Nội dung chính

Xét nghiệm tiền sản không xâm lấn (Non-invasive prenatal testing – NIPT) dựa trên phân tích DNA tự do của thai (cell-free fetal DNA – cffDNA) trong máu mẹ đã trở thành phương pháp sàng lọc lệch bội nhiễm sắc thể có độ chính xác cao trong thực hành sản khoa hiện đại. Tuy nhiên, hiệu quả của NIPT phụ thuộc đáng kể vào fetal fraction (FF), là tỷ lệ cfDNA có nguồn gốc từ bánh nhau trong tổng lượng cfDNA lưu hành trong huyết tương mẹ. Low fetal fraction (LFF) là nguyên nhân hàng đầu gây thất bại xét nghiệm hoặc cho kết quả không xác định. Các nghiên cứu gần đây cho thấy LFF còn phản ánh các bất thường sinh học liên quan đến bánh nhau, lệch bội thai và các biến chứng thai kỳ1,2. Việc cập nhật các khía cạnh hiện đại của LFF bao gồm cơ chế hình thành, các yếu tố ảnh hưởng, mối liên quan giữa LFF với bất thường nhiễm sắc thể và bệnh lý bánh nhau, cũng như giá trị tiên lượng đối với tiền sản giật, thai chậm tăng trưởng và sinh non rất đáng quan tâm trong việc đề ra các chiến lược xử trí lâm sàng đối với các trường hợp NIPT thất bại do LFF trong bối cảnh y học hệ gen và cá thể hóa thai kỳ.

 

Cơ chế hình thành LFF

Sự hình thành LFF phụ thuộc vào sự giảm lượng cfDNA được phóng thích từ các tế bào nuôi bánh nhau trải qua apoptosis, và lượng cfDNA hiện diện trong tuần hoàn máu mẹ tăng lên, hoặc trường hợp xảy ra đồng thời cả hai cơ chế này. cfDNA của thai (cffDNA) trong tuần hoàn máu mẹ chủ yếu có nguồn gốc từ tế bào nuôi bánh nhau trải qua apoptosis. Do đó, các rối loạn tăng sinh và turnover tế bào nuôi có thể làm giảm lượng cfDNA được giải phóng vào máu mẹ, từ đó dẫn đến tình trạng LFF.

Trong thai kỳ bình thường, LFF có xu hướng tăng dần theo tuổi thai do sự phát triển và tăng hoạt động turnover của bánh nhau. Ngược lại, bánh nhau bất thường làm quá trình tăng sinh và apoptosis của tế bào nuôi bị rối loạn, thay đổi động học phóng thích cffDNA vào tuần hoàn máu mẹ và làm giảm LFF.

Các tình trạng làm gia tăng cfDNA nguồn gốc từ mẹ như béo phì, viêm mạn tính hoặc một số bệnh lý nội khoa cũng góp phần làm giảm tỷ lệ cffDNA trong huyết tương mẹ. Do đó, LFF không chỉ là vấn đề kỹ thuật của xét nghiệm NIPT mà còn phản ánh chức năng sinh học của bánh nhau và thai kỳ3.

 

LFF và bất thường nhiễm sắc thể

LFF và thể lệch bội

Nhiều nghiên cứu ghi nhận mối liên quan giữa LFF và nguy cơ gia tăng các bất thường ảnh hưởng đến sự phát triển và chức năng bánh nhau như lệch bội nhiễm sắc thể (NST) của thai trisomy 13, trisomy 18, triploidy và monosomy X. Đặc biệt, ở thai trisomy 13 và trisomy 18, tình trạng thiểu sản và rối loạn chức năng bánh nhau thường nặng hơn so với trisomy 21, do đó LFF có xu hướng xuất hiện thường xuyên ở hai nhóm bệnh lý này. Triploidy là một bất thường liên quan đáng kể đến LFF, có nguồn gốc từ mẹ, thường đặc trưng bởi bánh nhau nhỏ và giảm phát triển tế bào nuôi. Tương tự, monosomy X có thể đi kèm sự phát triển bất thường của bánh nhau và giảm lượng cffDNA trong tuần hoàn máu mẹ4.

