CNSH. Quảng Thị Phước Tín - IVFMD SIH - Bệnh viện Phụ sản Quốc tế Sài Gòn
Giới thiệu
Hiện tượng đa nhân (multinucleation) ở phôi giai đoạn sớm là một trong những bất thường hình thái nhân thường gặp. Trước đây hiện tượng này thường bị bỏ lỡ do giai đoạn 2 tế bào chủ yếu diễn ra ngoài thời gian quan sát tiêu chuẩn hoặc giữa các lần quan sát tĩnh. Hiện nay, sự phát triển của công nghệ nuôi cấy và theo dõi phôi liên tục thông qua camera giám sát (time-lapse imaging - TLM) đã cho phép đánh giá hiện tượng này một cách đầy đủ và nhất quán hơn [1],[2].
Về mặt sinh học, một phôi bào bình thường chỉ chứa một nhân duy nhất sau mỗi lần phân chia. Phôi bào đa nhân (multinucleated blastomeres - MNB) được xác định khi một phôi bào xuất hiện từ hai nhân trở lên hoặc các cấu trúc giống nhân, thường quan sát rõ nhất ở giai đoạn phôi 2 tế bào và được xác định bởi số lượng cũng như kích thước của các nhân trong mỗi phôi bào [1],[2].
Tỷ lệ đa nhân ở giai đoạn 2 tế bào được báo cáo dao động đáng kể giữa các nghiên cứu. Li và cộng sự (2024) ghi nhận tỷ lệ từ 15 - 40%, trong khi Stenberg và cộng sự (2025) báo cáo tỷ lệ này lên đến 47,1%. Sự khác biệt này có thể liên quan đến phác đồ kích thích buồng trứng, kỹ thuật thụ tinh (IVF/ICSI), nguồn gốc noãn hoặc tiêu chuẩn đánh giá của từng trung tâm [2],[3].
Bài tổng hợp này nhằm cung cấp cái nhìn toàn diện về hiện tượng đa nhân ở phôi giai đoạn 2 tế bào thông qua TLM, tập trung phân loại các kiểu hình bất thường nhân (nuclear error phenotype - NEP) và đánh giá tác động của chúng đối với khả năng tạo phôi nang, tình trạng di truyền và kết cục IVF, từ đó xây dựng cơ sở khoa học cho chiến lược lựa chọn phôi tối ưu trong điều trị hiếm muộn cho bệnh nhân.
Phân loại các kiểu đa nhân
Các nghiên cứu hiện nay nhấn mạnh rằng không nên xem tất cả các trường hợp đa nhân là như nhau, vì các NEP có nguồn gốc và tác động khác nhau đến tiềm năng phát triển của phôi. Do đó, việc phân loại đa nhân thành các kiểu hình cụ thể có ý nghĩa quan trọng trong tiên lượng và lựa chọn phôi [2].
Phân loại theo các NEP chính bao gồm [2]:
- Đơn nhân (Mononucleation - 2MONO): Đơn nhân ở giai đoạn 2 tế bào - đây là trạng thái bình thường, trong đó mỗi phôi bào chứa tối đa một nhân duy nhất. Những phôi này thường được coi là lưỡng bội (euploidy) và có tiềm năng phát triển tốt nhất.
- Hai nhân (Binucleation - 2BI): được xác định khi một phôi bào chứa hai nhân có kích thước tương đương nhau. Đây là một phân nhóm đặc biệt, vì có nhiều bằng chứng cho thấy phôi hai nhân có thể duy trì bộ gen lưỡng bội.
- Đa nhân thực sự (True Multinucleation - 2MULTI): xảy ra khi một phôi bào chứa từ ba nhân trở lên có kích thước tương đương nhau. Kiểu hình này thường liên quan đến các lỗi nghiêm trọng trong quá trình phân chia nhiễm sắc thể (NST).
- Vi nhân (Micronucleation): sự hiện diện của một hoặc nhiều nhân phụ có kích thước nhỏ hơn đáng kể nằm gần nhân chính. Nhân nhỏ thường chứa vật chất di truyền bị thất lạc và có liên quan đến tình trạng lệch bội (aneuploidy) toàn bộ hoặc từng đoạn NST.
