Phương pháp nghiên cứu di truyền tế bào

Năm 1839, Schleiden và Schwan đề xuất học thuyết tế bào với một nội dung quan trọng: "Mọi sinh vật đều được cấu tạo bởi tế bào", đó chính là nền tảng chung cho di truyền học nói chung, và cho di truyền học người nói riêng.

Năm 1865, Mendel khi báo cáo về các quy luật di truyền cơ bản dựa trên các thực nghiệm của mình đã đề cập đến nhân tố di truyền. Các quy luật di truyền của Mendel đã trở thành quy luật di truyền chung của mọi sinh vật, và các tính trạng được di truyền theo các quy luật đó được gọi là di truyền theo Mendel (Mendelian Inheritance).

Năm 1910, Morgan và các đồng nghiệp đã xác định: nhân tố di truyền mà Mendel đã đề cập chính là các gen xếp dọc thành hàng trên nhiễm sắc thể (NST) và tạo thành các nhóm liên kết, các gen chi phối sự hình thành tính trạng theo các quy luật khác nhau.

1.2. Lược sử của di truyền tế bào

Năm 1882, Walther Flemming, nhà di truyền học tế bào người Úc đã đưa ra hình ảnh minh họa đầu tiên về NST của người và đưa ra khái niệm phân bào nguyên nhiễm.

Năm 1888, Waldelayer là người đầu tiên đưa ra khái niệm NST.

Năm 1912, Winiwarter kết luận nam có 47 NST và nữ có 48 NST.

Năm 1923, Painter phân tích NST từ tinh hoàn của người đã có kết luận rằng: người có 48 NST, ông cũng đề xuất cơ chế NST giới X và Y ở người.

Năm 1924, Levitsky đã đề xuất công thức karyotyp để xếp bộ NST người.

Năm 1956, Tjio và Levan đã nuôi cấy tế bào thai người và xác định chính xác số lượng NST của người là 2n = 46.

1.3. Lược sử phát triển của di truyền phân tử

Năm 1885, Naegeli đã đề cập đến yếu tố di truyền qua tế bào chất.

Năm 1902, Garrod trình bày về bệnh alcapton niệu, một bệnh rối loạn chuyển hóa bẩm sinh, sau đó cùng với Bateson, Garrod xác định bệnh này di truyền lặn theo kiểu Mendel. Đó là bệnh đầu tiên được xác định di truyền đơn gen.

Hệ nhóm máu ABO của người được Landsteiner phát hiện năm 1900. Năm 1908, Ottenburg và Epstein xác định hệ nhóm máu này di truyền đơn gen theo quy luật Mendel.

Năm 1911, Wilson xác định gen gây tật mù màu trên NST X, đây là gen đầu tiên của người được xác định vị trí.

Năm 1944, Avery đã chứng minh được chính ADN (acid deoxyribonucleic) là vật liệu mang thông tin di truyền trong hiện tượng chuyển thể của vi khuẩn.

Năm 1948, Gibson phát hiện enzym bất thường đầu tiên di truyền lặn NST thường: đó là enzym reductase trong bệnh methemoglobin (MetHb). Cho đến nay đã biết hơn 200 enzym bất thường.

Năm 1949, Pauling cho rằng bệnh hồng cầu hình liềm liên quan với một protein bất thường. Đề xuất của Pauling được Ingram minh chứng vào năm 1956 khi tác giả tìm ra cấu tạo bất thường của chuỗi polypeptid tạo nên Hb. Đây là dẫn chứng đầu tiên về đột biến gen cấu trúc dẫn dến sự thay đổi trình tự của acid amin trong phân tử protein. Đến năm 1959 chỉ mới biết có hai Hb bất thường, cho đến nay hơn 400 dạng Hb bất thường được biết.

Năm 1953, Watson và Crick đề xuất mô hình chuỗi xoắn kép của phân tử ADN.

Năm 1957, Kornberg phát hiện ADN polymerase.

Năm 1961, Marmure và Doty phát hiện hiện tượng hồi tính (renaturation) của ADN.

Năm 1962, Arber lần đầu tiên cung cấp những dẫn chứng về sự có mặt của enzym cắt (Restriction Enzyme). Năm 1967, Gellert phát hiện enzym nối ADN (DNA ligase).

Năm 1972-1973, kỹ thuật tạo gen đơn dòng (DNA cloning) được phát hiện trong các phòng thí nghiệm của Boyer, Cohen, Berg...

Năm 1975, Sounthern thực hiện kỹ thuật lai chuyển gel (gel transfer hybridization) để dò tìm đoạn ADN đặc hiệu.

Năm 1975-1977, Sanger, Maxam và Gilberg phát hiện các phương pháp để xác định trình tự nucleotid (DNA sequencing).

Năm 1981, Palmiter và Brinster thực hiện chuyển gen ở chuột; Spradling và Rubin thực hiện chuyển gen ở ruồi giấm.

Năm 1985, Mullis và cộng sự đề xuất kỹ thuật nhân đoạn ADN invitro (Polymerase chain reaction).

Con người với 46 NST, có số lượng gen rất lớn. Sự sắp xếp của các gen trên 46 NST đã được thông báo ở các hội nghị quốc tế về dựng bản đồ gen của người viết tắt là HGM (Human Gene Mapping).

Ngày 12 - 2 - 2001, hầu như toàn bộ trình tự bộ gen của người đã được xác định.

2. NỘI DUNG CỦA DI TRUYỀN HỌC NGƯỜI

Cũng như ở các sinh vật khác, di truyền học người quan sát nghiên cứu ở hai mức độ: tế bào, phân tử.

2.1. Di truyền tế bào

Các thành tựu của di truyền tế bào đã đóng góp phần quan trọng cho sự hình thành di truyền học.

Chọn mẫu tế bào để nuôi cấy nhằm phát hiện NST là việc làm cần thiết. Năm 1960, Moorhead và cộng sự đã đề xuất phương pháp nuôi cấy bạch cầu lympho máu ngoại vi với sự kích thích phân bào của PHA

(phytohemagglutinin) là protein được chiết tách từ đậu tây (Phaseolus vulgaris). Phương pháp nuôi cấy bạch cầu lympho máu ngoại vi từ đó đến nay đã trở thành phương pháp thường quy để nghiên cứu NST người. Có thể áp dụng các phương pháp: nuôi cấy máu toàn phần, nuôi cấy bạch cầu lympho sau khi đã tách hồng cầu, theo phương pháp nuôi cấy dài hạn.

Ngoài nuôi cấy lympho bào, trong một số trường hợp tế bào tủy xương được chỉ định để nghiên cứu NST.

Do tế bào tủy là những tế bào đang phân chia nên có thể dùng phương pháp trực tiếp, nuôi cấy ngắn hạn, nuôi cấy dài hạn.

Nuôi cấy tế bào từ các mô khác nhau của cơ thể như mô da, thận, phổi, gan cũng được chỉ định trong một số trường hợp. Một số mô cơ thể như mảnh mô bào thai, tế bào tua rau gồm nhiều tế bào đang phân chia, do vậy có thể dùng phương pháp trực tiếp, nuôi cấy ngắn hạn, nuôi cấy dài hạn. Để phục vụ cho chẩn đoán trước sinh, người ta thường nghiên cứu NST từ tế bào ối nuôi cấy.

Sau khi đã có những phương pháp để có NST người, người ta quan tâm đến xác định chính xác vị trí của NST trong karyotyp.

Qua phân tích NST, người ta thấy bằng phương pháp nhuộm thông thường chỉ cho phép xác định vị trí của của một vài NST, còn nhiều NST không xác định được, do đó người ta áp dụng kỹ thuật băng: băng G, băng Q, băng R, băng C, băng T... Cho đến nay, kỹ thuật băng là quy trình không thể thiếu trong nghiên cứu NST.

Các hội nghị di truyền người: năm 1960 ở Denver, năm 1963 ở London, năm 1966 ở Chicago, năm 1971, năm 1975 ở Paris, năm 1995 ở Memphis đã đưa ra cách xếp loại NST người trong trường hợp bình thường và bệnh lý và hệ thống quốc tế về danh pháp di truyền tế bào học người (An International System for Human Cytogenetics Nomenclature).

Phân tích vật thể giới: vật thể giới cũng là vấn đề được quan tâm song song với NST. Năm 1949, Barr và Bertram lần đầu tiên phát hiện chất nhiễm sắc giới tính (vật thể Barr) ở trong nhân tế bào gian kỳ. Bản chất của vật thể Barr là một trong hai NST X bị bất hoạt về di truyền.

Năm 1954, Davidson và Smith phát hiện vật thể hình dùi trống (Drumstick) là phần phụ đặc biệt của bạch cầu đa nhân, thường chỉ có ở bạch cầu đa nhân của người nữ.

Năm 1970, Pearson phát hiện vật thể Y khi nhuộm nhân tế bào nam giới bằng phẩm nhuộm huỳnh quang quinacrin phần xa của nhánh dài NST Y bắt màu huỳnh quang rất mạnh, thể hiện bằng một đốm huỳnh quang ở nhân tế bào gian kỳ.

Vật thể giới được ứng dụng để xác định rối loạn NST giới và còn dùng để xác định mức độ ác tính trong mô ung thư.

Nghiên cứu bệnh NST: rối loạn NST tương đối phổ biến ở người. Năm 1959, Lejeune và cộng sự đã phát hiện 3 NST 21 ở trong nhân tế bào của người mắc hội chứng Down. Sau này người ta đã phát hiện rất nhiều hội chứng do rối loạn NST về số lượng và cấu trúc.

2.2. Di truyền phân tử

Sơ đồ kinh điển của sự chuyển thông tin di truyền là:

Mỗi khâu trong sơ đồ nêu trên đã hình thành một lĩnh vực nghiên cứu:

Nghiên cứu bộ gen (Genomics): nghiên cứu xác định vị trí của các gen và của các marker trên 24 NST của người, giải trình tự các gen.

Nghiên cứu sự phiên mã (Transcriptomics); nghiên cứu quá trình phiên mã và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đó.

Nghiên cứu hệ protein (Proteomics); nghiên cứu quá trình dịch mã và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đó, nghiên cứu tập hợp tất cả các dạng protein được mã hóa bởi hệ gen.

2.3. Di truyền quần thể

Di truyền quần thể người nghiên cứu tần số gen, tần số các dạng đột biến NST và tần số các kiểu hình tương ứng trong trạng thái bình thường và trong trạng thái không bình thường của một quần thể nào đó.

Di truyền tế bào quần thể người xác định tần số các dạng đột biến NST của quần thể người ở các lứa tuổi khác nhau như quần thể sơ sinh, quần thể người trưởng thành, quần thể người cao tuổi...

Di truyền học người áp dụng định luật Hardy - Weinberg để xác định tần số gen và các kiểu hình tương ứng trong quần thể như xác định tần số gen chi phối các nhóm máu, chi phối bệnh bạch tạng, các bệnh của Hb.

Di truyền học người nghiên cứu sự biến động các tần số gen, tần số đột biến NST, tần số một số tính trạng tương ứng trong các điều kiện không đảm bảo cho sự cân bằng tự nhiên, ví dụ có sự tác động của một số tác nhân gây đột biến, có biến động của môi trường sống.

2.4. Di truyền miễn dịch

Di truyền miễn dịch dùng phương pháp miễn dịch để nghiên cứu di truyền của người, nghiên cứu sự chi phối của di truyền trong sự hình thành kháng nguyên, kháng thể.

Di truyền miễn dịch nghiên cứu sự di truyền của các nhóm máu; nghiên cứu sự di truyền trong ghép mô, ghép tổ chức, ghép cơ quan, nghiên cứu hiện tượng di truyền tính kháng nhiễm và những đặc điểm của thể tạng.

Dựa vào kỹ thuật công nghệ gen, một số chế phẩm sinh học, trong đó có một số kháng nguyên và kháng thể tương ứng được tạo gen đơn dòng, được sản xuất.

2.5. Di truyền dược lý

Di truyền dược lý nghiên cứu sự di truyền của một số enzym chuyển hóa thuốc trong cơ thể trong trạng thái bình thường và trong trạng thái bệnh lý. Di truyền dược lý cũng nghiên cứu tác động bất thường (gây đột biến, gây quái thai.) của một số dược liệu, một số thuốc hoặc một số chế phẩm sinh học. Cuối cùng, di truyền dược lý nghiên cứu biện pháp phòng và chữa các hậu quả di truyền bất thường do dùng thuốc gây nên.

Các enzym xúc tác cho quá trình chuyển hóa thuốc cũng như các enzym khác là sản phẩm của quá trình tổng hợp protein được chi phối bởi các gen. Đột biến gen có thể dẫn đến sự tổng hợp những enzym bất thường và từ đó dẫn đến không bình thường trong quá trình chuyển hóa thuốc. Ngược lại một số thuốc lại có tác động đến các gen, gây đột biến, và từ đó dẫn đến những biểu hiện của kiểu hình.

2.6. Di truyền lâm sàng

Di truyền lâm sàng nghiên cứu các bệnh di truyền nhằm đề phòng, điều trị các bệnh đó.

Để thực hiện được nhiệm vụ này, di truyền lâm sàng thực hiện các bước;

- Thăm khám, lập bệnh án cho người bị bệnh và có thể cho một số người trong gia đình người bệnh.

- Xây dựng gia hệ để phân tích tính chất di truyền của bệnh.

- Chỉ định và thực hiện các xét nghiệm cần thiết, trước hết là những xét nghiệm di truyền.

- Xác định quy luật di truyền của bệnh từ đó đề ra các phương pháp điều trị thích hợp.

- Cho các lời khuyên di truyền cần thiết.

Trong một số trường hợp cần thiết phải thực hiện các chẩn đoán trước sinh để xác định tình trạng của đứa trẻ ngay từ giai đoạn phôi thai.

Tùy theo đối tượng nghiên cứu, phục vụ mà hình thành các phân môn của di truyền học người như: di truyền sản khoa, di truyền nhi khoa, di truyền huyết học, di truyền tâm thần...

2.7. Di truyền ung thư

Ung thư là một vấn đề tồn tại lớn của y học, đã và đang tập trung sự chú ý của nhiều nhà khoa học ở nhiều lĩnh vực khác nhau trong đó có các nhà di truyền học. Mối liên quan giữa di truyền và môi trường trong sự phát sinh ung thư vẫn chưa sáng tỏ trong nhiều trường hợp. Có tác giả cho rằng: do sự tác động của các yếu tố trong môi trường nên đột biến xẩy ra, tạo nên những tế bào bất thường phân chia một cách hỗn loạn từ đó dẫn đến phát sinh ung thư. Một số tác giả khác lại cho rằng: sự biến đổi của gen là nguyên nhân làm cho cơ thể dễ tiếp thu các yếu tố môi trường làm cho ung thư phát sinh và phát triển.

Người ta đã quan sát thấy các dạng đột biến NST như đa bội, đơn nhiễm, ba nhiễm, NST bị đứt gẫy như trường hợp NST philadelphia (Ph1) là NST 22 bị mất đoạn ở nhánh dài (22q-), đoạn đứt thường nối với nhánh dài NST 9 tạo NST chuyển đoạn t(9q;22q). Ph1 gặp trong tế bào người bệnh bạch cầu tủy xương mạn tính.

Nghiên cứu ADN là một trọng tâm trong nghiên cứu ung thư, hầu hết các chất gây ung thư đồng thời cũng là chất gây đột biến. Bất kỳ loại ung thư nào, dù do nguyên nhân nào thì khởi đầu phát sinh ung thư đều do các rối loạn vật chất di truyền từ mức NST đến mức gen gây nên.

2.8. Ưu sinh học

Galton là một trong những người đầu tiên đề xuất ưu sinh học. Theo Galton: ưu sinh học nghiên cứu những tác động có thể sửa chữa những tính chất bẩm sinh, tạo điều kiện cho những phẩm chất tốt của cơ thể phát triển.

Rất nhiều tính trạng của con người được hình thành là do sự phối hợp của những vật chất sẵn có (di truyền) và sự tác động của môi trường vi mô hoặc vĩ mô.

Con người cũng chịu sự chi phối của quy luật chọn lọc tự nhiên trong mọi giai đoạn phát triển cá thể: một số những phôi thai mang gen đột biến hoặc NST bị đột biến đã bị đào thải như chết hợp tử, sẩy thai, thai chết lưu. Như vậy đã có sự chọn lọc tự nhiên ngay từ giai đoạn phôi thai để cho ra đời những sơ sinh khỏe mạnh. Sau đó là quá trình chọn lọc sau khi đẻ, một số trẻ bị tật nguyền tiếp tục bị đào thải...

Con người không chịu sự tác động của quy luật chọn lọc tự nhiên một cách thụ động, mà luôn tìm các biện pháp để hạn chế những tính trạng không tốt, tăng cường những tính trạng tốt nhằm để các thế hệ sau ngày càng tốt hơn. Đó chính là nhiệm vụ của ưu sinh học đối với con người.

Thực hiện nhiệm vụ của ưu sinh học là nhiệm vụ chung của cộng đồng từ việc thực hiện các vấn đề có tính chất phong trào như kế hoạch hóa gia đình đến việc thực hiện các kỹ thuật riêng biệt như chẩn đoán trước sinh.

Để thực hiện ưu sinh học vừa phải chăm chút nguồn gen của nòi giống, vừa phải quan tâm đến điều kiện để cho các gen tốt phát triển.

3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA DI TRUYỀN Y HỌC

3.1. Phương pháp di truyền tế bào

3.1.1. Quan sát nhiễm sắc thể ở kỳ giữa

Kỹ thuật làm tiêu bản, quan sát và đánh giá NST của người được áp dụng rộng rãi từ những năm 1960. Để

phát hiện bộ NST của tế bào sinh dưỡng của người, có thể dùng tế bào trong tủy xương, tế bào bào thai, tế bào bạch cầu lympho, tế bào tua rau thai... Bạch cầu lympho ở máu ngoại vi là loại tế bào thường được dùng trong nghiên cứu NST của người. Bạch cầu lympho ở máu ngoại vi là những tế bào không còn khả năng phân chia, vì vậy phải dùng PHA để kích thích cho tế bào chuyển thành những tế bào phân chia và dùng colchicin hoặc colcemid để cho NST dừng ở kỳ giữa.

Nhuộm NST bằng kỹ thuật nhuộm thông thường hoặc bằng kỹ thuật nhuộm băng.

Để quan sát NST trong quá trình tạo tinh, sau khi sinh thiết một số ống sinh tinh, người ta làm tiêu bản để phân tích NST ở các giai đoạn trong quá trình tạo tinh.

Đánh giá tình trạng của bộ NST bằng đánh giá, phân tích ở kính hiển vi, ở các ảnh chụp theo các quy định quốc tế.

3.1.2. Quan sát nhiễm sắc thể ở nhân tế bào gian kỳ

Bên cạnh xét nghiệm NST kỳ giữa, xét nghiệm vật thể giới tính ở nhân tế bào gian kỳ cũng là một xét nghiệm cần thiết để đánh giá đột biến NST. Xét nghiệm vật thể giới tính thường được thực hiện ở tế bào niêm mạc miệng, tế bào niêm mạc âm đạo, tế bào chân tóc. Các vật thể giới thường được phân tích là vật thể Barr, vật thể Y, vật thể dùi trống.

Phương pháp nhân nhỏ cũng là một phương pháp để phát hiện đột biến NST khi mẫu vật không xử lý colchicin. Nhân nhỏ là một phần nhân tách ra từ phần chính của nhân tế bào, đa số được hình thành trong kỳ giữa của giảm phân hoặc nguyên phân do NST chậm hay đoạn NST tạo thành. Nhân nhỏ nếu nhiều giống như hình ảnh vụn NST, một loại tổn thương thoái hóa. Ở kỳ trung gian, bên cạnh nhân lớn phát hiện được hình ảnh nhân nhỏ.

Các xét nghiệm di truyền học tế bào là những xét nghiệm không thể thiếu trong chẩn đoán bệnh di truyền, đặc biệt bệnh do rối loạn NST.

3.2. Phương pháp di truyền hóa sinh

Phân tích, định lượng một số sản phẩm của gen như phân tích, định lượng protein: enzym, hormon, Hb. là những cơ sở cần thiết để nghiên cứu di truyền, đặc biệt trong xét nghiệm chẩn đoán một số bệnh tật liên quan.

Đây là bước phân tích trung gian giữa hoạt động của gen và kiểu hình.

3.3. Phương pháp di truyền phân tử

Về nguyên lý, các phương pháp di truyền phân tử dùng trong di truyền người cũng tương tự như khi dùng ở các sinh vật khác. Người ta có thể phân tích ADN hoặc phân tích sản phẩm của gen: protein. Để phân tích ADN người ta dùng các kỹ thuật tách chiết ADN, điện di ADN, lai ADN, nhân ADN bằng PCR; xác định trình tự nucleotid hoặc phân tích tính đa hình (polymorphisms) của ADN. Các kỹ thuật này sẽ được trình bày trong bài "Một số kỹ thuật sinh học phân tử ứng dụng trong Y học".

Ngoài phân tích ADN nhân, người ta còn phân tích ADN ty thể. Mẫu vật thường được dùng trong xét nghiệm ADN là các mẫu vật tươi như máu, dịch não tủy, dịch ối, nước tiểu, nhưng cũng có thể là xương hoặc các mẫu bệnh phẩm đã cố định.

Để phân tích protein người ta có thể dùng các phương pháp khối phổ để phân tích các phức hợp protein. Phương pháp di truyền phân tử cho phép:

- Phát hiện các biến đổi của ADN, của protein.

- Phát hiện người lành mang gen bệnh (phát hiện dị hợp tử).

- Phát hiện sớm những rối loạn chuyển hóa.

3.4. Phương pháp lập gia hệ và phân tích gia hệ

Phương pháp nghiên cứu gia hệ dùng để phân tích một tính trạng hay một bệnh tật nào đó xem nó có di truyền hay không và quy luật di truyền của nó như thế nào. Theo dõi một tính trạng hoặc một bệnh tật qua một số thế hệ, ít nhất là ba thế hệ và lập bản đồ gia hệ. Mỗi cá thể trong một gia hệ có một ký hiệu theo quy ước quốc tế, tùy theo giới tính, có bệnh tật đang cần phân tích hay không, có là người mang gen bệnh lặn hay không v.v... Một số ký hiệu hay dùng trong lập gia hệ được trình bày ở bảng 1.1.

Bản đồ gia hệ thường được vẽ theo hình bậc thang, từ trên xuống theo thứ tự các thế hệ ông bà, cha mẹ, con cháu.

Mỗi thế hệ là một bậc thang, các con của một cặp bố mẹ được ghi lần lượt từ trái sang phải và từ người con lớn nhất. Đương sự là bệnh nhân đến khám và từ đó người thầy thuốc hỏi và tìm hiểu dần các thành viên khác trong gia hệ để lập bản đồ gia hệ, đương sự được đánh dấu bằng một mũi tên bên dưới ký hiệu. Phía bên trái mỗi thế hệ của gia hệ ghi các chữ số La mã để chỉ thứ tự các thế hệ trong gia hệ. Bên dưới (phía bên phải) của từng thành viên có ghi các chữ số Ả rập để chỉ số thứ tự của thành viên trong thế hệ đó. Khi theo dõi một tính trạng qua rất nhiều thế hệ, gồm rất nhiều cá thể, bản đồ gia hệ hình bậc thang không đủ chứa tất cả các cá thể, cho nên trường hợp này phải lập gia hệ theo hình cung.

Trong một gia hệ có bệnh di truyền, tần số bệnh trong gia hệ giảm dần theo mức độ huyết thống theo hệ số di truyền: họ hàng bậc một (bố mẹ, anh chị em ruột, con) có tỷ lệ mắc bệnh cao nhất; giảm dần ở họ hàng bậc hai (ông, bà, chú, bác, cô dì ruột, cháu ruột); rồi đến họ hàng bậc ba (anh chị em họ)...

Bảng 1.1. Các ký hiệu dùng để lập gia hệ

3.5. Phương pháp khảo sát con sinh đôi

Đa thai hiếm gặp ở người, khoảng 1,9% trong các chủng tộc. Tần số đa thai tùy theo chủng tộc. Ở người trong số đa thai thì sinh đôi là chủ yếu, hiếm gặp sinh ba, sinh tư... vì vậy phương pháp khảo sát những đứa con sinh ra do đa thai gọi là phương pháp con sinh đôi.

Ở người gặp hai loại sinh đôi: sinh đôi một hợp tử và sinh đôi hai hợp tử. Sinh đôi hai hợp tử do hai trứng thụ tinh bởi hai tinh trùng rồi phát triển thành hai cơ thể. Sinh đôi một hợp tử chiếm khoảng 20 - 30% tổng số cặp sinh đôi.

Hai đứa trẻ sinh đôi một hợp tử hoàn toàn giống nhau về vật chất di truyền nên chúng giống nhau về giới, hình thái và nhiều tính trạng khác.

Hai đứa trẻ sinh đôi do hai hợp tử có những tính chất giống và khác nhau như anh chị em thường, có thể cùng giới hoặc khác giới. Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng sinh đôi hai hợp tử có cùng điều kiện môi trường trong quá trình phát triển phôi thai.

Do đặc điểm những cặp sinh đôi như vậy nên phương pháp so sánh tính chất của những cặp sinh đôi một hợp tử với sinh đôi hai hợp tử được dùng trong di truyền người để đánh giá tác động của di truyền, đồng thời đánh giá tác động của môi trường đến sự hình thành các tính trạng của cơ thể.

Một tính trạng hoặc một bệnh nào đó có thể thấy ở cả hai đứa trẻ (có sự tương hợp) nhưng cũng có thể chỉ thấy ở một trong hai đứa trẻ (không tương hợp).

Dựa trên một số lượng lớn các cặp đẻ sinh đôi do một hợp tử và các cặp sinh đôi do hai hợp tử, Holzinger đã đưa ra công thức để tính độ di truyền (H).

Nếu độ di truyền H = 1, tính trạng hoàn toàn do di truyền quyết định.

Nếu độ di truyền H = 0, tính trạng hình thành không có tác động của di truyền.

3.6. Phương pháp quan sát nếp vân da

Nếp vân da là những nếp chìm và những đường vân nổi nhỏ nằm trên mặt da ở mặt trong của bàn tay và mặt dưới bàn chân bao gồm tất cả các ngón. Nếp vân da có thể quan sát được trực tiếp hoặc in trên giấy trắng. Nếp vân da bàn tay được chú ý nghiên cứu nhiều hơn nếp vân da bàn chân.

Lòng bàn tay có ba nếp gấp chính: nếp dọc, nếp ngang gần và nếp ngang xa. Đôi khi hai nếp ngang chập lại với nhau thành một nếp ngang đơn độc đi thẳng qua lòng bàn tay, tính chất này hay gặp ở người bệnh Down và một số bệnh khác (hình 1.1).

Trên mặt da lòng bàn tay có nhiều dải vân đi kèm theo nhiều hướng khác nhau, mỗi dải vân gồm nhiều đường vân chạy song song với nhau. Ở nhiều vị trí ba dải vân tiếp xúc với nhau tạo nên các chạc ba, còn gọi là ngã ba. Ở gốc các ngón tay 2, 3, 4, 5 có bốn chạc ba ký hiệu theo thứ tự a, b, c, d. Gần gốc cuối lòng bàn tay có một chạc ba gọi là chạc ba trục, ký hiệu là t.

Góc hợp thành bởi các chạc ba a, t, d gọi là góc atd. Tại mô út và các mô cái, các dải vân thường đi song song và hình cung hoặc thẳng, một số bàn tay xuất hiện dải vân cong thành hình móc hoặc hình vòng.

Mặt trong đốt thứ ba các ngón tay có những dải vân uốn cong nhiều hay ít tạo thành những hình phức tạp gọi là hoa vân. Có thể quy về ba kiểu hoa vân chính: vân vòng, vân móc và vân cung (hình 1.2).

Hoa vân vòng là dải vân gồm những đường đi theo hình vòng tròn hoặc hình bầu dục, có hai chạc ba ở hai bên và một tâm ở giữa dải vân. Hoa vân móc là dải vân gồm những đường uốn cong như cái móc, các đường vân đi về một phía thường là hướng về phía trong của bàn tay (vân móc trụ), đôi khi hướng ra phía ngoài (vân móc quay), có một chạc ba nằm ở bên đối diện với hướng đi của dải vân, ở giữa dải vân có một khe hẹp. Vân cung là dải vân có hình cánh cung, cả hai bên đều không có chạc ba. Ở người bình thường, vân vòng và vân móc hay gặp nhất (khoảng 49% và 50%), vân cung ít gặp (khoảng 1%).

Nếp vân da có những biến đổi khá rõ rệt trong nhiều bệnh rối loạn NST và một số bệnh di truyền khác.

3.7. Phương pháp di truyền quần thể

Bằng các điều tra, xét nghiệm hàng loạt ở các quần thể khác nhau, các nhà di truyền học xác định được tần số của một số tính trạng, ví dụ tần số đột biến tự nhiên của NST ở người bình thường, tần số tật mù màu, tần số các bệnh của Hb, từ đó tính ra tần số gen trong quần thể.

Có thể áp dụng các phương pháp điều tra dịch tễ học để đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đến bệnh tật di truyền:

Phương pháp thuần tập (cohort study) được tiến hành ở hai nhóm quần thể: một nhóm có tiếp xúc với yếu tố nguy cơ gây bệnh, một nhóm không tiếp xúc với yếu tố nguy cơ gây bệnh, từ đó so sánh phân tích để đánh giá ảnh hưởng của yếu tố nguy cơ đến tần số đột biến biểu hiện bằng tần số bệnh di truyền, tần số dị tật bẩm sinh ở từng nhóm.

3.8. Thăm khám lâm sàng bệnh di truyền

Nhiều bệnh di truyền không chỉ biểu hiện ở một cơ quan, một phần cơ thể mà thường biểu hiện ở dạng đa dị tật với những thay đổi ở các phần khác nhau của cơ thể, thay đổi cả thể lực và trí lực, vì vậy bệnh án di truyền liên quan đến nhiều chuyên khoa của y học. Người bác sĩ thăm khám bệnh di truyền cần mô tả chi tiết mọi thay đổi cơ thể của người bệnh.

Độ biểu hiện của gen còn phụ thuộc vào thời gian, vì vậy mức độ biểu hiện của bệnh không như nhau ở các thời điểm khác nhau. Chính vì thế thăm khám ở thời điểm này không xác định được bệnh, nhưng thăm khám ở thời điểm khác lại xác định được.

Trên người bệnh, tùy theo mối tương quan giữa các alen (trội, lặn, trung gian...) mà các dấu hiệu của bệnh thể hiện khác nhau, vì thế cần xác định rõ mối tương quan giữa kiểu gen và kiểu hình.

Để xác định được nguyên nhân, cơ chế của bệnh, cần tổ chức để thăm khám xét nghiệm được cho các thành viên trong gia đình người bệnh, xây dựng gia hệ để xác định được quy luật, cơ chế của bệnh.

Sau khi thăm khám bệnh, người bác sĩ giải thích cho gia đình người bệnh nguyên nhân, cơ chế của bệnh, nêu rõ nguy cơ của bệnh, khả năng điều trị và cho gia đình những lời khuyên cần thiết.

TỰ LƯỢNG GIÁ

1. Nêu lược sử của di truyền y học.

2. Nêu tóm tắt nội dung của di truyền tế bào, di truyền phân tử người.

3. Nêu tóm tắt nội dung của di truyền quần thể người, di truyền miễn dịch, di truyền dược lý, di truyền lâm sàng.

4. Nêu tóm tắt nội dung của di truyền học trong ung thư, ưu sinh học.

5. Trình bày phương pháp di truyền tế bào.

6. Trình bày phương pháp di truyền hóa sinh và phương pháp di truyền phân tử.

7. Trình bày phương pháp xây dựng gia hệ và phân tích gia hệ.

8. Trình bày phương pháp phân tích nếp vân da.

9. Trình bày phương pháp khảo sát con sinh đôi. Viết công thức tính độ di truyền H; độ di truyền H cho biết vai trò của di truyền và môi trường trong việc hình thành tính trạng, bệnh tật như thế nào.

10. Trình bày phương pháp di truyền quần thể và phương pháp khám lâm sàng bệnh di truyền.


Page 2

Bất thường bẩm sinh (Congenital anomaly, Birth defect) tùy theo mục đích đề cập mà các tác giả có sự nhấn mạnh các yếu tố khác nhau, nhưng đều thống nhất ở các điểm sau:

- Đều là những bất thường có nguyên nhân từ trước sinh.

- Các bất thường này có thể thể hiện ở mức độ cơ thể, mức độ tế bào hoặc phân tử.

- Những bất thường này thể hiện ngay khi mới sinh hay ở những giai đoạn muộn hơn.

Như vậy, bất thường bẩm sinh là tất cả những bất thường ở mức độ cơ thể, tế bào hoặc phân tử, có thể biểu hiện ngay khi mới sinh hay ở giai đoạn muộn hơn nhưng nguyên nhân có từ trước sinh.

Bất thường bẩm sinh có thể biểu hiện ở các dạng sau:

- Bất thường hình thái bẩm sinh: là những bất thường có thể quan sát được, ta còn gọi là "dị dạng bẩm sinh".

- Bệnh di truyền: là những bất thường về chức năng do rối loạn vật chất di truyền, có nguyên nhân từ trước sinh. Biểu hiện của bệnh di truyền có thể có hay không có dị dạng kèm theo.

- Bệnh tật miễn dịch: là bệnh của hệ thống miễn dịch như các bệnh tự miễn, bệnh có liên quan đến kháng nguyên kháng thể... có tính chất di truyền.

- Bệnh do sự hình thành các khối u có tính di truyền: các khối u có thể lành tính (u xơ, u quái.) hay ác tính (ung thư). U có thể xuất hiện trước sinh hay sau sinh nhưng có nguyên nhân di truyền trước sinh.

- Chậm phát triển trí tuệ: là bệnh có thể do đột biến đơn gen, đột biến NST hoặc do di truyền đa nhân tố, thường có kèm theo rối loạn hành vi, cách cư xử.

Với khái niệm như trên, BTBS tương ứng với thuật ngữ “Dị tật bẩm sinh”. Tuy nhiên, hiện nay “Dị tật bẩm sinh” thường được dùng trùng với thuật ngữ “Dị dạng bẩm sinh”, mặc dù dị dạng bẩm sinh chỉ bao gồm các bất thường về hình thái

.Trên thực tế có nhiều trường hợp các bất thường mắc phải có biểu hiện giống như BTBS. Ví dụ điếc do di

truyền và điếc do thủng màng nhĩ (mắc phải) đều có biểu hiện giảm thính lực... Tuy nhiên, các tật mắc phải thường có nguyên nhân rõ ràng, tật không có tính chất gia đình và thường không phối hợp với các tật khác. Tần số xuất hiện BTBS là khá cao và thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển.

- Ở sơ sinh: khoảng 30 %0 trẻ sinh ra có BTBS. Tần số xuất hiện các BTBS theo các cơ quan được biểu hiện như sau: 10 %0 trẻ sinh ra có bất thường về não, 4 %0 trẻ sinh ra có bất thường về thận, 3 %0 trẻ sinh ra có bất thường về tim, 2 %0 trẻ sinh ra có bất thường về chi và 6 %0 trẻ sinh ra có bất thường các cơ quan khác.

- Ở phôi thai: tỷ lệ BTBS cao hơn: 10 - 12%.

Trên thực tế tần số BTBS còn cao hơn vì các BTBS xuất hiện vào các giai đoạn sớm thường khó nhận biết được. Các bất thường ở giai đoạn tạo hợp tử dẫn tới hợp tử bị chết hoặc chỉ phân bào được một số đợt đầu thường không biết được hoặc chỉ biểu hiện bằng hiện tượng chậm kinh một vài ngày dễ bị bỏ qua. Các BTBS được ghi nhận trong giai đoạn phôi thai cũng chỉ là một phần của BTBS có khả năng tồn tại muộn hơn sau giai đoạn phân cắt của hợp tử. Tần số BTBS ở sơ sinh lại chỉ là phần nhỏ hơn nữa vì nó chỉ là những bất thường có thể tồn tại, phát triển cho tới khi sinh ra. Số BTBS mà chúng ta quan sát được khi thăm khám cho các bệnh nhi lại càng nhỏ hơn vì nó chỉ còn là phần BTBS có thể sống được cho tới tuổi chúng ta thăm khám bệnh.

Tỷ lệ BTBS phân bố khác nhau ở các cơ quan, các bộ phận cơ thể: ở chân tay 26%, ở hệ thần kinh trung ương 17%, ở hệ niệu sinh dục 14%, hệ tiêu hóa 8%, hệ tim mạch 4%... Người ta cho rằng khoảng 2% sơ sinh có các dị tật bẩm sinh và khoảng 20% các trường hợp chết sơ sinh có dị tật bẩm sinh. Theo thống kê của Padilla (1995) ở Philippin có khoảng 1,3% sơ sinh có dị tật bẩm sinh, cũng theo tác giả này, BTBS là nguyên nhân thứ 3 gây tử vong trẻ em.

Khuyết tật di truyền không nhiều như một số bệnh tật mắc phải (ví dụ nhiễm trùng, nhiễm ký sinh trùng) nhưng các dị tật và cả các bệnh di truyền lại là một gánh nặng về tâm lý, về kinh tế cho cả gia đình và xã hội, là thiệt thòi lớn cho người bị khuyết tật.

2. PHÂN LOẠI BẤT THƯỜNG BẨM SINH

Việc phân loại BTBS thường rất khó khăn do sự phức tạp về nguyên nhân, cơ chế và sự biểu hiện của bệnh. Tùy theo quan niệm của người nghiên cứu mà BTBS được xếp thành nhóm theo các cách khác nhau. Sau đây là một số cách xếp loại BTBS:

2.1. Phân loại theo mức độ trầm trọng của bất thường bẩm sinh

2.1.1. Loại nặng (major): là những bất thường có ảnh hưởng đến khả năng lao động, học tập, cư xử, đôi khi ảnh hưởng đến tuổi thọ cá thể. Các bất thường này cần có sự can thiệp của y tế để chăm sóc về sức khỏe, để có được sự hoạt động bình thường.

2.1.2. Loại nhẹ (minor): là những bất thường không ảnh hưởng đến khả năng lao động, học tập, cư xử, không ảnh hưởng đến tuổi thọ cá thể. Ví dụ: có bớt, nốt ruồi quá to... BTBS loại này không cần can thiệp của y tế. Sự can thiệp về y tế nếu có chỉ mang ý nghĩa giải quyết về mặt thẩm mỹ.

2.2. Phân loại theo sự biểu hiện ở các cơ quan

2.2.1. Đơn khuyết tật: là loại khuyết tật chỉ có ở một cơ quan hoặc một bộ phận trong cơ thể. Ví dụ: tật dính ngón, sứt môi, thông liên nhất, thông liên nhĩ, lỗ đái lệch thấp (Hypospadias).