Ý nghĩa lâm sàng của LFF trong sàng lọc lệch bội NIPT ngày càng được chú ý. Bằng việc tích hợp đánh giá nguy cơ dựa trên LFF giúp tối ưu hóa khả năng phát hiện bất thường NST ngay cả khi mẫu không đạt tiêu chuẩn phân tích thông thường. Fetal fraction–based risk algorithm được ứng dụng để ước tính nguy cơ trisomy 13, trisomy 18 và triploidy ở các trường hợp LFF, kết hợp với các yếu tố lâm sàng như tuổi mẹ và tuổi thai nhằm xác định nhóm thai kỳ có nguy cơ cao cần được tư vấn chẩn đoán xâm lấn hoặc theo dõi chuyên sâu. Cách tiếp cận này phản ánh xu hướng chuyển đổi vai trò của LFF từ một thông số kỹ thuật đơn thuần sang biomarker sinh học có giá trị tiên lượng trong chẩn đoán tiền sinh3.

 

LFF và thể khảm bánh nhau 

Thể khảm bánh nhau (CPM) là tình trạng bất thường NST chỉ ở mô bánh nhau trong khi bộ NST của thai nhi hoàn toàn bình thường. CPM hình thành từ sự phân bào bất thường trong quá trình phát triển sớm của phôi, dẫn đến sự hiện diện của hai hoặc nhiều dòng tế bào có kiểu gen khác nhau trong bánh nhau. CPM là nguyên nhân quan trọng gây kết quả NIPT bất thường hoặc không xác định do cffDNA chủ yếu có nguồn gốc từ tế bào nuôi bánh nhau. CPM không chỉ góp phần làm giảm FF và gây sai lệch kết quả NIPT mà còn được xem là dấu hiệu của rối loạn chức năng bánh nhau. Nhiều nghiên cứu cho thấy CPM liên quan đáng kể với thai chậm tăng trưởng trong tử cung (IUGR), trẻ nhỏ so với tuổi thai (SGA), tiền sản giật (TSG) và sinh non, do đó các trường hợp nghi ngờ CPM cần được theo dõi thai kỳ chặt chẽ bằng siêu âm và đánh giá chức năng bánh nhau5.

CPM chiếm tỷ lệ 1–2% trong các trường hợp sinh thiết gai nhau, và có thể biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau trong kết quả NIPT: (1) CPM gây kết quả dương tính giả thường gặp ở monosomy X, trisomy 13. Do cffDNA trong huyết tương mẹ chủ yếu có nguồn gốc từ tế bào nuôi bánh nhau, sự hiện diện của dòng tế bào lệch bội khu trú tại bánh nhau có thể tạo ra tín hiệu cfDNA bất thường mặc dù thai nhi thực sự có kiểu gen bình thường. (2) CPM có thể góp phần làm giảm LFF do rối loạn phát triển và chức năng của bánh nhau, từ đó dẫn đến kết quả no-call hoặc không đủ điều kiện phân tích. (3) Sự phân bố không đồng nhất của các dòng tế bào bất thường trong mô bánh nhau có thể làm thay đổi động học phóng thích cffDNA vào tuần hoàn mẹ, gây khó khăn trong diễn giải kết quả xét nghiệm5.

 

 

LFF và nguy cơ âm tính giả

LFF có thể làm giảm độ nhạy của NIPT và gây âm tính giả. Khi lượng cffDNA quá thấp, tín hiệu lệch bội có thể bị che khuất bởi cfDNA mẹ. Một số trường hợp lâm sàng ghi nhận NIPT âm tính giả ở bệnh nhân có FF sát ngưỡng tối thiểu. Do đó, cần thận trọng với kết quả thai kỳ nguy cơ thấp ở thai phụ có siêu âm bất thường và LFF.

