CNSH. Ngô Thị Lan Phương

Đơn vị HTSS IVFMD Family, Bệnh viện Đa Khoa Gia Đình Đà Nẵng

  1. Giới thiệu

Tuổi cha cao (advanced paternal age-APA) ngày càng phổ biến do xu hướng trì hoãn sinh con và sự phổ biến của các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản. Mặc dù tuổi mẹ vẫn là yếu tố chính quyết định nguy cơ bất thường nhiễm sắc thể, quá trình lão hóa ở nam giới được chứng minh là đi kèm với những thay đổi sinh học trong tinh trùng, bao gồm giảm khả năng vận động và tăng chỉ số phân mảnh DNA (DNA fragmentation index-DFI). Các nghiên cứu đã chỉ ra xu hướng giảm chất lượng tinh trùng trong những năm gần đây, trong đó khoảng 30% các cặp vợ chồng vô sinh có nguồn gốc vô sinh từ phía người cha. Ngoài mang bộ gen của người cha, tinh trùng còn mang thông tin biểu sinh quan trọng như cấu trúc chromatin, methyl hóa DNA, sự phân bố nucleosome và các RNA không mã hóa nhỏ, những yếu tố có vai trò trong quá trình thụ tinh, phát triển phôi sớm và làm tổ [1]. Các đặc điểm liên quan đến lão hóa, bao gồm sự methyl hóa DNA, thay đổi telomere và gia tăng phân mảnh DNA, phản ánh dấu hiệu sinh học của lão hóa tinh trùng và có thể ảnh hưởng đến điều hòa biểu sinh trong giai đoạn kích hoạt bộ gen hợp tử (zygotic genome activation-ZGA) [2].

Tuy nhiên, sau khi kiểm soát các yếu tố của mẹ, đặc biệt là tuổi noãn, các nghiên cứu về ảnh hưởng độc lập của APA đối với kết quả hỗ trợ sinh sản (HTSS) như tỷ lệ thụ tinh, phát triển phôi nang hoặc lệch bội phôi thường khá hạn chế. Các nghiên cứu trên chu kỳ sử dụng noãn hiến tặng cho thấy tuổi cha hiếm khi tạo ra khác biệt đáng kể về chất lượng phôi hoặc tỷ lệ lệch bội. Ngoài ra, các chỉ số methyl hóa của tinh trùng chỉ liên quan yếu đến kết quả ICSI, gợi ý rằng các thay đổi biểu sinh đặc hiệu theo vị trí có thể mang nhiều giá trị sinh học hơn [3]. Nhìn chung, bằng chứng hiện nay cho thấy APA có thể ảnh hưởng đến sinh sản thông qua các cơ chế như stress oxy hóa, thay đổi biểu sinh và cấu trúc chromatin, thay vì gây ra tác động lớn trực tiếp đến lệch bội phôi.

Do đó, việc tích hợp các dữ liệu về di truyền biểu sinh tinh trùng, kết quả phôi học cùng với các yếu tố có thể điều chỉnh như sức khỏe, chuyển hóa, hút thuốc và stress oxy hóa trong quá trình xử lý tinh trùng là cần thiết để ứng dụng trong tư vấn lâm sàng và tối ưu hóa quy trình HTSS.

  1. Sinh học của quá trình lão hóa tinh trùng ở người cha

    1. Sự methyl hóa DNA

Nhiều nghiên cứu trên người cho thấy tuổi cha cao liên quan đến mức độ methyl hóa DNA trong tinh trùng, với hơn 200 vùng methyl hóa khác biệt (Differentially Methylated Regions-DMR) và sự gia tăng phân mảnh DNA được ghi nhận. Hơn 1500 vùng giảm methyl hóa đã được xác định và các nghiên cứu độ phân giải cao phát hiện hàng chục nghìn CpG (vị trí trong DNA nơi cytosine (C) đứng trước guanine (G) và được nối với nhau bằng liên kết phosphat (C-phosphate-G), đây là vị trí chính xảy ra methyl hóa DNA) liên quan đến tuổi, cho phép xây dựng đồng hồ biểu sinh của tinh trùng với các cụm DMR gần PPARGC1A và RBFOX1 [4].