2.2.2. Đa khuyết tật: là trường hợp trên một cơ thể có từ hai cơ quan, bộ phận trở lên có khuyết tật, ví dụ: Tỷ chứng Fallot (gồm 4 bất thường chính là: dày thất phải, hẹp động mạch phổi, động mạch chủ mở vào cả 2 tâm thất và thông liên thất), phức hợp Eisenmenger (động mạch chủ lệch sang phải, thông liên thất, phì đại thất phải), tam chứng Fallot (hẹp thân chung các động mạch phổi, thông liên nhĩ, phì đại thất phải). Như vậy, các bệnh trên vừa có bất thường ở các mạch khác nhau, vừa có bất thường ở tim. Bất thường phần đầu mặt, thường có bất thường cả ở mặt, môi, mũi., bất thường cả về da và cơ, xương (các bất thường vùng đầu mặt

cũng thường là đa dị tật). To viễn cực với triệu chứng to ở đầu các chi, to ở đầu...

Khi có nhiều bất thường cùng xuất hiện với nhau, chúng có thể tạo thành các hội chứng. Ví dụ hội chứng Down do các cơ chế rối loạn NST khác nhau gây nên, nhưng đều có các triệu trứng đi kèm nhau là: đầu tròn nhỏ, trán hẹp, lưỡi dày, hai mắt xa nhau, chậm phát triển trí tuệ, có thể có các dị tật ở tim, ống tiêu hóa. Hội chứng Patau gồm có các bất thường: đầu nhỏ, nhãn cầu nhỏ hoặc không có nhãn cầu hoặc chỉ có một nhãn cầu, tai thấp, sứt môi, tay 6 ngón, dị dạng tim mạch, tiêu hóa, niệu sinh dục, tập hợp các bất thường này gặp trong tất cả các trường hợp Patau với các nguyên nhân khác nhau gây nên.

2.3. Phân loại theo cơ thể

2.3.1. Dị tật đơn thân: là dạng phổ biến nhất bao gồm các dạng phát triển bất thường của cơ quan trên một cơ thể. Ví dụ: tật bàn chân vẹo, tật vô sọ, tật sứt môi - nứt khẩu cái, thừa ngón, ngắn ngón...

2.3.2. Dị tật đa thân: được thể hiện ra như có sự kết hợp của hai phôi thai, mỗi phôi thai hầu như phát triển đầy đủ nhưng dính nhau ở một phần cơ thể. Có thể gặp các dạng: sinh đôi dính nhau, quái thai hình chữ Y : một thân có hai đầu riêng biệt; quái thai hình chữ A: một đầu có hai thân và bốn chân.

2.4. Phân loại theo tính chất gia đình

2.4.1. Có tính chất gia đình (familial anomaly): tùy theo cơ chế sinh bệnh và quy luật di truyền mà tật biểu hiện nhiều hay ít, liên tục hay không liên tục qua các thế hệ. Với các dị dạng thuộc nhóm này có thể ước tính theo xác suất hay theo kinh nghiệm nguy cơ tái mắc ở thế hệ sau.

2.4.2. Không có tính chất gia đình: một số bất thường xuất hiện có tính chất đơn phát (sporadic), sự xuất hiện bất thường có tính ngẫu nhiên.

2.5. Xếp theo quan điểm sinh bệnh học: dựa trên quan điểm sinh bệnh học các BTBS có thể phân thành các nhóm sau:

2.5.1. Bất thường bấm sinh do các nhân tố di truyền

- Di truyền từ bố mẹ: trong các trường hợp này, nguy cơ truyền bệnh cho con cái khác nhau phụ thuộc vào kiểu gen và kiểu di truyền của gen bệnh ở bố mẹ: di truyền theo kiểu trội hoặc lặn, NST thường hoặc giới tính.

- Do đột biến mới: là sự biến đổi đột nhiên của gen, NST trong quá trình tạo giao tử ở bố mẹ. Các giao tử bất thường này nếu được thụ tinh cũng có thể tạo ra các tật bệnh do đột biến gen.

2.5.2. Bất thường bấm sinh do các sai sót trong quá trình phát triển phôi thai

Trường hợp này các hợp tử được hình thành từ các giao tử bình thường và sai sót xẩy ra trong quá trình phát triển phôi thai. Những bất thường này được chia làm bốn loại tùy thuộc vào nguyên nhân sinh bệnh và hậu quả của dị tật:

2.5.2.1. Dị dạng bam sinh: là những bất thường hình thái của một cơ quan, một phần cơ quan hay một phần cơ thể do sự tác động nội tại của quá trình phát triển (do di truyền, bắt nguồn ngay từ khi thụ thai), ví dụ: tật sứt môi.

2.5.2.2. Sự biến dạng (Deformation): khi một cơ quan, một phần cơ thể ban đầu phát triển bình thường nhưng sau đó bị bất thường về hình thái, kích thước hoặc vị trí do bị tác động của các tác nhân cơ học trong phát triển phôi thai được gọi là sự biến dạng, ví dụ: hiện tượng thiểu ối gây nên tật bàn chân vẹo.

2.5.2.3. Sự phát triển ngắt quãng (Disruptions): khi một cơ quan, một phần cơ thể ban đầu phát triển bình thường nhưng sau đó bị rối loạn phát triển do sự tác động của tác nhân bên ngoài, ví dụ: tật chim cánh cụt ở thai nhi khi người mẹ trong quá trình mang thai dùng Thalidomid, một tác nhân gây quái thai.

2.5.2.4. Sự rối loạn phát triển (Dysplasia) : rối loạn trong quá trình tạo mô dẫn đến rối loạn hình thái của một bộ phận hoặc cơ quan nào đó. Quá trình này có xu hướng tạo ra những mô bất thường, ví dụ: tật tạo xương bất toàn.

2.6. Phân loại theo phân loại bệnh tật quốc tế: (International Classification of Diseases =ICD)

Theo cách phân loại này, các bệnh tật được xếp theo từng hệ cơ quan, bệnh tật di truyền thường xếp sau các bệnh mắc phải (nhiễm trùng, chấn thương...). Trong ICD 10 (1992), các loại dị dạng bẩm sinh, các bệnh di truyền và các bất thường NST được xếp và ký hiệu từ Q 00 - Q 99.

3. NGUYÊN NHÂN PHÁT SINH BẤT THƯỜNG BẨM SINH

3.1. Bất thường bẩm sinh do rối loạn vật chất di truyền

3.1.1. Các bất thường đã có sẵn ở cơ thể bố, mẹ

Bệnh tật di truyền (Genetic diseases) đều bắt nguồn từ những rối loạn của vật chất di truyền. Có thể xếp thành 3 nhóm sau đây:

- Đột biến NST.

- Đột biến đơn gen.

- Rối loạn di truyền đa nhân tố.

Ngoài ba nhóm bệnh tật di truyền nêu trên còn nhóm bệnh do rối loạn di truyền ở tế bào sinh dưỡng (somatic cell genetic disorders), ví dụ sự rối loạn di truyền trong ung thư.Bệnh do đột biến ADN ty thể cũng được đề cập.

3.1.2. Đột biến mới phát sinh trong quá trình tạo giao tử ở bố, mẹ

Đột biến NST: qua quá trình phát sinh giao tử ở cơ thể bố, mẹ có thể xẩy ra các đột biến về số lượng hay cấu trúc NST tạo ra các giao tử bất thường về NST. Ví dụ việc tạo ra giao tử có 2 NST 21 ở cơ thể bố hoặc mẹ sẽ dẫn tới xuất hiện hội chứng Down ở con.

Đột biến gen: quá trình phát sinh giao tử ở cơ thể bố, mẹ cũng có thể xẩy ra các đột biến gen. Rất nhiều trường hợp đột biến gen trội NST thường do đột biến mới chiếm tỷ lệ cao trong số người bệnh ví dụ như hội chứng Apert, hội chứng loạn sản sụn.

3.1.3. Đột biến phát sinh trong quá trình phát triển phôi

Trường hợp này là do đột biến phát sinh trong quá trình phân bào nguyên nhiễm của hợp tử ở giai đoạn phân cắt đầu tiên, hậu quả hình thành cơ thể ở trạng thái khảm. Ví dụ trong quá trình phân cắt của hợp tử, cặp NST 21 không phân ly gây nên hội chứng Down ở trạng thái khảm: 46,XX/47,XX,+21.

3.2. Bất thường bẩm sinh do các tác nhân môi trường tác động trong giai đoạn phát triển phôi thai

Các tác động của các yếu tố độc hại trong quá trình phát triển phôi thai, đặc biệt là những giai đoạn sớm có thể gây nên các BTBS. Người ta chia 3 nhóm tác nhân có thể tác động đến phôi thai gây BTBS.

3.2.1. Do tác nhân vật lý

Liều lượng nào của phóng xạ cũng gây đột biến. Hậu quả của sự cố Chéc-nô-bưn làm tăng gấp 10 lần tần suất BTBS ở nơi chịu ảnh hưởng trực tiếp của ô nhiễm. Các tia rơnghen, tia gamma, tia tử ngoại, nhiệt độ tăng cao cũng có thể gây BTBS.

3.2.2. Do tác nhân hóa học

Hóa chất được coi là tác nhân gây bất thường phôi thai quan trọng nhất. Các hóa chất gây BTBS gồm có các chất độc hóa học chiến tranh, chất diệt cỏ, làm trụi lá và trừ sâu. Các hóa chất này có thể gây các dị tật của hệ thần kinh, dị tật về chi, dị tật ở mắt, mặt và miệng. Ở những vùng bị nhiễm nhiều các hóa chất này, các dị tật kể trên tăng cao. Có tác giả cho rằng các chất độc hóa học còn gây dị tật thai sinh đôi dính nhau. Một số dược phẩm cũng có khả năng gây BTBS như các hormon sinh dục có thể gây ra hội chứng thượng thận sinh dục. Thalidomid gây

thiếu chi toàn bộ hay một phần. Mẹ dùng các thuốc có hại, nghiện rượu, hút thuốc, nghiện ma tuý... cũng là các yếu tố làm tăng tỷ lệ sinh con bị BTBS.

3.2.3. Do tác nhân sinh vật học

Khi có thai mẹ bị nhiễm virus, vi khuẩn, ký sinh trùng đều có thể sinh con BTBS. Trong các virus thì rubella được nhắc tới nhiều. Người mẹ bị mắc rubella trong những tuần đầu của quá trình thai nghén có thể là nguyên nhân sinh ra con có các dị tật ở mắt (mắt nhỏ, đục nhân mắt.), dị tật của tai trong, tật của tim và tật của não. Herpes, megalocytovirus cũng có khả năng gây các dị tật ở hệ thần kinh, mắt, gan, lách.

Mẹ bị nhiễm vi khuẩn như xoắn khuẩn giang mai gây nên nhiều BTBS như khe hở môi có hoặc không kèm theo khe hở vòm miệng, chậm phát triển tâm thần, câm điếc bẩm sinh.

Mẹ bị nhiễm ký sinh trùng: như Toxoplasma gondii có thể sinh những thai mắc tật não nhỏ, viêm võng mạc, viêm màng mạch và những dị tật khác của mắt. 40% mẹ có nhiễm Toxoplasma không điều trị sẽ sinh ra con bị BTBS với các rối loạn ở mắt, điếc và tổn thương não.

3.3. Bất thường bẩm sinh do cả môi trường và di truyền: các BTBS loại này di truyền theo cơ chế di truyền đa nhân tố.

3.4. Bất thường bẩm sinh do bất thường ở cơ thể bố mẹ

3.4.1. Các bất thường của cơ thể mẹ khi mang thai

- Mẹ bị dị dạng tư thế như bàn chân vẹo, loạn sản khớp háng, hẹp khung chậu, tử cung dị dạng, sự đè ép hoặc co thắt tử cung, u tử cung hoặc buồng trứng, sự dính màng ối, sự giảm lượng nước ối có thể sinh con BTBS.

- Mẹ bị các bệnh rối loạn chuyển hóa cũng có thể sinh con BTBS. Mẹ bị đái tháo đường thể phụ thuộc insulin: đường huyết cao là một tác nhân gây quái thai và điều này đã được chứng minh ở thực nghiệm trên chuột.

- Mẹ nghiện rượu, nghiện thuốc lá, dinh dưỡng kém cũng là nguyên nhân dẫn đến thai bất thường như thai nhỏ, tỷ lệ một số tật bệnh của ống thần kinh đặc biệt là tật vô sọ và cột sống chẻ đôi xuất hiện với tỷ lệ cao hơn.

- Sự bất đồng nhóm máu Rh giữa mẹ và con như trong trường hợp mẹ Rh-, con Rh+ sẽ là nguyên nhân gây sẩy thai liên tiếp hay ngắt quãng.

3.4.2. Tuổi của bố mẹ có thể ảnh hưởng đến tần suất sinh con BTBS

- Người ta hay đề cập đến những người phụ nữ đã cao tuổi mới sinh con thì nguy cơ sinh con BTBS cao hơn. Mẹ > 35 tuổi tỷ lệ sinh con Down tăng lên và tuổi mẹ càng cao thì nguy cơ lại tăng thêm nhiều. Tỷ lệ sinh con Down ở mẹ < 20 tuổi là 1/2500, ở mẹ > 45 tuổi thì tỷ lệ này là 1/55. Một số nghiên cứu cho thấy mẹ còn quá trẻ cũng tăng nguy cơ đẻ con bị BTBS.

- Một số nghiên cứu đề cập đến tuổi của cha quá cao cũng là yếu tố làm tăng nguy cơ sinh con BTBS. Việc tăng nguy cơ của đột biến NST khi tuổi của bố cao chưa được đánh giá nhiều, thực tế thấy các tinh trùng đột biến NST tăng ở các trường hợp tuổi bố cao.

Tuy phân ra bốn loại nguyên nhân gây BTBS, song trong thực tế thì việc tìm hiểu nguyên nhân cho nhiều trường hợp BTBS là rất khó, những trường hợp đó được gọi là BTBS chưa rõ nguyên nhân. Các nguyên nhân của BTBS như sau: do đột biến đơn gen 8%, do đột biến NST 10%, do môi trường 7%, do cả môi trường và di truyền 25% (đa nhân tố), chưa rõ nguyên nhân 50%.

4. CƠ CHẾ PHÁT SINH BẤT THƯỜNG BẨM SINH

4.1. Tác động của các tác nhân gây đột biến, gây quái thai và gây ung thư

Nghiên cứu về các tác nhân gây bất thường phôi thai, người ta thường nói tới 3 loại tác nhân:

- Tác nhân gây đột biến (mutagen).

- Tác nhân gây quái thai (teratogen).

- Tác nhân gây ung thư (carcinogen).

Về cơ chế, các chất gây quái thai có thể gây ra các tác động:

- Rối loạn cấu trúc của vật liệu di truyền.

- Rối loạn quá trình phân bào.

- Gây chết tế bào có định hướng (chết một số tế bào nhất định nhạy cảm với tác nhân, không gây chết các loại tế bào khác).

Tác động gây rối loạn vật chất di truyền có thể làm cho sự phát triển của một mô hoặc một số mô, cơ quan phát triển không bình thường dẫn đến kiểu hình quái thai. Nếu một chất gây quái thai nào đó có khả năng gây rối loạn vật chất di truyền thì nó cũng có thể gây đột biến và gây ung thư, cơ chế gây đột biến là do rối loạn vật chất di truyền, một trong những cơ chế gây ung thư cũng là do rối loạn vật chất di truyền.

Tác động gây rối loạn quá trình phân bào có thể làm cho sự phát triển của một mô hoặc một số mô, cơ quan phát triển không bình thường dẫn đến kiểu hình quái thai. Nếu một chất gây quái thai nào đó gây rối loạn quá trình phân bào cũng có khả năng gây ung thư hoặc gây đột biến vì loạn sản là một trong những tính chất của tổ chức ung thư, rối loạn quá trình phân bào cũng có thể gây đột biến.

Tác động gây chết tế bào có định hướng là tác động gây chết chỉ một loại tế bào nào đó làm cho những mô, cơ quan tương ứng không hình thành hoặc hình thành không hoàn chỉnh (do tế bào bị chết gây nên), kết quả cuối cùng là tạo ra quái thai. Nếu một chất nào đó chỉ gây chết tế bào có định hướng thì chỉ có thể gây quái thai chứ không gây đột biến hay gây ung thư được.

Như vậy, 3 loại tác nhân gây BTBS liên quan đến nhau. Có những tác nhân, những chất vừa có khả năng gây quái thai cũng có khả năng gây đột biến và gây ung thư. Tuy nhiên, cũng có những tác nhân chỉ gây đột biến hoặc chỉ gây quái thai hoặc chỉ gây ung thư.

Việc xuất hiện các BTBS còn phụ thuộc vào khả năng tự sửa chữa của các tế bào và cơ thể bị tác động. Ở mức độ phân tử, người ta thấy quá trình nhân đôi ADN có khá nhiều sai sót, trong đó có sai sót do đặt nhầm Nu, tuy nhiên hầu hết (trên 90%) những Nu đặt nhầm này được enzym cắt đi và thay vào đó Nu đúng. Ở mức độ tế bào, những đứt gẫy NST phần lớn tự hàn gắn lại, những tế bào có đột biến thường khả năng sống kém sẽ dễ bị chết, các tế bào bình thường sẽ phát triển thay thế các tế bào đột biến. Ở mức độ cơ thể, từ khi hợp tử hình thành cho tới khi một trẻ ra đời qua nhiều giai đoạn, ở mỗi thời điểm, mỗi giai đoạn, những hợp tử, phôi, thai bất thường nhiều sẽ bị chết. Cho tới khi hình thành một cá thể, các bất thường đã được loại bỏ và tỷ lệ bất thường ngày càng ít đi.

Tác động của các tác nhân gây bất thường phôi thai còn phụ thuộc vào mô bị tác động, phụ thuộc quần thể bị tác động. Có các tác nhân tác động mạnh vào mô, cơ quan này mà không gây ảnh hưởng tới cơ quan khác. Nhiều nghiên cứu cho thấy, với cùng một tác động bất lợi, ở chủng tộc người này xuất hiện đột biến với tần số cao nhưng chủng tộc người khác thì lại ít bị ảnh hưởng. Một tác nhân gây quái thai có thể chỉ gây xuất hiện BTBS ở một quần thể nhất định tùy theo cấu trúc di truyền của quần thể đó. Các yếu tố gây đột biến tác động vào các mô, tế bào hay cơ thể ở từng giai đoạn khác nhau cũng khác nhau. Thời kỳ các cơ quan dễ bị tổn thương vào lúc bắt đầu xẩy ra sự biệt hóa của mô hay của cơ quan đó. Như vậy, mỗi mô hay cơ quan đều có một giai đoạn dễ bị tổn thương nhất định.

4.2. Tác động trong quá trình cảm ứng phôi

Không có một loại tổ chức tố nào đó hoặc phần nhận cảm không đáp ứng tác động của tổ chức tố: thường dẫn tới các dị tật khuyết thiếu ở cơ quan tương ứng. Ví dụ tật thiếu ngón, tật một mắt...

Nơi nhận tổ chức tố bị phân chia: cùng một mô nhưng lại có những phần nhận cảm với tổ chức tố riêng và phát triển tách biệt sẽ tạo tật thừa ở một cơ quan nào đó. Ví dụ tật thừa ngón tay, ngón chân...

Tổ chức tố tác động vào nơi khác: thường dẫn tới tạng lạc chỗ. Ví dụ tinh hoàn lạc chỗ, đảo phụ tạng...

Nhiều tổ chức tố tác động sát nhập nhau, tạo các tật như dính ngón.

Tác động hỗn loạn của tổ chức tố: thường tạo ra các cơ quan có cấu tạo không hoàn chỉnh, các cơ quan khác nhau lẫn lộn vào nhau, kết quả thường không tạo được một cơ thể hoàn chỉnh. Ví dụ u quái: đây là một loại u lành tính, phát sinh do sự tác động hỗn loạn của các tổ chức tố, kết quả tạo ra một cơ thể không hoàn chỉnh. Cấu tạo của u quái có thể là một đám tóc lẫn với da và xương, có khi là một chân không hoàn chỉnh nối với một túi da và tóc...

Tóm lại, với sự tác động bất thường của tổ chức tố có thể dẫn đến sự biệt hóa bất thường. Có hai nhóm cơ chế dẫn đến dị dạng bẩm sinh trong quá trình biệt hoá:

- Biệt hóa không hoàn toàn: sự biệt hóa bất thường này dẫn đến sự tạo mô bị khiếm khuyết, ví dụ: tật của ống thần kinh, tật sứt môi, một số tật của tim.

- Biệt hóa bất thường: dẫn đến dị dạng cơ quan được tạo thành, ví dụ: tật thừa ngón.

5. CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT SINH BẤT THƯỜNG BẨM SINH

5.1. Giai đoạn tạo giao tử

Giai đoạn tạo giao tử là một giai đoạn ngắn trong quá trình phát triển cá thể, tuy nhiên, người ta thấy tỷ lệ các giao tử bất thường lại khá cao. Tinh trùng người bình thường có tỷ lệ hình thái bình thường là > 30%, như vậy là người bình thường, tần số tinh trùng có hình thái bất thường có thể lên tới 70%. Tuy nhiên, với các giao tử bị bất thường thì thường không có khả năng thụ tinh hoặc ít có khả năng thụ tinh tạo hợp tử, vì vậy tỷ lệ BTBS cũng không cao.

5.2. Giai đoạn tiền phôi

Gồm có giai đoạn tạo hợp tử và giai đoạn phân cắt.

5.2.1. Giai đoạn hợp tử

Hợp tử hình thành và tồn tại trong một giai đoạn rất ngắn, vì vậy các bất thường xuất hiện trong giai đoạn hợp tử rất ít. Người ta coi việc đánh giá hợp tử là đánh giá gián tiếp bất thường giao tử. Hiện tượng hợp tử chết sớm thường là do trứng hoặc tinh trùng bất thường gây nên. Ở người, hợp tử chết trong tuần đầu tiên được coi là hợp tử chết sớm, thường người phụ nữ chỉ thấy chậm kinh vài ngày, đôi khi không để ý.

5.2.2. Giai đoạn phân cắt

Ở giai đoạn này, tế bào phôi còn chưa hoặc ít biệt hóa, tác động của các tác nhân độc hại có thường dẫn tới 3 khả năng:

- Gây tổn thương toàn bộ hay một số lớn các phôi bào qua đó gây chết phôi hay sẩy thai.

- Một số ít hay nhiều phôi bào bị tổn thương và chết, số còn lại do có tính đa tiềm năng nên có khả năng phát triển thay thế, kết quả phôi phát triển bình thường tới mức phôi phát triển hoàn toàn bình thường, không có một dấu hiệu bất thường nào về hình thái cũng như chức năng.

- Một số phôi bào bị tác động nhẹ vẫn tồn tại bên cạnh những phôi bào bình thường khác tạo ra một cơ thể khảm, hoặc toàn bộ các phôi bào cùng bị đột biến nhưng chưa tới mức gây chết phôi, kết quả tạo ra một cơ thể bất thường. Khả năng thứ 3 này rất ít xẩy ra vì giai đoạn này các mô chưa có sự biệt hóa.

5.3. Giai đoạn phôi

Bắt đầu từ tuần thứ 2 đến cuối tuần thứ 8 hoặc đầu tuần thứ 9. Đây là giai đoạn tạo mầm cơ quan, những tác nhân bất lợi tác động vào giai đoạn này sẽ tạo ra các bất thường về hình thái. Tùy tác nhân gây hại và tùy thời điểm mà có sự xuất hiện bất thường ở các mô, cơ quan khác nhau, vì các mô, cơ quan khác nhau có thời điểm biệt hóa khác nhau mà thời điểm biệt hóa là thời điểm mô, cơ quan dễ bị tác động bởi các tác nhân độc hại.

5.4. Giai đoạn thai

Bắt đầu từ tuần thứ 9 đến cuối tuần thứ 40. Đây là giai đoạn các cơ quan hoàn thiện các chức năng, những tác nhân bất lợi tác động vào giai đoạn này sẽ tạo ra các bất thường về chức năng, nếu bị các tác động quá mạnh thường dẫn đến thai chết lưu. Tuy nhiên, vào giai đoạn này một số cơ quan như tiểu não, vỏ não, hệ sinh dục vẫn còn đang biệt hóa, vì vậy những tác nhân bất lợi tác động vào giai đoạn này vẫn có thể gây bất thường về mặt hình thái của các cơ quan đó.

TỰ LƯỢNG GIÁ

1. Nêu khái niệm bất thường bẩm sinh và các cách phân loại bất thường bẩm sinh.

2. Trình bày các nguyên nhân gây bất thường bẩm sinh.

3. Trình bày cơ chế gây bất thường bẩm sinh.

4. Trình bày các giai đoạn phát sinh bất thường bẩm sinh.


Page 3

Trong điều kiện bình thường, sự phân chia, sinh trưởng và biệt hóa của mọi tế bào trong cơ thể đều được thực hiện theo các chương trình di truyền một cách chính xác dưới sự kiểm soát, điều chỉnh của một hệ thống phức tạp của những sản phẩm do bộ gen chi phối. Qua phân bào các cơ quan, các bộ phận của cơ thể lớn đến một kích thước nhất định rồi dừng lại, duy trì cấu trúc ổn định của cơ thể.

1.1. Kiểm soát sự phân chia, sinh trưởng của tế bào

Sự phân chia, sinh trưởng của tế bào được kiểm soát bởi nhiều gen thông qua các sản phẩm protein của chúng. Thành phần đầu tiên tham gia kiểm soát là yếu tố sinh trưởng (GF: growth factor). Yếu tố này kết hợp với receptor của nó có trên bề mặt tế bào. Phức hợp receptor- yếu tố sinh trưởng vào trong tế bào, gửi những thông tin tới nhân tế bào bằng quá trình chuyển nạp tín hiệu với những protein kinase đặc hiệu. Ở trong nhân, chúng tương tác với các yếu tố phiên mã để điều kiển sự hoạt động của các gen đặc hiệu chi phối sự phân chia và sinh trưởng của tế bào. Sơ đồ sau đây minh họa sự kiểm soát phân chia và sinh trưởng của tế bào.

Chu kỳ tế bào thực hiện qua các pha khác nhau được chi phối bởi các protein, đó là các cyclin, các loại kinase phụ thuộc cyclin (CDK: cyclin dependent kinase) và các yếu tố ức chế của chúng.

Các CDK có mặt liên tục trong mọi pha của chu kỳ tế bào, nhưng ở dạng không hoạt động. Chúng chỉ hoạt động khi được gắn vào một cyclin tương ứng. Các cyclin chỉ được tổng hợp trong các pha đặc hiệu của chu kỳ tế bào, cyclin có chức năng hoạt hóa CDK tương ứng. Các chất ức chế của chúng làm cho CDK không hoạt động. Các cyclin điều khiển chu kỳ tế bào bằng sự phosphoryl hóa protein đích. Do sự hoạt động của các yếu tố trên nên tế bào dừng lại hoặc chuyển từ giai đoạn này sang giai đoạn khác của chu kỳ tế bào.

Phức hợp Cyclin D-CDK4 làm tế bào chuyển từ G1 sang pha S.

Phức hợp Cyclin A- CDK2 làm tế bào chuyển từ pha S sang G2.

Phức hợp Cyclin B - CDK1 làm tế bào chuyển từ G2 sang M. (bao gồm các kỳ phân chia chu kỳ tế bào).

1.2. Ung thư phát sinh

Trong một số trường hợp, do tác động của một số tác nhân khác nhau, thuộc nội môi hoặc thuộc môi trường ngoài gây đột biến ADN, đột biến NST làm cho tế bào mất khả năng kiềm soát chu kỳ tế bào dẫn đến rối loạn tăng sinh, rối loạn biệt hóa, hoặc rối loạn chết theo chương trình, dẫn đến hình thành tế bào bị đột biến, từ đó tạo nên khối u.

Như vậy, nguồn gốc cho mọi khối u đều bắt nguồn từ rối loạn vật chất di truyền trong tế bào. Các tế bào khối u đều xuất phát từ một tế bào khởi nguồn, tạo nên tính chất đơn dòng (mono clonal) của khối u.

Các đột biến gây u có thể xảy ra ở tế bào sinh dưỡng (soma) hoặc ở các tế bào tạo giao tử (germline cell).

Khối u có thể lành tính hoặc ác tính. Khối u có thể biểu hiện ở các cơ quan, các bộ phận khác nhau của cơ

thể.

Như vậy, ung thư là một nhóm bệnh có đặc điểm chung là mất khả năng kiểm soát chu kỳ tế bào.

1.3. Đặc điểm của tế bào ung thư

Đặc điểm chung nhất của tế bào ung thư là mất khả năng kiểm soát chu kỳ tế bào do vậy phân chia một cách hỗn loạn, phân chia không ngừng.

Tính chất di truyền: từ một tế bào ung thư khởi nguồn, được hình thành sau một quá trình chọn lọc, các tế bào con sinh ra từ tế bào ấy đều mang bộ gen đột biến. Kết quả là một dòng tế bào có kiểu gen đột biến được hình thành, tạo nên khối u.

Tính có thể chuyển ghép: tế bào ung thư khi được chuyển ghép vào động vật thí nghiệm thích hợp có thể tạo nên khối u ở động vật đó.

Tính ít biệt hóa hoặc không biệt hoá: tế bào ung thư thường không thể hiện những nét đặc trưng của tế bào bình thường bao quanh khối u, ví dụ tế bào da ung thư không dẹt như tế bào da bình thường.

Mất tính ức chế tiếp xúc: tế bào ung thư không phát triển thành từng lớp mà tế bào có thể phát triển chồng lên nhau tạo thành dạng khối.

Tính xâm lấn: tế bào ung thư có khả năng xâm lấn đến mô bên cạnh. Tế bào u lành tính không có đặc điểm này.

Tính di căn: từ một mô này, bộ phận này của cơ thể, tế bào ung thư có thể di chuyển đến mô khác, đến cơ quan khác của cơ thể theo đường máu hoặc đường bạch huyết và tạo khối u ở đó. Tế bào u lành tính không có đặc điểm này.

1.4. Khả năng di truyền của các loại khối u

Mỗi loại ung thư là bệnh do rối loạn vật chất di truyền gây ra. Các đột biến gây ung thư có thể xảy ra ở tế bào sinh dưỡng hoặc tế bào tạo giao tử.

Nếu đột biến xảy ra ở tế bào sinh dưỡng từ đó phát sinh khối u thì loại đột biến này không di truyền cho thế hệ sau, bệnh chỉ biểu hiện ở cá thể mang tế bào đột biến.

Nếu đột biến xảy ra ở tế bào tạo giao tử, loại đột biến này di truyền cho thế hệ sau.

Đại đa số các ung thư là không di truyền cho thế hệ sau, tức là không có tính chất gia đình, phát sinh do các đột biến soma xảy ra trong quá trình phát triển cá thể. Tuy nhiên, trên thực tế có nhiều thành viên của cùng một gia đình đều cùng bị một bệnh ung thư. Hiện tượng này được giải thích như thế nào?

Người ta thấy rằng, đa số bệnh ung thư không thể giải thích bằng đột biến đơn gen, theo quy luật di truyền của Mendel. Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng: sự biểu lộ bệnh ung thư thường do các đột biến kế tiếp nhau, số lượng đột biến xảy ra tùy thuộc vào loại ung thư. Sự phát sinh ung thư võng mạc cần hai đột biến, còn sự phát sinh ung thư trực do đột biến của các gen APC (trên NST số 5), gen k-ras (trên NST số 12), gen DCC (trên NST số 18) và gen p53 (trên NST số 17) đã chuyển tế bào biểu mô đại tràng từ tế bào bình thường qua các bước để hình thành ung thư.

Nếu đột biến xảy ra ở tế bào tạo giao tử thì mọi tế bào của cơ thể được tạo nên đều mang đột biến đó. Đó là đột biến tiên đề. Chỉ riêng đột biến này chưa đủ điều kiện để ung thư xuất hiện mà cần có những đột biến tiếp theo. Ví dụ bệnh ung thư võng mạc: ung thư biểu lộ ở nơi đột biến thứ hai xảy ra, ở tế bào sinh dưỡng do chưa có đột biến tiên đề, nên cần hai đột biến kế tiếp nhau xảy ra trên cùng một tế bào, để ung thư xuất hiện.

2. NGUYÊN NHÂN PHÁT SINH UNG THƯ

2.1. Vai trò của các yếu tố di truyền

Các yếu tố di truyền là nguyên nhân cơ bản gây ung thư. Những đột biến ở những hệ thống gen chứa thông tin di truyền, điều khiển và điều chỉnh của tế bào là cơ sở để phát sinh ung thư. Người ta đã có thể gây ung thư ở động vật thực nghiệm bằng cách gây đột biến ở những gen đặc hiệu. Các biến đổi thông tin di truyền dẫn tới biến đổi protein. Sự tiếp xúc với các tác nhân gây đột biến (mutagens) dẫn đến các dạng đột biến gen, hoặc đột biến NST. Một số tác nhân gây đột biến đồng thời là tác nhân gây ung thư (carcinogens). Các tác nhân này có thể là các tác nhân vật lý, các tác nhân hóa học, các tác nhân sinh vật học hoặc các tác nhân bên trong cơ thể. Các tác nhân này có thể tác động đến nhiễm sắc thể hoặc tác động đến gen hoặc tác động đồng thời lên cả hai.

Như vậy nguyên nhân cơ bản của mỗi loại ung thư là sự tổn thương của những gen chứa các thông tin di truyền đặc hiệu. Thường những đột biến trong những gen này được tích luỹ ở trong tế bào sinh dưỡng qua nhiều năm chọn lọc, phân hóa các loại tế bào, cho đến tận khi tạo một tế bào chứa đủ đột biến để có đủ những tính chất của một tế bào ung thư khởi nguồn, mất những hệ thống điều khiển phát triển và bắt đầu loạn sinh tạo clôn dẫn đến hình thành khối u.

2.2. Vai trò của môi trường trong phát sinh ung thư

Môi trường cũng có vai trò quan trọng trong phát sinh ung thư. Tần số và sự tham gia của các gen đột biến còn chịu ảnh hưởng bởi sự tác động của nhiều tác nhân trong môi trường. Ngoài các tác nhân môi trường gây đột biến còn có các tác nhân không trực tiếp gây đột biến nhưng tăng cường sự tăng sinh của các tế bào đã bị đột biến.

Nguy cơ của mỗi cá thể sẽ bị ung thư là sự kết hợp của nhân tố di truyền và sự tác động của môi trường. Như vậy các nhân tố vô sinh hoặc hữu sinh của môi trường đã đóng vai trò quan trọng đối với ung thư.

Sự tiếp xúc với các tác nhân môi trường có thể thay đổi một cách đáng kể đối với từng cá thể khác nhau có nguy cơ bị ung thư. Hàng loạt nhân tố môi trường làm phát sinh ung thư đã và đang được khẳng định. Ví dụ hút thuốc lá nhiều dẫn tới ung thư phổi và những dạng ung thư khác, được nghiên cứu cả ở trong phòng thí nghiệm cũng như điều tra dịch tễ học. Vai trò của các tác nhân môi trường khác trong một số ung thư đặc trưng đã được biết rõ, ví dụ bụi uranium trong ung thư phổi của các công nhân hầm mỏ. Mặt khác các nghiên cứu so sánh dịch tễ học của ung thư giữa các quần thể có các điều kiện sống khác nhau cũng nói lên vai trò của môi trường với ung thư. Ví dụ ung thư vú hay gặp ở Bắc Âu và ở Mỹ nhưng có tần số thấp hơn nhiều ở khu vực khác (như châu Á). Khi xem xét ở những cộng đồng tương tự về vốn gen di truyền nhưng có khác nhau về điều kiện môi trường sống thì khả năng xuất hiện ung thư cũng khác nhau, ví dụ ở Hoa kỳ nguy cơ ung thư đại tràng là 5%, ở Nhật Bản nguy cơ đó thấp hơn chỉ là 0,5%. Ở thế hệ thứ nhất của những người Nhật di cư sang Hawaii, tỷ lệ ung thư tăng lên vài lần, cao hơn ở Nhật nhưng vẫn thấp hơn ở Mỹ. Đến thế hệ thứ hai, tỷ lệ ung thư đại tràng của người Nhật sống ở Mỹ đã là 5% ngang như người Mỹ bản xứ.

Như vậy trong mối tương quan giữa các yếu tố di truyền và môi trường thì các yếu tố di truyền là nguyên nhân cơ bản phát sinh ung thư.

Mặc dù vậy, nguy cơ ung thư của mỗi cá thể còn phụ thuộc vào sự kết hợp của yếu tố di truyền và môi trường.

3. CÁC CƠ CHẾ PHÁT SINH UNG THƯ

3.1. Mô hình chung của phát sinh ung thư

Về chi tiết có nhiều cơ chế di truyền phân tử và di truyền tế bào gây phát sinh ung thư. Về nguyên tắc sự phát sinh ung thư trải qua một quá trình nhiều bước đột biến, chọn lọc, tích luỹ đột biến và phân hóa các dòng tế bào cho tới khi tạo tế bào ung thư khởi nguồn để tăng tiến sinh trưởng tạo dòng tế bào ung thư (xem hình 10.2)


Theo sơ đồ trên thì bước đầu tiên là các tổn thương ở ADN do các yếu tố bên trong (các khiếm khuyết trong tự nhân đôi ADN hoặc trong sửa chữa ADN) hoặc do các tác nhân bên ngoài tác động (như các tia phóng xạ ion hóa, các tác nhân hóa học gây đột biến, một số loại virus...). Tổn thương ADN có thể gây chết tế bào hoặc được sửa chữa lại như bình thường, hoặc tạo thành đột biến (NST hoặc gen). Đột biến này có thể gây chết dòng dõi tế bào này trong chọn lọc (vì kém ưu thế trong cạnh tranh sinh trưởng so với các tế bào bình thường), hoặc tạo dòng tế bào mới có sức sinh trưởng như tế bào bình thường, tồn tại mang một gen hoặc NST “đánh dấu” do kết quả của đột biến. Khả năng thứ ba là tạo ra một tế bào mới với đặc điểm giảm ức chế tiếp xúc, có tính ưu việt chọn lọc, sinh trưởng ưu thế, tăng sinh nhanh hơn các tế bào bình thường. Các tế bào này tiếp tục tích luỹ các biến đổi ở ADN, NST gây biến đổi mạnh hình thái và chức năng tế bào, thoát khỏi các tác động bình thường về điều chỉnh kiểm soát tăng sinh. Một số tế bào qua chọn lọc bị đào thải (chết) hoặc ngẫu nhiên dẫn tới dòng tế bào có ưu thế chọn lọc cao hơn nữa, sinh trưởng tăng tiến tạo khối u và phát triển độc lập, không bị kiềm chế, chèn ép, xâm lấn các mô lân cận hoặc di căn.