 

LFF và bệnh lý bánh nhau

LFF hiện nay được xem là một biomarker tiềm năng phản ánh rối loạn chức năng bánh nhau. Nhiều bằng chứng cho thấy mối tương quan đáng kể giữa LFF trong xét nghiệm NIPT với nguy cơ tăng các bệnh lý liên quan đến suy giảm chức năng bánh nhau như TSG và các rối loạn tăng huyết áp thai kỳ, FGR và SGA. Điều này cho thấy LFF có thể phản ánh tình trạng rối loạn chức năng bánh nhau từ giai đoạn sớm của thai kỳ4. Trong cơ chế bệnh sinh của TSG, FGR và SGA, sự xâm nhập của tế bào nuôi vào động mạch xoắn tử cung bị suy giảm, từ đó giảm tái cấu trúc động mạch xoắn tử cung, dẫn đến giảm tưới máu bánh nhau và thiếu oxy mạn tính tại hệ mẹ – bánh nhau – thai nhi, bánh nhau không đảm bảo đầy đủ khả năng vận chuyển oxy và chất dinh dưỡng cho thai nhi. Những thay đổi này làm rối loạn quá trình tăng sinh, biệt hóa và apoptosis của tế bào nuôi, dẫn đến giảm giải phóng cffDNA vào tuần hoàn mẹ, từ đó làm giảm FF6.

Những phát hiện này có ý nghĩa lâm sàng quan trọng liên quan chặt chẽ với tăng nguy cơ tử vong chu sinh, sinh non, suy thai và các bệnh lý tim mạch - chuyển hóa lâu dài ở trẻ sau sinh.  Do đó, trong thực hành lâm sàng hiện đại, các trường hợp NIPT thất bại hoặc có FF thấp cần được xem xét như nhóm thai kỳ có nguy cơ cao đối với bệnh lý bánh nhau và nên được theo dõi tăng trưởng thai chặt chẽ cũng như đánh giá chức năng bánh nhau định kỳ. Trong bối cảnh y học chính xác, việc kết hợp FF với các chỉ dấu khác như Doppler động mạch tử cung, huyết áp trung bình và các biomarker huyết thanh có thể góp phần nâng cao hiệu quả sàng lọc ngay từ tam cá nguyệt đầu tiên. Xu hướng này phản ánh sự chuyển đổi vai trò của NIPT từ một xét nghiệm sàng lọc lệch bội đơn thuần sang công cụ đánh giá toàn diện sức khỏe hệ mẹ - bánh nhau - thai nhi.

 

Chiến lược xử trí lâm sàng khi gặp LFF

Đánh giá nguy cơ toàn diện

Khi gặp kết quả NIPT thất bại do LFF, cần đánh giá nguy cơ bất thường NST và rối loạn chức năng bánh nhau. Việc tiếp cận cần dựa trên đánh giá nguy cơ toàn diện, kết hợp giữa đặc điểm mẹ, kết quả siêu âm và nguy cơ di truyền. Các yếu tố cần xem xét bao gồm tuổi thai, chỉ số khối cơ thể (BMI), tiền sử hỗ trợ sinh sản (IVF) và tiền sử sản khoa. Xét nghiệm thực hiện ở tuổi thai sớm hoặc ở thai phụ có BMI cao dễ gặp LFF do tỷ lệ cffDNA thấp hoặc bị pha loãng bởi cfDNA nguồn gốc mẹ4. Ngoài ra, siêu âm đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện các dấu hiệu làm tăng nguy cơ lệch bội hoặc bệnh lý bánh nhau như tăng độ mờ da gáy, bất thường hình thái thai, bất thường Doppler hoặc FGR. Nguy cơ bất thường NST, đặc biệt trisomy 13, trisomy 18 và triploidy, được ghi nhận cao hơn ở các trường hợp NIPT no-call do LFF1,2,7. Do đó, tư vấn di truyền thường được khuyến cáo để giúp thai phụ hiểu ý nghĩa của kết quả thai kỳ và lựa chọn chiến lược phù hợp như lặp lại NIPT, siêu âm chuyên sâu hoặc thực hiện chẩn đoán xâm lấn khi có chỉ định8.