- Nhân phân mảnh (Split/Fragmented Nucleation): đây là một trong những bất thường nghiêm trọng nhất, trong đó nhân bị phân thành nhiều mảnh và phân tán khắp bào tương. Đây là trạng thái lỗi nặng hơn so với đa nhân thông thường vì cấu trúc nhân không còn giữ được hình khối rõ ràng và có tiên lượng kém nhất đối với tiềm năng phát triển của phôi.
- Lỗi hỗn hợp (Mixed error): phôi thể hiện các kiểu hình đa nhân khác nhau ở hai phôi bào (ví dụ: một phôi bào hai nhân và một phôi bào đa nhân thực thụ).
Phân loại theo số lượng phôi bào bị ảnh hưởng:
Đây là phương pháp được các nghiên cứu của Stenberg và cộng sự (2025), Talbot và cộng sự (2022), cũng như Li và cộng sự (2024) áp dụng để đánh giá chi tiết các bất thường nhân. Phương pháp này chia các phôi thành ba nhóm chính dựa trên phạm vi ảnh hưởng của bất thường nhân đối với các tế bào con [1],[2],[3]:
- 2BI1 hoặc 2MULTI1 (hai nhân hoặc đa nhân): nhóm phôi bất thường nhân chỉ xuất hiện duy nhất ở một phôi bào, phôi bào còn lại vẫn bình thường.
- 2BI2 hoặc 2MULTI2: lỗi nhân xuất hiện ở cả hai phôi bào của phôi giai đoạn 2 tế bào.
- 2BI1/2MULTI1: mô tả trạng thái một phôi bào bị hai nhân và phôi bào còn lại bị đa nhân thực thụ, đây là một dạng lỗi hỗn hợp đặc biệt [1],[3].
Cách phân loại này có ý nghĩa tiên lượng quan trọng, vì theo các nghiên cứu phôi bị lỗi nhân ở cả hai tế bào (đặc biệt là 2MULTI2) có tỷ lệ tạo phôi nang tốt chỉ đạt 27,6%, thấp hơn nhiều so với phôi lỗi một tế bào (46,2%). Điều này được giải thích qua giả thuyết về khả năng tự sửa sai, khi chỉ một phôi bào bị ảnh hưởng, tế bào bình thường còn lại có thể đóng vai trò "chiếm ưu thế" để bù đắp và duy trì sự phát triển. Ngược lại, lỗi ở cả hai tế bào sẽ hạn chế nghiêm trọng khả năng tự điều chỉnh này, dẫn đến tiên lượng kém [1],[2],[3].
Hình 1: Các kiểu hình bất thường (lỗi) nhân trong phôi hai tế bào với các cơ chế nguồn gốc được đề xuất [2].
Chú thích: Ở giai đoạn hai tế bào, phôi phải có một nhân (mono - nucleation) trên mỗi tế bào, được gọi là đơn nhân (A). Phôi đơn nhân được cho là lưỡng bội và tạo ra phôi bốn tế bào lưỡng bội. Phôi hai nhân (Bi - nucleation) (B) có hai nhân có kích thước bằng nhau trong tế bào. Một cơ chế đằng sau các tế bào hai nhân ở giai đoạn hai tế bào là sự thất bại trong việc sắp xếp các thoi phân bào khi hợp tử chuyển sang phôi giai đoạn phân chia. Điều này dẫn đến phôi hai tế bào lưỡng bội nhưng có hai nhân trên mỗi tế bào bị ảnh hưởng, và sau lần phân bào thứ hai, kết quả là phôi bốn tế bào lưỡng bội. Sự phân chia nhân trước khi phân chia tế bào cũng có thể dẫn đến hai nhân. Vi nhân (Micro- nucleation) (C) là sự hiện diện của một nhân phụ có kích thước nhỏ hơn bên cạnh nhân bình thường. Chúng chứa NST và thường liên quan đến lệch bội toàn bộ NST hoặc lệch bội từng đoạn. Phôi tạo thành là thể khảm, chứa các tế bào có đơn bội, tam bội hoặc di truyền bình thường. Đa nhân (Multi - nucleation) (D) là sự hiện diện của ba hoặc nhiều nhân riêng lẻ trong một tế bào. Chúng là kết quả của các thoi phân bào lưỡng cực bị mất tiêu điểm, hoặc thoi phân bào ba cực phân tách NST thành nhiều nhân. Nhân phân mảnh (Split - nucleation) (E) là kiểu nhân bị phân mảnh nghiêm trọng. Cơ chế phân mảnh trong phôi chưa được biết đến. Các cơ chế được đề xuất trong Hình 1 sẽ được phân tích chi tiết hơn ở phần tiếp theo.