Về lâm sàng, tuổi cha cao có liên quan đến thời gian thụ thai dài hơn, phát triển phôi chậm hơn và kết quả HTSS kém hơn [5]. Cơ chế liên quan đến các enzyme DNMT điều hòa methyl hóa DNA trong quá trình sinh tinh, với một số vị trí như promoter rDNA nhạy cảm với tuổi tác. Tuy nhiên, các dấu ấn methyl hóa này thường không được duy trì sau tái lập trình biểu sinh sau thụ tinh, cho thấy ảnh hưởng chủ yếu mang tính liên thế hệ thay vì di truyền biểu sinh ổn định [6].

    1. Cấu trúc Histone và sự giữ lại Nucleosome

Mối liên hệ giữa quá trình methyl hóa DNA tinh trùng và nhiễm sắc thể phôi xuất phát từ các nghiên cứu về sự giữ lại nucleosome. Trong các mô hình chuột, giảm methyl hóa DNA tinh trùng làm tăng giữ lại nucleosome và thúc đẩy hình thành H3K4me3 tại promoter có nguồn gốc từ bố, từ đó ảnh hưởng đến thời điểm và cường độ của kích hoạt bộ gen hợp tử [2]. Enzyme KDM5B cùng các yếu tố điều hòa H3K4 tham gia điều chỉnh quá trình này, củng cố trục methyl hóa–nucleosome–H3K4 trong điều hòa phôi sớm [7].

Ở người, nucleosome trong tinh trùng được giữ lại không ngẫu nhiên tại các vùng quan trọng cho phát triển như vùng in dấu, cụm microRNA và gen HOX, cho thấy tinh trùng mang theo một phần thông tin chromatin định hướng phát triển vào hợp tử. Sự thay đổi trong giữ lại histone, bất thường tỷ lệ protamine P1:P2 và đóng gói chromatin kém có liên quan đến chất lượng phôi kém và giảm tỷ lệ phôi nang trong HTSS [1].

H3K4me1 và H3K4me3 từ cha có thể tồn tại qua các lần phân chia sớm của phôi và tham gia điều hòa các gen phát triển [37,38,41]. Do đó, các bằng chứng hiện nay ủng hộ rằng lão hóa của người cha có thể ảnh hưởng đến chromatin tinh trùng và điều chỉnh động học ZGA của phôi thông qua con đường methyl hóa DNA – nucleosome – H3K4 [8].

    1. Telomere, sự phân mảnh DNA và mtDNA (mitochondrial DNA)/stress oxy hóa

Ở nam giới khỏe mạnh, chiều dài telomere bạch cầu (leukocyte telomere length-LTL) giảm theo tuổi, trong khi telomere tinh trùng (sperm telomere length-STL) có xu hướng tăng do hoạt động telomerase của tế bào mầm; tuổi cha cao hơn khi thụ thai cũng liên quan đến LTL dài hơn ở con [9]. Tuy nhiên, chỉ số phân mảnh DNA tinh trùng tăng theo tuổi và có liên quan đến giảm khả năng sinh sản và tăng nguy cơ sảy thai, do khả năng sửa chữa tổn thương DNA của noãn có giới hạn [10].

Stress oxy hóa (Oxidative stress-OS) và rối loạn chức năng ty thể là cơ chế chính gây tổn thương DNA tinh trùng thông qua ROS dư thừa, dẫn đến đứt gãy DNA, peroxy hóa lipid và suy giảm khả năng thụ tinh [11]. Các nghiên cứu cũng cho thấy số lượng bản sao mtDNA tinh trùng tăng thường liên quan đến các thông số tinh dịch bất thường. Ngoài ra, tổn thương oxy hóa của tinh trùng có thể làm suy giảm quá trình khử methyl DNA của bộ gen cha trong phôi sớm, ảnh hưởng đến kết quả IVF [12].