 

Lặp lại NIPT

Trong các trường hợp NIPT thất bại do LFF, lặp lại xét nghiệm sau 1–2 tuần là chiến lược thường được áp dụng vì FF có xu hướng tăng theo tuổi thai nhờ sự phát triển của bánh nhau và gia tăng giải phóng cffDNA vào tuần hoàn mẹ. Do đó, ở những thai phụ không có bất thường siêu âm hoặc nguy cơ di truyền cao, lặp lại NIPT có thể là lựa chọn hợp lý trước khi cân nhắc các thủ thuật xâm lấn. Tuy nhiên, hiệu quả của xét nghiệm lặp lại phụ thuộc vào nguyên nhân nền của LFF. Thai phụ có BMI cao thường có tỷ lệ cfDNA nguồn gốc mẹ tăng, làm pha loãng cffDNA và giảm khả năng đạt ngưỡng phân tích dù tuổi thai tăng thêm4. Tương tự, các thai kỳ thụ tinh trong ống nghiệm (IVF) và những trường hợp có bất thường chức năng bánh nhau như suy bánh nhau, CPM hoặc thai chậm tăng trưởng trong tử cung (IUGR) có thể duy trì tình trạng LFF kéo dài7.

Ở trisomy 13, trisomy 18, triploidy, và các bệnh lý liên quan đến bánh nhau, trường hợp no-call lặp lại hoặc LFF kéo dài có nguy cơ bất thường NST cao hơn7. Vì vậy, các hướng dẫn hiện nay khuyến cáo tư vấn di truyền và cân nhắc chẩn đoán xâm lấn bằng chọc ối hoặc sinh thiết gai nhau khi kết quả NIPT tiếp tục thất bại hoặc xuất hiện các yếu tố nguy cơ kèm theo8.

 

Siêu âm

Siêu âm hình thái và đánh giá độ mờ da gáy (NT) đóng vai trò quan trọng trong các trường hợp NIPT thất bại do LFF. Các dấu hiệu cần khảo sát bao gồm tăng NT, bất thường cấu trúc thai, các dấu hiệu chỉ điểm gợi ý bất thường của thai trên siêu âm ở thai lệch bội và bất thường tăng trưởng8,9. Những bất thường này cho thấy nguy cơ lệch bội NST hoặc rối loạn chức năng bánh nhau, có liên quan đến tình trạng LFF4.

Tăng NT trong tam cá nguyệt đầu tiên là dấu hiệu quan trọng liên quan đến trisomy 21, trisomy 18, monosomy X và một số hội chứng di truyền khác. Ngoài ra, các dị tật cấu trúc như tim bẩm sinh, bất thường hệ thần kinh trung ương hoặc thiểu sản xương mũi, cũng như các soft markers, có thể làm tăng đáng kể nguy cơ bất thường NST ở những thai kỳ cho kết quả NIPT no-call8,9. Đánh giá tăng trưởng thai và Doppler động mạch tử cung - rốn cũng giúp phát hiện sớm các biểu hiện của suy bánh nhau như FGR hoặc SGA4.

Ngược lại, nếu siêu âm hoàn toàn bình thường, nguy cơ bất thường NST nghiêm trọng có thể thấp hơn đáng kể. Tuy nhiên, LFF kèm bất thường siêu âm được xem là chỉ định mạnh cho tư vấn di truyền và chẩn đoán tiền sinh xâm lấn bằng chọc ối hoặc sinh thiết gai nhau8.