Nguồn gốc xuất hiện của hiện tượng đa nhân
Sự xuất hiện của NEP trong phôi bào không phải là ngẫu nhiên mà bắt nguồn từ các sai sót trong quá trình phân chia tế bào sớm hoặc do các yếu tố lâm sàng tác động. Các NEP khác nhau phản ánh những sai lệch sinh học khác nhau, từ đó quyết định tiên lượng tiềm năng phát triển của phôi và kết cục IVF [2].
Cơ chế sinh học tế bào
Các cơ chế giả định bao gồm:
- Quá trình phân chia nhân không đi kèm phân chia bào tương (Karyokinesis without cytokinesis): Đây là nguyên nhân chính gây ra tình trạng hai nhân (binucleation). Trong trường hợp này, các NST đã phân chia nhưng tế bào không tách đôi kịp thời, dẫn đến việc hai nhân cùng tồn tại trong một phôi bào [1],[2].
- Lỗi sắp xếp thoi phân bào: Việc thoi phân bào không thẳng hàng hoặc đa cực có thể dẫn đến NST di chuyển sai lệch về các cực, tạo ra nhiều nhân nhỏ hoặc đa nhân thực thụ [2].
- Sai sót trong đóng gói NST: Các NST không di chuyển kịp về cực tế bào (lagging chromosomes) trong kỳ sau có thể bị màng nhân bao bọc riêng biệt, tạo thành các nhân nhỏ [2].
Mối liên quan của hiện tượng NEP với kích thích buồng trứng và đặc điểm bệnh nhân
Các nghiên cứu cho thấy có mối liên quan giữa hiện tượng đa nhân và môi trường nội tiết trong kích thích buồng trứng:
- Phản ứng quá kích buồng trứng: Những chu kỳ có nồng độ Estradiol (E2) cao và số lượng noãn chọc hút lớn thường có tỷ lệ phôi đa nhân cao hơn. Điều này gợi ý rằng các phác đồ kích thích mạnh có thể tạo ra những noãn chưa trưởng thành hoàn thiện hoặc bị "già hóa", dẫn đến các lỗi trong quá trình phân chia tế bào sau thụ tinh [1],[3].
- Đoàn hệ noãn bệnh nhân: Tỷ lệ cao các hợp tử có từ 3 tiền nhân trở lên (≥ 3PN) trong một chu kỳ IVF phản ánh sự bất thường mang tính hệ thống của cả đoàn hệ noãn [3].
- Kỹ thuật thụ tinh: Một số nghiên cứu ghi nhận kiểu hình nhân phân mảnh và lỗi hỗn hợp xuất hiện nhiều hơn sau ICSI, có thể liên quan đến các tác động cơ học hoặc nhiệt trong quá trình tiêm tinh trùng làm gián đoạn sự hình thành thoi phân bào. Ngược lại, vi nhân lại được thấy nhiều hơn ở nhóm thụ tinh IVF cổ điển [2].
Đáng chú ý, đa số các nghiên cứu khẳng định hiện tượng đa nhân không liên quan đến tuổi mẹ, BMI, thói quen hút thuốc hay nguyên nhân gây vô sinh ở nam và nữ [1],[2],[3].
Những khác biệt về nguồn gốc sinh học này giải thích vì sao các NEP dẫn đến tiên lượng tiềm năng phát triển và kết cục IVF hoàn toàn khác nhau.
