếp tục tăng sinh mất kiểm soát.
Dù các chức năng sinh học này có vẻ phù hợp với cơ chế làm tổ, vẫn có khả năng các protein này chỉ là hệ quả thứ cấp hơn là nguyên nhân chính. Do đó, cần có các nghiên cứu chức năng sâu hơn để làm rõ vai trò sinh học thực sự của các dấu ấn này.
Mặc dù đã cố gắng kiểm soát các rủi ro phân tích dữ liệu đa chiều, quy mô nhỏ của nghiên cứu và thiết kế tại một trung tâm khiến kết quả chỉ mang tính khảo sát ban đầu. Việc xác thực trên các đoàn hệ lớn hơn, độc lập hơn là cần thiết.
Việc đo đạc thông số hình thái học có thể thực hiện dễ dàng bằng phần mềm mã nguồn mở như Fiji, và có thể được tự động hóa thêm bằng công cụ AI để giảm sai số con người. Công nghệ định lượng protein bằng PEA hiện có thể cho kết quả trong chưa đến 2 giờ, với thời gian thao tác tối thiểu. Khi các marker chính (MATN2, LGMN, TMSB10) được xác thực, có thể phát triển các bộ kit chuyên biệt cho lâm sàng.
Việc kết hợp giữa phân tích hình ảnh và marker tiết ra có thể cho phép dự đoán tiềm năng làm tổ trong vòng 2–3 giờ kể từ khi đánh giá phôi, phù hợp với chuyển phôi trong ngày. Do đó, đây là một bước tiến quan trọng trong chọn lọc phôi không xâm lấn, đặc biệt hữu ích với những cơ sở không có hệ thống time-lapse hoặc xét nghiệm di truyền tiền làm tổ.
Tài liệu tham khảo: Palomar A, Yagüe-Serrano R, Martínez-Sanchis JV, Iniesta I, Quiñonero A, Fernández-Colom PJ, Monzó A, Rubio JM, Molina I, Domínguez F. Predictive potential of combined secretomics and image-based morphometry as a non-invasive method for selecting implanting embryos. Reprod Biol Endocrinol. 2025 Apr 12;23(1):57. doi: 10.1186/s12958-025-01386-z. PMID: 40221726; PMCID: PMC11992772.











Tiền Hội nghị: Trung tâm Hội nghị Grand Saigon, thứ bảy ngày ...
New World Saigon hotel, thứ bảy 14 tháng 06 năm 2025 (12:00 - 16:00)
Vinpearl Landmark 81, ngày 9-10 tháng 8 năm 2025

Kính mời quý đồng nghiệp quan tâm đến hỗ trợ sinh sản tham ...

Y học sinh sản số 73 (Quý I . 2025) ra mắt ngày 20 . 3 . 2025 và ...

Sách ra mắt ngày 6 . 1 . 2025 và gửi đến quý hội viên trước ...