 

Chẩn đoán xâm lấn

Khi NIPT thất bại lặp lại do LFF, kèm tuổi mẹ cao, tiền sử sản khoa hoặc gia đình có bệnh di truyền, và đặc biệt là sự hiện diện của các bất thường siêu âm, dị tật cấu trúc hoặc IUGR, cần cân nhắc chẩn đoán xâm lấn để xác định chính xác tình trạng di truyền của thai nhi. Mặc dù NIPT có hiệu quả sàng lọc cao, đây vẫn là xét nghiệm sàng lọc, trong khi các trường hợp no-call do LFF kéo dài đã được ghi nhận có nguy cơ tăng lệch bội NST, bất thường bánh nhau và các kết cục thai kỳ bất lợi8.

Các phương pháp hiện nay gồm sinh thiết gai nhau từ 11–14 tuần và chọc ối sau 15 tuần tuổi thai. Bên cạnh nhiễm sắc thể đồ (karyotype), các kỹ thuật hiện đại như chromosomal microarray analysis (CMA) và giải trình tự exome/genome giúp phát hiện các bất thường vi mất đoạn, vi lặp đoạn và bệnh lý đơn gen, đặc biệt trong các trường hợp có bất thường cấu trúc thai. Vì vậy, chẩn đoán xâm lấn vẫn là tiêu chuẩn vàng để xác định bất thường di truyền ở thai kỳ có LFF kéo dài hoặc kết quả NIPT không xác định9.

 

Chuyển đổi vai trò của NIPT

Với sự phát triển của công nghệ giải trình tự thế hệ mới và hiểu biết ngày càng sâu về sinh học của cfDNA, NIPT đang dần chuyển từ một xét nghiệm sàng lọc lệch bội đơn thuần thành liquid biopsy của thai kỳ, cho phép đánh giá động học hệ mẹ - bánh nhau – thai nhi thay vì chỉ phát hiện bất thường số lượng NST10. Do cfDNA trong tuần hoàn mẹ chủ yếu có nguồn gốc từ tế bào nuôi bánh nhau, các đặc điểm như fragmentomics, methylomics, nucleosome positioning và các dấu ấn phiên mã có thể phản ánh cấu trúc và chức năng bánh nhau cũng như tình trạng thai nhi. Những tiến bộ này mở rộng ứng dụng của NIPT sang dự đoán các bệnh lý sản khoa11,12. Trong y học chính xác, cfDNA được xem là biomarker toàn diện của sức khỏe thai kỳ, có khả năng phát hiện sớm các biến đổi bệnh lý trước khi xuất hiện biểu hiện lâm sàng hoặc bất thường siêu âm. Sự tích hợp cfDNA với AI, multi-omics và dữ liệu hình ảnh học sẽ tạo ra các mô hình tiên lượng cá thể hóa, đưa NIPT trở thành công cụ trung tâm của y học thai kỳ chính xác trong tương lai12.

 

Kết luận

LFF là nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến kết quả xét nghiệm NIPT không xác định hoặc thất bại phân tích. Tuy nhiên, các bằng chứng gần đây cho thấy LFF cũng là biomarker quan trọng phản ánh bất thường bánh nhau và nguy cơ biến chứng thai kỳ. Do cffDNA chủ yếu có nguồn gốc từ tế bào nuôi bánh nhau, LFF có thể phản ánh rối loạn tăng sinh, apoptosis và động học phóng thích cfDNA của bánh nhau. LFF đã được chứng minh liên quan đến tăng nguy cơ lệch bội NST, đặc biệt trisomy 13, trisomy 18, monosomy X, triploidy và CPM, đồng thời làm tăng nguy cơ kết quả NIPT dương tính giả hoặc không xác định. Ngoài ra, LFF còn liên quan với TSG, IUGR, SGA và sinh non, gợi ý vai trò của LFF như một dấu ấn sớm của suy chức năng bánh nhau. Trong Y học chính xác, quản lý thai kỳ có LFF cần kết hợp tư vấn di truyền, siêu âm hình thái học, phân tầng nguy cơ cá thể và cân nhắc chẩn đoán xâm lấn khi cần thiết. Sự phát triển của multi-omics và AI hứa hẹn mở rộng vai trò của NIPT từ công cụ sàng lọc di truyền thành nền tảng tiên lượng và quản lý thai kỳ cá thể hóa.