3.2. Một số cơ chế đột biến vật chất di truyền gây ung thư

3.2.1. Đột biến gen gây ung thư phát sinh

Từ đầu thế kỷ XX, Boveri đã cho rằng trong tế bào có hai hệ thống gen hoạt động bình thường, đó là hệ thống gen kích thích phân chia tế bào và hệ thống gen ức chế phân chia tế bào, chúng hoạt động phối hợp hài hòa với nhau để kiểm soát, điều chỉnh phân bào để duy trì sự sinh trưởng bình thường của tế bào trong cơ thể. Khi một trong hai hệ thống này bị bất thường hoạt hóa quá mức (gen kích thích phân bào) hoặc mất chức năng (gen ức chế phân bào) đều có thể dẫn đến tăng sinh tế bào hỗn loạn, nhanh và mạnh, dẫn tới sinh u. Sau này nhiều bằng chứng đã chứng minh những ý niệm của Boveri là rất chính xác. Đến nay đã xác định được khoảng 100 gen thuộc 3 nhóm gen gây phát sinh khối u là nhóm gen sinh ung thư, nhóm gen ức chế khối u và nhóm gen sửa chữa ADN.

Người ta gọi chung các gen thuộc hệ thống gen kích thích phân bào có thể gây ung thư là gen sinh ung thư (oncogene) và các gen thuộc hệ thống gen ức chế phân bào là gen ức chế khối u. Bên cạnh đó còn có hệ thống các gen sửa chữa ADN mà các sai sót của các hệ thống gen này cũng gây ung thư.

3.2.1.1. Oncogen (gen sinh ung thư hay gen ung thư)

Đa số oncogen bắt nguồn từ proto- oncogen. Các proto- oncogen là những gen bình thường có mặt trong tế bào mã hóa cho các protein điều chỉnh thuộc hệ thống kích thích sinh trưởng, phân chia và biệt hóa của tế bào.

Các protein này có thể là các yếu tố sinh trưởng (growth factor), các receptor của các yếu tố sinh trưởng, các protein chuyển nạp thông tin từ màng vào nhân hoặc các yếu tố sao mã. Khi đột biến xảy ra ở proto- oncogen nó có thể trở thành oncogen. Tác động chung của các oncogen là tạo protein bất thường tác động vào các khâu của quá trình điều chỉnh, để kích thích tăng sinh tế bào mạnh mẽ. Các oncogen là trội ở mức tế bào, chỉ một bản copy của một oncogen đột biến góp phần vào dây chuyền gồm nhiều bước để hình thành khối u. Trái ngược với các gen ức chế khối u, phát sinh ung thư bằng những đột biến mất chức năng, còn oncogen phát sinh ung thư bằng những đột biến làm thêm chức năng. Hầu hết oncogen tìm thấy ở các khối u không di truyền, nhưng cũng có những đột biến oncogen của tế bào tạo giao tử có di truyền, nhưng không phổ biến.

Xét về nguồn gốc có thể phân biệt hai nhóm oncogen:

- Oncogen- virus (v- oncogen): có trong virus mà chủ yếu là virus ARN. Do có enzym phiên mã ngược nên khi xâm nhập vào tế bào virus tạo ra phân tử lai ADN- ARN từ đó hình thành ADN bổ sung (c ADN) và do vậy protein được tổng hợp theo mã của virus kích thích phân bào mạnh mẽ, có thể dẫn đến ung thư.

- Oncogen tế bào (c- oncogen = cell - oncogen)

Do các proto-oncogen bình thường vốn có sẵn trong tế bào bị đột biến tạo thành c-oncogen. c- oncogen hoạt động gây ung thư có thể do những đột biến điểm ở những nucleotid nào đó, hoặc do sự sắp xếp lại của NST tạo “gen lai” hoặc bằng sự khuếch đại của gen. Chuỗi ADN của c-oncogen có trình tự tương tự như oncogen virus tuy nhiên oncogen virus chỉ có exon còn proto- oncogen chứa cả exon và intron. C- oncogen gây tăng sinh tế bào mạnh mẽ bất thường dẫn đến ung thư.

- Oncogen thường gặp trong các thể ung thư không di truyền.

3.2.1.2. Nhóm các gen ức chế khối u (Tumor suppressor genes)

Người ta đã chứng minh là trong tế bào bình thường có những gen kiểm soát, kiềm chế hiện tượng tăng sinh u để duy trì đúng mức tốc độ phân bào đó là gen ức chế khối u. Sự kiềm chế này được thực hiện theo con đường điều khiển chu kỳ tế bào. Những gen này khi bị đột biến làm mất hay bị bất hoạt dẫn tới không kiềm chế được sự phân chia tế bào, gây tăng sinh tế bào một cách tự do gây ra u.

Chỉ cần có một tế bào u trong quần thể hàng triệu tế bào bình thường đã có thể hình thành nên u trong một cá thể. Ở người đã được di truyền đột biến thứ nhất từ bố hoặc mẹ, còn đột biến thứ hai có thể xảy ra ở bất cứ tế bào nào và sẽ là nguyên nhân hình thành u. Vì vậy ảnh hưởng mạnh để hình thành u là đột biến thứ nhất mà được di truyền như di truyền trội trên NST thường, đây là kiểu di truyền bẩm tố tiền định mắc ung thư. Như vậy đặc điểm của gen ức chế khối u khi bị đột biến là di truyền trội ở mức độ cá thể (người dị hợp cũng biểu hiện bệnh) nhưng là di truyền alen lặn ở mức độ tế bào (tế bào dị hợp không hình thành u).

Đến nay người ta đã biết nhiều gen ức chế khối u.

- Gen Rb-1

Một bệnh ung thư điển hình của loại này là u nguyên bào võng mạc. Theo Naeim thì gen ức chế khối u hoạt động theo cơ chế điều khiển ngược, gen muốn hoạt động phải có yếu tố phiên mã, yếu tố phiên mã của gen chỉ đạo phân chia tế bào võng mạc là E2F. Gen ức chế khối u Rb-1 (retinoblastoma gene) khu trú ở 13q14 và mã hóa protein pRb có chức năng chuyển E2F từ trạng thái hoạt động sang trạng thái bị ức chế. Gen này có vai trò trong việc kiểm soát chu kỳ tế bào trong giai đoạn G1 ^ S. Sự điều khiển chu kỳ tế bào này được hoàn thành do hoạt động tương tác giữa các yếu tố hoạt hóa và các yếu tố kìm hãm. Gen ức chế Rb-1 sản xuất ra protein pRb. Gen này hoạt động khi nó không được phosphoryl hóa nhưng thành bất hoạt khi nó được phosphoryl hóa bởi CDK trước giai đoạn S của chu kỳ tế bào. Trong tình trạng không được phosphoryl hóa, pRb liên kết với với phức hợp sao mã E2F, bất hoạt E2F làm tế bào dừng lại không bước vào pha S. Khi E2F hoạt động thì làm chu kỳ tế bào bước vào pha S. Như vậy hoạt động của protein này có vai trò như cái phanh của chu kỳ tế bào khi pRb gắn vào phức hợp E2F làm tế bào dừng lại trước khi pha S bắt đầu. Phức hợp Cyclin D - CDK4 làm pRb bất hoạt do đó giải phóng phức hợp E2F làm chu kỳ tế bào bước vào pha S.

Các protein ức chế CDK như p16 và p21 làm CDK bất hoạt, do vậy cũng kìm hãm chu kỳ tế bào. Gen p53 sản xuất ra protein p53 tác động qua p21 cũng làm ngừng chu kỳ tế bào, hoặc gây hiện tượng tế bào chết theo chương trình (apoptosis) khi ADN bị tổn thương.

- Gen p53

Gen này nằm trên nhánh ngắn của NST số 17 (17p13) có vai trò kiểm soát chu kỳ tế bào ở giai đoạn G1. Sản phẩm của gen p53 là protein p53. Trong cơ thể p53 có nhiều chức năng quan trọng: điều chỉnh và kiểm tra sự phân chia của tế bào, giữ gìn sự toàn vẹn của bộ gen tế bào, thể hiện ở hai tác động chính sau đây:

- Làm dừng chu kỳ tế bào ở pha G1: p53 kích thích hoạt tính của các gen ức chế khối u khác được coi là gen đích của p53 như p21 mà protein của p21 ức chế CDK làm CDK 4 không hoạt động, dẫn tới pRb không bị bất hoạt bởi CDK4 làm tế bào dừng lại ở pha G1. Do tế bào dừng ở trước pha S nên tế bào có thời gian sửa chữa những sai sót của ADN trước khi ADN được nhân lên.

- Chết tế bào theo chương trình (apoptosis): khi tế bào có ADN bị tổn thương không được sửa chữa sẽ được p53 điều khiển đi đến chết tế bào theo chương trình.

Do vậy khi p53 bị đột biến, những tế bào với những tổn thương ADN có thể vừa không được sửa chữa, vừa không chết và tiếp tục nhân lên với những ADN tổn thương có thể dẫn tới hình thành khối u.

Có khoảng 50% số ung thư của người liên quan đến thiếu p53 hoặc p53 bị biến đổi. Đột biến gen p53 thấy ở 70% những trường hợp ung thư trực tràng, 40% trong ung thư vú, 60% ung thư phổi.

Khoảng 80-90% đột biến p53 là dạng đột biến sai nghĩa (missenses). Đột biến p53 có thể là những đột biến mất đoạn hoặc đột biến điểm. Tùy theo từng loại ung thư mà có những mất đoạn hoặc đột biến điểm khác nhau. Chẳng hạn trong ung thư trực tràng có sự thay thế C thành T ở CpG (đặc biệt ở các vị trí 175, 248, 273 và 282), trong ung thư gan GpC thay bằng TpC ở vị trí 249.

Đột biến p53- nguyên nhân gây u đã được phát hiện nhiều ở tế bào soma. Những đột biến tiền đề của tế bào mầm của p53 có thể di truyền được, như trong hội chứng Li- Fraumeni. Hội chứng này di truyền trội trên NST thường như ung thư vú, ung thư đại tràng, ung thư mô liên kết, ung thư xương, u não, leukemia phát triển ở lứa tuổi trẻ.

Người ta thấy rằng: nguy cơ phát sinh u ác tính ở các gia đình mắc hội chứng Li- Fraumeni lớn gấp 25 lần so với quần thể dân cư nói chung.

p53 trong điều trị ung thư: trong điều trị người ta nhận thấy các u mang p53 bình thường đáp ứng với xạ trị liệu hoặc hóa trị liệu tốt hơn các u mang p53 đột biến.

Người ta cũng có thể điều trị bằng cách gắn những gen p53 bình thường vào những tế bào u, kết quả giảm một cách đáng kể khối u.

3.2.1.3. Gen sửa chữa ADN

Đa số tế bào phân chia liên tục trong suốt quá trình sống. Sự tái bản ADN một cách chính xác là cần thiết để di truyền bộ gen giống hệt nhau cho mọi thế hệ tế bào trong cơ thể. Mỗi lần phân chia tế bào có khoảng 6 tỷ cặp bazơ nitơ được tổng hợp, kết nối trong một khoảng thời gian rất ngắn, nên khả năng xẩy ra sai sót là rất lớn.

Trong quá trình tái bản ADN, nếu có sai sót, thì các sai sót này thường được sửa chữa nhờ hoạt động bình thường của hệ thống gen sửa chữa ADN.

Hoạt động sửa chữa ADN này bị giảm hoặc mất do di truyền hay do đột biến mắc phải của hệ thống gen sửa chữa ADN sẽ làm các sai sót trên ADN không được sửa chữa gây đột biến ở nhiều gen khác nhau, trong đó có các sai sót làm proto-oncogen thành oncogen hay làm gen ức chế khối u bị bất hoạt dẫn tới phát sinh ung thư.

Một số ung thư có tính chất gia đình như ung thư vú, da khô nhiễm sắc tố (Xero derma pigmentosis) liên quan với bất thường gen sửa chữa ADN. Trong một số ung thư khác, bất thường sửa chữa ADN biểu hiện ở dạng rối loạn NST (NST bị đứt gẫy, lệch bội...), ví dụ trong hội chứng Bloom, thiếu máu Fanconi, Ataxia- telangiectasia, leukemia, nhiều NST bị đứt gẫy.

3.2.2. Telomerase

Đầu mút của NST (telomere) đảm bảo cho sự toàn vẹn của bộ NST người. Sau mỗi lần tế bào phân chia, phần đầu mút ngắn dần, khi đầu mút ngắn đến giới hạn thì tế bào hết khả năng phân chia.

Phần đầu mút NST người có trình tự của ADN là TTAGGG được nhắc lại hàng ngàn lần.

Enzym telomerase cần thiết cho sự duy trì chiều dài của phần đầu mút NST. Telomerase là một phức hợp bao gồm protein và ARN có trình tự là AAUCCC, trình tự này làm khuôn cho ADN của phần đầu mút.

Ở tế bào bình thường, telomerase thường không xuất hiện do vậy sau mỗi lần phân bào, phần đầu mút lại ngắn đi. Ở tế bào ung thư, telomerase có mặt. Do sự có mặt của nó nên chiều dài đầu mút của NST được duy trì, dẫn đến sự phân chia không ngừng của tế bào.

3.2.3. Ung thư và một số dạng đột biến đơn gen

Có một số ung thư phát sinh có sự kết hợp với đột biến của một gen nào đó và có thể xếp vào dạng di truyền Mendel. Sau đây là một số ví dụ:

+ Polyp gia đình.

Khi mới sinh đại tràng bình thường, nhưng trong vòng 20 năm đầu của cuộc sống, nhiều múi thịt dạng polyp xuất hiện ở đại tràng và có thể ở nơi khác trong ống tiêu hóa, ở giai đoạn này thường không có triệu chứng. Một số polyp có nguy cơ chuyển thành ung thư đại tràng ở độ tuổi 50.

Polyp gia đình di truyền trội nhiễm sắc thể thường, gen đột biến nằm trên nhánh dài của nhiễm sắc thể số 5. Ở một số gia đình, polyp có sự kết hợp với ung thư tủy và ung thư tổ chức liên kết.

+ Thiếu máu Fanconi.

Di truyền lặn nhiễm sắc thể thường.

Biểu hiện: thấp, ngón tay cái ngắn hoặc không có, thường chậm phát triển trí tuệ, da chuyển màu đen. Những trẻ này thường biểu hiện thiếu máu (giảm cả hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu). Một đặc trưng của thiếu máu Fanconi là NST máu ngoại vi nuôi cấy dễ bị đứt gãy.

+ Ung thư võng mạc

Năm 1971 A.G Knudson’s khi phân tích bệnh sinh của ung thư võng mạc đã nhận thấy có hai thể: một thể di truyền và một thể không di truyền. Thể không di truyền thường chỉ bị ở một bên mắt, còn thể di truyền thường xảy ra ở cả hai bên mắt. Ung thư võng mạc là một bệnh hay gặp ở trẻ nhỏ. Có khoảng 20-30% ung thư võng mạc xảy ra ở cả hai bên thì tất cả đều là dạng ung thư võng mạc thể di truyền. Số còn lại là ung thư võng mạc một bên, chỉ có 15% ở loại ung thư này mang tính chất di truyền. Bệnh di truyền ở mức độ cá thể như kiểu di truyền trội trên nhiễm sắc thể thường. Gen bệnh nằm ở NST 13q14. Thể di truyền thì bố hoặc mẹ mang gen bệnh dị hợp và vì vậy có 50% khả năng truyền gen bệnh cho con, còn thể không di truyền thì bố mẹ không bị bệnh và cũng không mang gen bệnh nên không truyền gen bệnh cho con.

Knudson’s cho rằng phát sinh ung thư võng mạc cần hai đột biến, một đột biến làm thay đổi gen ung thư võng mạc, nếu đột biến này có ở tế bào tạo giao tử thì thể hiện ở tất cả các tế bào của những đứa con nhận alen đột biến. Đột biến thứ hai không đặc hiệu, tác động vào làm thay đổi tế bào thực sự, bổ sung cho đột biến thứ nhất. Giả thiết của tác động thứ hai đã giải thích tại sao chỉ có một lượng nhỏ những tế bào võng mạc của những người mang một đột biến di truyền mà đã phát triển thành u. Đó là mô hình hai tác động của sự phát sinh ung thư. Trong thể di truyền, con được di truyền một tác động đầu tiên (đột biến alen lặn thứ nhất) đã có sẵn ở tế bào cơ thể (truyền qua giao tử) chỉ cần có thêm một tác động (đột biến lặn) bổ sung ở một tế bào võng mạc đơn lẻ sau này sẽ phát triển thành một dòng tế bào u để phát triển thành ung thư. Còn ở thể không di truyền, cả hai đột biến phải xảy ra độc lập trên cùng một tế bào võng mạc. Hình dưới đây minh họa sự phát sinh ung thư võng mạc (retinoblastoma) đơn phát và có tính chất gia đình.

Bảng 10.3. Giới thiệu một số bệnh ung thư có thể kết hợp với một số dạng đột biến NST khác nhau

Ngày nay bằng kỹ thuật hiện đại, người ta thấy nhiều bất thường ADN đặc trưng trong leukemia là do bất thường NST tạo gen lai, thí dụ như gen lai ABL/BCR trong leukemia hạt kinh là do chuyển đoạn NST 9 và NST 22. Gen lai AMLI/ETO trong leukemia cấp là do chuyển đoạn NST 8 và NST 21. Các gen lai này tạo sản phẩm protein lai đột biến có tác động kích hoạt phân bào mạnh mẽ gây lơ xê mi.

Các nhà lâm sàng cũng thấy một số bệnh nhân bị bệnh bẩm sinh do bất thường NST như hội chứng Down có tỷ lệ mắc leukemia cấp là cao hơn nhóm người bình thường.

Một số bệnh có NST không bền vững như hội chứng Fanconi, hội chứng Bloom có tỷ lệ mắc bệnh lơ xêmi cao hơn người bình thường nhiều lần. Có những nghiên cứu còn cho thấy, ngoài lơ xê mi, những bệnh nhân bị hội chứng Fanconi còn dễ mắc ung thư phổi.

Các nghiên cứu khác cũng cho thấy tia xạ gây đứt gẫy NST, đồng thời nhiều thông báo cũng khẳng định tia xạ có vai trò gây leukemia. Những người điều trị bằng tia xạ hay bị nhiễm xạ có tỷ lệ bị bệnh ác tính cao.

Một số dạng đột biến NST đã nêu trên đã tạo điều kiện cho các proto-oncogen trở thành dạng oncogen có tính chất gây ung thư. Các đột biến NST về số lượng thường gây mất cân bằng gen (tăng gen sinh u) còn các đột biến cấu trúc NST có thể làm biển đổi đến cấu trúc của các gen tiền sinh u hoặc gen ức chế khối u tạo gen đột biến hoặc gen lai gây tăng sinh hỗn loạn gây u.

3.2.5. Ung thư phát sinh do sự tương tác của môi trường và di truyền

Có nhiều dạng ung thư phát sinh có thể được giải thích bằng sự tương tác của di truyền và môi trường, bệnh ung thư vú là một ví dụ. Người ta thấy tỷ lệ mắc ung thư vú có mối liên quan với mọi người trong họ hàng, đồng thời liên quan với sự mãn kinh, với nội tiết tố sinh dục.

Bàng 10.4. Mối liên quan giữa tiền sử gia đình và nguy cơ mắc ung thư vú

Tiền sử gia đình

Nguy cơ (%) nhắc lại

Không bị ung thư vú

5-6

Có chị bị ung thư vú ở tuổi sau mãn kinh

10-15

Có chị bị ung thư vú một bên ở tuổi trước mãn kinh

10-15

Có chị bị ung thư vú hai bên ở tuổi trước mãn kinh

30-50

Có chị và mẹ bị ung thư vú hai bên ở tuổi trước mãn kinh

40-00

Ở đây chúng ta thấy sự chi phối của di truyền (quan hệ họ hàng) đồng thời có sự chi phối của môi trường (tuổi mãn kinh kèm theo biến đổi nội tiết tố sinh dục).

TỰ LƯỢNG GIÁ

1. Tại sao nói ung thư là nhóm bệnh rối loạn vật chất di truyền.

2. Trình bày các nguyên nhân phát sinh ung thư.

3. Trình bày mô hình chung của phát sinh ung thư.

4. Kể tên các cơ chế đột biến vật chất di truyền gây ung thư. Trình bày cơ chế đột biến gen gây ung thư phát sinh?

5. Kể tên các cơ chế đột biến vật chất di truyền gây ung thư. Trình bày vai trò của telomerase trong gây ung thư.

6. Kể tên các cơ chế đột biến vật chất di truyền gây ung thư. Trình bày vai trò của đột biến đơn gen với ung thư.

7. Kể tên các cơ chế đột biến vật chất di truyền gây ung thư. Trình bày vai trò của đột biến NST với ung thư.

8. Kể tên các cơ chế đột biến vật chất di truyền gây ung thư. Trình bày vai trò của môi trường với ung thư.


Page 4

Có thể tóm tắt thành tựu chính của di truyền tế bào học sau năm 1956 như sau:

- Năm 1959, Lejeune khám phá ra thể ba nhiễm (trisomy) 21 trong hội chứng Down; Ford và cộng sự cùng Jacobs và Strong khám phá ra karyotyp XXY của người bị hội chứng Klinefelter và karyotyp XO của người bị hội chứng Turner.

- Năm 1960, Moorhead và cộng sự công bố phương pháp làm tiêu bản NST từ lympho bào nuôi cấy ngắn hạn với việc dùng PHA để kích thích phân bào.

- Hai thể ba nhiễm NST thường là thể ba nhiễm 13 và thể ba nhiễm 18 đã được Patau và Edwards xác định.

- Cùng năm 1960, Nowell và Hungerford đã mô tả NST Philadelphia (mất đoạn nhánh dài của NST 22) trong bệnh bạch cầu thể tủy mạn tính (Chronic myeloid leukemia).

- Năm 1963, hội chứng mèo kêu, một hội chứng do bị mất đoạn nhánh ngắn của NST số 5 (5p-), lần đầu tiên được phát hiện bởi Lejeune và cộng sự.

- Năm 1964 - 1965, Schroeder và cộng sự (1964), German cùng cộng sự (1965) đã phát hiện tính di truyền của sự không bền vững NST gia tăng trong hội chứng thiếu máu Fanconi và Bloom. Jacob cho rằng: hiện tượng tâm lý bệnh tội phạm có liên quan tới các cá nhân nam XYY.

- Năm 1968 - 1970, là sự ra đời của các kỹ thuật nhuộm băng cho khả năng đánh giá chính xác tới từng chiếc NST trong bộ NST.

Từ thập kỷ 1980, sự ra đời của phương pháp gọi là FISH (Fluorescence in situ hybridization - lai tại chỗ huỳnh quang) đã mở ra một bước đi mới.

Phương pháp FISH đã đưa di truyền tế bào học sang một giai đoạn mới, giai đoạn kỹ thuật di truyền phân tử vào di truyền tế bào và một chuyên ngành mới ra đời: di truyền tế bào phân tử, chuyên ngành trung gian giữa di truyền tế bào và di truyền phân tử.

Do di truyền tế bào học lấy đối tượng chính là nhân tế bào và cụ thể hơn là NST của tế bào cho nên nó phải quan tâm chủ yếu đến chu kỳ tế bào. Trong chu kỳ tế bào thì các giai đoạn được dùng nhiều nhất là gian kỳ và kỳ giữa, thỉnh thoảng có dùng kỳ sau. Ngày nay do sự phát triển của một số kỹ thuật nhuộm băng nên kỳ giữa (metaphase) trước kia gặp ngẫu nhiên nay người ta đã có kỹ thuật để làm tiêu bản có kỳ giữa sớm (prometaphase) và kỳ đầu (prophase).

2. PHƯƠNG PHÁP XÉT NGHIỆM NHIỄM SẮC THỂ CỦA NGƯỜI

2.1. Nguyên tắc chung

- Những mô dùng làm tiêu bản NST phải là những mô có nhiều tế bào đang phân chia: tủy xương, mô bào thai, mô tinh hoàn...

- Những mô đã có nhiều tế bào đang phân chia có thể áp dụng phương pháp trực tiếp: làm tiêu bản NST ngay hoặc nuôi cấy ngắn hạn. Nhưng với những mô còn ít tế bào phân chia thì phải áp dụng phương pháp nuôi cấy dài hạn, với các tiến trình chi tiết khác nhau tùy từng loại mô, tùy loại tế bào. Đối với những mô gồm các tế bào không còn khả năng phân chia phải kích thích cho tế bào phân chia.

- NST có số lượng và hình dạng rõ nhất và điển hình nhất ở kỳ giữa trong quá trình phân chia của tế bào, do vậy trước khi thu hoạch tế bào phải làm cho các tế bào dừng lại ở kỳ giữa bằng dung dịch colcemid hoặc colchicin.

- Phải dùng sốc nhược trương để phá vỡ màng tế bào để đảm bảo cho NST có thể dàn đều trên một diện tích và tách rời từng chiếc. Dung dịch nhược trương thường được dùng là KCl 0,075M hoặc natri citrat 1%.

- Định hình tế bào bằng dung dịch carnoy: 3 phần methanol + 1 phần acid acetic hoặc hỗn hợp alcol -clorofoc - acid acetic tỷ lệ 6 : 3 : 1.

- Dàn những tế bào lên tiêu bản và nhuộm bằng phẩm nhuộm nhân, ví dụ: giemsa, orcein acetic, carmin acetic. hoặc xử lý tiêu bản bằng các phương pháp nhuộm băng.

2.2. Phương pháp làm tiêu bản nhiễm sắc thể từ tế bào bạch cầu lympho máu ngoại vi

2.2.1. Lấy mẫu vật

Lấy máu theo quy định vô trùng từ tĩnh mạch hoặc đầu ngón tay, hoặc gót chân đối với trẻ sơ sinh. Dùng heparin để chống đông.

2.2.2. Phương pháp cấy lympho bào

Lympho bào ở máu ngoại vi là những tế bào không còn khả năng phân chia, vì vậy cần phải kích thích để tế bào chuyển dạng và phân chia. Người ta đã dùng PHA, để làm chất kích thích phân bào.

Có nhiều phương pháp cấy lympho bào: cấy máu toàn phần, cấy lympho bào đã tách khỏi hồng cầu. Ở đây chúng tôi giới thiệu phương pháp cấy máu toàn phần.

2.2.3. Các bước của quá trình nuôi cấy được thực hiện trong điều kiện vô trùng

2.2.3.1. Nuôi cấy tế bào

- Môi trường nuôi cấy gồm: môi trường Parker hoặc F10, hoặc F12: 8 ml, huyết thanh AB hoặc huyết thanh bê: 2 ml, 1 - 2 giọt PHA, 5 - 6 giọt máu toàn phần.

- Đặt các týp nuôi cấy hoặc lọ nuôi cấy trong tủ ấm 37o C thời gian 48h hoặc 72h.

- Cho dung dịch colcemid hoặc colchicin vào lọ cấy trước khi thu hoạch 2h để làm dừng các tế bào đang phân chia ở kỳ giữa.

2.2.3.2. Các bước thu hoạch tế bào

- Sau khi ly tâm loại bỏ dịch nổi ở phía trên để lại phần cặn tế bào rồi cho dung dịch nhược trương (KCl 0,075M) vào để phá vỡ màng tế bào.

- Sau khi dùng sốc nhược trương, ly tâm loại bỏ dịch nổi phía trên để lại phần cặn tế bào. Phần cặn tế bào được định hình bằng dung dịch carnoy. Bước định hình tế bào được lặp lại 3 lần.

- Sau khi ly tâm loại bỏ dịch nổi ở phía trên để lại phần cặn tế bào, tế bào được trộn đều và dàn lên tiêu bản. Tiêu bản có thể được nhuộm bằng giemsa theo phương pháp nhuộm thông thường hoặc phương pháp nhuộm băng.

2.3. Phương pháp phân tích tiêu bản nhiễm sắc thể người

Phương pháp đánh giá tiêu bản NST là chung cho mọi phương pháp nuôi cấy. Để đánh giá NST có các bước cơ bản sau đây:

- Quan sát tiêu bản NST ở dưới kính hiển vi quang học với độ phóng đại 1000 lần. Tìm các tế bào ở kỳ giữa có các NST dàn đều để đếm số lượng NST trong tế bào đó. Trung bình cho mỗi mẫu phải đánh giá ít nhất 30 cụm kỳ giữa, trong trường hợp cần thiết phải phân tích 100 cụm kỳ giữa.

- Phát hiện và phân tích các rối loạn cấu trúc NST trong khi đếm số lượng NST.

- Lập karyotyp.

+ Chụp ảnh một số cụm kỳ giữa, in phóng ảnh, cắt rời từng chiếc NST, sau đó xếp từng cặp NST theo quy định quốc tế. Phương pháp xếp bộ NST như trên được gọi là phương pháp lập karyotyp.

+ Phân tích karyotyp ở kính hiển vi với phần mềm đặc hiệu của máy vi tính.

- Tổng hợp các đánh giá ở kính hiển vi và các phân tích karyotyp kết hợp với các thăm khám lâm sàng, người phụ trách xét nghiệm cho kết luận về bộ NST người được xét nghiệm.

3. ĐẶC ĐIỂM BỘ NHIỄM SẮC THỂ CỦA NGƯỜI

3.1. Tiêu chuẩn để xếp bộ nhiễm sắc thể người

Để xếp bộ NST người phải căn cứ vào 3 tiêu chuẩn sau đây:

- Kích thước (chiều dài) của NST. Chiều dài của NST giảm dần từ đôi số 1 đến đôi số 22. Cặp số 23 là cặp NST giới tính.

- Chỉ số tâm:

p: chiều dài nhánh ngắn; q: chiều dài nhánh dài.

- Chiều dài tương đối của NST: đó là tỷ lệ giữa chiều dài của một NST nào đó so với chiều dài tổng cộng của

bộ NST đơn bội có chứa NST X, tính theo phần nghìn trên cùng một tế bào.

Ở tế bào soma của người có 46 NST, 46 NST này có thể chia thành 3 nhóm căn cứ vào vị trí của phần tâm:

- Nhóm tâm giữa (metacentric): chiều dài của nhánh ngắn = chiều dài của nhánh dài (p = q).

- Nhóm tâm lệch (submetacentric): chiều dài của nhánh ngắn ngắn hơn chiều dài của nhánh dài (p < q).

- Nhóm tâm đầu (acrocentric): chiều dài của nhánh ngắn rất ngắn như không có.

Ngoài những tiêu chuẩn kể trên, người ta còn quan tâm đến các đặc điểm khác như phần eo thắt thứ hai trên NST (phần eo thắt thứ nhất là phần tâm), có vệ tinh hay không, vị trí của các băng trên NST. Cũng cần lưu ý khi xếp bộ NST là một số NST có tính đa hình.

3.2. Các quy định quốc tế về xếp bộ nhiễm sắc thể người

Tại hội nghị tổ chức ở Denver (1960), ở London (1963) và ở Chicago (1966), các nhà di truyền tế bào học đã thống nhất với nhau:

46 NST người được xếp thành 7 nhóm, ký hiệu là A, B, C, D, E, F và G, theo 3 tiêu chuẩn đã nêu ở phần trên.

Nhóm A có 3 cặp NST có kích thước lớn nhất, gọi tên từ số 1 đến số 3. Cặp số 1: tâm giữa, cặp số 2: tâm lệch, cặp số 3: tâm giữa.

Nhóm B có 2 cặp NST số 4 và số 5. Các NST trong nhóm này có kích thước lớn và không phân biệt được về chiều dài. Chúng đều có tâm lệch.

Nhóm C có 7 cặp NST, bao gồm từ số 6 đến số 12 là các NST có chiều dài trung bình. NST X cũng được xếp vào nhóm này. Tất cả các NST thuộc nhóm C đều tâm lệch, khó phân biệt giữa chúng với nhau.

Nhóm D có 3 cặp NST số 13, 14 và 15. Tất cả các NST thuộc nhóm này có kích thước trung bình và đều là NST tâm đầu, có vệ tinh gắn vào nhánh ngắn. Khó phân biệt giữa chúng với nhau.

Nhóm E có 3 cặp NST số 16, 17 và 18, các NST này tương đối ngắn. NST số 16 có tâm giữa, còn cặp số 17 và 18 có tâm lệch.

Nhóm F có 2 cặp NST số 19 và số 20. Cả hai NST này có kích thước ngắn và đều có tâm giữa.

Nhóm G có 2 cặp NST số 21 và số 22. Các NST có kích thước ngắn, đều có tâm đầu và có vệ tinh. NST Y cũng được xếp vào nhóm này. Hai chromatid của NST Y xếp song song hơn so với NST của nhóm G. NST Y không có vệ tinh.

Ký hiệu mô tả bộ nhiễm sắc thể (công thức nhiễm sắc thể hay công thức nhân, karyotyp): để mô tả bộ NST của một tế bào sinh dưỡng (tế bào soma) thì đầu tiên là viết số lượng NST, tiếp theo là dấu phẩy (,) rồi đến NST giới. Nếu có bất thường về số lượng hoặc cấu trúc NST thì tiếp đó là dấu phẩy (,) rồi đến ký hiệu bất thường và NST bị bất thường. Nếu là bất thường số lượng NST giới thì sau khi viết số lượng bộ NST và sau dấu phẩy viết luôn công thức NST giới. Ví dụ: 47,XxY.

Nếu tế bào bị bất thường liên quan đến nhiều NST thì thứ tự các mô tả bất thường là: NST giới, NST có số thứ tự nhỏ viết trước.

Ví dụ: 49, XXY, +13, +19 (Xem phần ký hiệu bộ NST)

3.3. Các kỹ thuật băng và cách gọi tên băng

3.3.1. Kỹ thuật băng (banding techniques)

Bằng phương pháp nhuộm thông thường chỉ có thể phân biệt được một số nhỏ NST trong bộ NST của người, ví dụ các NST của nhóm A và nhóm E, còn hầu hết các NST khác khó xác định chính xác vị trí của chúng. Vì vậy từ cuối những năm 60, đầu năm 70, một số kỹ thuật băng đã được đề xuất và áp dụng.

Cơ sở của mọi kỹ thuật băng là cấu trúc và hoạt động của ADN trong NST. Như chúng ta đã biết, trên NST có những vùng dị nhiễm sắc (heterochromatin), có những vùng nhiễm sắc thực (euchromatin). Khi nhuộm bằng một số thuốc nhuộm nhân thì sau khi đã được xử lý bằng những phương pháp khác nhau, vùng dị nhiễm sắc và vùng nhiễm sắc thực bắt màu thuốc nhuộm khác nhau, thể hiện bằng những băng sẫm và những băng nhạt ở từng đoạn của NST.

Cho đến nay đã có các kỹ thuật băng:

- Băng Q: tiêu bản NST được nhuộm bằng dung dịch phẩm nhuộm huỳnh quang (quinacrin mustard 0,05% hoặc quinacrin dihydrocloric 0,5%), quan sát dưới kính hiển vi huỳnh quang thấy các băng phát sáng huỳnh quang và băng tối xen kẽ đặc trưng dọc theo chiều dài NST. Dựa vào số lượng, kích thước, vị trí và độ phát quang của các băng đặc trưng cho từng NST mà nhận biết, phân biệt được các NST khác nhau và các vùng tổn thương, bất thường trên NST.

- Băng G: tiêu bản NST được xử lý bằng dung dịch enzym phân giải protein như trypsin hoặc a-chymotrypsin, hoặc xử lý bằng ion như xử lý với các dung dịch muối nóng, dung dịch kiềm. Sau đó tiêu bản được nhuộm bằng thuốc nhuộm giemsa. Quan sát ở kính hiển vi quang học thấy các băng bắt màu thuốc nhuộm sẫm và nhạt đặc trưng trên từng NST. Số lượng, vị trí, kích thước của các băng đặc trưng cho từng NST. Tiêu bản lưu giữ được bền lâu hơn, tiện cho việc nghiên cứu.

- Băng R: tiêu bản NST được xử lý bằng các dung dịch earle lần lượt với pH 5,3 và 6,5 ở 870C, rửa tiêu bản rồi nhuộm bằng giemsa, quan sát dưới kính hiển vi quang học. Hình ảnh các băng sẫm và nhạt xuất hiện trên NST ngược với hình ảnh của băng G.

- Băng C: tiêu bản NST được xử lý bằng dung dịch muối hoặc kiềm và nhiệt độ cao, sau đó nhuộm bằng

giemsa, quan sát dưới kính hiển vi quang học. Kỹ thuật này nhuộm đặc hiệu với vùng dị nhiễm sắc ở vị trí tâm, eo thứ cấp của các NST số 1, 9, 16 và nhánh dài của NST Y.

- Băng T: (T là terminal là tận cùng tức là đầu mút của các NST) kỹ thuật này ra đời năm 1973 (Dutrillaux) được cải tiến từ kỹ thuật băng R. Nó giúp cho phân biệt được một số trong các băng của kỹ thuật băng R, đặc biệt là các băng kháng sự biến tính (sợi ADN không tách nhau). Kết quả là sau khi nhuộm xong các NST chỉ biểu hiện một số băng được nhuộm màu, phần lớn nằm ở đầu mút NST đặc biệt là đầu mút nhánh ngắn NST số 4, 7 nhánh dài NST số 8, 9, 11. Một vài nhánh ngắn NST tâm đầu cũng có thể bắt màu đậm.

- Băng N và phương pháp nhuộm bạc: có hai phương pháp: không dùng nitrat bạc, dùng nitrat bạc và phải trải qua giai đoạn thuốc hiện. Với phương pháp băng N, tất cả các chromatid đều nhạt vừa phải, chỉ có những phần chứa gen sao mã ARN - ribosom, và các nhánh ngắn của các NST tâm đầu là bắt màu đậm.

Bằng kỹ thuật nhuộm băng, có thể xác định chính xác vị trí của tất cả các NST trong karyotyp. Ở hầu hết các phòng thí nghiệm, kỹ thuật băng G (đôi khi gọi là GTG: băng G, xử lý bằng trypsin và nhuộm bằng giemsa) được thực hiện đầu tiên, sau đó nếu cần mới sử dụng các kỹ thuật khác. Nói chung, khi dùng băng G, các băng nhạt thể hiện vùng giàu chất nhiễm sắc thực, các băng sẫm thể hiện vùng tập trung chất dị nhiễm sắc.

Khi dùng kỹ thuật băng, cần chú ý rằng một số băng trên NST có sự khác nhau giữa các NST về độ lớn, độ bắt màu, có thể di truyền tính chất này từ bố mẹ sang con theo kiểu di truyền Mendel. Đó là hiện tượng dị hình (heteromorphism) và đôi khi được dùng như một “marker” đặc trưng cá thể.

Hình sau đây trình bày sơ đồ một số băng với kỹ thuật băng G và R.