Các quy trình HTSS như ly tâm kéo dài hoặc lặp lại có thể làm tăng ROS, do đó việc tối ưu hóa xử lý tinh trùng và áp dụng các kỹ thuật như vi dòng chảy (microfluidics) có thể giúp giảm stress oxy hóa. Nhìn chung, lão hóa của người cha liên quan đến STL dài hơn, DFI cao hơn và dấu hiệu stress oxy hóa/ty thể, có thể ảnh hưởng đến khả năng thụ tinh và phát triển phôi sớm [11].

  1. Tác động của tuổi cha cao đối với kết quả điều trị HTSS

    1. Ảnh hưởng của tuổi cha đến tỷ lệ thụ tinh và chất lượng phôi

Nhiều nghiên cứu đã đánh giá tác động của tuổi cha đối với tỷ lệ thụ tinh trong HTSS, với kết quả không hoàn toàn nhất quán. Một số nghiên cứu báo cáo giảm tỷ lệ thụ tinh ở nam giới lớn tuổi, đặc biệt trong IVF hoặc ở nhóm ≥40–50 tuổi [13]. Tuy nhiên, trong ICSI, ảnh hưởng của tuổi cha thường không rõ ràng hoặc không có ý nghĩa đáng kể [14].

Một số nghiên cứu cho thấy tuổi cha cao có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và chất lượng phôi. Nam giới lớn tuổi được ghi nhận có giảm số phôi tốt ở ngày 3, giảm tỷ lệ tạo phôi nang và tỷ lệ phôi chất lượng cao thấp hơn, đặc biệt ở nhóm >50 tuổi. Một số nghiên cứu cũng ghi nhận tăng tỷ lệ lệch bội phôi khi tuổi cha cao, ngay cả trong trường hợp hiến noãn [15]. Tuy nhiên, các phân tích tổng hợp cho thấy tác động này thường nhẹ khi kiểm soát tuổi mẹ.

Về cơ chế, tinh trùng không chỉ truyền bộ gen của cha mà còn cung cấp nhiều yếu tố quan trọng cho sự phát triển phôi sớm, bao gồm trung thể, phospholipase C zeta (PLCζ), cấu trúc chromatin với nucleosome được giữ lại và các RNA nhỏ (sncRNA) [13]. Các trung thể của tinh trùng giúp tái thiết lập trung thể hợp tử và hỗ trợ phân chia sớm của phôi, trong khi PLCζ đóng vai trò chính trong kích hoạt noãn bào thông qua dao động Ca²⁺, và đột biến PLCZ1 có thể dẫn đến thất bại thụ tinh [16].

Ngoài ra, chromatin của tinh trùng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến phôi sớm. Nghiên cứu trên mô hình chuột cho thấy giảm methyl hóa DNA tinh trùng làm tăng giữ lại nucleosome và thúc đẩy lắng đọng H3K4me3 của bố, từ đó điều chỉnh thời điểm kích hoạt bộ gen hợp tử. Một số dấu hiệu histone của bố có thể tồn tại trong các giai đoạn phân chia sớm và tham gia điều hòa gen phát triển [8].

Bên cạnh đó, RNA nhỏ của tinh trùng cũng liên quan đến chất lượng phôi. Các miRNA như let-7g và miR-30d tương quan tích cực với chất lượng phôi, trong khi một số rRNA-derived small RNAs cho thấy mối liên hệ nghịch đảo. Đáng chú ý, miR-125a-5p tăng theo tuổi cha và có thể làm tăng tổn thương DNA tinh trùng cũng như làm chậm phát triển phôi thông qua con đường RBM38–p53. Nhìn chung, các thành phần chromatin và RNA nhỏ của tinh trùng có thể đóng vai trò quan trọng trong điều hòa sự phát triển phôi sớm [4].