  1. Chen Y, Wang C, Wang Y, Peng X, Li R, Pan F. Association of fetal fraction and cell-free fetal DNA with adverse pregnancy outcomes: A systematic review. Int J Gynaecol Obstet. 2024 Nov;167(2):479-490.
  2. Prensky LM. Fetal fraction in noninvasive prenatal testing and adverse pregnancy outcomes. Am J Obstet Gynecol. 2024 Jul;231(1):e55.
  3. Stanley KE, Thienpont B, Vermeesch JR. Expanding the scope of non-invasive prenatal screening. Nat Genet. 2025 Nov;57(11):2644-2654.
  4. Sapantzoglou I, Giourga M, Pergialiotis V, Mantzioros R, Daskalaki MA, Papageorgiou D, Antsaklis P, Theodora M, Thomakos N, Daskalakis G. Low fetal fraction and adverse pregnancy outcomes- systematic review of the literature and metanalysis. Arch Gynecol Obstet. 2024 Sep;310(3):1343-1354.
  5. Eggenhuizen GM, Go ATJI, Hoffer MJV, Goedegebuur-Zwalua E, Srebniak MI, Van Opstal D. Confined Placental Mosaicism Detected With Non-Invasive Prenatal Testing: Is There an Association Between Mosaic Ratio and Pregnancy Outcome? Prenat Diagn. 2024 Nov;44(12):1462-1469.
  6. Kim SH, Hong YM, Park JE, Shim SS, Park HJ, Cho YK, Choi JS, Shin JS, Ryu HM, Kim MY, Cha DH, Han YJ. The Association between Low Fetal Fraction of Non-Invasive Prenatal Testing and Adverse Pregnancy Outcomes for Placental Compromise. Diagnostics (Basel). 2024 May 15;14(10):1020-1026.
  7. McKanna T, Ryan A, Krinshpun S, Kareht S, Marchand K, Grabarits C, Ali M, McElheny A, Gardiner K, LeChien K, Hsu M, Saltzman D, Stosic M, Martin K, Benn P. Fetal fraction-based risk algorithm for non-invasive prenatal testing: screening for trisomies 13 and 18 and triploidy in women with low cell-free fetal DNA. Ultrasound Obstet Gynecol. 2019 Jan;53(1):73-79.
  8. Gregg AR, Skotko BG, Benkendorf JL, et al. Noninvasive prenatal screening for fetal aneuploidy: practice resource of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Genet Med. 2023;25(6):395-398.
  9. Salomon LJ, Alfirevic Z, Audibert F, et al. ISUOG Practice Guidelines: invasive procedures for prenatal diagnosis. Ultrasound Obstet Gynecol. 2023;61(6):801–822.
  10. Lo YMD, Han DSC, Jiang P, Chiu RWK. Epigenetics, fragmentomics, and topology of cell-free DNA in liquid biopsies. Science. 2021 Apr 9;372(6538):eaaw3616.
  11. De Borre M, Che H, Yu Q, Lannoo L, De Ridder K, Vancoillie L, Dreesen P, Van Den Ackerveken M, Aerden M, Galle E, Breckpot J, Van Keirsbilck J, Gyselaers W, Devriendt K, Vermeesch JR, Van Calsteren K, Thienpont B. Cell-free DNA methylome analysis for early preeclampsia prediction. Nat Med. 2023 Sep;29(9):2206-2215. doi: 10.1038/s41591-023-02510-5. Epub 2023 Aug 28. PMID: 37640858.
  12. Adil M, Kolarova TR, Doebley AL, Chen LA, Tobey CL, Galipeau P, Rosen S, Yang M, Colbert B, Patton RD, Persse TW, Kawelo E, Reichel JB, Pritchard CC, Akilesh S, Lockwood CM, Ha G, Shree R. Preeclampsia risk prediction from prenatal cell-free DNA screening. Nat Med. 2025 Apr;31(4):1312-1318.