3.2.2. Cách gọi tên băng nhiễm sắc thể

NST gồm hai chromatid dính với nhau ở phần tâm. Phần tâm chia NST thành hai nhánh: nhánh dài ký hiệu là q, nhánh ngắn ký hiệu là p. Trên các nhánh có các vùng, vùng được đánh số từ 1 trở đi và từ tâm ra ngoài. Trong mỗi vùng có các băng (sẫm hoặc nhạt), các băng trong vùng cũng được đánh số từ 1 và từ phía tâm ra. Các vùng lại được chia thành các băng phụ và có thể chia băng dưới phụ nữa.

Để biểu thị một điểm trên NST, người ta dùng các ký tự sau: số của NST, ký hiệu nhánh, số của vùng, số của băng. Bốn ký tự này viết liên tục, nếu có thêm dưới băng thì sau 4 ký tự trên là dấu chấm rồi đến số của dưới băng.

Ví dụ: 8p22: NST số 8, nhánh ngắn, vùng 2, băng 2.

1p32.12: NST số 1, nhánh ngắn, vùng 3, băng 2, băng phụ 1, băng dưới phụ 2.

Tại hội nghị ở Paris năm 1971 và 1975, theo hệ thống quốc tế về danh pháp di truyền tế bào người (2005), các nhà di truyền tế bào học đã bổ sung thống nhất về sự phân vùng, băng NST và cách ghi các ký hiệu về các rối loạn của NST. Sau đây giới thiệu một số ký hiệu thường dùng theo các quy định này.

3.3.3. Những ký hiệu bộ nhiễm sắc thể

- Rối loạn về số lượng

- Rối loạn về cấu trúc

+ Mất đoạn cuối: 46,XX,del (1) (q21) hoặc 46,XX,del (1) (pter → q21:)

Mất đoạn cuối của NST số 1, với điểm đứt trong vùng 2, băng 1 của nhánh dài.

+ NST đều: 46,X,i(Xq) hoặc 46,X,i(X) (qter → cen → qter) NST đều nhánh dài của NST X.

+ Đảo đoạn ngoài tâm:

46,XY,inv (2) (p21q13) hoặc 46,XY,inv (2) (pter → p21::q13 → p21::q31 → qter)

Đảo đoạn của NST số 2 giữa 2 điểm đứt vùng 2, băng 1 của nhánh ngắn và vùng 3, băng 1 của nhánh dài.

+ NST hình vòng: 46,XY,r(2) (p21q13)

Hình vòng NST số 2 nối liền chỗ đứt ở vùng 2, băng 1 của nhánh ngắn với vùng 1 băng 3 của nhánh dài.

+ Chuyển đoạn tương hỗ: 46,XY,t(2;5) (q21; q31) hoặc

46,XY,t(2;5) (2pter → 2q21::5q31 → 5qter; 5pter → 5q31::2q21 → 2qter)

Chuyển đoạn tương hỗ giữa NST số 2 với NST số 5, đoạn đứt ở vùng 2 băng 1 của nhánh dài NST số 2 và ở vùng 3 băng 1 của nhánh dài NST số 5.

+ Chuyển đoạn hòa nhập tâm: 45,XX,t(13;14) (p11; q11) hoặc

45,XX,t(13;14) (13qter → 13p11::14q11 → 14qter)

Hòa nhập tâm cân bằng giữa NST số 13 và NST số 14. Đoạn đứt rất gần với phần tâm nhánh ngắn NST số 13 và trên nhánh dài của NST số 14.

TỰ LƯỢNG GIÁ

1. Trình bày nguyên tắc chung làm tiêu bản NST của người.

2. Trình bày phương pháp làm tiêu bản NST từ tế bào bạch cầu lympho máu ngoại vi.

3. Trình bày các tiêu chuẩn để xếp bộ NST của người.

4. Trình bày các quy định quốc tế về xếp bộ NST của người.


Page 5

Rối loạn NST trong tế bào, nhiều trường hợp được sửa chữa nên không biểu hiện ra kiểu hình. Những bệnh NST đã được nhận biết chỉ mới là một phần của rối loạn NST đã xẩy ra. Rối loạn NST xẩy ra trong suốt quá trình từ giai đoạn phôi thai, giai đoạn sơ sinh và các giai đoạn phát triển tiếp theo của cá thể.

Cơ thể con người cũng như ở mọi sinh vật khác chịu mọi sự chi phối của quá trình chọn lọc diễn ra suốt quá trình phát triển cá thể. Qua nhiều điều tra nghiên cứu người ta ước tính có khoảng 50% trứng thụ tinh có NST bị rối loạn, khoảng 90% phôi thai có NST bị rối loạn bị đào thải sớm hoặc muộn bằng hiện tượng sẩy thai, phần còn lại tiếp tục bị đào thải với những thai chết lưu, chết chu sinh, chỉ còn một phần nhỏ phôi thai có NST bị rối loạn được ra đời. Theo ước tính có khoảng 1/200 sơ sinh có NST bị rối loạn. Những sơ sinh mang NST rối loạn có những biểu hiện bệnh lý, tùy mức độ bệnh nặng hay nhẹ mà có thể tiếp tục bị chết sau khi sinh, sống được một thời gian hay có thể sống đến giai đoạn trưởng thành được.

Chính vì có sự chọn lọc tự nhiên như vậy nên số người bị bệnh NST được phát hiện có không nhiều lắm, nhưng rối loạn NST liên quan với sự biến đổi của nhiều gen do vậy thường biểu hiện thành nhiều bệnh tật ở nhiều phần của cơ thể, ảnh hưởng đến hình thái chức năng của cơ thể, ảnh hưởng đến khả năng sống.

Như đã biết, nguyên nhân của mọi dạng rối loạn là do tác động của một số tác nhân độc hại, tác nhân bất thường trong môi trường, trong cơ thể. Vì vậy khi môi trường bị ô nhiễm, cơ thể chịu nhiều tác động thì tần số rối loạn gen cũng như rối loạn NST tăng cao và bệnh tật do rối loạn NST cũng như rối loạn gen tăng lên.

Phần sau đây trình bày một vài bệnh tật NST thường, đã được phát hiện và được mô tả nhiều.

Ở trẻ em sau khi sinh, không gặp monosomi (2n - 1) NST thường, một số thể ba nhiễm (2n + 1) NST thường, đã được mô tả.

1.1. Hội chứng Down

Hội chứng Down hay gặp nhất trong các hội chứng có biểu hiện rối loạn NST ở trẻ sơ sinh sống.

Hình 2.3 bệnh nhân mắc hội chứng down với 3 nst 21

Năm 1846, Seguin lần đầu tiên mô tả những đặc điểm hình thái của bệnh với tên gọi “Furfuraceous Idiocy”.

Năm 1866, John Langdon Down đã mô tả một số bệnh nhân chậm trí tuệ với những dấu hiệu về hình thái rất đặc trưng: mặt tròn, khe mắt xếch, nếp quạt, hình ảnh bất thường về nếp gấp ở lòng bàn tay và giảm trương lực cơ...

Hỉnh2.3. Bệnh nhản mắc hội diqtog Đown vôi 3 NST 21

Năm 1959, Lejeune và cộng sự đã phát hiện ở những bệnh nhân mắc hội chứng Down có 47 NST và thừa 1 NST số 21.

1.1.1. Tần số

Hội chứng Down gặp khoảng 1/700 - 1/800 trẻ sơ sinh. Tần số này không có sự khác biệt nhau giữa các chủng tộc và giữa các tầng lớp xã hội trên thế giới.

1.1.2. Tỷ lệ giới tính: 3 nam: 2 nữ.

1.1.3. Triệu chứng lâm sàng

Hội chứng Down có những biểu hiện điển hình dễ nhận biết:

Đầu nhỏ, ngắn, mặt tròn, gốc mũi tẹt, khe mắt xếch, nếp quạt, khẩu cái hẹp, vòm cung cao, lưỡi to và dầy hay nứt nẻ, thường thè ra ngoài làm cho miệng không đóng kín (nửa mở).

Tai nhỏ, có khi biến dạng, vị trí thấp.

Cổ ngắn, gáy phẳng rộng.

Bàn tay rộng, các ngón ngắn.



Chậm phát triển trí tuệ, chỉ số IQ trung bình khoảng 30 - 50. Giảm trương lực cơ và nhão dây chằng.

Nếp vân da bàn tay: nếp ngang duy nhất ở lòng bàn tay, có thể gặp ở một hoặc cả hai bàn tay. Chạc ba trục ở vị trí cao thường gặp ở vị trí t’’. Tần số hoa vân ở mô út tăng.

Thường gặp là dị tật tim, tần số được xếp theo thứ tự là thông liên thất, thông liên nhĩ, còn ống động mạch. Dị tật ống tiêu hóa: chủ yếu là hẹp tá tràng, không hậu môn và phình to đại tràng (Megacolon).

Người ta cũng đã xác định vị trí các gen trên NST 21 liên quan đến hội chứng Down: SOD-1; Gart; ets-2; a-A-crystalline; pfkl.

1.1.4. Di truyền tế bào học

- Khoảng 92% trường hợp là thể ba nhiễm 21 thuần: 47,XX,+21 hoặc 47,XY,+21.

Thể ba nhiễm 21 này xẩy ra do rối loạn sự phân ly cặp NST 21 trong quá trình tạo giao tử, karyotyp của bố mẹ là bình thường. Khoảng 1% những trường hợp, người ta có thể quan sát thấy thể khảm với dòng thể ba nhiễm 21 rất ít ở một trong hai bố mẹ hoặc rối loạn cấu trúc của các NST khác (không liên quan đến NST 21) trong bộ NST.

- Khoảng 2 - 3% trường hợp là thể khảm với 2 dòng tế bào: một dòng tế bào chứa 46 NST và một dòng tế bào chứa 47 NST, thừa 1 NST số 21:46, XX/47, XX, +21 hoặc 46,XY/47, XY, +21 hoặc thể khảm xẩy ra do rối loạn phân ly cặp NST 21 trong quá trình phân cắt hợp tử. Kết quả tạo nên dòng tế bào thể ba nhiễm 21 bên cạnh dòng tế bào bình thường, dòng tế bào monosomi 21 bị loại bỏ.

- Khoảng 4 - 5% trường hợp là thể chuyển đoạn, trẻ mắc hội chứng Down thể này có 46 NST với 2 NST số 21 và NST 21 thứ 3 được chuyển đoạn với các NST tâm đầu khác trong bộ NST (hay gặp là NST số 13, 14 hoặc 15 thuộc nhóm D hoặc số 21, 22 thuộc nhóm G). Về triệu chứng lâm sàng, không khác so với bệnh Down do thể ba nhiễm 21 thuần, nhưng là bệnh có tính chất gia đình. Bố hoặc mẹ của những đứa trẻ mắc hội chứng Down do chuyển đoạn có thể là những người bình thường nhưng mang NST chuyển đoạn cân bằng giữa NST 21 với các NsT số 13, 14, 15 (nhóm D) hoặc NST 21, 22 (nhóm G).

Khả năng tạo giao tử và hợp tử ở người mang NST chuyển đoạn cân bằng giữa NST 21 với NST 14: 45,XX (XY),t(14q;21q) được thể hiện ở bảng 2.1.

Bảng 2.1 Khả năng tạo giao tử và hợp tử ở người mang NST chuyển đoạn giữa NST số 14 và NST số 21

Cơ chế di truyền hội chứng Down do chuyển đoạn t(21q;22q) cũng tương tự như trường hợp hội chứng Down do chuyển đoạn t(14q;21q).

Trường hợp bố hoặc mẹ mang NST chuyển đoạn cân bằng giữa NST 21 với NST 21: 45,XX (XY),t(21q;21q). Khả năng tạo giao tử và hợp tử ở những người này hoặc là bị sẩy thai hoặc là sinh con mắc hội chứng Down.

Nguy cơ sinh con mắc hội chứng Down không chỉ phụ thuộc vào kiểu chuyển đoạn mà còn phụ thuộc vào người bố hoặc mẹ mang NST chuyển đoạn.

Theo một số tác giả, đối với trường hợp chuyển đoạn t(Dq;21q) hoặc t(21q;22q) thì nguy cơ là 16% nếu là người mẹ mang NST chuyển đoạn, nếu là người bố thì nguy cơ là 5%. Trường hợp chuyển đoạn t(21q;21q) kể cả người mẹ hoặc bố mang NST chuyển đoạn thì nguy cơ là 100% sinh con mắc hội chứng Down.

Trường hợp mà bố hoặc mẹ đều có bộ NST bình thường (46,XX hoặc 46,XY) thì đứa con sinh ra mắc hội chứng Down do chuyển đoạn có thể là do rối loạn mới phát sinh.

Một số trường hợp do nhân đoạn cuối (q22) của NST 21 (thể ba nhiễm một phần) và biểu hiện hội chứng Down.

1.1.5. Tiên lượng

Người bị hội chứng Down thường bị chết sớm vì tật của tim hoặc tật của ống tiêu hóa, thường bị nhiễm khuẩn, thường dễ cảm ứng với bệnh bạch cầu. Trước đây khoảng 50% chết trong vòng 5 năm đầu, một số sống sót đến tuổi trưởng thành. Hiện nay do điều kiện xã hội, sự chăm sóc y tế được cải thiện nên bệnh nhân Down sống đến giai đoạn trưởng thành nhiều hơn, nhưng chỉ có một số ít bệnh nhân nữ sinh con. Nam mắc hội chứng Down bị vô sinh.

1.1.6. Nguyên nhân

Bên cạnh các nguyên nhân do tác động của các tác nhân trong môi trường, tuổi mẹ có vai trò quan trọng: tỷ lệ con mắc hội chứng Down tăng nhanh theo tuổi mẹ:

Mẹ 20 - 29 tuổi tần số sinh con thể ba nhiễm 21 là: 1/2000.

Mẹ 30 - 34 tuổi tần số sinh con thể ba nhiễm 21 là: 1/1200.

Mẹ 35 - 39 tuổi tần số sinh con thể ba nhiễm 21 là: 1/300.

Mẹ 40 - 44 tuổi tần số sinh con thể ba nhiễm 21 là: 1/100.

Mẹ trên 45 tuổi tần số sinh con thể ba nhiễm 21 là: 1/50.

Số phụ nữ quá trẻ sinh con bị Down nhiều hơn so với phụ nữ ở độ tuổi 20 - 29.

Tuổi bố cao cũng có ảnh hưởng đến tần số sinh con bị Down.

1.1.7. Chẩn đoán, phòng bệnh

1.1.7.1, Chẩn đoán

- Dựa vào các triệu chứng lâm sàng: nhìn chung chẩn đoán lâm sàng hội chứng Down tương đối dễ dàng, tuy nhiên còn khó khăn đối với trẻ sơ sinh.

- Dựa vào kết quả xét nghiệm di truyền tế bào học với phương pháp nhuộm băng G: Đối với trường hợp nghi ngờ có thể tiến hành cấy mô (thường là mô da) để phát hiện hội chứng Down thể khảm mô.

1.1.7.2. Phòng bệnh

Hội chứng Down cho đến nay vẫn chưa có khả năng chữa được. Vì vậy, chẩn đoán trước sinh là nhằm hạn chế sinh ra những đứa trẻ mắc hội chứng Down.

- Đối tượng cần chẩn đoán trước sinh:

+ Tuổi của các cặp vợ chồng, nhất là tuổi của vợ (> 35 tuổi).

+ Các cặp vợ chồng có tiền sử sẩy thai liên tiếp và đẻ con dị tật, đặc biệt là đẻ con mắc hội chứng Down.

+ Vợ hay chồng là những người mang NST chuyển đoạn cân bằng: 45,XX(XY),t(Dq; 21q) hoặc 45,XX (XY),t(21q; Gq).

+ Vợ hoặc chồng có tiếp xúc với các tác nhân gây đột biến các chất phóng xạ, hóa chất...

- Các bước thực hiện của chẩn đoán trước sinh (xem phần tư vấn di truyền):

+ Xét nghiệm sàng lọc AFP, ßHCG và uE3 trong huyết thanh mẹ (Triple test).

+ Siêu âm thai.

+ Nuôi cấy tế bào ối để phân tích NST.

+ Sinh thiết tua rau để phân tích NST.

1.2. Hội chứng Edwards

Hội chứng thể ba nhiễm 18 được Edwards và cộng sự mô tả năm 1960.

1.2.1. Tần số

Tần số chung của thể ba nhiễm 18 là 1/4000 - 1/8000 trẻ sinh.

1.2.2. Tỷ lệ giới

Tỷ lệ giới là 3 nữ: 1 nam.

1.2.3. Triệu chứng lâm sàng

Trẻ sinh ra thường nhẹ cân, thường đẻ non có trán hẹp, sọ dài và to, khe mắt hẹp, tai ở vị trí thấp, ít quăn và nhọn nên trông giống như tai chồn, miệng bé, hàm nhỏ và lùi ra sau.

Bàn tay rất đặc biệt: ngón cái quặp vào lòng bàn tay, bàn tay nắm lại, ngón trỏ chùm lên ngón nhẫn. Bàn chân vẹo.


Nếp vân da rất đặc biệt: tần số vân cung cao ở đầu ngón tay (7 - 10 ngón). Thường có nếp ngang đơn độc, chạc ba trục thường ở vị trí t’ hoặc t’ ’.

Dị tật kèm theo: thường có dị tật ở tim, cơ quan sinh dục, thoát vị rốn.

1.2.4. Di truyền tế bào

Khoảng 80% trường hợp là thể ba nhiễm thuần: 47,XX(XY),+18.

Khoảng 10% ở thể khảm: 46,XX(XY) / 47,XX(XY),+18.

Khoảng 10% ở thể chuyển đoạn hoặc thể ba nhiễm kép, ví dụ: 48,XXY,+18.

1.2.5. Tiên lượng

Rất xấu, thường chết ngay sau khi đẻ hoặc chỉ sống trung bình 10 tuần.

1.2.6. Nguyên nhân

Tuổi mẹ có ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ sinh con thể ba nhiễm 18; tuổi bố cũng có ảnh hưởng.

1.2.7. Chẩn đoán, phòng bệnh

1.2.7.1, Chẩn đoán

- Dựa vào các triệu chứng lâm sàng, đặc biệt là bàn tay của trẻ bị bệnh.

- Dựa vào kết quả xét nghiệm di truyền tế bào học.

1.2.7.2. Phòng bệnh

Chẩn đoán trước sinh hội chứng thể ba nhiễm 18, bao gồm:

- Siêu âm.

- Nuôi cấy tế bào ối để phân tích NST.

- Sinh thiết tua rau để phân tích NST.

1.3. Hội chứng Patau

Hội chứng thể ba nhiễm 13 được Patau và cộng sự mô tả năm 1960.

1.3.1. Tần số

Tần số chung của thể ba nhiễm 13 là: 1/5000 - 1/10000 trẻ sinh.

1.3.2. Tỷ lệ giới

Nữ mắc bệnh nhiều hơn nam.

Đầu nhỏ, nhãn cầu nhỏ hay không có nhãn cầu, tai ở vị trí thấp và biến dạng.

Thường bị điếc, thường bị sứt môi hai bên, có thể nứt khẩu cái. Đôi khi bàn chân vẹo, 6 ngón ở bàn tay hoặc bàn chân.

Tâm thần vận động kém phát triển.

Nếp vân da thường có nếp ngang đơn độc, chạc ba trục ở vị trí t’’.

Dị tật kèm theo: thường có dị tật ở tim, ở ống tiêu hóa.

Bạch cầu đa nhân trung tính có nhiều phần phụ lồi ra có cuống hoặc không có cuống.

1.3.4. Di truyền tế bào

Khoảng 80% trường hợp là thể ba nhiễm thuần: 47,XX(XY),+13; 20% trường hợp là khảm: 46,XX(XY) / 47,XX(XY),+13 hoặc chuyển đoạn 13/13 do bố mẹ truyền cho hoặc mới phát sinh.

1.3.5. Tiên lượng

Rất xấu, khoảng 80% trẻ thể ba nhiễm 13 chết trong năm đầu.

Trong các trường hợp khảm, các biểu hiện lâm sàng nhẹ hơn và có thể sống lâu hơn.

1.3.6. Nguyên nhân

Tuổi mẹ cũng ảnh hưởng đến tần số sinh con thể ba nhiễm 13.

1.3.7. Chấn đoán, phòng bệnh

1.3.7.1, Chẩn đoán

- Dựa vào triệu chứng lâm sàng.

- Dựa vào kết quả xét nghiệm di truyền tế bào học.

1.3.7.2. Phòng bệnh

Chẩn đoán trước sinh hội chứng thể ba nhiễm 13, bao gồm:

- Siêu âm.

- Nuôi cấy tế bào ối để phân tích NST.

- Sinh thiết tua rau để phân tích NST.

1.4. Các thể ba nhiễm khác

Ngoài 3 thể ba nhiễm đã nêu ở trên, còn có một số thể ba nhiễm khác nhưng đa số đã gây chết phôi thai nên ít

gặp, sau đây là một vài thể ba nhiễm hiếm gặp có thể thấy sau khi sinh:

1.4.1. Thể ba nhiễm 8

Karyotyp: 47,XX,+8

Những biểu hiện chính: mặt dài, môi dưới dày và trề ra, dị dạng xương và khớp, vẹo cột sống, các đốt sống biến dạng, nứt cột sống, thường dư số đốt sống và xương sườn, xương chậu giảm sản và hẹp, các ngón tay dị dạng. Nếp vân da ở tay chân của bệnh nhi sơ sinh có những nếp gấp sâu đậm.

Bệnh nhân có thể sống đến giai đoạn trưởng thành. Rất ít trường hợp là thể ba nhiễm thuần, đa số ở trạng thái khảm.

1.4.2. Thể ba nhiễm 9

Karyotyp: 47,XX,+9 hoặc 47,XY,+9.

Những biểu hiện chính: dị dạng phần đầu mặt: đầu nhỏ và dài, mắt sâu, khe mắt nhỏ và xếch, môi trên chùm lên môi dưới. Dị dạng xương khớp, dị dạng tim mạch.

Đa số chết trong những tháng đầu.

1.4.3. Thể ba nhiễm 22

Karyotyp: 47,XX,+22 hoặc 47,XY,+22.

Những biểu hiện chính: đầu nhỏ, tai to và quay ra sau. Các ngón tay dài nhỏ. Chậm phát triển thể lực và trí tuệ. Đa số chết trong những năm đầu.

1.5. Hội chứng 5p- (mất đoạn nhánh ngắn nhiễm sắc thể số 5): hội chứng mèo kêu Hội chứng 5p- đã được mô tả bởi Lejeune và cộng sự năm 1963.

1.5.1. Tần số: tần số chung: 1/50.000 trẻ sinh.

1.5.2. Tỷ lệ giới: thường gặp ở trẻ gái hơn ở trẻ trai.

1.5.3. Triệu chứng lâm sàng

Trọng lượng khi sinh thấp, thời kỳ sơ sinh, trẻ nhỏ có tiếng khóc không bình thường, yếu, rên rỉ giống như tiếng mèo kêu.

Đầu nhỏ, mặt tròn như mặt trăng; hai mắt xa nhau, có nếp quạt; lẹm cằm. Khi lớn lên khuôn mặt có thể biến đổi nhưng vẫn có tiếng khóc the thé. Giảm trương lực cơ.

Một số triệu chứng trái ngược với triệu chứng của hội chứng Down: khe mắt chếch xuống dưới, không có nếp quạt, lác mắt, gốc mũi rộng, tai ở vị trí thấp, cổ ngắn, có thể dính ngón.

Chậm phát triển trí tuệ: chỉ số IQ từ 20 - 50.

Nếp vân da: thường gặp nếp ngang xa bị đứt quãng tại miền gian ngón hai. Có thể gặp nếp ngang đơn độc, chạc ba trục cao (t’), tăng tần số hoa vân ở mô cái.

Dị tật kèm theo: thường gặp dị tật ở tim.

1.5.4. Di truyền tế bào

Đa số là mất đoạn do mới phát sinh; kích thước đoạn mất thay đổi tùy từng trường hợp điểm đứt được xác định là p14; p15. Karyotyp là 46,XX,5p- hoặc 46,XX,del(5p).

Một số ít trường hợp khảm, NST số 5 hình vòng nhẫn hoặc ở dạng chuyển đoạn di truyền từ bố mẹ.

1.5.5. Tiên lượng

Nhiều bệnh nhân sống đến tuổi trưởng thành nhưng cơ thể vẫn trong tình trạng kém phát triển.

1.5.6. Nguyên nhân

Hội chứng này không liên quan đến sự tăng của tuổi mẹ.

1.6. Một số hội chứng mất đoạn khác

1.7. Nhiễm sắc thể Philadelphia (Ph1)

Trên tiêu bản NST của các bệnh nhân mắc bệnh bạch cầu tủy mạn tính (Chronic Myeloid leukemia - CML) thường có một NST rất nhỏ, đó chính là NST 22 bị mất đoạn ở nhánh dài (22q-), NST đó tên là NST Philadelphia (Ph1). Trong bệnh bạch cầu tủy mạn tính thường gặp chuyển đoạn tương hỗ giữa NST số 9 và NST số 22. Đoạn đứt ra của NST 22 thường nối với phần còn lại của NST số 9 ở nhánh dài tạo nên NST chuyển đoạn t(9;22) (q34; q11).

Bệnh bạch cầu thể tủy mạn tính xấp xỉ 1/4 trong tất cả các trường hợp bệnh bạch cầu.

Bệnh bạch cầu thể tủy mạn tính xẩy ra đối với tất cả các nhóm tuổi, nhưng hay gặp ở lứa tuổi từ 40 - 50. Không có biểu hiện khác biệt rõ rệt giữa tỷ lệ nam và nữ.

2. BỆNH DO RỐI LOẠN NHIỄM SẮC THỂ GIỚI TÍNH

2.1. Nhiễm sắc thể giới và sự hình thành giới tính

Trong bộ NST người có 1 cặp NST giới: XX ở nữ và XY ở nam.

Giới tính của người được quyết định vào lúc thụ tinh và do NST X và Y quyết định.

2.1.1. Chức năng của nhiễm sắc thể X

Trên NST X có các gen liên quan đến sự quy định giới tính:

- Gen chi phối sự hình thành và thực hiện chức năng của buồng trứng.

- Gen chi phối sự biệt hóa của tinh hoàn.

- Gen kìm hãm sự hình thành tinh hoàn.

- Cuối nhánh ngắn của NST X và Y chứa đoạn tương đồng, có sự trao đổi chéo trong giảm phân và vùng này có tên là giả NST thường.

Ngoài các gen nêu trên có các gen chi phối một số tính trạng khác không liên quan đến sự quy định giới tính.

Ở nữ với cặp NST giới XX, gen kìm hãm sự hình thành tinh hoàn sản xuất ra yếu tố kìm hãm gen biệt hóa tinh hoàn có trên NST X, do vậy tinh hoàn không hình thành: gen chi phối sự hình thành và chức năng của buồng trứng hoạt động dẫn đến sự hình thành buồng trứng và thực hiện chức năng của buồng trứng.

2.1.2. Chức năng của nhiễm sắc thể Y

Nhiễm sắc thể Y mang các gen chi phối việc sản xuất ra các yếu tố biệt hóa tinh hoàn, yếu tố trưởng thành và hoạt động của tinh hoàn.

Ở nam giới với cặp NST XY, gen biệt hóa tinh hoàn có tên trên bản đồ gen là TDF (Testis Determining Factor). Gen này nằm trên nhánh ngắn của NST Y ở vị trí p11.3. Gen biệt hóa tinh hoàn TDF khi hoạt động thực hiện các chức năng sau:

- Ức chế sự hoạt động của gen kìm hãm sự hình thành tinh hoàn trên NST X, do đó gen biệt hóa tinh hoàn trên NST X hoạt động, đồng thời gen này kìm hãm sự hình thành buồng trứng.

- Cùng với sự hoạt động của gen biệt hóa tinh hoàn trên NST X, gen biệt hóa tinh hoàn trên NST Y hoạt động để hình thành tinh hoàn.

Các gen khác trên NST Y sau đó hoạt động để tinh hoàn trưởng thành và thực hiện chức năng.

Giới và giới tính của cá thể được xác định qua các giai đoạn:

- Giai đoạn NST giới: được xác định khi thụ tinh trứng 23,X với tinh trùng 23,X hoặc 23,Y.

- Giai đoạn tuyến sinh dục: tùy thuộc cặp NST giới là XX hay XY mà tuyến sinh dục nữ hoặc tuyến sinh dục nam được hình thành.

- Giai đoạn cơ quan sinh dục: giai đoạn hình thành cơ quan sinh dục bên ngoài.

- Giai đoạn đăng ký giới tính hay giới tính pháp lý (legal sex): giới tính được đăng ký chính thức khi sinh.

- Giai đoạn tâm lý giới tính: hành vi hướng nam hoặc hướng nữ.

Khi có tuyến sinh dục, sự biệt hóa giới tính chịu tác động của hormon sinh dục. Người mẹ khi có thai dùng hormon nữ hoặc nam ảnh hưởng đến sự hình thành giới tính thứ phát của thai nhi.

2.2. Vật thể giới tính của người

Các NST giới tính X và Y không chỉ quan sát được trong tế bào đang phân chia mà còn có thể thấy được trong nhân tế bào ở gian kỳ và được gọi là chất nhiễm sắc giới tính hay vật thể nhiễm sắc giới tính.

2.2.1. Vật thể Barr

Từ năm 1921, người ta đã phân biệt được tế bào nam và nữ bằng các NST giới tính, nhưng phải đến năm 1949 thì mới phân biệt được bằng tế bào ở gian

kỳ. Năm ấy Barr và Bertram khi nghiên cứu các nơron của mèo cái thấy có một khối chất nhiễm sắc đặc biệt mà tế bào của mèo đực thì không có. Vật thể đó cũng được tìm thấy ở hầu hết tế bào động vật có vú và được đặt tên là vật thể Barr. Ở người, tế bào của hầu hết các mô đều có thể dùng để xét nghiệm vật thể Barr, nhưng tế bào niêm mạc miệng và tế bào niêm mạc âm đạo hay được dùng để xét nghiệm hơn cả.

Các tiêu bản sau khi được định hình, được nhuộm bằng phẩm nhuộm kiềm tính như orcein, fuchsin, oresyl violet, xanh toluidin, thionin. Vật thể Barr thường là một khối hình thấu kính phẳng lồi nằm áp sát mặt trong của màng nhân, đôi khi có hình nón hoặc hình dạng khác, vật thể Barr bắt màu sẫm hơn màu của nhân. Kích thước trung bình là 1,2 x 0,7 pm. Số lượng vật thể Barr trong một tế bào được tính theo công thức:

Số vật thể Barr = số NST X - 1.

Như vậy ở phụ nữ bình thường có 2X thì có một vật thể Barr trong tế bào. Ở nam giới bình thường không có vật thể Barr.

Nguồn gốc của vật thể Barr theo giả thuyết của Lyon là xuất xứ từ một NST X bị bất hoạt và dị nhiễm sắc hóa nên bắt màu không giống các NST khác.

2.2.1.1, Giả thuyết Lyon

- Trong các tế bào soma của động vật có vú cái, chỉ có một NST X là hoạt động, NST X kia bị kết đặc và bất hoạt, xuất hiện trên tiêu bản gian kỳ nhuộm đặc hiệu và được gọi là vật thể nhiễm sắc giới X.

- Sự bất hoạt xẩy ra sớm trong thời kỳ phôi.

- Nhiễm sắc thể X bất hoạt có thể có nguồn bố hoặc nguồn mẹ ở các tế bào khác nhau trong cùng cá thể. Khi một trong hai NST X nào của một tế bào đã bị bất hoạt thì cả dòng tế bào do tế bào ấy sinh ra đều giữ nguyên NST X bất hoạt ấy cho đến hết đời cá thể.

chỉ xuất hiện ở một tỷ lệ nhất định trên tiêu bản: ở nữ, 50% và có thể cao hơn ở tế bào biểu mô, 21% ở tế bào niêm mạc miệng, 24% ở tế bào niêm mạc âm đạo. Ở nam giới bình thường không có vật thể Barr, nếu có thì tỷ lệ rất thấp. Ở mô ác tính nữ, tỷ lệ vật thể Barr cũng thấp vì tế bào phân chia nhanh, gian kỳ ngắn nên cơ hội được nhìn thấy vật thể Barr cũng hiếm.

Cách trả lời xét nghiệm: vật thể Barr dương tính hoặc vật thể Barr âm tính chứ không trả lời là nữ hay nam

2.2.2. Vật thể dùi trống

Vật thể dùi trống do Davidson và Smith phát hiện năm 1954. Vật thể dùi trống được thấy ở bạch cầu đa nhân và được coi là một dạng phần phụ đặc biệt của nhân bạch cầu. Bằng kỹ thuật nhuộm giemsa hoặc phẩm nhuộm khác thấy bạch cầu nam và nữ khác nhau ở sự có mặt của vật thể dùi trống ở nữ. Thể dùi trống có phần đầu phình to dính vào múi của nhân bạch cầu bằng một cuống mảnh. Phần phình đa dạng, loại đặc trưng cho nữ gọi là dạng A, tức vật thể dùi trống có hình tròn hoặc bầu dục, đường kính 1 - 1,5pm. Các dạng khác, phần phình và cuống đa dạng và không đặc trưng


vật thể dùi trống ở tế bào bạch cầu đa nhân

Vật thể dùi trống được coi là một NST X kết đặc rất mạnh lúc gian kỳ. Tần số vật thể dùi trống ở nữ vào khoảng 3% số bạch cầu đa nhân trung tính. Ở nam không có vật thể này.

2.2.3. Vật thể Y

Vật thể Y do Pearson phát hiện năm 1970. Phần xa tâm của nhánh dài NST Y bắt màu huỳnh quang quinacrin rất mạnh nên có thể phát hiện được cả khi nhuộm nhân gian kỳ. Cũng như vật thể Barr, vật thể Y có thể được xét nghiệm ở hầu hết các mô; nhưng tế bào niêm mạc miệng, tế bào chân tóc, chân râu hay được xét nghiệm hơn. Nhánh dài của NST Y rất đa hình; khoảng 10% người nam có chiều dài NST Y dài hơn bình thường và tính chất này di truyền được.

Tỷ lệ tế bào có vật thể Y thay đổi tùy theo mô quan sát. Ở người bình thường (46,XY), khoảng 70% tế bào niêm mạc miệng có vật thể Y. Vật thể Y cũng được dùng để chẩn đoán giới tính.

2.3. Một số hội chứng do rối loạn NST giới

2.3.1. Hội chứng Turner

Năm 1930, Ullrich đã mô tả một trường hợp với nhiều dị tật. Năm 1938, Turner đã mô tả 7 phụ nữ với nhiều biểu hiện như Ullrich đã mô tả nhưng có bổ sung thêm nhiều biểu hiện ở người trưởng thành. Năm 1959, Ford và cộng sự đã xác định karyotyp của những bệnh nhân loại này là 45,X. Monosomi NST X có một tỷ lệ cao chết ngay ở giai đoạn phôi thai (98 - 99%), chỉ có một số nhỏ monosomi NST X sống đến khi sinh. Tần số trẻ em gái bị monosomi NST X lúc sinh là 1/3000.

2.3.1.1, Triệu chứng lâm sàng

- Ở giai đoạn sơ sinh: chưa có nhiều biểu hiện nên khó nhận biết: các dấu hiệu để nhận

biết như trẻ nhẹ cân, chiều dài cơ thể ngắn, thừa da ở gáy, phù bạch huyết ở mu bàn tay và bàn chân. Các đặc điểm này cũng có thể phát hiện khi siêu âm thai.

- Ở giai đoạn lớn và trưởng thành:

+ Trẻ em gái có người thấp, chậm lớn. Phần đầu mặt: hàm nhỏ, cằm nhỏ, sụp mi, tai ở vị trí thấp, mép xệ, tóc mọc thấp xuống tận gáy, cổ ngắn và rộng (Hình 2.10), có nếp da thừa ở cổ hình cánh bướm nối liền từ xương chũm xuống đến mỏm cùng vai.

+ Cẳng tay cong ra ngoài, ngắn đốt bàn 4 và 5, da có nhiều nốt ruồi, móng tay giảm sản và lồi.

+ Nhi tính khi đã đến tuổi dậy thì; tuyến vú không phát triển, cơ quan sinh dục rất ít lông mu, không có lông nách.

Tuyến sinh dục không phát triển, soi ổ bụng thường thấy dải màu trắng nhạt. Tử cung nhỏ, chẽ đôi. Giới tính thứ cấp không phát triển, vô kinh nguyên phát hoặc thứ phát, đôi khi có hiện tượng nam hóa.

+ Trên 50% trường hợp có hẹp động mạch chủ; 40 - 60% có dị tật ở hệ thống tiết niệu (thận hình móng ngựa, bàng quang chẽ đôi, hoặc thận ứ nước).

+ Xương: dị dạng ở đầu gối, ở cổ tay và bàn tay. Mâm chày trong thường hạ thấp, hơi chếch xuống dưới và vào trong, triệu chứng rõ lúc 7 tuổi. Tuổi xương chậu chậm phát triển.

+ Nội tiết: không có hoặc giảm estrogen và pregnandiol, tăng FSH, nhưng có trường hợp FSH bình thường. Lượng 17-cetosteroid thường thấp.

+ Nếp vân da: tần số hoa vân mô út tăng, nhưng giảm ở mô cái. Tổng số vân ngón tăng.

+ Tâm thần: thường thiểu năng trí tuệ nhẹ, có trường hợp bình thường.

- Tiến triển:

Bệnh nhân thường có tuổi thọ bình thường, trừ những trường hợp có tật nội quan nặng chết ở thời kỳ mới sinh. Các bệnh nhân loại này thường vô sinh, tuy nhiên có trường hợp có thai sinh con, gặp ở trạng thái khảm.

2.3.1.2. Di truyền tế bào

55% trường hợp có karyotyp 45,X. Vật thể Barr âm tính.

10% trường hợp ở dạng khảm: 45,X/46,XX hoặc 45,X/47,XXX. Có vật thể Barr nhưng tần số thấp.

20% trường hợp có NST X đều ở nhánh dài: 46,X,i(Xq), vật thể Barr lớn hơn bình thường hoặc NST X đều ở nhánh ngắn: 46,X,i(Xp), vật thể Barr nhỏ hơn bình thường

5% trường hợp do mất đoạn NST X ở nhánh ngắn hoặc nhánh dài: 46,XXp- hoặc 46,XXq-.

5% trường hợp là NST X vòng: 46,X,r(X) ở dạng khảm hoặc thuần.

5% trường hợp có mặt NST Y như trường hợp khảm 45,X/46,XY

Nguồn gốc của NST X trong hội chứng Turner 45,X theo một số nghiên cứu thì 75% NST X có nguồn gốc là từ mẹ.