    1. Ảnh hưởng của tuổi cha đến quá trình làm tổ

Ảnh hưởng của tuổi cha đến tỷ lệ làm tổ vẫn chưa thống nhất giữa các nghiên cứu. Một số nghiên cứu cho thấy tuổi cha cao có thể liên quan đến giảm tỷ lệ làm tổ và mang thai, đặc biệt khi đi kèm chất lượng phôi kém hoặc thiểu tinh trùng. Tuy nhiên, các nghiên cứu khác lại không ghi nhận mối liên hệ đáng kể giữa tuổi cha và tỷ lệ làm tổ [13].

Tuổi cha cao có thể làm tăng phân mảnh DNA tinh trùng, stress oxy hóa, bất thường di truyền và thay đổi biểu sinh, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng phôi và khả năng làm tổ [14]. Nhìn chung, bằng chứng hiện tại cho thấy tác động của tuổi cha lên tỷ lệ làm tổ có thể tồn tại nhưng thường nhỏ và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác, đặc biệt là tuổi mẹ và chất lượng phôi.

    1. Ảnh hưởng của tuổi cha đến tỷ lệ trẻ sinh sống và các rủi so chu sinh

Một số nghiên cứu cho thấy tuổi cha cao có thể liên quan đến giảm tỷ lệ mang thai lâm sàng, tăng sảy thai và giảm tỷ lệ sinh sống. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu khác không ghi nhận ảnh hưởng đáng kể của tuổi cha đến các kết quả này sau khi điều chỉnh tuổi mẹ và các yếu tố lâm sàng. Nhìn chung, tuổi mẹ vẫn là yếu tố quyết định chính đối với thành công của HTSS. Tuổi cha cao có thể liên quan đến một số biến chứng chu sinh, bao gồm sinh non, cân nặng sơ sinh thấp và thai lưu. Một số nghiên cứu đoàn hệ ghi nhận tăng nguy cơ sinh non và điểm Apgar thấp ở trẻ có cha ≥40–45 tuổi [17]. Ngoài ra, tuổi cha cao cũng được liên hệ với tăng nguy cơ sinh nhẹ cân và thai lưu, mặc dù kết quả giữa các nghiên cứu vẫn còn không nhất quán sau khi điều chỉnh các yếu tố gây nhiễu như tuổi mẹ và tình trạng vô sinh. Tuy nhiên, các yếu tố lối sống, bệnh lý đi kèm và điều kiện điều trị HTSS cũng đóng vai trò quan trọng trong những kết quả này.

  1. Tư vấn và truyền đạt thông tin về rủi ro cho các cặp vợ chồng với tuổi cha từ 40-45 tuổi trở lên

Trong TTTON, tác động độc lập của tuổi cha đối với tỷ lệ thụ tinh, tạo phôi nang và lệch bội thường nhỏ sau khi điều chỉnh các yếu tố gây nhiễu và thấp hơn nhiều so với ảnh hưởng của tuổi mẹ. Các cơ chế tiềm năng chủ yếu liên quan đến thay đổi biểu sinh của tinh trùng. Phần lớn nghiên cứu, đặc biệt trong trường hợp xin noãn, cho thấy ít ảnh hưởng độc lập của tuổi cha, mặc dù một số nghiên cứu ghi nhận giảm tỷ lệ trẻ sinh sống ở cặp vợ chồng có chồng ≥50 tuổi hoặc tăng nhẹ tỷ lệ sảy thai ở nhóm ≥40 tuổi trong các bối cảnh cụ thể [18]. Thông thường, tuổi cha ≥40 được xem là “cao” trong tư vấn lâm sàng, nhưng tác động của nó chủ yếu mang tính điều chỉnh nguy cơ và phụ thuộc bối cảnh, trong khi tuổi mẹ và các yếu tố phòng thí nghiệm vẫn là yếu tố quyết định chính của kết quả.

Những điểm cần hành động dành cho người từ 40 đến 45 tuổi trở lên:

  • Các rủi ro có thể điều chỉnh trước khi thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm: cân nặng, hút thuốc, sức khỏe chuyển hóa, giấc ngủ và chế độ ăn uống hạn chế căng thẳng oxy hóa.