Nguyên nhân, ý nghĩa di truyền, tiềm năng phát triển và ảnh hưởng của phôi bào đa nhân đến kết cục IVF
Cơ chế di truyền của hiện tượng lỗi nhân
- Hiện tượng hai nhân được cho là có cơ chế phát sinh khác biệt so với các kiểu đa nhân khác, chủ yếu xuất phát từ sự mất đồng bộ nhẹ giữa quá trình phân chia nhân và phân chia tế bào chất, được giả định là phôi có bộ gen lưỡng bội (diploidy) nhưng vật chất di truyền bị chia vào hai nhân thay vì một nhân duy nhất [1],[2]. Sau lần phân chia tiếp theo (giai đoạn 4 tế bào), các phôi này thường trở thành phôi lưỡng bội [2].
Theo Stenberg và cộng sự (2025), hiện tượng này thường do sự thất bại trong việc sắp xếp hoặc căn chỉnh các thoi vô sắc tại thời điểm phát triển từ hợp tử sang phôi phân chia, khiến bộ gen bị phân tán vào hai cấu trúc nhân riêng biệt thay vì tập trung trong một nhân duy nhất [2]. Song song đó, Talbot và cộng sự (2022) giải thích rằng quá trình phân chia nhân (karyokinesis) có thể diễn ra quá nhanh, dẫn đến việc các màng nhân tái xuất hiện trước khi quá trình phân chia tế bào chất (cytokinesis) kịp hoàn tất [1]. Ngoài ra, nhân cũng có thể thực hiện phân chia trước khi tế bào bắt đầu nhân đôi thực sự [2].
Khác với các loại đa nhân khác, phôi bào hai nhân vẫn mang bộ gen lưỡng bội bình thường, chỉ là vật chất di truyền được "đóng gói" trong hai túi nhân có kích thước nhỏ hơn so với nhân đơn lẻ. Vì vậy phôi hai nhân vẫn có tiềm năng phát triển và khả năng tự sửa lỗi trong các lần phân chia tiếp theo để trở thành phôi 4 tế bào lưỡng bội bình thường [2].
- Vi nhân: Thường liên quan đến tình trạng lệch bội toàn bộ hoặc lệch bội đoạn NST. Vi nhân hình thành khi các NST không di chuyển kịp về cực tế bào và tách khỏi nhóm NST chính trong quá trình phân chia dẫn đến mất ổn định bộ gen, các yếu tố của màng nhân sau đó sẽ tập hợp xung quanh NST bị tụt lại này và bao bọc lại tạo thành một vi nhân riêng biệt. Các vi nhân này thường dễ bị sụp (collapse), dẫn đến việc giải phóng DNA vào bên trong tế bào chất. Sự hiện diện của vi nhân thường liên quan đến tình trạng lệch bội đoạn hoặc toàn bộ NST [2].
- Đa nhân thực thụ: Thường là kết quả của các lỗi nghiêm trọng trong thoi vô sắc (như thoi đa cực), khiến vật chất di truyền bị phân tán vào nhiều nhân khác nhau, thường dẫn đến các lỗi di truyền nặng hơn [1],[2].
Ý nghĩa di truyền theo từng kiểu hình lỗi nhân
Tình trạng di truyền của phôi đa nhân ở giai đoạn 2 tế bào thay đổi đáng kể vào từng kiểu hình cụ thể. Phôi đa nhân có tỷ lệ lưỡng bội (Euploidy) thấp hơn (36% so với 46,3%) và tỷ lệ khảm cao hơn (42,6% so với 31,1%) so với phôi đơn nhân. Tuy nhiên các nghiên cứu không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về tỷ lệ đơn nhiễm (monosomy), tam nhiễm (trisomy) hoặc các bất thường cấu trúc phức tạp giữa 2 nhóm [4].
Đáng chú ý, phôi hai nhân thường vẫn duy trì bộ gen lưỡng bội, do vật chất di truyền chỉ bị “chia tách” vào hai nhân thay vì một nhân duy nhất. Trong các lần phân chia tiếp theo, các phôi này có khả năng trở lại trạng thái lưỡng bội bình thường [2].