Tùy theo tình trạng của bộ NST mà các dạng bệnh có thay đổi: từ dạng điển hình kể trên đến các dạng nhẹ hơn, tuyến sinh dục từ dạng không phát triển, tuyến sinh dục loạn sản đến giảm sản tuyến sinh dục, từ chỗ vô kinh đến hiện tượng có kinh nguyệt ngẫu nhiên.

- Tư vấn di truyền: tùy theo sự có mặt của các dòng tế bào và mức độ hormon của người bệnh mà cho lời khuyên.

2.3.2. Hội chứng Klinefelter

Năm 1942, Klinefelter và cộng sự đã mô tả hội chứng này. Năm 1959, Jacob và Strong chứng minh rằng karyotyp của người bệnh này 47,XXY. Tần số của bệnh: khoảng1/1000 trẻ sơ sinh nam.

2.3.2.1. Triệu chứng lâm sàng

+ Ở giai đoạn sơ sinh và trẻ nhỏ: rất khó nhận biết vì không có dị dạng quan trọng, hoặc có những dị dạng không đặc hiệu như tinh hoàn lạc chỗ, lỗ đái lệch thấp, dương vật kém phát triển.

+ Ở giai đoạn dậy thì: trong nhiều trường hợp người cao, chân tay dài (hình 2.11), nhưng cũng có trường hợp có hình thái nam bình thường. Một triệu chứng thường thấy là tinh hoàn không phát triển, mào tinh hoàn nhiều khi lớn hơn tinh hoàn, khoảng 35 - 50% trường hợp có chứng vú to. Giới tính nam kém phát triển, không râu, ít lông mu, dương vật bé, tình dục giảm. Tăng bài tiết FSH, sự bài tiết 17-cetosteroid bình thường hoặc giảm.

Trí tuệ phát triển bình thường, có trường hợp suy giảm.

Nếp vân da: giảm tổng số vân đầu ngón tay, tăng tần số vân cung; chạc ba trục lệnh về phía bờ trụ bàn tay, tăng tần số nếp ngang đơn độc.

Mô học: ở trẻ em, mô học tinh hoàn bình thường. Ở tuổi dậy thì, ống sinh tinh bị xơ hoá; một số ống chứa tế bào Sertoli. Những tế bào Leydig tụ tập thành những đám lớn. Người bị Klinefelter thường không có tinh trùng.

2.3.2.2. Di truyền tế bào

Trong tế bào có cả vật thể Barr và vật thể Y.

80% trường hợp Karyotyp: 47,XXY. Những trường hợp còn lại có thể ở trạng thái khảm: 46,XY/47,XXY; 46, XX/47,XXY hoặc 45,X/46, XY/47,XXY.

Nguồn gốc của NST bất thường: 53% NST thêm có nguồn gốc từ bố, 34% do rối loạn

giảm phân I ở mẹ, 9% do rối loạn giảm phân II của mẹ, 3% do rối loạn phân cắt của hợp tử. Có sự phối hợp với tuổi mẹ cao làm tăng bất thường ở giảm phân I.

2.3.3. Hội chứng Noonan

Hội chứng này có nhiều biểu hiện giống hội chứng Turner vì vậy còn có tên là hội chứng Turner nam, hội chứng Ullrich. Bệnh biểu hiện cả ở nữ hoặc nam. Bộ NST của những người mắc hội chứng này là 46,XY hoặc 46,XX. Theo David W.S. thì bệnh di truyền theo kiểu trội NST thường. Gen bệnh đột biến nằm trên NST số 12: 12q22-qter. Tuy nhiên có trường hợp không xác định được đột biến ở bệnh nhân.

Tuyến sinh dục có nhiều dạng, từ bình thường đến loạn sản biểu hiện nhiều mức độ khác nhau, do vậy có thể sinh sản bình thường nhưng nhiều trường hợp tinh hoàn chưa xuống bìu, tinh hoàn lạc chỗ, vô sinh

Hẹp động mạch phổi là một biểu hiện thường gặp, ít gặp hẹp động mạch chủ.

Trí tuệ của người mắc hội chứng Noonan cũng tương tự như hội chứng Turner.

Hình 2.11. Bệnh nhân mãc hội chứng Klinefelter

2.3.4. Hội chứng 47,XYY Tần số: 1/1000 trẻ sơ sinh nam.

Cơ thế thường lớn, không có biếu hiện hình thái gì đặc biệt. Nội tiết không có thay đổi khác thường, có trường hợp sinh dục kém phát triến, tinh hoàn lạc chỗ, tật lỗ đái lệch thấp.

Tâm thần: nhiều trường hợp có tính nết thất thường, thiếu tự chủ, dễ bị kích động, hung hăng, phạm tội trộm cướp, giết người, vì vậy tần số hội chứng 47,XYY ở các trung tâm giam giữ tội phạm có thế đến 2/100.

Trong tế bào có hai vật thế Y.

Người mắc hội chứng 47,XYY vẫn có khả năng sinh sản.

Có trường hợp 48,XXYY. Những bệnh nhân có bộ nhiễm sắc thế 48,XXYY có kiếu hình tương tự hội chứng Klinefelter, nhưng có tính nết thất thường hung hăng hơn cả trường hợp XYY.

2.3.5. Hội chứng 47,XXX

Tần số: khoảng 1/1000 trẻ sơ sinh gái.

Không có biếu hiện hình thái gì đặc biệt. Đa số trường hợp sinh đẻ bình thường, một số trường hợp vô kinh thứ phát, thường mãn kinh sớm. Thường có giảm trí tuệ ít nhiều.

Nếp vân da: tăng tần số vân móc quay và vân cung. Tổng số vân ngón tay giảm.

Tế bào có hai vật thế Barr.

Có thế gặp trường hợp khảm: 46,XX/47,XXX.

2.3.6. Hiện tượng lưỡng giới

Giới nam và giới nữ khác nhau về cấu trúc di truyền (NST), về tuyến sinh dục, cơ quan

sinh dục, cấu tạo cơ thế và tâm lý giới tính.

Định nghĩa thế nào là lưỡng giới vẫn còn có những ý kiến khác nhau. Tuy nhiên, có thế hiếu lưỡng giới là hiện tượng không có sự phù hợp của những tính chất nêu trên ở cùng một cá thế.

Có thế phân biệt hai loại lưỡng giới: lưỡng giới giả và lưỡng giới thật.

2.3.7. Lưỡng giới giả

2.3.7.1. Lưỡng giới giả nam

Là những người có tinh hoàn, bộ NST của những người này thường có NST Y: 46,XY; 47,XXY; 47,XYY và nhiều dạng khảm khác, cũng có trường hợp 46,XX. Các bất thường có thế xẩy ra ở cơ quan sinh dục bên trong hoặc bên ngoài dưới các hình thái khác nhau:

- Nam có tử cung do không ức chế được sự phát triến của ống Muller.

- Nam có chứng vú to.

- Nam có tật lỗ đái lệch thấp.

- Loạn sản tuyến sinh dục: tuyến sinh dục giảm sản hoặc tuyến sinh dục ở dạng một dải thô sơ.

Trong các dạng của lưỡng giới giả nam, hội chứng tinh hoàn nữ tính hóa (Testicular feminization syndrome) đã được mô tả nhiều. Hội chứng tinh hoàn nữ tính hóa được Morris E. và Mahesh J. dùng để đặt tên cho các trường hợp rối loạn theo kiểu di truyền lặn liên kết giới X ở các bệnh nhân nam có tinh hoàn, karyotyp 46,XY, kiểu hình có thể biểu hiện ở các mức độ khác nhau như: cơ quan sinh dục ngoài hoàn toàn là nữ, hoặc cơ quan sinh dục ngoài mơ hồ về giới tính, hoặc cơ quan sinh dục ngoài là nam, có dương vật, có khả năng sinh sản. Các trường hợp này là do khuyết tật về số lượng và chất lượng của receptor androgen đã được xác định là nằm trên locus gen thuộc nhánh dài của NST giới tính X: Xq11-12. Bệnh di truyền theo kiểu lặn liên kết trên NST X.

Có hai loại là hội chứng kháng androgen hoàn toàn và không hoàn toàn, tương đương với hai loại hội chứng tinh hoàn nữ tính hóa hoàn toàn và hội chứng tinh hoàn nữ tính hóa không hoàn toàn.

+ Loại kháng androgen hoàn toàn còn gọi là hội chứng tinh hoàn nữ tính hóa hoàn toàn gặp ở 1/20000 -1/64000 trẻ sơ sinh nam. Bệnh nhân loại này có rối loạn nặng nề cả về số lượng và chất lượng của receptor androgen. Bệnh nhân có kiểu hình là nữ, loạn sản sinh dục, không có âm đạo hoặc âm đạo cụt, tinh hoàn nằm trong ổ bụng, trong ống bẹn hoặc ở môi lớn, vô kinh nguyên phát và hay gặp thoát vị bẹn trước tuổi dậy thì, phát triển tâm sinh lý hoàn toàn là nữ.

+ Loại kháng androgen không hoàn toàn có rối loạn một phần số lượng và chất lượng của receptor androgen. Bệnh nhân loại này có sự nam hóa một phần cơ quan sinh dục ngoài như hòa nhập một phần các nếp môi bìu, phì đại âm vật ở các mức độ khác nhau, âm đạo ngắn và mù. Tìm hiểu trong gia hệ thường không có tiền sử bệnh từ trước, nhưng trong một số trường hợp có nhiều thành viên trong gia đình cùng bị bệnh. Bệnh nhân có thể nam hóa lúc dậy thì với phì đại âm vật hay sự hòa nhập phía sau của các môi lớn.

Trường hợp tinh hoàn trong ổ bụng hoặc ở ống bẹn sâu thì nguy cơ bị ung thư hóa rất cao nên cần phẫu thuật cắt bỏ tinh hoàn, nhất là trường hợp gây biến chứng thoát vị bẹn. Người nữ dị hợp tử có biểu hiện bình thường nhưng khoảng 20% có hiện tượng chậm kinh. Khoảng 2% nữ thoát vị bẹn là do hội chứng này.

2.3.7.2. Lưỡng giới giả nữ

Là những người có buồng trứng nhưng cơ quan sinh dục bên ngoài có hình thái nam nhiều hay ít (tùy từng trường hợp từ phì đại âm vật đến có hình thái nam hoàn toàn). Karyotyp thường là 46,XX nhưng cũng có trường hợp ở trạng thái khảm. Cơ chế sinh bệnh chưa rõ nhưng có thể rối loạn hormon do tác động của các nhân tố khác nhau.

Có thể giải thích bằng các cơ chế sau đây:

- Lưỡng giới giả nữ do thượng thận:

Rối loạn tổng hợp steroid, hội chứng tăng sản thượng thận bẩm sinh phổ biến nhất (chiếm 95%) là do thiếu 21-hydroxylase, tăng sản ACTH, quá sản androgen gây nên nam hóa rõ ở trẻ gái ngay khi sinh. Loại này di truyền theo kiểu gen lặn NST thường mà gen đó nằm trên NST số 6 gần locus HLA - B.

Loại rối loạn tổng hợp steroid do thiếu hụt 11p-hydroxylase, không thấy có mối liên hệ với HLA.

Để điều trị các trường hợp này cần dùng glucocorticoid để phòng các hậu quả do thiếu hụt hydrocortisol gây ra, ngoài ra còn ngăn cản sự nam hóa nhanh và đề phòng sự tăng trưởng sớm với sự chín sớm của các đầu xương.

- Lưỡng giới giả nữ không phải do thượng thận:

Trong thời kỳ thai nghén, người mẹ dùng thuốc thường là thuốc ngừa sẩy thai loại progestatif dẫn đến hậu quả thứ phát tăng androgen gây nam hóa thai nữ.

Khối u ở mẹ (arrhenoblastoma) hoặc ở thai gây sinh hormon.

- Bất thường phát triển ống Muller: ống Muller bất sản, không có âm đạo bẩm sinh hoặc âm đạo giảm sản, tử cung không có hoặc không bình thường (ví dụ như hội chứng Rokitansky). Các trường hợp này thường có bất thường thận như bất sản thận hoặc thận lạc chỗ.

- Các cơ chế còn chưa rõ.

2.3.8. Lưỡng giới thật

Là những trường hợp trong cùng một cơ thể có cả tinh hoàn và buồng trứng ở dạng bình thường hoặc loạn sản. Căn cứ vào vị trí của tuyến sinh dục trong cơ thể có thể xếp thành 3 dạng sau:

- Lưỡng giới xen kẽ: một bên có buồng trứng, bên kia có tinh hoàn, chiếm tỷ lệ 40%.

- Lưỡng giới hai bên: cả hai bên đều có tuyến sinh dục hỗn hợp buồng trứng - tinh hoàn, chiếm tỷ lệ 20%.

- Lưỡng giới một bên: một bên có buồng trứng hoặc tinh hoàn, bên kia là tuyến hỗn hợp, chiếm tỷ lệ 40%.

Kiểu hình có nhiều dạng biến đổi tùy theo karyotyp.

Cơ quan sinh dục: hình thái ái nam ái nữ biểu hiện nhiều mức độ khác nhau. Trong 2/3 trường hợp cơ quan sinh dục lúc đầu biểu hiện hình thái nam, tinh hoàn chưa xuống bìu, lỗ đái lệch thấp. Lúc dậy thì tuyến vú phát triển (80% trường hợp), hành kinh (50% trường hợp). Có trường hợp hình thái nam, vú to, ra huyết có chu kỳ. Trong ổ bụng có cấu trúc của cả ống Muller và ống Wolf, có vòi trứng, tử cung giảm sản hoặc bình thường, có mào tinh hoàn, túi tinh.

Karyotyp thường là 46,XX; 46,XY hoặc có hai dòng tế bào 46,XX/46,XY. Ngoài ra cũng có thể gặp các trạng thái khảm khác.

Với cá thể có cặp NST XX, có khó khăn để giải thích vì sao có tổ chức tinh hoàn, có thể có trạng thái khảm trong quá trình biệt hóa các dòng tế bào. Về cơ quan sinh dục bên ngoài có nhiều dạng lưỡng giới khác nhau, về tâm lý giới tính từ dạng nam bình thường đến dạng nữ bình thường.

Những người lưỡng giới thật đều vô sinh.

2.3.9. Rối loạn cấu trúc nhiễm sắc thể X

- Chuyển đoạn cân bằng hoặc không cân bằng giữa NST X và NST thường dẫn đến thiểu năng buồng trứng nguyên phát hoặc thứ phát với những biểu hiện hội chứng Turner ở mức độ khác nhau.

- Các trường hợp mất đoạn nhánh ngắn hoặc nhánh dài biểu hiện là hội chứng Turner, có liên quan giữa mức độ biểu hiện của bệnh với kích thước của đoạn bị mất.

+ Trường hợp NST X bị mất nhánh dài: tuyến sinh dục không phát triển, vô kinh, chiều cao có thể bình thường hoặc gần bình thường.

+ Trường hợp NST X bị mất nhánh ngắn: tuyến sinh dục không phát triển, vô kinh, chiều cao có thể thấp (nhánh ngắn của NST X có mang gen chi phối chiều cao và hình thái cơ thể).

- Các trường hợp NST X đều (đẳng NST), triệu chứng cũng như mất đoạn NST X.

- Ví dụ: một trường hợp liên quan đến rối loạn cấu trúc NST X. Hội chứng chậm phát triển tâm thần liên kết nhiễm sắc thể X - Hội chứng Martin-Bell hay hội chứng nhiễm sắc thể X dễ gẫy (Fragile X). Hội chứng này là nguyên nhân phổ biến dẫn đến chậm phát triển tâm thần có tính chất gia đình. Hội chứng chậm phát triển tâm thần liên kết NST X là một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn đến chậm phát triển tâm thần hay gặp ở nam. Hội chứng này do đột biến của NST X ở vị trí phần cuối nhánh dài: Xq27.3 gây nên hiện tượng NST X dễ gẫy. Gen bị đột biến ở đây là gen FMR1 (Fragile X Mental Retardation 1) biểu hiện bằng sự lặp lại nhiều lần của bộ 3 nucleotid CGG, làm mất tính ổn định của phân tử ADN, khi tế bào được nuôi cấy trong môi trường đặc hiệu gây nên hiện tượng dễ gẫy của NST X ở vị trí Xq27.3. Sản phẩm của gen FMR1 là protein FMRP (Fragile X Mental Retardation Protein), là một loại protein có nhiều trong mô não và mô tinh hoàn, chức năng của protein FMRP là tham gia điều hòa tổng hợp protein, ngoài ra protein này còn tham gia cấu tạo nơron và sự dẫn truyền qua synap. Khi gen FMR1 đột biến hoàn toàn, dẫn đến cơ thể thiếu hoàn toàn protein FMRP, sẽ có biểu hiện chậm phát triển tâm thần. Khi gen FMR1 ở dạng tiền đột biến, cơ thể vẫn có khả năng tổng hợp một lượng nhất định protein FMRP, do đó những người mang gen FMR1 tiền đột biến có thể hoàn toàn bình thường hoặc biểu hiện chậm phát triển tâm thần ở mức độ nhẹ. Ở người bình thường, số lần lặp lại của bộ 3 nucleotid CGG trong gen FMR1 từ 5 - 54 lần. Ở người mang gen tiền đột biến nhưng không có biểu hiện lâm sàng, số lần lặp lại của bộ 3 nucleotid CGG trong gen FMR1 từ 60 - 200 lần. Ở người mang gen đột biến hoàn toàn, có biểu hiện lâm sàng rõ rệt, số lần lặp lại của bộ 3 nucleotid CGG trong gen FMR1 là 200 - 1000 lần hoặc hơn.

Những người nam mang gen FMR1 tiền đột biến với số lần lặp của bộ ba nucleotid CGG từ 60-200 lần có biểu hiện bình thường nhưng có khả năng truyền gen bệnh và gây bệnh cho thế hệ tiếp theo. Người nam này sẽ truyền gen bệnh cho con gái và khi người con gái lấy chồng sinh con thì ở đời con của họ có hiện tượng xảy ra như sau: Tiền đột biến với tần số lặp lại của bộ ba nucleotid CGG là 60-200 lần sẽ phát triển thành đột biến hoàn toàn với số lần lặp lại của bộ ba nucleotid là trên 200 lần hoặc hơn. Hiện tượng này không xảy ra ở người nam mang gen tiền đột biến nhưng lại xảy ra ở con gái của họ khi người con gái sinh con. Tiền đột biến có xu hướng lan rộng ở thế hệ kế tiếp, tiền đột biến lớn có thể phát triển thành đột biến hoàn toàn.

Các mức độ đột biến của gen sẽ ảnh hưởng đến trí tuệ ở các mức độ khác nhau. Người mang gen tiền đột biến và đột biến không bị ảnh hưởng tới khả năng sinh sản nên có thể truyền gen bệnh và bệnh cho thế hệ sau, do đó hội chứng Fragile X gây CPTTT có tính gia đình.

Đối với nữ mắc hội chứng Fragile X, triệu chứng lâm sàng thường không điển hình, thường chỉ biểu hiện CPTTT ở mức độ khác nhau. Điều này liên quan đến NST X bất hoạt, sự bất hoạt này xảy ra ngẫu nhiên trong hai NST X và tỷ lệ khác nhau giữa các mô trong cơ thể. Nếu gen đột biến nằm chủ yếu trên NST X bị bất hoạt, người đó sẽ không biểu hiện bệnh hoặc biểu hiện bệnh không hoàn toàn. Trong trường hợp chuyển đoạn giữa NST X mang gen đột biến với NST thường, bệnh nhân vẫn có biểu hiện lâm sàng. Tuy nhiên, để xác định đó là hội chứng Fragile X, cần phải kết hợp triệu chứng lâm sàng của bệnh nhân với làm xét nghiệm ở mức di truyền tế bào và phân tử.

+ Tần số: khoảng 1/4000 nam và 1/8000 nữ bị mắc hội chứng này.

+ Triệu chứng lâm sàng:

Giai đoạn thơ ấu: bệnh biểu hiện ở mức độ nhẹ như giảm trương lực cơ, giảm vận động. Hình thái bộ mặt rất đặc biệt với tai to vểnh, mặt dài; tinh hoàn to ở người nam sau tuổi dậy thì.

Mức độ chậm phát triển tâm thần có thể từ nhẹ đến nặng tùy thuộc vào người mang gen tiền đột biến hay đột biến hoàn toàn.

+ Di truyền tế bào:

Để phát hiện ra đoạn NST X dễ gẫy tại vị trí Xq27.3, người ta nuôi cấy tế bào bạch cầu lympho máu ngoại vi trong các môi trường đặc hiệu là môi trường nghèo acid folic hoặc môi trường dư thymidin, đoạn dễ gẫy biểu hiện dưới các dạng gap, iso gap, đứt đơn, đứt kép hoặc mất đoạn NST. Có trường hợp đoạn dễ gẫy biểu hiện bằng hai chấm nhỏ tách khỏi phần cuối nhánh dài NST X. Người mắc hội chứng này thường có khoảng 4 - 50% tế bào nuôi cấy có NST X biểu hiện dễ gẫy.

Có thể dùng phương pháp di truyền phân tử xác định số lần lặp lại của bộ 3 nucleotid CGG của gen FMR1.

2.3.10. Rối loạn cấu trúc NST Y

- Chuyển đoạn của NST Y với NST X hoặc các NST thường khác sẽ biểu hiện kiểu hình là nam hoặc nữ tùy theo kiểu chuyển đoạn.

- Mất đoạn nhánh dài NST Y có kiểu hình nam, tinh hoàn có thể phát triển bình thường. Cũng có trường hợp lỗ đái lệch thấp, không có tinh trùng.

- NST đều của nhánh dài NST Y (hình thành do mất nhánh ngắn), có kiểu hình nữ nhưng tuyến sinh dục bất sản (yếu tố quy định tính chất nam nằm trên nhánh ngắn của NST Y). Thường gặp ở trạng thái khảm kết hợp với dòng tế bào khác thường là 45,X.

- Mất đoạn nhánh ngắn NST Y: thường có kiểu hình nữ. Hầu hết có dải sinh dục với hội chứng Turner, đặc biệt có phù bạch huyết nhưng chiều cao bình thường. Trường hợp này ngược với người nữ 46,XY có loạn sản tuyến sinh dục hoàn toàn và không có kích thước như hội chứng Turner.

Hội chứng nam 46,XX

Tần số: khoảng 1/10000 trẻ sơ sinh nam.

Hình thái bên ngoài: với chiều cao bình thường hoặc hơi thấp.

Tinh hoàn nhỏ và mềm, giảm sản tế bào Leydig, không có tinh trùng, vô sinh.

Cơ chế sinh bệnh: được giải thích bằng sự chuyển gen xác định tinh hoàn (TDF) từ nhánh ngắn của NST Y sang nhánh ngắn của NST X trong quá trình giảm phân hoặc trạng thái khảm với dòng tế bào có NST Y nhưng dòng tế bào này đã bị loại trừ ở giai đoạn phôi.

TỰ LƯỢNG GIÁ

1. Trình bày các biểu hiện lâm sàng, di truyền tế bào học và tiên lượng của hội chứng Down.

2. Trình bày các biểu hiện lâm sàng, di truyền tế bào học và tiên lượng của hội chứng Edwards.

3. Trình bày các biểu hiện lâm sàng, di truyền tế bào học và tiên lượng của hội chứng Patau.

4. Trình bày các biểu hiện lâm sàng và di truyền tế bào học của hội chứng mèo kêu.

5. Trình bày nhiễm sắc thể Philadelphia (Ph1).

6. Trình bày hội chứng Turner; trong hội chứng Turner xét nghiệm vật thể Barr và vật thể Y có kết quả như thế nào.

7. Trình bày hội chứng Klinefelter; trong hội chứng Klinefelter xét nghiệm vật thể Barr và vật thể Y có kết quả như thế nào.

8. Trình bày chức năng NST X và Y.

9. Trình bày vật thể giới tính ở người.

10. Trình bày các cơ chế gây lưỡng giới giả nữ.

11. Trình bày hiện tượng lưỡng giới giả nam - Hội chứng tinh hoàn nữ tính hóa.

12. Trình bày hiện tượng lưỡng giới thật.

13. Trình bày hội chứng chậm phát triển tâm thần liên kết NST X (hội chứng Fragile X).

14. Trình bày các hậu quả do rối loạn cấu trúc NST X và Y gây ra (trừ hội chứng fragile X).


Page 6

Bộ gen (genome) chỉ toàn bộ các đơn vị di truyền chứa trong một bộ đơn bội (n) NST của loài. Mỗi giao tử bình thường chứa một bộ gen, mỗi tế bào soma chứa 2 bộ gen.

Bộ gen của người là sự phân bố ở các vị trí xác định của các gen trên chuỗi ADN trên 24 NST của người (22 NST thường và NST X, Y).

Ngày nay người ta còn quan tâm đến các gen ngoài nhân, các gen nằm trên ADN của ty thể. Trong một tế bào sinh dưỡng bình thường, gen trong nhân chỉ có hai bản nhưng gen trong ty thể phải có hàng ngàn bản, vì mỗi tế bào chỉ có một nhân nhưng có tới trên một ngàn ty thể.

Bản đồ bộ gen người là kết quả mô tả định vị các gen trên NST của người. Theo truyền thống thì bản đồ được phân chia theo các vùng tương ứng với các băng trên 24 NST (22 NST thường + X + Y).

Trước khi di truyền học phân tử ra đời, việc xây dựng bản đồ gen được tiến hành rất chậm chạp. Sự ra đời của di truyền học phân tử đã gỡ được mối bế tắc trong nghiên cứu xây dựng bản đồ gen người, đã vạch ra được những đường nét cơ bản cho nghiên cứu.

Tháng 10 năm 1990, nước Mỹ lần đầu tiên chính thức công bố Dự án bộ gen người (Human genome project). Một loạt các quốc gia khác như Anh, Pháp, Nhật, Canada và Đức cũng có những đầu tư đáng kể cho Dự án bộ gen người. Ba mục tiêu chính của dự án này là:

- Dựng bản đồ di truyền (Genetic map).

- Dựng bản đồ hình thể (Physical map).

- Xác định trình tự của cả ba tỷ đôi base của bộ gen người.

Xây dựng được bộ gen của người với việc hoàn thành cả ba mục tiêu nêu trên sẽ cung cấp những kiến thức, cơ sở khoa học để:

- Giải thích rõ được nguyên nhân, cơ chế của nhiều tính trạng bình thường hoặc bệnh lý từ đó sẽ có những chẩn đoán, điều trị chính xác hơn, hiệu quả hơn.

- Tách được dòng gen để nghiên cứu, để sửa chữa gen phục vụ điều trị gen (Gene therapy).

- Sản xuất được các sản phẩm của gen (các loại protein) phục vụ đời sống, chẩn đoán, điều trị.

2. ĐẶC ĐIỂM BỘ GEN CỦA NGƯỜI

Khoa học đã ước tính được bộ gen đơn bội của người gồm ba tỷ đôi base. ADN của người cũng như ADN của các Eukaryota khác bao gồm những trình tự mã hóa (các exon) xen kẽ với những trình tự không mã hóa (intron). Tùy mức độ có mặt của chúng trong nhân mà các trình tự ADN được chia làm ba loại:

- ADN có trình tự duy nhất: là các gen mã hóa cho các protein, chiếm khoảng 10% bộ gen. Thuật ngữ gen đã có gần một thế kỷ (Johansen, 1909) nhưng khái niệm về gen, thực thể nó như thế nào thì thật là bí ẩn, sự khám phá về nó vẫn còn tiếp tục.

Theo nghĩa truyền thống, gen là vật chất di truyền quyết định một tính trạng xác định, hay nói tương đối chính xác hơn, sau Mendel, gen là một đoạn ADN mã hóa một protein xác định. Nhưng sau này người ta thấy không nhất thiết một gen quyết định một tính trạng mà có thể có nhiều gen cùng quyết định một tính trạng và sự biểu hiện của gen phụ thuộc nhiều nhân tố nên hình thành loại tính trạng di truyền đa nhân tố. Thế nhưng đây chỉ là sự biểu hiện của gen qua tính trạng, qua kiểu hình, còn bản thân gen, chân dung của nó ra làm sao thì cho đến nay, ngay cả khi di truyền học phân tử đã phát triển cao độ thì khái niệm về gen vẫn chưa thực sự hiểu biết hết được. Các gen này sẽ được dịch ra protein bằng ARN polymerase II và gen được gọi là gen nhóm II. Các gen này chỉ mã hóa ra một loại protein. Gen ở sinh vật bậc cao bị gián đoạn bởi những vùng không mã hóa. Thường thì gen bắt đầu từ phía 5 ’ bằng một vùng chứa các yếu tố điều chỉnh, kế đó là vùng khởi động, cả hai vùng này gộp lại thành vùng điều chỉnh. Tiếp theo là các vùng mã hóa. Các vùng mã hóa gọi là exon bị gián cách bởi các vùng

không mã hóa gọi là intron. Exon đầu tiên có thêm một vùng gọi là vùng khởi đầu dịch mã, exon cuối có thêm về phía sau một vùng kết thúc dịch mã. Hai vùng này cũng thuộc về exon. Số lượng exon trong các gen khác nhau không giống nhau. Ví dụ như gen fetoprotein của huyết thanh chuột nhắt gồm 15 exon: exon ngắn nhất gồm 53 đôi base, exon dài nhất gồm 280 đôi base, tổng chiều dài của các exon là 2229 đôi base.

Gen cấu trúc ở người (đoạn ADN) gồm các đoạn exon xen kẽ intron. Toàn bộ các đoạn intron và exon này sẽ phiên mã thành phân tử mARN tiền thân. Phân tử mARN tiền thân này sẽ cắt loại các đoạn mRAN phiên mã từ intron và nối các đoạn mARN phiên mã từ exon để tạo thành phân tử mARN thuần thục. Số lượng các intron trong một gen cũng giống như số lượng exon của nó, không giống nhau ở các gen.

Kích thước của các gen nói chung rất biến thiên, có gen có thể lớn hơn 2 triệu đôi base (gen của Dystrophin). Không có mối tương quan trực tiếp giữa kích thước của protein với chiều dài của gen mã hóa ra nó, mặc dù người ta thấy các chuỗi peptid lớn tương ứng với những gen lớn.

- ADN có trình tự lặp lại nhiều lần (ADN vệ tinh): chiếm khoảng 10 - 15% bộ gen, đó là các trình tự không mã hóa. Phần lớn các ADN vệ tinh khu trú tại vùng tâm của NST, tương ứng với băng C tức là phần dị nhiễm sắc cấu trúc. Các chuỗi Nu này không phân tán trong NST mà khu trú tập trung, chức năng chưa rõ. ADN lặp lại nhiều lần được chia thành hai loại: loại thứ nhất có chuỗi nucleotid ngắn (5 - 10 đôi base) xếp nối đuôi nhau, số lượng bản sao có thể tới hàng trăm triệu. Các chuỗi này tăng methyl hóa ở tế bào soma và giảm methyl hóa ở tế bào tạo giao tử, tại NST Y. Loại thứ hai có chuỗi Nu dài hơn, từ 100 đến 200 đôi base, cũng xếp nối đuôi nhau. Ngoài hai loại có tính khu trú ở trên, còn có một loại nữa có tính phân tán gọi là vệ tinh nhỏ (minisatellite) không nằm trong vùng dị nhiễm sắc cấu trúc, loại này rất có ích cho việc lập bản đồ gen.

- ADN có trình tự lặp lại trung bình: chiếm khoảng 25 - 40% bộ gen của người, chúng cũng có cấu trúc gồm các đoạn chuỗi Nu lặp lại nhưng đoạn chuỗi dài hơn, từ 100 đến 1000 đôi base, kém đồng nhất hơn nhiều so với loại lặp lại nhiều lần. Loại ADN này phân tán trong toàn bộ gen, phần lớn chúng không thấy hoạt động phiên mã. Chúng không mã hóa nhưng cũng có thể có chức năng phiên mã: chúng là gen của các rARN, tARN và một số gen khác nữa.

Ngoài ba loại trình tự kể trên, trong bộ gen người còn có các gen nhẩy (transposon), đó là những đoạn ADN có khả năng tích hợp vào bất cứ đâu của bộ gen.

Như vậy, dựng bản đồ gen bao gồm xác định vị trí của các gen mã hóa protein (coding genes) đồng thời xác định vị trí của các đoạn ADN không mã hóa, có tính đa hình. Hình 4.2 giới thiệu số lượng các gen mã hóa đã được phát hiện theo thời gian.

Với các tiêu chuẩn lập bản đồ gen của người, người ta lập ra hai loại bản đồ: bản đồ di truyền và bản đồ hình thể. Bản đồ di truyền dựa vào kết quả phân tích tổ hợp lại bằng phương pháp thống kê gián tiếp. Bản đồ hình thể dựa vào đo đạc trực tiếp trên chiều dài của ADN.

3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BẢN ĐỒ DI TRUYỀN VÀ BẢN ĐỒ HÌNH THỂ

3.1. Bản đồ di truyền

Phương pháp phân tích gen liên kết

Phương pháp phân tích gen liên kết là phương pháp phân tích cốt yếu để lập bản đồ di truyền. Các gen trên cùng một NST tạo thành nhóm liên kết. Các gen liên kết thường phân ly cùng với nhau. Mức độ liên kết của các gen có thể xác định qua phân tích gia hệ. Khoảng cách di truyền được biểu thị bằng centimorgan (cM). Centimorgan còn gọi là một đơn vị tổ hợp lại, khoảng cách giữa hai locus là một đơn vị tổ hợp lại khi tần số tổ hợp lại giữa hai locus ấy bằng 1% qua phân bào giảm nhiễm.

Locus gen quy định tính trạng hoặc một bệnh nào đó đã được xác định (nhóm máu, các dạng protein, ADN -RFLP... ) được coi là các cột tiêu. Khi phân tích gia hệ, nếu các tính trạng cột tiêu và gen bệnh cần xác định vị trí (gen đích) phân ly độc lập, có thể kết luận các gen ở trên các NST khác nhau hoặc ở trên cùng một NST nhưng ở xa nhau (liên kết không hoàn toàn). Nếu sự di truyền của hai tính trạng luôn đi cùng nhau có thể cho rằng hai locus ở gần nhau trên cùng một NST. Sự trao đổi chéo xẩy ra trong giảm phân là cơ sở của sự tái tổ hợp lại. Ở người trung bình có khoảng từ 30 - 35 trao đổi chéo qua mỗi lần phân bào ở nam giới, nhưng con số đó ở nữ giới thì gần gấp đôi.

Khi dùng enzym giới hạn để cắt ADN, người ta phát hiện thấy tính đa hình chiều dài các đoạn ADN được cắt bởi enzym đó (Restriction Fragment Length Polymorphism = RFLP) ở các cá thể là khác nhau và sự đa hình ấy di truyền theo Mendel.

Việc phát hiện các đa hình ADN khác (vệ tinh nhỏ, minisatellite) và vệ tinh siêu nhỏ (microsatellite) đóng vai trò như những cột tiêu của gen. Bằng sử dụng enzym giới hạn và các ADN dò (DNA probe) thích hợp đã thúc đẩy nhanh việc xây dựng bản đồ gen liên kết.

Hình 4.3 dưới đây minh họa sự di truyền của nhóm máu ABO và MN trong một gia đình bị dị tật giảm sản xương bánh chè, loạn sản móng và viêm thận ở người trưởng thành (Nail - Patella syndrome).

Qua phân tích gia hệ thấy bệnh luôn đi kèm với nhóm máu A (thuộc ABO) mà không đi kèm với nhóm máu MN.

Các phân tích gần đây đã xác định locus của nhóm máu ABO nằm trên NST số 9 ở vị trí 9q34, locus của bệnh nêu trên cũng ở trên NST số 9 và gần vị trí 9q34, cách nhau 10 cM.

Gia hệ này cũng cho biết không có sự liên kết của locus bệnh nêu trên với locus chi phối nhóm máu MN.

Điều này cũng được chứng minh vì locus của nhóm máu MN nằm trên NST số 4.

3.2. Bản đồ hình thể

3.2.1. Phương pháp lai tại chỗ (In Situ Hybridization)

Phương pháp lai tại chỗ là phương pháp vừa di truyền tế bào vừa di truyền phân tử. Phương pháp thường được dùng là lai NST ở kỳ giữa hoặc NST trong nhân tế bào gian kỳ với ADN dò đã được đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ hoặc bằng phẩm nhuộm huỳnh quang. Quan sát sự có mặt của đoạn ADN đích trong đoạn ADN lai bằng tự chụp hình phóng xạ hoặc bằng kính hiển vi huỳnh quang. Bằng phương pháp này chuỗi nhẹ kappa của globulin miễn dịch đã được xác định có locus trên nhánh ngắn của NST số 2.

3.2.2. Phương pháp lập bản đồ mất đoạn

Phương pháp này dựa vào sự có hoặc vắng mặt của một vùng đặc biệt nào đó hoặc của một locus trong ADN lấy từ bệnh nhân có bất thường NST hay từ mẫu lai các tế bào soma của người và gặm nhấm, trong mẫu có chứa đoạn ADN đã biết trước của NST người. Lập bản đồ mất đoạn đặc biệt có ích cho lập bản đồ NST X vì một số lượng lớn các bất thường trên NST X đã được xác định.

3.2.3. Thông tin về khoảng cách hình thể

Vẫn phải nhờ phương pháp lập bản đồ giới hạn với enzym giới hạn loại cắt đoạn ADN có độ dài lớn (từ 100 Kb đến trên 4 Mb).

Các đoạn ADN giới hạn (là đoạn ADN sau khi được cắt bởi enzym giới hạn) được lai với các mẫu đánh dấu ngoài tế bào bằng phương pháp Southern blotting, bao gồm các giai đoạn cắt ADN, tách ADN bằng điện di, thấm ADN từ gel agarose điện di lên màng nitrocellulose hoặc nylon và sau đó lai ADN và đọc bằng chụp hình phóng xạ nếu đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ hoặc đọc theo phương pháp huỳnh quang nếu đánh dấu bằng nhuộm huỳnh quang.

3.2.4. Phương pháp dùng các nhiễm sắc thể nấm men nhân tạo (YAC) để tạo gen đơn dòng

Phương pháp này là phương pháp đặc biệt hữu hiệu để lập bản đồ hình thể. YAC là một NST nhân tạo cực nhỏ gồm đủ các tín hiệu đặc hiệu của một NST nấm men (các yếu tố phiên mã, phần tâm và các đầu mút) để làm vector đưa một gen lạ vào dòng gen trong tế bào Eukaryota là nấm men. YAC bảo đảm sự nhân lên trung thành và bền đoạn ADN lạ trong tế bào Eukaryota.

Ưu điểm của YAC là có thể tiếp nhận những đoạn dài hàng vài trăm Kb (100 - 1000 Kb) tức là khả năng lớn gấp từ 2 đến 40 lần khả năng của cosmid (cosmid là một vector dùng để tạo gen đơn dòng có nguồn gốc từ phage À). Với phương pháp nhân ADN có chiều dài lớn bằng YAC, tốc độ lập bản đồ hình thể được gia tăng gấp bội và dự án về bản đồ hình thể bộ gen người có nhiều hy vọng sớm được hoàn thành và trên cơ sở đó sự phân tích phân tử của bộ gen người cũng có thêm nhiều thuận lợi.