  • DFI nên được xem xét trong các trường hợp thất bại nhiều lần hoặc sảy thai sớm, cá thể hóa từng bệnh nhân

  • Các hoạt động trong phòng thí nghiệm nhằm giảm thiểu các loại oxy phản ứng nên được ưu tiên, các quy trình nuôi cấy và ICSI nhất quán nên được duy trì và các chiến lược phù hợp với tuổi của người mẹ nên được áp dụng.

  1. Kết luận

Tuổi mẹ vẫn là yếu tố chính quyết định lệch bội phôi, mặc dù các thay đổi ở tinh trùng theo tuổi cha, bao gồm methyl hóa DNA, biến đổi chromatin và tín hiệu RNA nhỏ có thể phản ánh các cơ chế sinh học liên quan đến sự phát triển phôi. Tuy nhiên, trong thực hành lâm sàng, tác động độc lập của tuổi cha lên tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ phôi nang, và lệch bội thường nhỏ khi đã kiểm soát các yếu tố từ mẹ và phòng thí nghiệm.

Do đó, trong tư vấn lâm sàng, tuổi cha nên được xem như yếu tố điều chỉnh nguy cơ hơn là yếu tố quyết định. Các chiến lược nên tập trung vào các yếu tố có thể điều chỉnh (lối sống, sức khỏe chuyển hóa, hút thuốc, stress oxy hóa) và tối ưu hóa điều kiện phòng thí nghiệm. Các nghiên cứu tương lai sử dụng mô hình hiến noãn và phân tích sinh học phân tử có thể giúp làm rõ hơn vai trò thực sự của tuổi cha đối với kết quả phôi và kết quả thụ tinh trong ống nghiệm.

Từ khóa: tuổi cha cao, lão hóa tính trùng, thụ tinh trong ống nghiệm

Tài liệu tham khảo

1.         Colaco, S., & Sakkas, D. (2018). Paternal factors contributing to embryo quality. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 35(11), 1953–1968. https://doi.org/10.1007/s10815-018-1304-4

2.         Fanourgakis, G., Gaspa-Toneu, L., Komarov, P. A., Papasaikas, P., Ozonov, E. A., Smallwood, S. A., & Peters, A. H. F. M. (2025). DNA methylation modulates nucleosome retention in sperm and H3K4 methylation deposition in early mouse embryos. Nature Communications, 16, 465. https://doi.org/10.1038/s41467-024-55441-1

3.         Pandya, R. K., Salian, S. R., Lakshmi, V. R., Uppangala, S., Kalthur, G., Gupta, S., & Adiga, S. K. (2024). Global DNA methylation level in spermatozoa is not associated with ICSI fertilization outcome and embryo quality in donor oocyte programme. Human Fertility, 27(1), 2421191. https://doi.org/10.1080/14647273.2024.2421191

4.         Diamantidis, D., Nikolettos, K., Kritsotaki, N., Tiptiri-Kourpeti, A., Nikolettos, N., Tsakaldimis, G., Giannakopoulos, S., & Kalaitzis, C. (2026). Clinical Implications of Paternal Age in Assisted Reproduction: Integrating Sperm Epigenetic Evidence. Journal of Clinical Medicine, 15(4), 1324. https://doi.org/10.3390/jcm15041324

5.         Pilsner, J. R., Saddiki, H., Whitcomb, B. W., Suvorov, A., Buck Louis, G. M., Mumford, S. L., Schisterman, E. F., Oluwayiose, O. A., & Balzer, L. B. (2022). Sperm epigenetic clock associates with pregnancy outcomes in the general population. Human Reproduction (Oxford, England), 37(7), 1581–1593. https://doi.org/10.1093/humrep/deac084

6.         Kaltsas, A., Moustakli, E., Zikopoulos, A., Georgiou, I., Dimitriadis, F., Symeonidis, E. N., Markou, E., Michaelidis, T. M., Tien, D. M. B., Giannakis, I., Ioannidou, E. M., Papatsoris, A., Tsounapi, P., Takenaka, A., Sofikitis, N., & Zachariou, A. (2023). Impact of Advanced Paternal Age on Fertility and Risks of Genetic Disorders in Offspring. Genes, 14(2), 486. https://doi.org/10.3390/genes14020486