Tiềm năng phát triển đến giai đoạn phôi nang (Blastocyst)
Sự hiện diện của lỗi nhân ở giai đoạn 2 tế bào làm giảm khả năng hình thành phôi nang chất lượng tốt, tuy nhiên mức độ ảnh hưởng sẽ phụ thuộc vào NEP. [1].
Phôi 2BI là ngoại lệ đáng chú ý, với tiềm năng phát triển tương đương hoặc thậm chí cao hơn phôi đơn nhân (2MONO). Trong đó, phôi 2BI1 có tỷ lệ hình thành phôi nang chất lượng tốt cao gấp đôi so với phôi 2MONO. Đặc biệt, phôi 2BI2 cho thấy tỷ lệ làm tổ, tỷ lệ thai diễn tiến và tỷ lệ trẻ sinh sống cao hơn đáng kể sau khi chuyển đơn phôi nang [1].
Ngược lại phôi 2MULTI (nhóm các phôi bào có từ ba nhân trở lên hoặc vi nhân), đặc biệt là nhóm 2MULTI2 có tiên lượng rất kém về tỷ lệ hình thành phôi nang chất lượng tốt (chỉ đạt khoảng 47% so với 70% ở phôi bình thường) và có thời gian phát triển kéo dài hơn [1].
Nhân phân mảnh (Split nucleation) là dạng bất thường có tiên lượng kém nhất trong tất cả các NEP được nghiên cứu, với tỷ lệ hình thành phôi nang chất lượng tốt chỉ khoảng 12,4%, thấp hơn 8 lần so với phôi đơn nhân (58,6%). Kiểu hình này chiếm khoảng 5,8% tổng số phôi giai đoạn 2 tế bào và xuất hiện phổ biến hơn ở phôi ICSI so với IVF cổ điển. Đây được xem là một dấu hiệu tiên lượng nguy cơ phôi dừng phát triển và cho đến nay cơ chế chính xác vẫn chưa được xác định rõ ràng [2].
Ảnh hưởng của tình trạng đa nhân và thời điểm chuyển phôi NEP đến kết cục IVF
Ảnh hưởng của đa nhân đến kết cục IVF phụ thuộc vào NEP và thời điểm chuyển phôi. Những phôi có hai nhân ở cả hai tế bào (2BI2) không những không kém mà còn có cơ hội đạt tỷ lệ βhCG dương tính, thai diễn tiến và đặc biệt là tỷ lệ trẻ sinh sống cao gấp hơn 3 lần so với phôi đơn nhân, tuy nhiên sự khác biệt này chưa thể khẳng định chắc chắn do cỡ mẫu còn hạn chế (chỉ có 23 phôi 2BI2 được theo dõi đến N5 và có 35 phôi được chuyển) và cần có các nghiên cứu lớn hơn, tác giả cũng lưu ý rằng mặc dù tỷ lệ thai và trẻ sinh sống cao, nhưng ở giai đoạn N5 chưa thấy sự khác biệt đáng kể của nhóm phôi 2BI2 so với 2MONO [1].
Đồng quan điểm, Stenberg và cộng sự (2025) cũng khẳng định rằng phôi hai nhân có khả năng phát triển thành túi phôi lâm sàng hữu dụng tương đương với phôi bình thường (56,8% so với 58,6%) và đề xuất coi đây là một biến thể lành tính hơn là một lỗi nhân thực thụ [2].
Ngược lại, đa nhân thực thụ (multinucleation - 2MULTI), đặc biệt 2MULTI2 dẫn đến kết cục IVF kém hơn. Li và cộng sự (2024) ghi nhận tiềm năng làm tổ của phôi 2MULTI2 giảm đáng kể so với phôi bình thường (54,7% so với 74,1%). Talbot và cộng sự (2022) cũng ghi nhận nhóm này giảm đáng kể tỷ lệ βhCG dương tính và thai diễn tiến [1], [3]. Tuy nhiên tác động bất lợi của đa nhân chịu ảnh hưởng rõ rệt bởi thời điểm chuyển phôi, Van de Hoek và cộng sự (2024) báo cáo tỷ lệ thai diễn tiến giảm khi chuyển phôi N3 (17% so với 29%), nhưng sự khác biệt này gần như không còn nếu phôi có thể phát triển đến N5, khi đó tỷ lệ thai của nhóm đa nhân và nhóm bình thường là tương đương nhau (37%) [5].