3.2.5. Phương pháp lai tế bào sinh dưỡng khác loài

Lai tế bào sinh dưỡng của người và của chuột nhắt thường được dùng. Tế bào lai ban đầu chứa cả bộ NST của người (46 NST) và của chuột (40 NST) nhưng trong khi nuôi cấy một số NST của người bị mất một cách ngẫu nhiên trong khi đó NST của chuột được giữ nguyên. Bộ NST của người còn lại được cấy truyền để duy trì. Bộ NST của người và của chuột có thể phân biệt bằng hình thái NST và bằng nhuộm giemsa.

Sau đây là ví dụ: tế bào của người lai với dòng tế bào của chuột nhắt thuần chủng về tính chất khiếm khuyết thymidin kinase. Enzym này cần cho sự sống sót của tế bào. Các tế bào của chuột sẽ chỉ sống sót khi có mang gen của người mã hóa thymidin kinase. Quan sát cho thấy rằng các tế bào lai chỉ sống sót khi còn NST số 17 của người. Điều này chứng tỏ gen mã hóa thymidin kinase nằm trên NST số 17 của người.

3.2.6. Phương pháp xác định liều gen (Gene - dosage methods)

Phương pháp xác định liều gen là phương pháp xác định số lượng bản sao của một gen, cụ thể là xác định số lượng bản sao của một gen hay cả một trình tự Nu chưa rõ bằng một loại mẫu dò duy nhất đặc hiệu và so sánh mật độ tín hiệu của gen đích đã được lai với mật độ của tín hiệu được dùng làm đối chứng. Mật độ của tín hiệu được đo bằng phương pháp tự chụp hình phóng xạ.

Các NST thường tồn tại từng cặp trong tế bào sinh dưỡng. Trong điều kiện bình thường cả hai alen của gen cùng hoạt động, nếu gen mã hóa một enzym nào đó, hoạt độ của enzym đạt 100%. Nếu một alen bị đột biến (mất đi) thì hoạt độ của enzym còn 50%; hoạt độ của enzym đạt 150% ở những người thể ba nhiễm

Phương pháp xác định liều gen được sử dụng trong dựng bản đồ gen, chủ yếu qua quan sát, xét nghiệm lâm sàng. Bằng phương pháp này người ta đã xác định được một số locus, ví dụ xác định gen mã hóa enzym phosphatase nằm trên nhánh ngắn NST số 2.

3.2.7. Phương pháp tạo gen đơn dòng định vị (Positional cloning)

Phương pháp tạo gen đơn dòng định vị là sự tạo gen đơn dòng một gen chưa biết bằng phương pháp lập bản đồ di truyền, rồi bản đồ hình thể từ đó định vị chính xác vị trí gen trên phần bản đồ liên quan, là một trong những thủ thuật hay được dùng nhất trong di truyền học ngược.

Khái niệm về di truyền học ngược (Reverse Genetics)

Theo kinh điển, muốn phân lập được một gen người ta bắt buộc phải xác định trước được sản phẩm đặc trưng của nó là protein. Từ protein suy ra mARN, cấu tạo ra các kháng thể, cấu trúc các mẫu dò có số lượng Nu rất ngắn nhờ các chuỗi polypeptid. Và như vậy đối với các bệnh về Hb, các bệnh máu khó đông nhờ biết trước được protein khuyết tật mà người ta tìm ra được gen khuyết tật. Quy trình nghiên cứu này được gọi là quy trình của di truyền học kinh điển.

Khi phát hiện ra các RFLP (các đa hình độ dài của các đoạn ADN giới hạn) thì người ta đã xây dựng được quy trình mới về phân lập gen. RFLP không những đã giúp cho người ta xây dựng được bản đồ gen người mà còn giúp khám phá ra các gen còn tiềm ẩn. Đầu tiên người ta phân lập các trình tự Nu đã được tạo dòng của ADN bộ gen có trong một bệnh phẩm di truyền (locus bệnh), trong một chức năng đang nghiên cứu (hình thái học phát sinh, sự biệt hóa trong chu kỳ tế bào) hay trong một kiểu hình (phenotyp) của tế bào (kiểu hình chuyển dạng của tế bào ung thư). Khi đoạn ADN nói trên đã được phân lập, người ta tìm hiểu thông tin của nó dưới dạng trình tự Nu mã hóa từ đó suy ra trình tự acid amin của protein. Trong quá trình nghiên cứu không loại trừ phân lập ra những chuỗi trình tự Nu vô nghĩa.

Quy trình nghiên cứu bắt đầu từ gen rồi mới đến protein nên người ta gọi là “Di truyền học ngược” (Reverse genetic) sau này gọi là phương pháp tạo gen đơn dòng định vị (Positional cloning).

Ví dụ về xác định bản đồ của gen bệnh mucoviscidose:

Về căn bệnh mucoviscidose, người ta biết rất rõ các biểu hiện lâm sàng nhưng protein liên quan đến bệnh thì người ta không biết.

Các nhà nghiên cứu đã biết, nhờ phân tích liên kết gen trong nội bộ các gia đình có trẻ bị bệnh mucoviscidose thấy gen bệnh nằm trên NST số 7, giữa vị trí Met và locus D758, nhưng hai chuỗi trình tự Nu ấy cách xa nhau tới 1600 Kb. Họ phải dùng phương pháp tiến dần theo chiều dọc NST. Kỹ thuật này gồm: cắt ADN thành nhiều đoạn nhờ enzym cắt. Họ để ý thấy đoạn ADN cắt nào nằm phía 5’ được nhận diện bởi mẫu dò của nó. Rồi họ dùng đầu mút 3 ’ của đoạn ấy là mẫu dò mới để tiếp tục định vị cho một đoạn ADN mới gối đoạn cũ, đoạn này kéo dài theo hướng tiếp đầu 3’ (và như thế là gần gen cần phân lập hơn) và cứ thế tiếp tục. Tất cả các đoạn ADN được cắt bằng enzym giới hạn đều định hướng lần lượt. Và các gen tiềm tàng phải được định vị. Cuối cùng là phải xác định được vùng nào trong khu vực mã hóa sẽ tương ứng với gen của bệnh mucoviscidose. Họ còn thận trọng làm việc so sánh các mARN phân lập trong các tế bào khác nhau của bệnh nhân mucoviscidose.

Kết quả là một gen gồm 280 Kb đã được xác định là gen của bệnh mucoviscidose. Nó chứa 27 exon và mã hóa một protein dài 1480 aa. Protein này được gọi tên là “CFTR” (Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) là một protein phụ trách vận chuyển các ion clo qua màng (từ trong ra ngoài tế bào). Nó gồm có từ đầu mút N đến đầu mút C của phân tử protein: một vùng gồm sáu đoạn xuyên màng, một vùng NBF (Nucleotid Binding Fold) nối gắn ATP, một vùng điều chỉnh R gồm các vị trí phosphoryl hóa, một vùng khác gồm sáu đoạn xuyên màng, và một vùng NBF khác nữa liên kết với ATP. Các vùng xuyên màng tạo nên những kênh vận chuyển clo. Khi một sự phosphoryl hóa của vùng R xẩy ra và các ATP liên kết với hai vùng NBF thì kênh clo mở ra, và các ion Cl" rời khỏi tế bào.

Ngày nay, trên 400 bất thường phân tử của gen bệnh mucoviscidose đã được mô tả. Đột biến hay gặp nhất là loại mất đoạn 3 Nu của exon 10 dẫn tới sinh ra một protein mất acid amin thứ 508 là phenylalanin - Đột biến này nằm trong vùng NBF đầu tiên. Do thiếu phenylalanin, ATP không gắn được, điều này gây nhiễu cho chức năng

kênh Cl, các ion Cl- tích tụ lại trong tế bào và cùng với chúng là các ion Na+, vì thế mà nước ở lại trong tế bào. Chất nhầy tiết ra bởi các tế bào ấy chứa không đủ lượng nước bình thường và trở nên rất nhớt. Thêm nữa, protein CFTR mang đột biến F508 không còn có trong màng tế bào. Khuyết tật về độ thuần thục của nó sẽ là nguyên nhân để nó tồn tại trong tế bào chất thay vì đến định cư trong màng tế bào.

Hình 4.5 sơ đồ phương pháp tạo gen đơn dòng định vị

3.2.8. Phương pháp phân tích hình thái nhiễm sắc thể

Phân tích hình thái NST có thể giúp cho xác định vị trí của gen.

- Bằng phân tích đa hình NST, Donahue đã xác định nhóm máu Duffy có locus trên NST số 1.

Phương pháp quan sát các mất đoạn NST được dùng để xác định gen đột biến của bệnh retinoblastoma, bệnh Prader - Willi...

- Hiện tượng trao đổi đoạn cũng được dùng để xác định locus, một ví dụ điển hình là sự chuyển đoạn giữa NST X và NST thường ở nữ bị bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne (một bệnh rất hiếm gặp ở nữ). Qua phương pháp này người ta đã xác định gen chi phối bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne ở Xp21.

3.3. Bản đồ gen bệnh (khi chưa có mARN trong tay)

Nhiều bệnh di truyền ngoài những triệu chứng hình thái ra (có thể có hoặc không thấy) còn biểu hiện ở mức độ phân tử protein tức là sản sinh ra các protein không bình thường về chất lượng hoặc về số lượng. Nếu là bất thường về chất lượng thì protein đó có thể là nguyên liệu khởi đầu để tìm ra gen đã mã hóa ra nó. Một phương pháp gọi là phiên mã ngược cho phép thông qua mARN được cấu trúc nhân tạo theo trình tự các acid amin của phân tử protein bất thường ấy, từ mARN nhân tạo này nhờ enzym phiên mã ngược tổng hợp được cADN (ADN bổ sung). cADN được đánh dấu và như vậy là người ta đã có được một mẫu dò đánh dấu dùng cho kỹ thuật lai tại chỗ hoặc Southern blotting để định vị gen gây bệnh trên NST mang nó. Đây là một trong những phương pháp được dùng để lập bản đồ gen bệnh.

4. CÁCH GHI TRONG BẢN ĐỒ GEN

Có bản đồ chung cho mọi gen của cơ thể, nhưng cũng có bản đồ riêng cho các gen liên quan với bệnh tật (Morbid gene - map).

Có nhiều cách ghi trong bản đồ gen: có thể ghi trong sơ đồ NST, nhưng cũng có thể ghi trong bảng thống kê. Dù ghi theo cách nào các thông tin sau đây cần có:

Tên bệnh hay tính trạng; tên gen chi phối bệnh hay tính trạng; ký hiệu của gen; mã số của bệnh hay tính trạng theo Mc Kusick (Mck); vị trí của gen.

5. XÁC ĐỊNH TRÌNH Tự NUCLEOTID CỦA ADN TRONG LẬP BẢN ĐỒ GEN NGƯỜI

Công việc này không phải chỉ là một lĩnh vực độc lập hoặc tương đối độc lập của bộ gen học hay của Bản đồ gen mà nó xẩy ra trong hầu hết các nghiên cứu về bộ gen, vì đã nói đến bộ gen là nói đến ADN, và nói đến ADN là nói đến Nu, mà “giải trình tự Nu của ADN” cũng là những công việc quen thuộc của các lĩnh vực nghiên cứu gen. Điếm khác là:

- “Giải trình tự Nu” nhằm gọi tên theo trình tự tất cả 3 tỷ Nu của 22 NST thường và NST giới X, Y của người.

- Cố gắng xác định nếu có thế chức năng của từng đoạn trình tự, những phần là gen, những phần không phải là gen, những phần đóng vai trò phụ hoặc điều chỉnh biếu hiện, những phần hoàn toàn chưa rõ chức năng...

Những tiến bộ của sinh học phân tử đặc biệt về mặt kỹ thuật đã tạo cho Dự án bản đồ gen người hoàn thành phần việc quan trọng nhất: xác định trình tự ba tỷ đôi base trong bộ gen của người. Việc phát hiện ra các loại enzym trong kỹ thuật di truyền, đặc biệt là enzym giới hạn, enzym nối, việc phát hiện và liên tục cải tiến phương pháp xác định trình tự gen, gần đây nhất là phương pháp thăm dò trình tự 4 màu huỳnh quang (Four - colour fluorescence - base - sequence detection), xác định trình tự vòng, phương pháp điện di mao quản... đã cung cấp những công cụ cần thiết và hữu hiệu cho xác định trình tự bộ gen người. Các kỹ thuật có nhiều nhưng có thế tóm tắt các bước cơ bản như sau:

- Phân lập được ADN.

- Tạo gen đơn dòng được ADN.

- Cắt đặc hiệu ADN.

- Nhân đoạn ADN invitro (PCR).

- Biến tính ADN.

- Đánh dấu ADN.

- Nối chính xác ADN.

- Đọc trình tự Nu, cần nhất là đọc tự động bằng máy, kết quả đọc được lưu giữ trong đĩa nhờ máy tính.

Sau đây là nguyên lý của phương pháp xác định trình tự Nu của ADN trong lập bản đồ gen người:

ADN dù dài ngắn có chức năng gì thì cũng chỉ có 4 loại Nu. Người ta dùng chất đánh dấu huỳnh quang 4 loại khác nhau đặc trưng riêng cho từng loại Nu.

Biến tính mẫu ADN cần xác định.

Chuẩn bị một lượng Nu 4 loại đã đánh dấu đủ cho lai bổ sung.

Lai bổ sung mẫu ADN sợi đơn cần nghiên cứu với các Nu đã đánh dấu.

Cho vào máy đọc trình tự Nu tự động (sequenceur). Nguyên lý đọc là máy có khả năng nhận diện từng màu huỳnh quang khác nhau và tự động ghi khi một Nu đi qua máy và lưu trữ số liệu vào máy.

Ngày 26 tháng 6 năm 2000 Dự án bộ gen người và công ty tư nhân Celera Genomics đã công bố phác thảo bộ gen người. Ngày 12 tháng 2 năm 2001 Dự án bộ gen người và Celera genomics đã công bố trình tự đầy đủ bộ gen người ở tạp chí Nature và Science. Theo công bố, loài người có 31780 gen mã hóa protein, số lượng này ít hơn nhiều theo dự đoán trước đó. Sau khi bản đồ gen của người được hoàn thành về cơ bản việc nghiên cứu sản

phẩm phiên mã và hệ protein càng được đẩy mạnh.

6. DỰ ÁN BỘ GEN NGƯỜI

Dự án bộ gen người là một trong những công trình to lớn nhất và là nhiệm vụ đầy tham vọng trong lịch sử nghiên cứu y sinh học. Khởi đầu năm 1990, dự án dự kiến thực hiện trong 15 năm gồm 3 mục tiêu: 1. Xây dựng bản đồ di truyền;

2. Xây dựng bản đồ hình thể; 3. Xác định trình tự của hơn 3 tỷ đôi base trong bộ gen người.

Khi Dự án bộ gen người hoàn thành sẽ thu được những tiến bộ vượt bậc. Bản đồ marker đã được hoàn thành vài năm trước đó với gần 20000 cấu trúc đa hình đã phát hiện phân bố trong toàn bộ bộ gen người. Đó là các cấu trúc đa hình của RFLPs, VNTRs và vệ tinh siêu nhỏ (microsatellite). Trung bình, với tác dụng của tính đa hình có thể phát hiện được cấu trúc trong khoảng 1 cM. Hơn nữa, các bệnh sẽ được phát hiện nhờ có các marker liên kết. Dự án có thể thu thập được trên 300000 tính đa hình của các nu đơn lẻ SNPs (single nuleotide polymorphism) phân bố trong toàn bộ bộ gen. SNPs là các nu đơn lẻ khác nhau và ít đa hình hơn cấu trúc vệ tinh siêu nhỏ và VNTR. Tuy vậy, chúng lại ít đột biến hơn các loại đa hình trên. Vì thế chúng có tác dụng đẩy mạnh việc xây dựng bản đồ di truyền người.

Mục tiêu thứ hai là xây dựng bản đồ hình thể để xác định được sự phân bố của STSs (sequence tagged sites) với chiều dài 100 kb phân bố trong toàn bộ bộ gen cũng được hoàn thành với hơn 68000 STSs vào khoảng đầu năm 2000. Các vị trí cột tiêu của bản đồ hình thể có giá trị to lớn trong những thí nghiệm nhân dòng gen bằng vị trí, nơi có thể gắn hàng loạt các đoạn chuỗi (ví dụ như gắn các đoạn chuỗi ADN vào YACs, BACs, PACs hoặc cosmids) trong một trật tự nhất định.

Mục tiêu cuối cùng là xác định vị trí của các nu trong bộ gen người với nhiều phương pháp và là nhiệm vụ khó khăn nhất. Bắt đầu từ thư viện NST đặc hiệu sẽ thu được hàng nghìn những đoạn chuỗi xen kẽ các đoạn dài 1000 bp hoặc nhỏ hơn. Tiếp đó là sắp xếp các chuỗi đó trong trật tự chuỗi nu của NST, đây là nhiệm vụ cực kỳ to lớn bởi vì vẫn tồn tại những khoảng trống gây trở ngại như là các đoạn lặp lại hay cấu trúc tương tự. Cần phải rất nhiều cố gắng mới phát triển được phương pháp này khi muốn rút ngắn thời gian và kinh phí. Để tiến tới có thể đạt được sự chính xác cao, hiện tại phải chấp nhận tỷ lệ sai số là 1/10.000 nu. Xác định trình tự nu trong bộ gen của một số loài có cấu trúc bộ gen nhỏ và đơn giản hơn (ví dụ như ở vi khuẩn (E.coli), nấm men (S.cerevisiae) và ở ruồi dấm (Drosophil melanogaster)) đã giúp cho việc tối ưu hơn các phương pháp thực hiện ở bộ gen lớn hơn của người. Hơn nữa, sự tương đồng giữa các sinh vật đó và người giúp cho chúng ta hiểu rõ hơn bản chất của các bệnh gen ở người.

Các bước của quá trình xác định trình tự chuỗi nu trong bộ gen người đã đẩy mạnh nhanh chóng. Chuỗi nu của NST đầu tiên được hoàn chỉnh là NST số 22 đã được công bố đầu tiên năm 1999 (toàn bộ chuỗi nu thực chất chưa thực sự hoàn chỉnh vì còn có những khoảng trống nhỏ, những vùng dị nhiễm sắc nơi không chứa gen vẫn chưa xác định cấu trúc). Dự thảo của bộ gen người trong đó có trên 90% ADN được biết cấu trúc dự kiến hoàn thành vào khoảng năm 2000 và sẽ có tác dụng rất tốt vì chứa hầu hết các gen của bộ gen người. Dự kiến hoàn thành chính xác dự án bộ gen người không sau năm 2003, chính xác là hoàn thành 50 năm sau khi Watson và Crick tìm ra cấu trúc của ADN.

Khi Dự án bộ gen người hoàn thành sẽ có rất nhiều lợi ích. Trước hết, dự án bản đồ gen sẽ được hoàn chỉnh nhờ các ứng dụng to lớn của bản đồ các marker. Sự nhân dòng gen bằng vị trí là một thủ thuật hay được dùng đã rất khả thi khi có hiệu quả của bản đồ hình thể. Số thời gian cần thiết để xác định vị trí gen nhờ nhân dòng gen bằng vị trí đã giảm đi nhiều và số gen bệnh tìm được bằng cách này đã tăng lên hàng năm. Sự nhân dòng gen bệnh có rất nhiều lợi ích quan trọng: cải thiện được chẩn đoán bệnh tật di truyền, sản xuất các sản phẩm gen nhờ kỹ thuật tái tổ hợp ADN, cải thiện các phương pháp điều trị nhờ các thuốc đặc hiệu hơn và liệu pháp gen.

Khi hoàn thành, Dự án bộ gen người sẽ làm sáng tỏ những trường hợp khó khăn trước đây. Khi có trong tay cấu trúc của các nu trong bộ gen người và đưa ra “bản thiết kế di truyền” cuối cùng của con người. Với số lượng khổng lồ các cấu trúc ADN không mã hóa sẽ làm chúng ta ngạc nhiên về những bằng chứng mà trước đây chúng ta chưa được biết rõ về sinh học và nguồn gốc của chúng ta.

Thật là thiếu sót nếu chúng ta nghĩ rằng, hoàn thành cấu trúc các nu trong bộ gen người là kết thúc nghiên cứu của kỷ nguyên. Cấu trúc các nu trong chuỗi ADN với giá trị vô cùng to lớn của nó vẫn không thể lớn hơn được chiều dài cấu trúc của chuỗi ADN. Nhiệm vụ to lớn của chúng ta là tiếp tục xác định cấu trúc, sự điều hòa và sự biểu hiện của gen cũng như sự tương tác phức tạp giữa gen và yếu tố môi trường để cuối cùng biểu hiện ra tính trạng. Cấu trúc của các chuỗi nu trong bộ gen người mới chỉ là sự khởi đầu, sự tiếp tục sau đó là sự khám phá của kỷ nguyên trong lĩnh vực nghiên cứu sinh học vô cùng to lớn và đầy lý thú.

TỰ LƯỢNG GIÁ

1. Nêu khái niệm bộ gen người, mục tiêu và ý nghĩa của dự án bản đồ gen người.

2. Trình bày đặc điểm bộ gen người.

3. Trình bày phương pháp phân tích gen liên kết.

4. Trình bày các phương pháp xây dựng bản đồ hình thể (phương pháp lai tại chỗ, phương pháp lập bản đồ mất đoạn, phương pháp lai tế bào sinh dưỡng khác loài, phương pháp xác định liều gen, phương pháp tạo gen đơn dòng bằng vị trí, phương pháp phân tích hình thái NST).


Page 7

Xét về phương diện vật liệu di truyền, các bệnh do rối loạn vật liệu di truyền gây nên ở người thuộc trong ba loại chủ yếu sau:

Các rối loạn di truyền kiểu Mendel: di truyền đơn gen (monogenic disorders, Mendelian disorders) là rối loạn di truyền do một gen đột biến duy nhất xác định gồm các rối loạn di truyền trội NST thường, di truyền lặn NST thường và di truyền liên kết giới.

Các rối loạn di truyền đa nhân tố (multifactorial disorders) là các rối loạn di truyền do sự tương tác của nhiều gen đột biến và các tác nhân thuộc môi trường tạo thành, thường tạo nên các bệnh di truyền phức tạp.

Rối loạn NST (chromosomal disorders): bao gồm các loại rối loạn số lượng hoặc các bất thường cấu trúc NST.

Ngoài ra còn có các bệnh do gen ty thể gây nên. ADN ở ty thể nhân đôi phân chia ngẫu nhiên cùng tế bào chất - di truyền theo dòng mẹ, và di truyền cho con trai con gái giống nhau. Ngoài những nhóm bệnh tật di truyền nêu trên còn có nhóm bệnh do rối loạn tế bào sinh dưỡng (somatic cell genetic disorders), ví dụ rối loạn di truyền trong ung thư.

Trên lâm sàng người ta còn chia các bệnh, tật di truyền theo hệ thống của từng cơ quan và ký hiệu theo quy ước quốc tế về phân loại bệnh tật (International statistical clasification of diaseases ICD 10 - 1992).

Mỗi loại bệnh di truyền trên là khác nhau về bệnh học phát sinh, dự phòng, chẩn đoán, tư vấn di truyền và điều trị.

2. CÁC TÍNH TRẠNG VÀ CÁC RỐI LOẠN DI TRUYỀN KIỂU MENDEL

Rất nhiều tính trạng bình thường hoặc bệnh lý của người di truyền theo quy luật di truyền đơn gen: mỗi tính trạng được chi phối bởi một cặp alen hoặc nhiều alen tương ứng của một gen. Những tính trạng này thường di truyền theo quy luật Mendel. Garrod và Bateson vào năm 1902 đã xác định bệnh Alcapton niệu di truyền đơn gen theo quy luật di truyền lặn NST thường. Đây là bệnh đầu tiên được xác định quy luật di truyền. Sau sự xác định quy luật di truyền của bệnh Alcapton niệu, quy luật di truyền của nhiều rối loạn chuyển hóa bẩm sinh khác cũng đã được xác định. Đến năm 1997, hơn 6600 các rối loạn di truyền đơn gen đã được xác định với tỷ lệ 2% trong quần thể.

Các tính trạng di truyền kiểu Mendel là các tính trạng di truyền đơn gen.

Gen chi phối những tính trạng hoặc bệnh chỉ gồm hai alen khác nhau để quy định hai hoặc ba trạng thái khác nhau của tính trạng hoặc bệnh thì thuộc loại di truyền hai alen. Khi một gen gồm nhiều alen khác nhau quy định nhiều trạng thái khác nhau của tính trạng trong quần thể thì thuộc loại di truyền nhiều alen. Tuy vậy, trong mỗi cơ thể 2n chỉ có hai alen trong số các alen ấy tồn tại và tương tác nhau để quy định một kiểu hình cụ thể. Dù là di truyền 2 alen hay nhiều alen thì bệnh hoặc một hội chứng thuộc loại rối loạn di truyền kiểu Mendel là các rối loạn mà nguồn gốc là do một gen đột biến gây ra.

2.1. Di truyền hai alen

Đặc điểm chung:

Quyết định sự biểu hiện của một bệnh hoặc một tính trạng của mỗi cá thể và của toàn quần thể chỉ do 2 alen của một gen chi phối nên trong quần thể luôn có ba loại kiểu gen, tương ứng với hai kiểu hình hoặc ba kiểu hình tùy loại cơ chế di truyền.

Có thể tính toán khả năng mắc bệnh (hoặc biểu hiện tính trạng) của từng gia hệ và tần số bệnh của cả quần thể theo các hệ thức toán học.

2.1.1. Di truyền gen trên nhiễm sắc thể thường

2.1.1.1, Di truyền alen trội trên nhiễm sắc thể thường

- Di truyền alen trội hoàn toàn trên nhiễm sắc thường:

Đặc điểm

Các bệnh di truyền alen trội NST thường có các đặc điểm chính như sau:

+ Trong quần thể có 3 kiểu gen (AA, Aa, aa) và chỉ có 2 kiểu hình. Vì bệnh biểu hiện cả trong trạng thái dị hợp nên 2 kiểu gen AA và Aa có kiểu hình trội giống nhau.

+ Gen bệnh trội nằm trên một trong 22 NST thường nên khả năng mắc bệnh của nam và nữ như nhau. Bố và mẹ là có khả năng ngang nhau trong việc di truyền gen bệnh và bệnh cho các con trai và con gái của họ.

+ Bệnh di truyền trực tiếp từ bố mẹ sang con cái, xuất hiện liên tục không ngắt quãng qua các thế hệ, đặc biệt khi gen bệnh không gây mất khả năng sinh sản. Trường hợp ngắt quãng giả có thể xẩy ra ở gia đình đẻ ít con.

Tỷ lệ các cá thể mang tính trạng hoặc bệnh di truyền do gen trội là khá cao trong các gia đình và thế hệ, thường từ 50% trở lên.

Trong 6 khả năng lý thuyết, trừ trường hợp bố mẹ đều bình thường thì khả năng một người bệnh dị hợp kết hôn với một người lành là hay gặp nhất trong quần thể. Con cái của họ trung bình 50% bị bệnh và 50% lành.

Những trường hợp đồng hợp mang cả 2 alen bệnh trội có thể xẩy ra trên lý thuyết nhưng thực tế thường hiếm gặp và thường bị bệnh nặng hơn, có những biểu hiện trầm trọng hoặc có thể gây chết thai do tính đa hiệu của gen (một gen chi phối nhiều tính trạng trong đó có những tính trạng gây chết phôi, chết thai).

- Từ các đặc điểm trên rút ra một số nhận xét có tính chất hệ quả

+ Trong thăm khám bệnh di truyền alen trội, mỗi người bệnh trội dị hợp có tối thiểu một trong hai bậc thân sinh mang bệnh (trừ trường hợp xuất hiện đột biến mới hoặc bệnh có tính thấm không hoàn toàn ở bố mẹ). Khả năng các con đã có hoặc sẽ có của người bệnh cũng bị bệnh trung bình là 50% cũng có nghĩa là khả năng đẻ được 50% số con cái kiểu hình lành không mang bệnh.

+ Người dị hợp và người đồng hợp gen bệnh trội có kiểu hình giống nhau nên trong quần thể, số người mang gen bệnh bằng chính số người biểu hiện bệnh và gen được phát hiện dễ dàng bằng kiểu hình.

+ Những người con đồng hợp mang gen lành (aa) có kiểu hình bình thường trong gia hệ mà bố hoặc mẹ có mắc bệnh là những người không mang gen bệnh, nên khi kết hôn với người lành không mang gen bệnh thì các thế hệ con cháu của họ 100% là lành, không bị di truyền gen bệnh. Trong gia hệ, gen bệnh bị giới hạn không lan truyền ở chi nhánh đó. Từ đây suy ra lời khuyên di truyền là: người lành có thể kết hôn với các người có kiểu hình lành trong gia đình có bệnh trội, họ sẽ có con cái lành không mang bệnh đó (ở những bệnh có độ thấm hoàn toàn).

+ Trong chọn lọc và tiến hóa của quần thể loài người, các gen trội quy định một bệnh trầm trọng hoặc một khuyết tật nặng nề thường bị quá trình chọn lọc tự nhiên đào thải khỏi quần thể vì người bệnh hoặc chết sớm trước tuổi thành niên, hoặc không kết hôn được nên không có điều kiện lưu truyền được gen bệnh cho thế hệ sau. Kết quả gen bệnh bị hạn chế nhanh và có thể bị đào thải sau ngay chính thế hệ đó. Các bệnh trội còn tồn tại và di truyền được qua nhiều thế hệ trong quần thể thường là các bệnh hoặc khuyết tật nhẹ, không trầm trọng; nếu là bệnh nặng thì thường có tuổi biểu hiện bệnh muộn, nên khi thành niên, bệnh chưa biểu hiện, họ vẫn có cơ hội kết hôn và di truyền gen bệnh cho thế hệ sau.

+ Trên thực tế trong quần thể loài người vẫn gặp các bệnh trội trầm trọng và các khuyết tật trội nặng nề với một tần suất nhất định nào đó. Những người mang bệnh tật này thường do kết quả của các đột biến gen trội mới nẩy sinh.

+ Tần suất xuất hiện của các đột biến chung là khoảng 5x10-6 nhưng ở bệnh trội chỉ đòi hỏi có một đột biến ở một trong hai alen nguồn bố hoặc mẹ nên tần suất kỳ vọng khoảng 1/100000 trẻ sơ sinh sẽ có mang một đột biến mới đối với mỗi locus gen bất kỳ nào đó.

+ Đối với người bị bệnh hoặc khuyết tật do đột biến trội mới nẩy sinh thì bố mẹ của họ là bình thường về mặt lâm sàng vì đột biến trội chỉ mới nẩy sinh trong quá trình giảm phân tạo tế bào sinh dục ở cơ thể bố hoặc mẹ người ấy mà thôi. Tuy vậy, cá thể mắc bệnh do đột biến trội sẽ di truyền bệnh cho 50% số con của họ nếu đột biến này không ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của người bệnh.

+ Cần lưu ý rằng trước khi kết luận về một bệnh nhân mang rối loạn di truyền trội có bố mẹ và anh em ruột không bị bệnh là người bệnh do đột biến mới nẩy sinh thì cần xem xét các khả năng khác có thể xẩy ra là:

* Gen có thể được di truyền từ một trong hai bố mẹ nhưng vị thân sinh ấy là người có độ biểu hiện rất thấp hoặc người mang gen có tính thấm không hoàn toàn.

* Hiện tượng gen có nguồn gốc ngoài hôn thú có thể xẩy ra trong xã hội, thí dụ trong các nghiên cứu ngẫu nhiên ở các trẻ em Mỹ thấy có khoảng 5% có mang gen nguồn gốc bố ngoài hôn thú.

Hầu hết các bệnh do rối loạn di truyền alen trội NST thường có hai đặc điểm đặc trưng mà các hội chứng di truyền alen lặn không có:

* Sự biểu hiện bệnh muộn.

* Tính biến thiên lớn trong biểu hiện lâm sàng.

Thí dụ ở bệnh múa giật Huntington hoặc bệnh thận đa nang ở người trưởng thành thì gen đột biến có ngay từ thời kỳ mang thai nhưng vẫn không có các biểu hiện lâm sàng ở thời kỳ niên thiếu, tới tận tuổi trưởng thành hoặc về già mới biểu hiện bệnh.

Một ví dụ điển hình về tính biến thiên lớn trong biểu hiện lâm sàng là hội chứng loét ống tiêu hóa - u nhiều tuyến nội tiết: các bệnh nhân trong cùng một gia đình được di truyền loại gen bệnh như nhau nhưng kết quả biểu hiện lâm sàng khác nhau: có người biểu hiện ở kiểu hình là bệnh loét miệng nối, có người là giảm glucose huyết, sỏi thận, đa u mỡ ở da, bán manh hai thái dương... do đó việc nhận biết ra rằng các thành viên gia đình này cùng mang một gen bệnh như nhau là tương đối khó khăn.

Cũng cần có ý niệm rằng bệnh do đột biến alen trội thường gây bất thường các loại protein điều hòa các con đường chuyển hóa phức tạp hoặc các protein cấu trúc.

- Một số bệnh, tật di truyền alen trội nhiễm sắc thể thường ở người:

Hơn 4458 bệnh di truyền alen trội đã được phát hiện.

Thường gặp một số bệnh di truyền alen trội sau:

+ Hội chứng Marfan (hội chứng tay vượn):

Kiểu hình: chân và tay phát triển dài ra, đặc biệt ngón tay phát triển rối loạn rất dài và thuộc dạng ngón nhện. Gen có tính đa hiệu, gây nên cả sự hủy hoại thủy tinh thể, phình động mạch chủ và tăng các thoát vị, trật khớp, rối loạn sự phát triển hệ xương, tim.

Nhiều đột biến mới nẩy sinh trong các tế bào sinh dục của các ông bố có tuổi tương đối cao, tạo nên hiện tượng “hiệu quả tuổi bố”. Thí dụ ở hội chứng Marfan là 37 tuổi.

Di truyền: đột biến đã được xác định do đột biến gen fibrillin trên NST số 5. Hơn 100 đột biến đã được phát hiện ở các bệnh nhân Marfan. Hầu hết là các đột biến sai nghĩa, các đột biến vô nghĩa, đột biến khung cũng được phát hiện, hay gặp ở exon 24 - 32.

Hội chứng Marfan di truyền trội NST thường. Tỷ lệ xấp xỉ 1/10000 đến 1/20000 ở châu Âu, Bắc Mỹ.

+ Bệnh Huntington:

Kiểu hình: có sự thoái hóa của tế bào thần kinh - run lẩy bẩy thân hình và tay chân, tiến triển hủy hoại dần thần kinh dẫn đến hư hỏng chức năng gây động kinh dẫn đến chết.

Bệnh thường biểu hiện muộn, hơn 70% bệnh nhân biểu hiện bệnh ở tuổi 31 - 60 (có trường hợp bệnh biểu hiện ở tuổi 80) nên thường di truyền gen bệnh cho thế hệ sau vì đã có cơ hội lập gia đình, có con cái. Chỉ 6,5% biểu hiện trước 25 tuổi. Bệnh có thể phát hiện sớm ở 2 tuổi.

Di truyền: bệnh múa giật Huntington do alen trội trên NST số 4 quy định.

Janmes Gussella (1983) và cộng sự đã xác định vị trí gen ở nhánh ngắn NST số 4 (4p16.3). Mười năm sau với phương pháp giải trình tự ADN đã xác định: ở người bình thường bộ 3 mã hóa CAG được nhắc lại từ 11 - 35 lần, người bị Huntington có từ 36 - trên 100 lần nhắc lại.

Tỷ lệ bệnh Huntington xấp xỉ 1/20000 ở châu Âu.

+ Bệnh u xơ thần kinh: do alen trội trên NST số 17 (17q2.2) chi phối, là bệnh mạn tính, đặc trưng bởi sự tạo thành nhiều u của các nhánh thần kinh. Các u khu trú ở bất kỳ cơ quan nào và mô nào, kể cả ở hệ thần kinh trung ương, nhưng thường gặp ở ngoài da dưới dạng mụn cóc kèm theo lông mọc dài, chậm phát triển về thể chất và trí tuệ.

+ Bệnh cận thị: có những trường hợp bệnh cận thị phát sinh do ảnh hưởng của môi trường (phải nhìn gần) nhưng cũng có trường hợp bệnh cận thị do di truyền trội rõ rệt. Có nhiều gia đình bố mẹ bị cận thị, các con hầu hết bị cận thị.

+ Bệnh tăng cholesterol máu có tính chất gia đình (Familial hypercholes-terolaemia):

Đột biến di truyền alen trội nhiễm sắc thể thường, gen đột biến nằm trên nhánh ngắn NST số 19 (19p13.2). Đối với bệnh tăng cholesterol có tính chất gia đình có hơn 200 đột biến. Gen bình thường này tạo ra protein có vai trò như một receptor đối với sự vận chuyển LDL (Low density lipoprotein). Do đột biến dẫn đến sự bất thường số lượng, hoặc cấu trúc receptor này dẫn đến mức tăng LDL và cholesterol trong máu. Có thể phát hiện bệnh với phương pháp phân tích ADN phát hiện gen đột biến.

Tần số bệnh 1/500.

+ Bệnh thận đa nang ở người lớn (Adult polycystic kidney disease):

Bệnh di truyền alen trội nhiễm sắc thể thường, do đột biến gen trên NST số 16 hoặc NST số 14.

+ Bệnh loạn sản sụn (Achondroplasia):

Kiểu hình: ngắn xương chi nhưng chiều dài thân bình thường. Trán dô, mũi gẫy, chiều cao trung bình 132 cm ở nam, 123 cm ở nữ; chỉ số IQ bình thường.

Di truyền alen trội NST thường, độ thấm hoàn toàn.

Tần số: 1/15.000 - 77.000 trẻ sinh ra sống, 80 - 90% bệnh nhân do đột biến mới.

+ Bệnh u nguyên bào võng mạc (Retinoblastoma): bệnh phổ biến ở trẻ em với tần số 1/20000.

Di truyền: người ta đã xác định gen nằm trên NST số 13 (13q14). Đến năm 1980, với phương pháp phân tích ADN đã xác định chức năng của gen liên quan đến vấn đề phosphoryl và phân bào. Bệnh di truyền alen trội NST thường với tính thấm 90%.

Hình 6.2 gia hệ có tật thừa ngón

Ngoài các bệnh kể trên, còn khá nhiều bệnh di truyền trội khác nữa như đục nhân mắt, răng nâu không men, u thượng thận, da vẩy nến, polip ruột già, hội chứng Waardenburg...