7.         How do lifestyle and environmental factors influence the sperm epigenome? Effects on sperm fertilising ability, embryo development, and offspring health—PMC. (không ngày). Truy vấn 12 Tháng Ba 2026, từ https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/HTSSicles/PMC11740528/

8.         Aoshima, K., Inoue, E., Sawa, H., & Okada, Y. (2015). Paternal H3K4 methylation is required for minor zygotic gene activation and early mouse embryonic development. EMBO Reports, 16(7), 803–812. https://doi.org/10.15252/embr.201439700

9.         Eisenberg, D. T. A., & Kuzawa, C. W. (2018). The paternal age at conception effect on offspring telomere length: Mechanistic, comparative and adaptive perspectives. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 373(1741), 20160442. https://doi.org/10.1098/rstb.2016.0442

10.       Association between sperm DNA fragmentation index and recurrent pregnancy loss: Results from 1485 pHTSSicipants undergoing fertility evaluation—PMC. (không ngày). Truy vấn 12 Tháng Ba 2026, từ https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/HTSSicles/PMC11746017/

11.       Ribas-Maynou, J., Yeste, M., & Salas-Huetos, A. (2020). The Relationship between Sperm Oxidative Stress Alterations and IVF/ICSI Outcomes: A Systematic Review from Nonhuman Mammals. Biology, 9(7), 178. https://doi.org/10.3390/biology9070178

12.       Shi, W.-H., Ye, M.-J., Qin, N.-X., Zhou, Z.-Y., Zhou, X.-Y., Xu, N.-X., Chen, S.-C., Li, S.-Y., & Xu, C.-M. (2022). Associations of Sperm mtDNA Copy Number, DNA Fragmentation Index, and Reactive Oxygen Species With Clinical Outcomes in HTSS Treatments. Frontiers in Endocrinology, 13, 849534. https://doi.org/10.3389/fendo.2022.849534

13.       Kaltsas, A., Zikopoulos, A., Vrachnis, D., Skentou, C., Symeonidis, E. N., Dimitriadis, F., Stavros, S., Chrisofos, M., Sofikitis, N., Vrachnis, N., & Zachariou, A. (2024). Advanced Paternal Age in Focus: Unraveling Its Influence on Assisted Reproductive Technology Outcomes. Journal of Clinical Medicine, 13(10), 2731. https://doi.org/10.3390/jcm13102731

14.       Wu, Y., Kang, X., Zheng, H., Liu, H., & Liu, J. (2015). Effect of Paternal Age on Reproductive Outcomes of In Vitro Fertilization. PLoS ONE, 10(9), e0135734. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0135734

15.       García-Ferreyra, J., Hilario, R., & Dueñas, J. (2018). High percentages of embryos with 21, 18 or 13 trisomy are related to advanced paternal age in donor egg cycles. JBRA Assisted Reproduction, 22(1), 26–34. https://doi.org/10.5935/1518-0557.20180004

16.       Saleh, A., Kashir, J., Thanassoulas, A., Safieh-Garabedian, B., Lai, F. A., & Nomikos, M. (2020). Essential Role of Sperm-Specific PLC-Zeta in Egg Activation and Male Factor Infertility: An Update. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 8, 28. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.00028

17.       Khandwala, Y. S., Baker, V. L., Shaw, G. M., Stevenson, D. K., Lu, Y., & Eisenberg, M. L. (2018). Association of paternal age with perinatal outcomes between 2007 and 2016 in the United States: Population based cohort study. The BMJ, 363, k4372. https://doi.org/10.1136/bmj.k4372

18.       Kidera, N., Ishikawa, T., Kawamura, T., & Miyasaka, N. (2022). Impact of paternal age on IVF and pregnancy outcomes with only normal sperm parameters. Taiwanese Journal of Obstetrics & Gynecology, 61(6), 1015–1020. https://doi.org/10.1016/j.tjog.2022.02.050