Xét trên khía cạnh di truyền, tiềm năng sống của phôi đa nhân được cải thiện đáng kể khi tình trạng NST bình thường. Mặc dù phôi đa nhân có tỷ lệ lưỡng bội thấp hơn và tỷ lệ khảm cao hơn, nhưng khi đã được xác nhận lưỡng bội (euploidy) qua PGT-A, tỷ lệ trẻ sinh sống tương đương với phôi không đa nhân (62,3% so với 61,8%) [4].
Tổng hợp các dữ liệu cho thấy tác động của đa nhân lên kết cục IVF phụ thuộc chủ yếu vào NEP, khả năng phát triển đến giai đoạn phôi nang và tình trạng NST của phôi.
Kết luận và khuyến nghị lâm sàng
Việc phân loại chi tiết các NEP cho phép cá thể hóa chiến lược lựa chọn phôi thay vì loại bỏ phôi đa nhân một cách đại trà. Hiện tượng 2BI là một trạng thái bình thường nếu TLM cho thấy quá trình phân chia sớm diễn ra bình thường và không có hiện tượng hợp nhất tế bào (cell fusion) [2]. Ngược lại (2MULTI), đặc biệt 2MULTI2 và nhân phân mảnh có liên quan đến tiên lượng phát triển, tiềm năng làm tổ kém và rủi ro di truyền cao, do đó nên hạn chế hoặc tránh chuyển các phôi này khi còn lựa chọn khác [1].
Chiến lược nuôi cấy và thời điểm chuyển phôi đóng vai trò quyết định trong giảm thiểu tác động bất lợi của phôi đa nhân. Đa nhân làm giảm tỷ lệ thai khi chuyển phôi N3, nhưng ảnh hưởng này gần như không còn nếu phôi phát triển đến N5 [5]. Vì vậy, nên ưu tiên phôi 2BI (2BI1) trong trường hợp bắt buộc phải chuyển phôi sớm, hoặc nuôi cấy toàn bộ phôi đa nhân đến N5 để đánh giá chính xác tiềm năng làm tổ. Đồng thời cần lưu ý hiện tượng "lỗi hệ thống" của toàn bộ đoàn hệ noãn khi ghi nhận tỷ lệ hợp tử bất thường (≥ 3PN) cao, vì điều này thường đi kèm với sự gia tăng tỷ lệ phôi đa nhân [3].
Ở các trung tâm có sàng lọc di truyền tiền làm tổ (Preimplantation Genetic Testing - PGT), tình trạng NST của phôi có giá trị tiên lượng cao hơn hình thái nhân giai đoạn sớm. Yen và cộng sự (2025) chỉ ra rằng mặc dù phôi đa nhân có tỷ lệ lưỡng bội thấp hơn và tỷ lệ khảm cao hơn, nhưng các phôi được xác nhận lưỡng bội (euploidy) qua PGT-A vẫn cho tỷ lệ trẻ sinh sống tương đương phôi đơn nhân. Điều này ủng hộ phương pháp đánh giá cá thể hóa, trong đó phôi đa nhân vẫn có thể là lựa chọn phù hợp nếu đạt phôi nang chất lượng tốt và có bộ NST bình thường [4].
Tóm lại, việc ứng dụng TLM kết hợp phân loại NEP, nuôi cấy phôi dài ngày và PGT-A khi cần thiết cho phép tối ưu hóa chiến lược lựa chọn phôi, tránh loại bỏ không cần thiết và tối đa hóa cơ hội cho bệnh nhân IVF.
Phôi bào đa nhân giai đoạn sớm, kiểu hình bất thường nhân, công nghệ Time-lapse - TLM, nuôi phôi N5, chiến lược lựa chọn phôi