- Một số tật do alen trội nhiễm sắc thể thường chi phối

+ Tật dính ngón: một số ngón tay hoặc ngón chân dính vào nhau, có thể chỉ dính ở phần mềm hoặc dính cả phần xương.Tật này thường gặp dính ở ngón ba và ngón bốn của bàn tay, ngón hai và ngón ba của bàn chân. Cũng có thể dính các ngón khác.

+ Tật thừa ngón và tật ngắn ngón: tật thừa ngón biểu hiện bằng ngón thừa ở gần ngón cái hoặc gần ngón út của bàn tay hoặc bàn chân. Ngón thừa (ngón thứ sáu) có thể là cả ngón hoặc chỉ là một mẩu ngón. Tật ngắn ngón do đốt giữa hoặc đốt ba hoặc đốt một bị ngắn.

- Di truyền alen trội không hoàn toàn (Di truyền trung gian)

Ở người cũng thường gặp nhiều bệnh và tính trạng mà sự biểu hiện của alen trội ra kiểu hình theo kiểu trội không hoàn toàn, biểu hiện tính chất trung gian giữa kiểu hình của alen này và alen kia.

Đặc điểm: trong quần thể có ba kiểu gen và ba kiểu hình tương ứng với ba kiểu gen đó, trong đó người mang kiểu gen đồng hợp trội có tính trạng hoặc bệnh được biểu hiện rõ rệt hơn người mang kiểu gen dị hợp. Vì vậy với các bệnh di truyền trung gian trong quần thể có ba loại kiểu hình là không bị bệnh (lành) bị bệnh thể nhẹ và bị bệnh thể nặng, từ kiểu hình nhận biết được kiểu gen của người bệnh.

Trong các bệnh di truyền trội không hoàn toàn ở người thì gen bệnh trội như có đặc tính định lượng mức độ biểu hiện nặng nhẹ của bệnh: người bệnh dị hợp tử hay còn gọi là di truyền liều đơn - vì chỉ mang một alen bệnh còn alen kia là lành nên mức độ biểu hiện bệnh là nhẹ hoặc trung bình; Người bệnh đồng hợp tử - hay còn gọi là di truyền liều kép - vì nhận cả hai alen bệnh từ bố và mẹ nên mức độ biểu hiện bệnh trầm trọng. Ngoài đặc điểm này, di truyền trội không hoàn toàn có những đặc điểm tương tự như trội hoàn toàn.

Một thí dụ về bệnh di truyền trội không hoàn toàn :

Bệnh tạo xương bất toàn: gen bệnh gây khiếm khuyết trong tạo collagen từ đó dẫn tới các rối loạn tổn thương các xương và mô liên kết. Dây chằng, gân và chất nền xương bị biến đổi nặng làm tăng tính giòn xương, xương dễ gẫy tạo nên các dị dạng ở thân và các chi. Bệnh di truyền trội không hoàn toàn nên ở người bệnh đồng hợp tử có các triệu chứng đầy đủ là có dị dạng thân mình và tay chân do các gẫy xương đơn thuần, củng mạc màu xanh nhạt, điếc, răng nâu, da mỏng. Người bệnh dị hợp tử vì chỉ mang một gen bệnh nên chỉ biểu hiện một hoặc vài triệu chứng: hoặc chỉ biểu hiện củng mạc xanh, hoặc kèm theo giòn xương, hoặc biểu hiện răng nâu hoặc có khi có kiểu hình bình thường.

- Di truyền đồng trội (di truyền trội tương đương)

Có những tính trạng ở người sự biểu hiện ra kiểu hình của hai alen cùng là trội và tương đương nhau nên ở cơ thể dị hợp tử cả 2 alen cùng thể hiện hoàn toàn tính chất của mình ra kiểu hình chứ không thể hiện tính chất trung gian. (Xem phần di truyền nhóm máu).

Ví dụ : hệ nhóm máu ABO (ABH), Kell, MNSs,...

2.1.1.2, Di truyền alen lặn trên nhiễm sắc thể thường


Trong quần thể người, đối với bệnh tật di truyền alen lặn thì khả năng 3 là hay gặp nhất.

- Tính chất đặc điểm

Các bệnh, tật di truyền alen lặn NST thường có các tính chất đặc điểm chính như sau:

+ Trong quần thể cũng có ba kiểu gen là AA, Aa, aa và chỉ có hai kiểu hình là lành hoặc mắc bệnh. Kiểu hình bệnh do alen lặn quy định chỉ biểu hiện trên lâm sàng khi cơ thể là đồng hợp tử mang cả hai alen lặn (aa).

+ Vì alen lặn nằm trên một trong 22 NST thường nên cả hai giới nam và nữ đều có thể mắc bệnh và có khả năng như nhau trong việc di truyền gen bệnh và bệnh cho các con trai và gái của họ.

+ Bệnh có thể xẩy ra không liên tục, ngắt quãng qua các thế hệ và bệnh xẩy ra lẻ tẻ, có tính chất gia đình, không rõ tính chất dòng họ. Tỷ lệ cá thể mắc bệnh thường thấp, dưới 50%, hay gặp 25%.

Trong quần thể ngoài khả năng 1 và 4 là phổ cập, khi xét về gen bệnh thì khả năng thường gặp là hai người dị hợp tử kết hôn với nhau. Vì vậy trong lâm sàng thường thấy:

Người bệnh thường là con của hai bố mẹ đều có kiểu hình bình thường (đều là người dị hợp tử). Tỷ lệ bị bệnh trong số anh chị em ruột đương sự là khoảng 25%

+ Các con của người bệnh lặn tuy có kiểu hình bình thường nhưng luôn luôn là những người dị hợp tử mang gen bệnh lặn.

+ Người dị hợp tử (còn gọi là người mang gen) rất khó phát hiện vì các tính chất do gen lặn quy định hoặc không hoặc rất ít được biểu hiện ra bên ngoài. Người dị hợp tử thường có dấu hiệu về lâm sàng hoặc sinh học rất nhẹ, hoặc hoàn toàn không có dấu hiệu gì. Tuy vậy có thể phát hiện người dị hợp tử về một số bệnh di truyền lặn bằng các phương pháp sinh hóa.

+ Trong quần thể số người mang gen bệnh lặn lớn hơn số người mắc bệnh lặn rất nhiều vì những người dị hợp

tử có kiểu hình bình thường nên có khả năng kết hôn, di truyền gen bệnh lặn cho các thể hệ sau, phát tán gen bệnh rộng rãi trong dòng họ và trong quần thể.

+ Sự kết hôn cận huyết hoặc kết hôn ở các quần thể cô lập làm tăng khả năng đẻ con bệnh và tăng tần số người mắc bệnh vì các gen lặn di truyền tiềm ẩn trong dòng họ hoặc quần thể cô lập dễ có cơ hội do kết hôn mà được tổ hợp lại cùng nhau, sinh ra con bị bệnh.

+ Nếu một người mắc bệnh lặn kết hôn với một người dị hợp tử thì một nửa số con cái của họ sẽ mắc bệnh, tạo một gia hệ giả như di truyền trội.

Với tần số đột biến tự nhiên là khoảng 5x10-6, người mắc bệnh lặn do đột biến mới nẩy sinh cần có cả 2 đột biến của cùng một gen ở cả hai phía bố mẹ nên xác suất xẩy ra là vô cùng nhỏ. Ngược với di truyền trội, các đột biến gen lặn mới nẩy sinh quy định các bệnh trầm trọng ở người thường không bị đào thải ngay khỏi cơ thể do áp lực chọn lọc mà còn qua giao phối được lan truyền rộng dần, lúc đầu là trong dòng họ và tiếp sau đó là quần thể.

Các rối loạn di truyền lặn NST thường có các đặc điểm trái ngược với bệnh trội, về biểu hiện lâm sàng là “tính tương đối thống nhất” về các triệu chứng lâm sàng (điều này rất thuận lợi cho các bác sĩ trong việc phát hiện bệnh di truyền) và bệnh thường xuất hiện sớm trong cuộc đời, phổ biến là xuất hiện ở tuổi thiếu nhi (trong khi các bệnh di truyền trội gặp ở tuổi trưởng thành và người có tuổi).

Bệnh di truyền alen lặn thường gặp là đa số các bệnh rối loạn chuyển hóa bẩm sinh, các rối loạn enzym. Ở những bệnh này, người dị hợp tử thường khuyết hụt khoảng 50% một enzym bình thường nào đó nhưng do cơ chế tự điều chỉnh của cơ thể, nên kiểu hình là bình thường, còn người đồng hợp tử thì sự khuyết hụt hoàn toàn enzym này vượt quá khả năng tự điều chỉnh của cơ thể nên con đường chuyển hóa bị rối loạn gây nên bệnh. Cũng vì vậy dẫn tới ứng dụng thực tế là có thể phát hiện hoặc xác định người dị hợp tử bằng phương pháp sinh hóa, đo hoạt độ của các enzym để cho lời khuyên di truyền về việc kết hôn, sinh con...

- Một số bệnh tật di truyền alen lặn nhiễm sắc thể thường

Hơn 1730 bệnh di truyền lặn đã được phát hiện.

Sau đây là một số ví dụ về bệnh di truyền alen lặn NST thường.

+ Bệnh bạch tạng

Kiểu hình: sắc tố melanin làm cho da người và một số bộ phận có màu nâu hoặc đen. Ở người bị bạch tạng, do thiếu sắc tố melanin ở da, tóc và các mô nên da trắng bạc, tóc trắng hoặc màu vàng rơm, đồng tử màu xanh nhạt nhưng khi nắng lại có màu đỏ vì các mạch máu ở mạch mạc bị kích thích giãn ra. Mắt thiếu sắc tố nên người bệnh sợ ánh sáng. Ở người bệnh đồng hợp lặn (aa) cơ thể không sản xuất được enzym tyrozinase là enzym cần thiết cho sự tổng hợp melanin.

+ Bệnh Agammaglobulinemia (Bruton type)

Kiểu hình: thiếu các huyết thanh miễn dịch.

Thiếu globulin miễn dịch trong huyết thanh, dễ bị nhiễm trùng ngay sau khi sinh.

Di truyền: do đột biến gen Bruton - agammaglobulinemia tyrosin kinase.

Cơ chế di truyền, liên kết NST X hoặc di truyền alen lặn NST thường. Tần số 1/10.000.

Có thể chẩn đoán trước sinh bằng nghiên cứu miễn dịch ở máu thai nhi.

+ Bệnh xơ nang (Cystic fibrosis: CF) là một trong những bệnh phổ biến ở Bắc Mỹ, tần số 1/2000 trẻ sơ sinh.

Kiểu hình: có sự tăng nồng độ natri và chloride ở mồ hôi, người ta thường dùng test này trong chẩn đoán

bệnh, tính trạng thiếu dịch tụy và viêm phổi mạn tính chiếm 85 - 90%: tụy không có khả năng tiết ra enzym tiêu hóa dẫn đến suy dinh dưỡng mạn tính, bệnh nhân bị viêm phổi mạn tính do phổi chứa đầy các dịch nhầy.

Di truyền: bệnh xơ nang (CF) được phát hiện đầu tiên năm 1938, gen gây bệnh CF được xác định trong bản đồ gen vào năm 1985. Gen nằm ở NST số 7 nhánh dài (7q22) - gồm 250 Kb (250.000 cặp base), gồm 27 exon. Phân tích trình tự ADN đã phát hiện hơn 900 đột biến khác nhau tại locus gen CF. Hầu hết là mất 3 cặp base, kết quả mất phenylalanin tại ví trí 508 của protein điều hòa CFTR: (cystic fibrosis transmembrane regulator).

Ngoài ra còn thường gặp nhiều bệnh di truyền alen lặn như bệnh da vẩy cá, tâm thần phân liệt, điếc bẩm sinh, động kinh di truyền. Đặc biệt là đa số các bệnh rối loạn chuyển hóa bẩm sinh có tính chất di truyền lặn. Ví dụ các bệnh phenylxeton niệu, galactose huyết, không dung nạp fructose, các bệnh tích glycogen.

2.1.2. Di truyền liên kết nhiễm sắc thể giới

Nhiễm sắc thể X có kích thước khá lớn, trên NST X có các gen kiểm soát sự tổng hợp các yếu tố quyết định cho sự biệt hóa, sự trưởng thành và sự thực hiện chức năng của buồng trứng và còn có các gen ức chế tinh hoàn, gen biệt hóa tinh hoàn. Ngoài các gen kiểm soát giới tính NST X còn chứa nhiều gen khác kiểm soát các tính trạng khác không thuộc về giới tính tạo ra hiện tượng di truyền liên kết NST X.

Nhiễm sắc thể Y có kích thước nhỏ, mang các gen biệt hóa tinh hoàn, trưởng thành tinh hoàn, chức năng tinh hoàn. Ngoài ra, còn có một số ít các gen khác không liên quan giới tính tạo ra hiện tượng di truyền liên kết Y.

Ở người, đại đa số các gen nằm trên NST X đều không có alen tương đồng trên NST Y.

Các bệnh liên kết giới đã được phát hiện từ lâu. Năm 1777 phát hiện bệnh mù màu không phân biệt màu lục màu đỏ. Bệnh Hemophilia được phát hiện vào năm 1793. Cuối thế kỷ 19 biết thêm bệnh mù ban đêm, giật nhãn cầu...

Đến năm 1998, 495 bệnh liên kết NST X đã được phát hiện.

2.1.2.1, Di truyền liên kết nhiễm sắc thể X

- Đặc điểm chung của di truyền alen trội và di truyền alen lặn liên kết NST X

Một dấu hiệu rất đặc trưng của tất cả các tính trạng và bệnh tật di truyền liên kết NST X (trội và lặn) là không có sự di truyền từ nam sang nam vì con trai luôn chỉ nhận NST Y từ bố.

Thuật ngữ “di truyền trội” hoặc “di truyền lặn” liên kết NST X là nhằm chỉ sự biểu hiện của gen trên NST X trong mối quan hệ alen ở nữ giới vì tế bào cơ thể nữ chứa hai NST X, do dó sự biểu hiện ra kiểu hình có thể theo cơ chế trội hoặc lặn tùy tương quan giữa alen đột biến gây bệnh với alen bình thường tương ứng ở cơ thể nữ.

Ở nam giới, tế bào mang cặp NST giới XY mà trên NST X chứa rất nhiều gen không có alen tương ứng trên Y. Gen trên NST X tồn tại ở dạng không có alen tương ứng nên alen bệnh trên NST X luôn biểu hiện dù alen đó được coi là “alen trội” hay “alen lặn” ở cơ thể nữ.

Bố và mẹ có vai trò khác nhau trong sự di truyền gen bệnh và bệnh cho con thuộc giới nam và giới nữ: gen bệnh trên NST X từ bố luôn chỉ di truyền cho con gái; con trai bị di truyền gen bệnh từ NST X từ nguồn mẹ.

- Đặc điểm di truyền alen lặn liên kết nhiễm sắc thể X

Sáu khả năng có thể xẩy ra của di truyền alen lặn liên kết NST X không có alen tương ứng trên Y quy định:

+ Bố lành kết hôn mẹ lành đồng hợp tử (XAY x XAXA) sinh ra các con trai và gái đều lành.

+ Bố lành kết hôn mẹ kiểu hình lành nhưng là người dị hợp tử mang gen bệnh: (XAY x XAXa) có thể sinh ra các con theo tỷ số: 1 con gái lành, 1 con gái lành mang gen bệnh, 1 con trai lành, 1 con trai bị bệnh.

+ Bố lành kết hôn mẹ bệnh (XAY x Xa Xa): có thể sinh ra các con gái đều có kiểu hình lành và mang gen bệnh, các con trai đều bị bệnh.

+ Bố bệnh kết hôn mẹ lành (đồng hợp tử) (XaY x Xa Xa) con gái đều có kiểu hình lành và mang gen bệnh và các con trai đều lành.

+ Bố bệnh kết hôn mẹ kiểu hình lành mang gen bệnh (XaY x XAXa) có thể sinh ra các con theo tỷ số 1 con gái bệnh: 1 con gái lành mang gen bệnh: 1 con trai bệnh: 1 con trai lành.

+ Bố bệnh kết hôn mẹ bệnh: (XaY x Xa Xa) sinh ra các con trai và con gái đều bị bệnh.

Tuy vậy, trong quần thể người ngoài khả năng 1 là phổ cập, xét về gen bệnh thì khả năng 2 là hay gặp nhất rồi tới khả năng 4. Khả năng 5 thường chỉ xẩy ra trong kết hôn cận huyết.

Con bị bệnh hoặc mang alen bệnh ngoài các khả năng do bố, mẹ đã mang sẵn alen lặn đột biến trên NST X di truyền cho, có một số trường hợp là do đột biến mới phát sinh trong quá trình phát sinh giao tử ở bố hoặc ở mẹ.

Dạng điển hình của gia hệ bệnh di truyền lặn liên kết NST X là hình ảnh “di truyền nghiêng”: một người đàn ông bị bệnh thì họ thường có các cháu trai là con của các chị gái và em gái của mình bị bệnh, tuy các chị gái và em gái của ông ta có kiểu hình bình thường (bệnh xuất hiện trong gia hệ ở các cậu - cháu hoặc bác trai - cháu).

Bệnh di truyền alen lặn liên kết NST X thường gặp nhiều người bệnh là thuộc giới nam; người bệnh là nữ đồng hợp tử rất hiếm gặp, chỉ xẩy ra khi có kết hôn cận huyết ở dòng họ có lưu truyền gen bệnh hoặc kết hôn ở các quần thể cô lập (khi cả chồng và vợ đều mắc bệnh, hoặc chồng mắc bệnh và vợ là dị hợp tử mang gen bệnh mới sinh ra con gái bị bệnh).

Trong quần thể thường gặp các trường hợp ông ngoại bị bệnh qua con gái mình di truyền bệnh cho 50% cháu ngoại trai, và di truyền gen bệnh cho 50% cháu ngoại gái, tạo kiểu bệnh “di tuyền theo dòng họ ngoại” ở các bệnh nhân nam.

Nếu mẹ bị bệnh thì 100% con trai đều bị bệnh do mẹ di truyền cho và các con gái đều là người mang gen bệnh.

Nếu một ông bố bị bệnh thì tất cả các con gái đều là người mang gen bệnh và ông bố này không thể truyền bệnh và gen bệnh cho con trai.

Nếu người đàn ông có kiểu hình bình thường không bị bệnh thì không thể truyền bệnh cho các con trai và gái của mình, nhưng một người phụ nữ có kiểu hình bình thường có thể là người dị hợp tử mang gen bệnh, sẽ di truyền gen bệnh cho 50% số con gái và gây bệnh cho 50% số con trai.

Các đột biến gen lặn liên kết NST X nếu nẩy sinh trong quá trình tạo giao tử ở nam giới thì qua thụ tinh đi vào các thế hệ con, cháu thuộc giới nữ, sẽ lưu truyền, lan rộng dần trong dòng họ và quần thể mà chưa chịu áp lực chọn lọc vì tồn tại ở dạng dị hợp tử không biểu hiện ra kiểu hình. Chỉ khi gen lặn đã lan rộng đạt tới một tần số gen cao xác định để trong kết hôn ngẫu nhiên, hai cá thể dị hợp tử kết đôi, sinh con bệnh, lúc đó gen bệnh mới chịu áp lực của chọn lọc, tùy theo mức độ trầm trọng, mức độ thích ứng sinh học mà được di truyền tiếp tục một phần đào thải ngay sau thế hệ đó.

Ngược lại nếu đột biến này mới nẩy sinh trong quá trình tạo giao tử ở người mẹ thì qua thụ tinh đi vào hợp tử XY sẽ biểu hiện ngay thành kiểu hình bệnh ở con trai và chịu ngay áp lực chọn lọc ở chính thế hệ mang đột biến mới nẩy sinh đó; nếu đi vào hợp tử XX thì qua các con cháu giới nữ cũng di truyền tiềm tàng với thời gian dài trong quần thể.

Đặc điểm về biểu hiện lâm sàng của bệnh do gen đột biến lặn liên kết NST X là ở phụ nữ dị hợp tử mang gen đột biến lặn có thể là có kiểu hình bình thường nhưng cũng có thể có các biểu hiện bệnh ở mức độ nhẹ, trung bình, thậm chí nặng. Ví dụ trong số các bà mẹ của những cậu bé bị bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne do alen lặn liên kết NST X chi phối có những bà mẹ có kiểu hình bình thường và có bà mẹ biểu lộ nhược cơ, phì đại chi, có một số bà mẹ lượng CK (creatine kinase) tăng hơn so với người không mang alen bệnh... Nguyên nhân là do một trong hai NST X trong tế bào cơ thể nữ đã bị bất hoạt hóa từ giai đoạn sớm trong phát triển phôi sau đó cứ theo phân bào nhân lên, tạo cơ thể ở dạng khảm giữa các tế bào có NST X mang alen lành và tế bào có NST X mang alen bệnh lặn với các tỷ lệ khác nhau vì sự bất hoạt ở nhóm tế bào phôi ban đầu là ngẫu nhiên.

- Một số bệnh tật di truyền lặn liên kết nhiễm sắc thể X:

+ Các bệnh mù màu lục, mù màu đỏ: trong quần thể người bệnh mù màu lục, mù màu đỏ gặp trong khoảng 7-9% trong giới nam ở người da trắng và xấp xỉ 1% trong giới nữ.

+ Bệnh thiếu hụt glucose-6-phosphate dehydrogenase: có tần số bệnh là 24% ở phụ nữ da đen.

+ Bệnh Hemophilia A. với tỷ lệ 1/5000 - 10000 nam trên toàn thế giới.

Bệnh phát hiện đầu tiên ở nữ hoàng Victoria (1917) là người mang gen hemophilia đã truyền gen đó cho con trai và con gái, những người con này truyền bệnh cho một số thành viên của hoàng gia Đức, Nga...

Di truyền: gen quy định yếu tố VIII nằm trên nhánh dài NST X kích thước 186 Kb, gồm 26 exon. Các đột biến thường xẩy ra ở điểm CG, do đột biến, người bệnh thiếu yếu tố VIII có vai trò trong quá trình đông máu.

+ Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne (Duchenne muscular dystrophy: DMD) được phát hiện năm 1868, tỷ lệ 1/3.500 nam. Các triệu chứng DMD có thể phát hiện sớm trước 5 tuổi. Do các tế bào cơ bị hủy hoại nên enzym creatine kinase (CK) tăng. Định lượng CK trong máu tăng cao trên 20 lần so với người bình thường.

Nhiều bệnh khác có tần số gặp thấp hơn: hemophilia B, đái tháo đường khởi phát nguồn gốc thận, hội chứng Lesch - Nyhan, bệnh tinh hoàn nữ tính hóa, bệnh Fabry, viêm võng mạc sắc tố nhãn cầu, mù ban đêm kèm cận thị, giật nhãn cầu...

- Tính chất đặc điểm của bệnh di truyền alen trội liên kết nhiễm sắc thể X

Trong sáu khả năng lý thuyết có thể xẩy ra với bệnh di truyền trội liên kết NST giới X, ở quần thể người thường gặp hai trường hợp:

+ Bố bệnh x mẹ lành (XAY x XaXa) sinh ra các con gái đều bị bệnh và các con trai lành.

+ Bố lành x mẹ bệnh (XaY x XAXa) sinh ra các con theo tỷ lệ 1 con trai lành: 1 con trai bệnh: 1 con gái lành: 1 con gái bị bệnh.

- Đặc điểm

Cả hai giới nam và nữ đều có thể bị mắc bệnh và đều có thể di truyền gen bệnh và bệnh cho thế hệ sau nhưng với tần số và khả năng khác nhau.

Tần suất của phụ nữ mắc bệnh khoảng gấp đôi so với số nam giới bị bệnh trong quần thể.

Khả năng truyền bệnh và gen bệnh: một phụ nữ mắc bệnh sẽ di truyền bệnh và gen bệnh cho 50% số con trai và 50% số con gái của mình.

Một người đàn ông mắc bệnh sẽ di truyền gen bệnh và bệnh cho tất cả các con gái của ông ấy nhưng không bao giờ di truyền gen bệnh và bệnh cho bất kỳ con trai nào của mình vì bố chỉ di truyền NST Y cho con trai và di truyền NST X mang gen bệnh cho con gái.

Hội chứng nữ dị hợp mang alen bệnh trội thường biểu hiện một cách biến thiên hơn và nhẹ hơn so với sự biểu hiện ở nam vì ở nam chỉ chứa một NST X ở trạng thái hoạt động nên gen hoạt động biểu lộ hoàn toàn tính trạng của mình. Ngược lại ở nữ tế bào cơ thể chứa hai NST X, một trong hai NST X bị bất hoạt một cách ngẫu nhiên ở giai đoạn sớm của phôi. Khả năng bình thường khoảng 50% số tế bào phôi một NST X chứa alen bệnh trội bị bất hoạt không biểu hiện tính chất của bệnh trội, trở thành mất chức năng một cách lâu dài và toàn bộ các thế hệ tế bào về sau xuất phát từ dòng các tế bào chứa alen trội trên

X bất hoạt ấy cũng được di truyền tính chất bất hoạt của NST X ấy và gen bệnh trội trên nó

. Như vậy mỗi phụ nữ là “một cơ thể khảm sinh lý” khoảng 50% tế bào lành và 50% tế bào bệnh, nên sự biểu hiện bệnh nhẹ hơn cơ thể nam giới với 100% các tế bào đều mang alen bệnh hoạt động. Tuy vậy do sự bất hoạt NST X ngẫu nhiên giữa hai NST X nên tỷ lệ tế bào mang NST X chứa alen bệnh trội có thể là lớn hơn 50% hoặc bé hơn 50% nên kiểu hình biểu hiện hội chứng từ nhẹ, trung bình, tới nặng một cách tương ứng.

- Một số bệnh di truyền alen trội liên kết nhiễm sắc thể X thường gặp:

Bệnh còi xương kháng vitamin D.

Đái tháo đường, nguồn gốc thận.

Bệnh thiếu men răng dẫn tới xỉn men răng.

Nhóm máu: Xg (a+).

Một số bệnh hiếm gặp di truyền alen trội liên kết NST X có hiệu quả gây chết thai ở các thai nam, tạo nên một dạng di truyền có đặc tính như sau:

+ Bệnh chỉ quan sát thấy ở các phụ nữ, dị hợp tử về gen đột biến.

+ Mẹ bị bệnh sẽ di truyền cho 50% số con gái (dưới dạng dị hợp tử vì nhận một alen lành trên NST X nguồn bố).

+ Các phụ nữ bị bệnh dị hợp tử có tần số sẩy thai cao và các thai sẩy là các thai nam mang alen bệnh (vì mẹ di truyền gen bệnh gây chết 50% số phôi nam).

+ Mọi người nam giới còn sống sót đều là không mang gen bệnh và không di truyền gen bệnh và bệnh trong quần thể.

+ Con của người bệnh nữ có tỷ lệ khoảng 1 con gái không bệnh: 1 con gái bệnh dị hợp tử: 1 con trai lành.

2.I.2.2. Di truyền liên kết nhiễm sắc thể giới Y

Về lý thuyết thì có sự phân biệt sự di truyền các tính trạng, hoặc bệnh do gen liên kết NST X mà không có alen trên NST Y với những tính trạng hoặc bệnh do gen liên kết NST giới Y mà không có alen trên X, nhưng trên thực tế ở loài người thì cho đến nay người ta mới chỉ biết trên NST Y có chứa các gen cần thiết để xác định giới tính nam về sự biệt hóa trưởng thành và hoạt động chức năng của tinh hoàn, ngoài ra NST Y chứa rất ít các gen quy định các tính trạng khác. Số tính trạng hoặc khuyết tật đã biết do gen trên NST Y mà không có alen trên NST X quy định còn rất ít và di truyền từ bố sang con trai mang tính chất “dòng họ nội”, tất cả các con trai bị bệnh và tất cả con gái lành không bị bệnh. Tới năm 1998 đã biết được 27 gen liên kết NST Y.

Một số ví dụ về bệnh liên kết NST Y như bệnh dày sừng lòng bàn tay, tật nhiều lông mọc ở vành tai, bệnh da vẩy cá nặng. Các bệnh này đều hiếm gặp.

Di truyền liên kết nhiễm sắc thể giới Y một phần:

Gần đây trong khi xác định bản đồ gen của loài người đã xác định được một số nhỏ gen trên NST Y có vùng tương ứng trên NST X nằm ở vùng đầu mút các NST giới. Các gen này di truyền theo kiểu di truyền giả

NST thường (pseudoautosome), nhưng liên kết NST

Y. Gen bệnh liên kết NST Y ở bố thì chỉ di truyền cho fifntt 6.7. Gia hệ bệnh di truyền liên kết NST ’ con trai nên người ta gọi là "di truyền liên kết giới một phần” Thí dụ gen chi phối kháng nguyên bề mặt tế bào MIC2 có MIC2 Y và MIC2 X.

2.1.3. Sự biểu hiện của các tính trạng bị ảnh hưởng bởi giới và tính trạng bị hạn chế bởi giới

2.1.31. Tính trạng bị ảnh hưởng bởi giới ở loài người

Loài người cũng như nhiều loài động vật bậc cao khác có hệ nội tiết rất phát triển, trong đó có các hormon sinh dục, có một số gen khi ở cơ thể nam trong quá trình tương tác với nội môi của cơ thể sẽ chịu ảnh hưởng tác động của các hormon sinh dục nam và khi ở cơ thể nữ thì chịu tác động của hormon sinh dục nữ nên sự biểu hiện ra kiểu hình của tính trạng là khác nhau ở hai giới: các alen có thể biểu hiện theo kiểu trội ở giới nam và theo kiểu lặn ở giới nữ hoặc ngược lại. Đó là các tính trạng bị ảnh hưởng bởi giới. Các gen quy định các tính trạng này nằm trên NST thường bất kỳ nào trong số 22 cặp NST thường.

Ví dụ gen quy định tính hói đầu ở người (B), gen quy định ngón trỏ ngắn (F) ở người biểu hiện theo kiểu trội ở nam và lặn ở nữ.

Một số tính trạng sinh dục thứ cấp ở nam và nữ cũng là những tính trạng bị ảnh hưởng bởi giới.

21.3.2. Tính trạng bị hạn chế bởi giới

Một số gen chỉ có thể biểu hiện ở một trong hai giới, hoặc chỉ biểu hiện ở nam, hoặc chỉ biểu hiện ở nữ do sự khác nhau về thành phần hormon nội môi hoặc do cấu tạo cơ thể khác nhau của nam và nữ.

Khi độ thấm của một gen ở một trong hai giới là bằng 0 thì tính trạng ấy là bị hạn chế bởi giới. Thí dụ tính trạng tiết sữa ở người chỉ thấy ở giới nữ.

2.1.4. Một số rối loạn dị truyền kiểu Mendel thường gặp ở người trưởng thành

2.1.4.1. Một số rối loạn di truyền alen trội trên nhiễm sắc thể thường

2.1.4.3. Một số rối loạn truyền aỉen lặn liên kết nhiễm sắc thể X

Bệnh Hemophilia. Bệnh tinh hoàn nữ tính hóa nữ hóa có tinh hoàn

Bệnh Fabry. Bệnh u hạt mạn.

Bạch tạng mẳt. Mủ máu lục, mù màu đõ.

Bệnh khu vet hụt glucose - 6 Phosphat dehydrogenase.

Bệnh loạn dường cơ Duchenne.

2.1.4.4. Rối loạn di truyền alen trội liên kết nhiễm sắc thể X Bệnh còi xương giảm phosphat huyết kháng vitamin D.

Đái tháo nhạt.

Thiểu men răng.

2.1.4.5. Bệnh liên kết nhiễm sắc thể Y Bệnh dày sừng lòng bàn tay.

Tật nhiều lông mọc ở vành tai.

Bệnh da vẩy cá nặng.

2.1.4.6. Một số bệnh do có sự lặp lại 3 nucleotid nhiều lần

Ví dụ: bệnh Huntington CAG lặp từ 36 đến 100 lần hoặc hơn.

Bệnh thừa ngón, dính ngón (Synpolydactyly, syndactyly), GCG, GCT, GCA lặp 20 đến 25 lần.

Hội chứng Fragile X: CGG lặp 60 - 200 lần hoặc hơn.

2.1.4.7. Một số bệnh do tổn thương ở các locus khác nhau

Ví dụ: bệnh sắc tố võng mạc (Retinitis pigmentosa) được xác định ở các gen nằm trên 20 NST.

Bệnh ung thư đại tràng nằm trên NST số 2(2p,2q), NST số 3,7.

Bệnh Alzheimer có tính chất gia đình do các gen nằm trên NST 1, 12, 14, 19, 21...

2.1.5. Di truyền ty thể

Ở mỗi ty thể trong tế bào của người có một phân tử ADN vòng gồm 16569 cặp base. Số lượng của ty thể thay đổi tùy theo từng loại tế bào và tùy theo trạng thái của tế bào. ADN của ty thể được viết là mtDNA. ADN của ty thể cũng là phân tử ADN sợi kép, có dạng hình vòng một số tác giả gọi ADN của ty thể là NST số 25.

Hai mạch đơn hình vòng của ADN ty thể đều có mã hóa nhưng theo chiều ngược nhau. Mã ADN ty thể có một số trường hợp khác với mã chung (mã vạn năng). ADN của ty thể mã hóa cho 22 phân tử tARN; 2 phân tử rARN và 13 loại protein, enzym tham gia vào quá trình hô hấp tế bào.

Quy luật di truyền:

Di truyền theo dòng mẹ; mẹ di truyền tính trạng hoặc bệnh cho con trai và con gái; nhưng bố bị bệnh không di truyền cho thế hệ sau vì khi thụ tinh ty thể tinh

trùng không vào noãn bào, trong hợp tử chỉ có các ty thể của noãn bào. Con nhận được ADN ty thể của mẹ ngẫu nhiên (xem hình 6.8) theo sự phân chia của tế bào chất.

ADN của ty thể có những dạng đột biến như ADN nhân tế bào. ADN của ty thể có tỷ lệ đột biến cao. Có 3 dạng đột biến được xác định:

- Đột biến sai nghĩa ở những gen mã hóa các protein của hệ thống phosphoryl - oxy hóa.

- Đột biến gen mã hóa tổng hợp tARN, rARN dẫn đến rối loạn quá trình tổng hợp protein của ty thể.

- Do mất Nu, lặp Nu dẫn đến cấu trúc lại các gen trong phân tử ADN ty thể.


Nhiều bệnh do đột biến ADN ty thể đã được phát hiện. Đa số các bệnh đó có liên quan đến thần kinh và cơ: đột biến mất đoạn ADN ty thể là loại đột biến phổ biến nhất gây nên một nhóm hội chứng liệt mắt mạn tính tuần tiến (CPEO: Chronic Progressive Extemal Ophthalmoplegia) trong đó có bệnh Keams - Sayre, cơ chế của bệnh là do đột biến nên tổng hợp protein bất thường, thiếu hụt NADH - CoQ reductase và cytochrom oxydase; đột biến điểm dẫn đến bệnh thần kinh thị giác di truyền Leber (Leber’s Hereditary Optic Neuropathy: LHON)... Bệnh đái tháo đường phụ thuộc insulin (1 - 2%), bệnh Alzheimer, Parkison... (xem hình 6.9)

Hầu hết các đột biến được phát hiện ở mARN do ty thể tổng hợp nên, trên mARN đã phát hiện 50 điểm đột biến, hơn 100 trường hợp mất đoạn và nhân đoạn. Đến năm 2000 có hơn 60 locus gen ty thể đã được xác định.

Một số bệnh do đột biến gen ở ty thể:

- Bệnh thiếu insulin gây đái tháo đường thường chiếm 1 - 2% trong tổng số người bị đái tháo đường thiếu insulin.

- Bệnh Kearner - Sayre.

- Bệnh điếc do mất đoạn.

- Bệnh Alzheimer do ty thể.

2.1.6. Di truyền hành vi - tính cách ở người

2.1.6.1, Khái niệm

Di truyền hành vi - tính cách ở người (behavior genetics) là một ngành của di truyền học loài người nghiên cứu các yếu tố di truyền làm cơ sở chi phối các dạng thức khác nhau bình thường và bất thường của hành vi, tính cách, tri giác, xúc cảm, cá tính, kỹ năng nhận thức ở người.

2.1.6.2. Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên cơ sở bản chất nguyên nhân di truyền học chi phối ở các loại hành vi, tính cách bình thường và bất thường là khác nhau. Có thể do các đột biến các khiếm khuyết đơn gen trội, lặn trên nhiễm sắc thể thường hoặc giới chi phối; đột biến nhiễm sắc thể thường hoặc giới về số lượng hoặc cấu trúc chi phối; do nhiều gen phân ly độc lập chi phối hoặc đa nhân tố gồm nhiều yếu tố di truyền và môi trường tạo thành một phức hệ tương tác cùng chi phối.

Từ cơ sở trên, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu di truyền học thích hợp. Có thể là các phương pháp nghiên cứu di truyền học kinh điển như các phương pháp thống kê hiện tượng học (điều tra gia đình, phả hệ, nghiên cứu so sánh các cặp sinh đôi tương hợp và không tương hợp; điều tra thống kê tỷ lệ và tần số trong gia hệ và trong quần thể...); hoặc các phương pháp sinh học phân tử phù hợp để xác định cấu trúc gen đột biến, enzym hoặc hormon bất thường về cấu trúc và chức năng trong các cơ chế bệnh sinh.

2.1.6.3. Cơ sở di truyền một số hành vi tính cách ở người

Hành vi tính cách của người gồm nhiều loại tính trạng bị chi phối bởi nhiều cơ chế di truyền khác nhau, trong đó có những tính trạng di truyền đơn gen, có những tính trạng di truyền đa nhân tố. Các hành vi tính cách di truyền đa nhân tố thì trong phạm vi biểu hiện kiểu hình bình thường, do dãy đa alen của từng gen và nhiều gen không alen tương tác nhau và tương tác với nhiều yếu tố môi trường cùng chi phối tạo nên một dãy kiểu hình biến thiên liên tục trong quần thể theo đường cong phân bố chuẩn Gauss-La Place. Tuy vậy các hành vi tính cách bất thường lớn lại thường có cơ sở di truyền do các sai sót đơn gen, do các đột biến đơn gen, đột biến nhiễm sắc thể gây ra, có trường hợp lại do nhiều yếu tố phối hợp gây nên. Một số hành vi tính cách bình thường và bất thường lớn mà xã hội quan tâm nhiều sẽ được trình bày dưới đây.

• Di truyền trí tuệ và các bất thường chậm trí tuệ - thiểu năng tâm thần

- Di truyền trí tuệ - Các biểu hiện kiểu hình của trí tuệ có cơ sở di truyền đa nhân tố do nhiều gen trên 23 cặp nhiễm sắc thể thường và giới chi phối (Nội dung chi tiết đọc ở chương di truyền đa gen - đa nhân tố ở người)

- Cơ sở di truyền của các dạng chậm trí tuệ - thiểu năng tâm thần thường gặp và các hành vi tính cách bất thường ở kiểu hình tương ứng.

Người chậm trí tuệ, thiểu năng tâm thần là người do nguyên nhân phát triển chưa đầy đủ về tâm thần trí tuệ nên bị bất lực không có khả năng thích nghi hòa nhập xã hội một cách độc lập.

Ở nhóm người trưởng thành thì những người có chỉ số trí tuệ (IQ) < 69 hoặc tuổi tâm thần < 7 - 10 được xếp vào nhóm chậm phát triển tâm thần - chậm trí tuệ, thường chiếm 2% - 3% trong quần thể, trong đó đa số là thuộc nhóm chậm trí tuệ dạng nhẹ. Chỉ có khoảng 0,25% trong quần thể là người chậm trí tuệ dạng nặng (IQ < 50) và trong số này thì nam chiếm tỷ lệ nhiều hơn (vì có một số dạng chậm trí tuệ do gen lặn liên kết NST X chi phối gây khuyết tật ở giới nam nhiều hơn).

Ngoại trừ một tỷ lệ nhỏ thiểu năng tâm thần - chậm trí tuệ do các nguyên nhân ngoại sinh như bị chấn thương não trước, trong và sau sinh, di chứng của viêm màng não, viêm não... còn lại đại đa số là do nguyên nhân di truyền.

- Một số dạng thiểu năng tâm thần - chậm trí tuệ do đột biến nhiễm sắc thể

+ Nhiều y văn đã công bố các dạng chậm trí tuệ, bất thường tâm thần gặp ở những bệnh nhân có rối loạn số lượng hoặc cấu trúc nhiễm sắc thể như ở các bệnh nhân trisomi 21, trisomi 22, trisomi 13, trisomi 4p+, monosomi 5p-, trisomi 9p+; monosomi 9p-; monosomi 18p-; nhiễm sắc thể vòng 21; nhiễm sắc thể vòng 22; 45, X; 47, XXX; 48, XXXX; 47, XXY; 48, XXXY; 48, XXYY. ..

+ Hội chứng Down:

Do các bất thường ở não nên bệnh nhân Down có các khiếm khuyết tâm thần rất nặng nề - Chỉ số trí tuệ thấp IQ từ 20 - 60, đa số là từ 40 - 50, một số có thể học đọc và viết nhưng phần lớn không thể thực hiện được vai trò chức năng của mình với xã hội, sống lệ thuộc. Bệnh nhân trưởng thành có cá tính hồn nhiên hoặc luôn rầu rĩ, ủ ê. Khả năng trí tuệ càng giảm dần khi tuổi tăng dần. Một số trường hợp có cơ hội có được bạn đời cũng giữ được quan hệ lâu dài.

+ Hội chứng Klinerfelter

Các triệu chứng tâm thần của bệnh nhân Klinerfelter thường là do thiếu hụt các sản phẩm androgen cần cho sự biểu hiện phát triển tính cách đàn ông đặc trưng. Trí tuệ thường suy giảm nhẹ IQ từ 88 đến 96 nhưng thường gặp các bất thường tâm thần nhẹ. Có điều tra cho thấy 1/3 số bệnh nhân Klinerfelter bị “loạn đọc” nặng, học tập khó khăn một phần do năng lực trí tuệ hạn chế, một phần do các vấn đề về hành vi tính cách, thường có hành vi gây gổ thụ động rồi lại rút lui. Khi nhỏ sống lệ thuộc mẹ - khi trưởng thành có thể cương tính, quan hệ giới tính thực tế rất hiếm, nếu có hoạt động giới thì cũng xảy ra ở tuổi muộn sau 40 tuổi, một số bệnh nhân có thể có hôn nhân bền vững. Các dạng Klinerfelter điển hình thể hiện là những người khó đáp ứng với các yêu cầu bình thường của cuộc sống, trường học và nghề nghiệp, khả năng hoạt động trong quan hệ xã hội và quan hệ giới suy kém.

+ Hội chứng Turner

Một tỷ lệ không nhỏ bệnh nhân Turner có chỉ số IQ thấp, khoảng 30% người Turner có IQ < 70, trong đó có tới 4% là chậm trí tuệ nặng (IQ < 50). Một số trẻ em Turner theo được cấp học phổ thông có kết quả song thường rất khó khăn để hiểu được môn toán đặc biệt là về đại số học, tính toán khó khăn. Tật “mù không gian” làm bệnh nhân khó phân biệt các hướng phải, trái. Thường chậm phát triển tâm thần dạng trưởng thành mà lại nhi hóa về tâm tính. Thường không có các hành vi tính cách chống đối như người XXY và XYY.

+ Hội chứng “3 nhiễm X”

Khoảng 10% bệnh nhân “3 nhiễm X” bị lên cơn động kinh. Khoảng 1% các bệnh nhân động kinh có kiểu nhiễm sắc thể 3X. Tỷ lệ người 3X bị mắc loạn tâm thần dạng như tâm thần phân liệt tăng cao gấp ba lần. Tần suất trẻ mới sinh “3X” khoảng 1:1000. Nhiều phụ nữ 3X khác có sự phát triển bình thường và trí tuệ bình thường, có gia đình và có con.

+ Hội chứng 47, XYY

Tỷ lệ người XYY phạm tội tăng cao nhiều lần trong các trung tâm tội phạm song nhiều nghiên cứu khác nhau đã xác nhận các phạm tội của người XYY là do tâm thần dưới bình thường, trí tuệ thấp kém, không biết xử lý tình huống xã hội, phạm tội hầu hết là các vụ tấn công về quyền sở hữu. Hành vi hung dữ, hay tấn công được giải thích do số lượng nhiễm sắc thể Y tăng gấp đôi so với nam XY bình thường và so với nữ không có nhiễm sắc thể Y. Khả năng kiềm chế các lo lắng hoặc kiềm chế dục vọng kém, không kiểm soát được bản thân và góp phần làm tăng các hành vi bất thường.

- Nhiều bệnh rối loạn chuyển hóa bẩm sinh di truyền đơn gen, gen lặn nhiễm sắc thể thường, một số gen bệnh di truyền trội nhiễm sắc thể thường, một số loại gen bệnh lặn liên kết nhiễm sắc thể X đều gây ra các khiếm khuyết chậm phát triển tâm thần, trí tuệ ở mức độ vừa hoặc nặng.

+ Gen bệnh lặn trên nhiễm sắc thể thường như bệnh phenyl-xeton niệu do tích luỹ nhiều phenylalanin ở mô thần kinh gây tổn hại hệ thần kinh, gây trạng thái kích động, co giật tăng trương lực cơ, tăng phản xạ và là nguyên nhân của 1% - 2% các trường hợp chậm phát triển trí tuệ; bệnh Tay-Sachs (bệnh ngu đần - mù di truyền) do tích tụ gangliosit GM2 ở tế bào thần kinh dẫn tới rối loạn thần kinh cơ, mù tuần tiến, rối loạn tâm thần dẫn tới mất trí; một số dạng bướu cổ bẩm sinh suy tuyến giáp cũng gây chậm trí tuệ, bệnh porphirin cấp từng cơn cũng gây rối loạn tâm thần.

+ Nhóm các bệnh do gen lặn liên kết NST X gây chậm phát triển tâm thần trí tuệ các dạng trung bình và nặng chiếm tỷ lệ 1,8:1000 ở giới nam. Có tới trên 17 loại gen bệnh trong đó có các hội chứng Martin-Bell, Allen-Herndon-Dydley, Renpenning, Lesh-Nyhan, Juberg-Marcidi...

Hội chứng Martin-Bell chiếm 1/2000-1/4000 trong giới nam. Ở các bệnh nhân nam xét nghiệm thấy có từ 2%-35% tế bào bạch cầu có vùng dễ gẫy ở nhánh dài NST X (Xq27.3). Do sự khảm một trong hai NST X bất hoạt nên có những người nữ dị hợp tử mang gen bệnh lặn có biểu hiện chậm phát triển tâm thần, trí tuệ sút kém (khoảng 30%). Hội chứng Martin-Bell ở nam có các biểu hiện hình thái đặc trưng như tinh hoàn to, tai lớn hoặc thõng, trán và cằm nhô ra trước. Khi mới sinh có thể gặp kích thước đầu rộng và trọng lượng lúc sinh tăng cao.

Chỉ số trí tuệ có thể thấp tới mức IQ = 30 song thường gặp các dạng IQ trong khoảng 50-60. Hay gặp các trường hợp bị nói lắp. Tần suất nam mang gen bệnh Martin-Bell thực tế lớn hơn 1/2000 vì tính thấm ở nam bán hợp tử là 80%, còn khoảng 20% mang gen mà kiểu hình không bệnh.

- Các nghiên cứu hàng loạt khác trong quần thể ở hàng loạt gia đình và các nghiên cứu về con sinh đôi, các số liệu tính toán nguy cơ kinh nghiệm cho thấy một tỷ lệ bệnh nhân chậm phát triển tâm thần trí tuệ có cơ sở di truyền đa nhân tố do sự hội tụ ngẫu nhiên của các tinh trùng và trứng chứa hệ nhiều gen không tốt về trí tuệ từ hai nguồn bố mẹ trong hợp tử, kết hợp với sự tương tác với các điều kiện môi trường thuận lợi hoặc không thuận lợi mà có biểu hiện chậm trí tuệ ở các mức độ khác nhau.

• Hành vi tính cách lệch lạc bất thường trong quan hệ cộng đồng

Có nhiều loại bệnh với các hành vi tính cách lệch lạc bất thường, bệnh lý trong mối quan hệ cá thể - cộng đồng có nguyên nhân sâu xa do các bất thường trong vật chất di truyền. Một số dạng rối loạn tâm thần trong các lĩnh vực nhận thức, cảm xúc, hành vi, tri giác và trí nhớ như loạn tâm thần thao cuồng, trầm uất, tâm thần phân liệt, mất trí nhớ, rối loạn tri giác hư giác - ảo giác, tình dục đồng giới... có thể do đột biến vật chất di truyền mới nảy sinh hoặc do di truyền từ bố hoặc mẹ. Các rối loạn vật chất di truyền gây bệnh có thể do các bất thường về số lượng hoặc cấu trúc NST hoặc do các gen bệnh di truyền trội, lặn hoặc liên kết giới. Ví dụ rối loạn NST ở các hội chứng Klinerfelter (47, XXY), thể ba X (47, XXX), mất đoạn NST 18 (18q-) hoặc NST 18 vòng (r(18)).

2.2. Di truyền nhiều alen

Khái niệm - di truyền nhiều alen là dạng di truyền đơn gen trong đó sự quy định một tính trạng nào đó trong quần thể là do nhiều alen của một gen chi phối, tạo thành nhiều trạng thái tính trạng khác nhau ở kiểu hình tương ứng với các alen đó, nhưng trong mỗi cơ thể lưỡng bội thì chỉ có thể có hai trong số nhiều alen đó (xem phần di truyền nhóm máu).

2.3. Độ thấm và độ biểu hiện của gen

2.3.1. penetrance

Các cá thể có cùng một kiểu gen thì không phải tuyệt đối tất cả sẽ cùng có biểu hiện ra kiểu hình, có cá thể mà có kiểu gen về một tính trạng nào đó lại không được biểu hiện ra kiểu hình.

Độ thấm (còn gọi là mức ngoại hiện) là khả năng của một gen hoặc tổ hợp gen được biểu hiện ra kiểu hình ở bất kỳ mức độ nào. Độ thấm được tính trong các gia hệ và trong quần thể, là tỷ lệ tính theo % số cá thể mà một gen trội hoặc một đồng hợp tử lặn hoặc một tổ hợp gen biểu hiện ra kiểu hình.

Độ thấm lệ thuộc cả vào kiểu gen và vào các điều kiện môi trường ngoài.

Độ thấm là không hoàn toàn khi chỉ có dưới 100% các cá thể mang gen thuộc một kiểu gen nào đó biểu hiện trạng thái tính trạng đặc trưng của nó ra kiểu hình.

Một bệnh di truyền nào đó mà ở bệnh này có cá thể có kiểu gen bị bệnh nhưng không biểu hiện ra kiểu hình thì có thể nói đây là bệnh có độ thấm không hoàn toàn.

Ở các loại sinh vật phân tính, độ thấm của gen có thể giống nhau ở cả hai giới hoặc khác nhau ở mỗi giới, hoặc trong trường hợp cực đoan có thể là bị giới hạn ở giới này hoặc giới kia (gen bị giới hạn bởi giới) biểu hiện ra kiểu hình là một hoặc một số tính trạng bị giới hạn bởi giới.

Xét một gen cụ thể nào đó nếu trong số 100 cá thể mang gen chỉ có 82 cá thể biểu hiện được trạng thái tính

trạng mà gen đó chi phối ra kiểu hình thì độ thấm là 82%, là thấm không hoàn toàn. Nếu trong 100 cá thể mang gen mà cả 100 cá thể đều biểu hiện được trạng thái tính trạng mà gen đó chi phối ra kiểu hình (dù cho mức độ biểu hiện là có khác nhau) thì độ thấm ở đây là hoàn toàn.

2.3.2. biểu hiện ( expressivity)

Một tính trạng mặc dù được “thấm”, được “ngoại hiện”, song có thể hoàn toàn khác nhau về độ biểu hiện trên các cá thể khác nhau. Độ biểu hiện là các mức độ về hiệu quả tạo ra ở kiểu hình của một gen thấm hoặc một tổ hợp gen thấm.

Độ biểu hiện có thể mạnh, trung bình, hoặc yếu có thể được mô tả theo số lượng hoặc theo chất lượng.

Cũng như độ thấm, độ biểu hiện phụ thuộc cả vào kiểu gen và các điều kiện môi trường ngoài. Độ biểu hiện có thể hằng định hoặc thay đổi, có thể giống nhau hoặc khác nhau ở hai giới đực và cái.

Thí dụ: xét gen trội P quy định tật thừa ngón ở người.

Người có 5 ngón tay bình thường có kiểu gen pp. Người có kiểu gen PP hoặc Pp thì kiểu hình là thừa ngón (nhưng có một số người có kiểu hình Pp lại không thừa ngón). Vậy gen ở đây có độ thấm không hoàn toàn, nhỏ hơn 100%.

Trong số những người thừa ngón có biểu hiện 6 ngón ở tất cả các chi, có người chỉ thể hiện ở chân, còn ở tay 5 ngón bình thường, có người chỉ 6 ngón tay trái còn tay phải năm ngón. Ngón thừa có thể là cả một ngón thứ sáu hoàn chỉnh (gồm đủ xương, cơ, da, thần kinh, mạch máu) hoặc chỉ có thể chỉ là một mẩu thừa thuộc phần mềm không có xương bên trong... Vậy độ biểu hiện của gen ở đây có nhiều mức độ khác nhau.

2.4. Sao chép kiểu gen (genocopy), sao chép kiểu hình (phenocopy), tính đa hiệu của gen, gen gây chết

2.4.1. Hiện tượng sao chép kiểu gen

Là hiện tượng các gen không alen khác nhau mà cùng tạo nên một kiểu hình giống nhau. Nghiên cứu di truyền nhận thấy rằng nhiều hội chứng lâm sàng giống nhau, có thể gây nên bởi các đột biến hoàn toàn khác nhau. Ví dụ liệt co cứng hai chi dưới là hội chứng có tính di truyền không đồng nhất: trội NST thường, lặn NST thường, lặn liên kết giới... Kết quả cuối cùng của đột biến này, hình như sao chép lại kết quả của đột biến kia. Cho nên sự giống nhau về kết quả cuối cùng của biến đổi di truyền kiểu hình có thể gây ra bởi các gen đột biến ở những phần NST khác nhau.

2.4.2. Hiện tượng sao chép kiểu hình

Những trường hợp các thay đổi biểu hiện ở kiểu hình gây nên do nguyên nhân di truyền mà giống những biến dị không di truyền do nguyên nhân bên ngoài gây nên gọi là sao chép kiểu hình. Ví dụ điếc do di truyền hoặc do môi trường.

Có những tính trạng, bệnh vừa do sao chép kiểu gen vừa do sao chép kiểu hình. Ví dụ: điếc.

2.4.3. Tính đa hiệu của gen

Rất nhiều, hoặc có thể nói hầu hết các con đường phản ứng sinh hóa trong các cơ thể sống có liên quan với nhau và thường lệ thuộc vào nhau. Các sản phẩm của một phản ứng sinh học này lại có thể là thành phần cần có của nhiều chuỗi chuyển hóa khác trong cơ thể. Các gen trong mức độ nhất định đều có quan hệ tương hỗ với nhau trong việc tác động lên sự phát triển tính trạng, nên một gen có thể ảnh hưởng lên nhiều trạng thái, tính trạng khác nhau. Vì vậy, các biểu hiện ra kiểu hình của một gen thường bao gồm nhiều tính trạng hơn là một tính trạng.

Sự biểu hiện ra kiểu hình nhiều mặt của một gen được gọi là tính đa hiệu của gen.

Mức độ của gen đa hiệu:

- Đôi khi một tính trạng nào đó biểu hiện rõ ràng, đó là hiệu quả chính của gen đa hiệu và một vài tính trạng khác có thể kém rõ ràng hơn đó là các hiệu quả thứ cấp của gen.

- Trong nhiều trường hợp khác lại có một số lượng lớn nhiều biến đổi liên quan chặt chẽ với nhau và biểu hiện kèm theo như nhau là một hội chứng. Ví dụ trong bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm do một đột biến ở gen quy định tổng hợp chuỗi p của Hb tạo thành HbS. Hồng cầu chứa HbS bị biến đổi tính chất hóa lý và hình dạng, làm hồng cầu bị biến dạng thành hình lưỡi liềm, giảm sức bền dễ tan vỡ. Máu chứa hồng cầu hình liềm có độ nhớt tăng, dòng máu chảy chậm, làm các mao mạch dễ có hiện tượng tắc nghẽn, sinh ra nhồi máu ở các nội tạng và các mô dẫn đến các tổn thương ở tim, thận, não và do thiếu hụt huyết cầu tố dẫn tới thiếu máu nặng.

Trong quá trình phát triển cá thể, ảnh hưởng của mỗi gen riêng rẽ bao giờ cũng phụ thuộc vào toàn hệ kiểu gen còn lại của cơ thể. Vì vậy về mặt quá trình cá thể phát sinh, cần coi gen như là những nhân tố làm chuyển biến sự phát triển về mặt này hoặc mặt khác của cơ thể. Sự chuyển biến phát triển của cơ thể theo một hướng xác định có thể xẩy ra ở các giai đoạn phát triển khác nhau của sự phát triển cá thể. Nếu gen tác động ở giai đoạn sau của sự phát triển cá thể thì hiệu quả của gen tất nhiên sẽ bị hạn chế hơn so với trường hợp của gen được thực hiện ở giai đoạn tương đối sớm. Ở các giai đoạn sớm của sự phát triển cá thể, một gen có thể có một số hiệu quả khác nhau tác động đến hình dạng và đặc tính của một số cơ quan khác nhau của cơ thể.

2.4.4. gen gây chết

Các gen gây chết là các gen mà sự biểu hiện ra kiểu hình của gen chính là cái chết của cơ thể mang gen ở các giai đoạn trước sinh hoặc sau sinh hoặc ở thời kỳ trước trưởng thành.

Người ta phân biệt ra nhiều loại gen gây chết khác nhau. Sau đây giới thiệu một vài loại thường gặp: gen gây chết trội hoàn toàn, gen gây chết lặn, gen gây chết hợp tử, gen gây chết tế bào....

Gen gây chết bị ngăn chặn bởi NST Y: là loại gen lặn liên kết NST giới X, gây chết ở cơ thể XO nhưng không gây chết ở cơ thể XY bình thường.

TỰ LƯỢNG GIÁ

1. Phân loại các nhóm bệnh do rối loạn vật chất di truyền gây nên - Kể tên các nhóm bệnh di truyền đơn gen (di truyền Mendel).

2. Trình bày đặc điểm của bệnh do alen trội trên NST thường gây nên. Ví dụ.

3. Trình bày đặc điểm của bệnh do alen lặn trên NST thường gây nên. Ví dụ.

4. Trình bày đặc điểm của bệnh do alen lặn liên kết NST X (không có alen tương ứng trên NST Y) gây nên.

Ví dụ.

5. Trình bày đặc điểm của bệnh do alen trội liên kết X (không có alen tương ứng trên NST Y) gây nên. Ví dụ.

6. Trình bày đặc điểm di truyền của bệnh liên kết NST Y. Những đặc điểm cơ bản để phân biệt với sự di truyền bệnh do alen lặn liên kết NST X (không có alen tương ứng trên NST Y). Ví dụ.

7. Trình bày sự di truyền của ty thể, nêu đặc điểm - Ví dụ.

8. Trình bày sự biểu hiện các tính trạng bị ảnh hưởng bởi giới và tính trạng hạn chế bởi giới. Ví dụ.

9. Thế nào là tính thấm của gen, độ biểu hiện của gen. Hiện tượng sao chép kiểu gen (genocopy), sao chép kiểu hình (phenocopy). Cho ví dụ minh họa.

10. Thế nào là di truyền trội hoàn toàn? trội không hoàn toàn? Đồng trội. Minh họa bằng di truyền các tính trạng hoặc bệnh ở người.

11. Trình bày vai trò của bố mẹ trong việc truyền gen bệnh cho con trai, con gái ở gia đình mắc bệnh do alen

lặn trên NST thường, alen lặn liên kết NST X (không có alen tương ứng trên NST Y). Cho ví dụ, giải thích.


Page 8

Mỗi con người hình thành đều nhận 50% vật liệu di truyền từ bố, 50% vật liệu di truyền từ mẹ. Trong quá trình phát triển cá thể, con người luôn chịu tác động của các yếu tố trong môi trường, bao gồm các yếu tố ngoại cảnh và yếu tố cơ thể. Một số yếu tố độc hại có thể gây nên các đột biến dẫn đến bệnh tật di truyền ở mức độ NST hoặc mức độ gen.

Trước đây, nhiều người có quan niệm bị bệnh tật di truyền là do trời bắt tội nên đành cam chịu. Ngày nay, với những tiến bộ khoa học trong phát hiện, chẩn đoán, điều trị, người ta đã phát hiện được nguyên nhân, cơ chế của nhiều bệnh tật di truyền, do vậy, người ta đã đề ra được các phương hướng, biện pháp phòng và điều trị một số bệnh tật di truyền có hiệu quả.

Sàng lọc, chẩn đoán trước sinh và tư vấn di truyền là các biện pháp đặc hiệu của phòng và điều trị bệnh tật di truyền.

Mục đích của sàng lọc là phát hiện những người có nguy cơ cao mắc bệnh, tật di truyền, hoặc có nguy cơ cao sinh con bất thường bẩm sinh. Kết quả của sàng lọc không cung cấp một chẩn đoán xác định mà chỉ nhằm phát hiện người có nguy cơ cao, trên cơ sở đó thực hiện tiếp các xét nghiệm khác để có chẩn đoán xác định.

Sàng lọc được thực hiện ở quần thể nên khi thực hiện cần đạt các yêu cầu:

- Chỉ thực hiện cho bệnh tật đã được xác định rõ và tỷ lệ người mắc tương đối nhiều.

- Kỹ thuật đơn giản, có thể thực hiện ở cộng đồng nhưng có giá trị để phát hiện những người có nguy cơ cao.

- Được cộng đồng chấp nhận thực hiện.

- Giá không cao, cộng đồng chấp nhận được.

- Sau khi sàng lọc phải có xét nghiệm chẩn đoán xác định.

Sàng lọc di truyền bao gồm: sàng lọc bệnh tật di truyền trước sinh, sàng lọc bệnh tật di truyền ở trẻ sơ sinh và sàng lọc di truyền ở cộng đồng (chủ yếu để phát hiện người dị hợp tử).

1.2. Sàng lọc trước sinh bệnh tật di truyền (Prenatal genetic screening)

Sàng lọc trước sinh được áp dụng cho những phụ nữ mang thai, đây là biện pháp giúp cho việc ngăn ngừa không cho ra các đứa trẻ bất thường bẩm sinh.

1.2.1. Tuổi của bố mẹ

- Tuổi của mẹ liên quan đến sinh con bị dị tật, đặc biệt con bị thể ba nhiễm. Các nguy cơ bất thường NST ở thai tăng lên theo tuổi mẹ. Ở những bà mẹ cao tuổi > 35 tuổi thì nguy cơ không phân ly NST xảy ra ở trứng ngày càng tăng. Tuổi mẹ càng cao thì nguy cơ sinh con dị tật càng cao. Người ta cũng nhận thấy ở những bà mẹ quá trẻ < 20 tuổi nguy cơ sinh con dị tật lớn hơn những bà mẹ trong lứa tuổi 20 - 29.

- Tuổi của bố quá cao (lớn hơn 55 tuổi) cũng là yếu tố làm tăng nguy cơ sinh con dị tật. Do vậy qua điều tra tuổi của bố mẹ ta có thể phát hiện nhóm nguy cơ cao sinh con dị tật.

1.2.2. Siêu âm

Qua nhiều công trình nghiên cứu của nhiều tác giả đã đi đến kết luận: siêu âm sử dụng trong chẩn đoán không có hại gì cho con người, tuy nhiên chỉ nên siêu âm khi cần thiết. Khác với chụp X quang, chẩn đoán bằng siêu âm không có hại cho mẹ, cho thai, cho những người thực hiện kiểm tra này. Vì vậy với siêu âm thường quy thường áp dụng ở tuần 12, tuần 18 - 20 và tuần 30 - 32. Siêu âm có thể kiểm tra được khả năng sống của thai, số thai, tuổi thai và phát hiện những bất thường hình thái của thai nhi.

Ví dụ: phát hiện các bất thường về ống thần kinh, thai vô sọ, các thoát vị nội tạng, dị tật về xương...

Siêu âm cũng có thể phát hiện sớm các thai nhi có nguy cơ bị hội chứng Down (khoảng sáng sau gáy > 3 mm ở 3 tháng đầu), ngắn xương cánh tay, xương đùi thường kèm theo dị tật tim, đa ối...

Qua siêu âm người ta có thể sàng lọc được 50 - 60% hội chứng Down.

1.2.3. Định lượng một số chất có trong huyết thanh mẹ

MS AFP (Maternal serum AFP): Alpha feto protein trong huyết thanh mẹ.

MSHCG (Maternal serum human chorionic gonadotropin): HCG trong huyết thanh mẹ. uE3 (unconjugated estriol): Estriol không liên hợp.

Các xét nghiệm này thường được tiến hành ở tuần thai 15 - 18. Trong thể ba nhiễm 18, cả 3 xét nghiệm đều thấp, trong hội chứng Down thì AFP và uE3 giảm, HCG tăng.

Các xét nghiệm sàng lọc thường được tiến hành để phát hiện một số bệnh, tật di truyền được trình bày ở bảng sau:

1.3. Sàng lọc bệnh, tật di truyền ở trẻ sơ sinh (Newborn screening)

Bệnh di truyền thường được sàng lọc ở trẻ sơ sinh là: bệnh suy giáp bẩm sinh, bệnh phenylxeton niệu và bệnh galactose máu. Với bệnh suy giáp bẩm sinh, kỹ thuật dùng để sàng lọc là định lượng TSH, với bệnh phenylxeton niệu và bệnh galactose máu người ta dùng test Guthrie và Susi. Sàng lọc bệnh tật di truyền thường được thực hiện khi trẻ 5 - 6 ngày tuổi.

1.4. Sàng lọc ở cộng đồng

Sàng lọc ở cộng đồng chủ yếu để phát hiện người dị hợp tử.

Phát hiện những người không biểu hiện bệnh nhưng mang gen bệnh có ý nghĩa lớn trong phòng chống bệnh tật di truyền. Với việc áp dụng phân tích ADN và các kỹ thuật liên quan, người ta đã có thể phát hiện, xác định nhiều bệnh ở trạng thái dị hợp tử. Dùng CK test (creatinin kinase) để phát hiện những người phụ nữ mang gen DMD: tuy không phát hiện được 100% người mang gen nhưng cũng xác định được 50 - 60% trường hợp mang gen. Phát hiện người dị hợp tử p Thalassemia, a Thalassemia cũng đã được thực hiện.

Phát hiện một cách có hệ thống những phụ nữ Rh (-) để theo dõi phát hiện những thai Rh (+) có nguy cơ tan huyết do không phù hợp nhóm máu Rh giữa mẹ và con. Người ta có thể ngăn ngừa bằng cách bổ sung globulin -anti D.

2. CHẨN ĐOÁN TRƯỚC SINH

Nhiệm vụ của chẩn đoán trước sinh là phát hiện sớm các bệnh, tật di truyền của thai nhi. Qua đó đề ra những giải pháp xử trí kịp thời, tư vấn di truyền cho từng cá nhân, từng gia đình, hạn chế sự ra đời những đứa trẻ bị khuyết tật, góp phần thực hiện ưu sinh học cho nòi giống.

2.1. Các đối tượng cần chẩn đoán trước sinh

Đối tượng cần chẩn đoán trước sinh là những bà mẹ mang thai đã xác định có nguy cơ cao sinh con dị tật.

- Những bà mẹ mang thai trên 35 tuổi.

- Những bà mẹ sẩy thai liên tiếp.

- Những bà mẹ đã sinh con dị tật.

- Bố hoặc mẹ (hoặc cả 2) đã được xác định là người có rối loạn cấu trúc NST di truyền được, ví dụ có mang NST mất đoạn, chuyển đoạn, đảo đoạn...; Các bà mẹ mang thai đã được xác định là người mang NST X có đoạn Xq27.3 dễ đứt.

- Kết quả siêu âm xác định có nguy cơ bất thường về hình thái.

- Kết quả sàng lọc bằng huyết thanh mẹ xác định có nguy cơ cao sinh con dị tật.

2.2. Những phương pháp dùng để chẩn đoán trước sinh

2.2.1. Siêu âm bào thai (Fetal sonography)

Hiện nay phương pháp siêu âm bào thai thường được sử dụng nhằm mục đích:

- Xác định được một số khuyết tật di truyền nhất là các trường hợp khuyết tật về hình thái như: một số tật của chi, sứt môi, hở hàm, vô não, thoát vị não, não úng thủy, tràn dịch não, thoát vị rốn, thoát vị cơ hoành, dị dạng thận, dị tật tim, đa ối, thiểu ối, thai chậm lớn.

- Quan sát bào thai để xác định giới tính của thai nhi (bệnh di truyền liên kết giới tính), thường phải siêu âm lúc trên 3 tháng vào giai đoạn cơ quan sinh dục ngoài đã hình thành.

2.2.2. Chọc dò dịch ối

Người ta có thể tiến hành chọc dò ối qua thành bụng hoặc qua đường âm đạo. Ngày nay người ta thường kết hợp với siêu âm để dẫn đường, xác định vị trí cho việc chọc dò. Chọc dò ối thường được tiến hành vào tuần thứ 15 - 18 vì các lý do:

Trước tuần 15 dịch ối còn ít, ít tế bào bong vào nước ối, có thể gây sẩy thai. Sau tuần 15 tử cung đã to, lượng dịch ối khoảng 100 - 180 ml nên việc lấy dịch ối dễ dàng hơn, số tế bào sống bong ra từ bào thai và màng ối lúc này cũng nhiều hơn, đủ để làm các xét nghiệm và nuôi cấy tế bào thành công. Sau tuần 15 tần số sẩy thai tự nhiên bắt đầu giảm, cũng thuận lợi hơn cho việc làm các thủ thuật như chọc dò dịch ối.

Các tế bào có trong dịch ối là những tế bào có nguồn gốc thai nhi (tế bào của mẹ có thể lẫn vào nhưng với tỷ lệ rất ít). Dịch ối là mẫu vật đã được sử dụng từ lâu để chẩn đoán trước sinh. Với sự kết hợp của siêu âm, kỹ thuật chọc dò ối ngày càng phát triển và được sử dụng rộng rãi.

Dịch ối được sử dụng với kỹ thuật nhuộm tế bào, phát hiện vật thể Barr, vật thể Y, định lượng hormon có trong nước ối. Kỹ thuật nuôi cấy tế bào nước ối được sử dụng để làm tiêu bản NST, xét nghiệm sinh hóa, xét nghiệm enzym, phân tích ADN. Với các kỹ thuật này cho phép chúng ta chẩn đoán được giới tính cho thai nhi, phát hiện một số bệnh, tật di truyền ở thời kỳ phôi thai ở mức NST và ADN.

Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là để chọc dò lấy dịch ối, người ta thường phải tiến hành từ tuần thứ 15 trở đi, lúc này thai đã to.

Tỷ lệ sẩy thai do chọc dò ối là 0,5 - 1%.

2.2.3. Sinh thiết tua rau

Thời điểm tốt nhất để sinh thiết tua rau thai là từ tuần thứ 8 - 10. Các tua rau thai này được sử dụng làm tiêu bản NST theo phương pháp trực tiếp hoặc qua nuôi cấy. Ngoài ra, người ta còn dùng trực tiếp các tế bào tua rau hoặc các tế bào rau đã qua nuôi cấy để thực hiện các xét nghiệm hóa sinh hoặc phân tích ADN nhằm chẩn đoán bệnh tật di truyền.

Ta có thể sinh thiết tua rau qua cổ tử cung hoặc qua thành bụng có sự phối hợp với siêu âm. Mặc dù có các tai biến sẩy thai. 2 - 3% (phụ thuộc vào kinh nghiệm sinh thiết tua rau), cao hơn chọc dò ối nhưng kỹ thuật này vẫn

được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới.

2.2.4. Các xét nghiệm khác từ các tế bào của phôi thai

Lấy máu cuống rốn của thai nhi hoặc tách các tế bào của thai nhi từ máu mẹ để chẩn đoán trước sinh bệnh tật di truyền cũng đã được dùng, nhất là từ khi kỹ thuật PCR, kỹ thuật FISH được áp dụng.

Việc tách phôi bào từ khối các phôi bào trong kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm để phát hiện tình trạng của các phôi bào đã nâng cao chất lượng phôi thai, phát hiện các phôi thai có khuyết tật.

3. TƯ VẤN DI TRUYỀN (GENETIC COUNSELING)

3.1. Quá trình tư vấn di truyền

Tư vấn di truyền là một quá trình bao gồm nhiều hoạt động ở từng thời điểm khác nhau. Quá trình đó có thể tóm tắt trong sơ đồ dưới đây.

3.2. Mục đích chung của tư vấn di truyền

Tư vấn di truyền là quá trình trao đổi về nguyên nhân, về tỷ lệ mắc, nguy cơ tái mắc của một rối loạn di truyền nào đó trong gia đình, lựa chọn biện pháp thích hợp để hạn chế sự ra đời của trẻ bị bệnh, tật (theo hiệp hội di truyền người của Mỹ (1975)).

Tư vấn di truyền là để phòng bệnh tật di truyền, hạn chế sự ra đời những đứa trẻ bị khuyết tật.

Tư vấn di truyền là cuộc trao đổi giữa các nhà chuyên môn và gia đình cần tư vấn nhằm giải đáp những băn khoăn, thắc mắc về việc sinh sản của gia đình họ dựa trên cơ sở các quy luật di truyền, thông qua việc thăm khám, xét nghiệm.

3.3. Đối tượng cần tư vấn di truyền

Đối tượng của tư vấn di truyền khá đa dạng, có thể xếp thành các nhóm sau:

- Những cặp vợ chồng đã có lần sinh con bị khuyết tật.

- Những cặp vợ chồng vô sinh hoặc sẩy thai nhiều lần hoặc nhiều lần thai bị chết lưu.

- Những cặp nam nữ thanh niên trước khi kết hôn muốn biết tình trạng sức khỏe của đứa con sẽ có của mình khi biết một trong hai gia đình (có trường hợp cả 2 gia đình) đã có người mắc bệnh, tật di truyền nào đó.

- Những cặp vợ chồng đã cao tuổi (chồng > 55 tuổi, vợ > 35 tuổi), đặc biệt là phụ nữ đã cao tuổi, muốn biết nguy cơ có thể có về sức khỏe của đứa con sẽ có của họ.

- Một số người làm việc trong môi trường độc hại hoặc tiếp xúc với các tác nhân độc hại muốn biết về sức khỏe sinh sản của mình và nguy cơ về sức khỏe cho đứa con sẽ có của mình.

- Một số cặp vợ chồng kết duyên trong cùng dòng họ muốn biết nguy cơ di truyền về một bệnh tật nào đó ở thế hệ con.

- Một số người biết mình đã mang gen bệnh ở trạng thái lặn hoặc mang NST bị đột biến có thể truyền cho thế hệ con muốn biết nguy cơ di truyền ở thế hệ con.

- Các cặp vợ chồng cần tư vấn để sinh con theo ý muốn.

Những người thuộc các nhóm đối tượng nêu trên có khi đến một mình, có khi cả vợ và chồng cùng đến. Có khi cùng một gia đình nhưng có thể xếp vào vài nhóm nêu trên. Ví dụ: vừa sẩy thai, vừa đẻ con khuyết tật, vừa có tiếp xúc với tác nhân có hại.

3.4. Các loại tư vấn di truyền

Tư vấn di truyền cho những người bị bệnh, tật di truyền - cho gia đình họ - cho xã hội thông thường có các loại tư vấn sau:

3.4.1. Tư vấn theo xác suất

Là hình thức đưa ra lời khuyên di truyền dựa vào các quy luật di truyền, qua đó dự báo xác suất tái mắc tật, bệnh di truyền. Người tư vấn di truyền xem xét bệnh, tính trạng di truyền theo cơ chế nào (trội NST thường, lặn NST thường lặn liên kết NST X, trội liên kết NST X...), quan hệ họ hàng của trẻ tương lai với các bệnh nhân, dựa vào nguyên lý phân ly gen trong tạo giao tử, tổ hợp khi tạo hợp tử, qua đó tính toán tần số tái mắc.

Tuy nhiên, sự biểu hiện của gen còn phụ thuộc vào tác động của môi trường, vào độ thấm, độ biểu hiện của gen. Do vậy, có những trường hợp tính theo xác suất không cho kết quả chính xác. Mặc dù vậy phương pháp này vẫn là phương pháp cơ bản được dùng cho đến hiện nay.

3.4.2. Tư vấn di truyền có kết hợp với chấn đoán trước sinh

Những kỹ thuật chẩn đoán trước sinh đã tạo cho tư vấn di truyền một bước tiến mới. Sự kết hợp tư vấn theo xác suất và chẩn đoán trước sinh đã làm cho tư vấn di truyền có kết quả chính xác hơn. Sau khi tính nguy cơ theo xác suất, cần chỉ định chẩn đoán trước sinh vào những thời điểm thích hợp, qua đó ta có thông báo về tình trạng phôi thai, từ đó có được quyết định cho việc giữ hay không giữ thai.

Để thực hiện được tư vấn di truyền và thực hiện được chẩn đoán trước sinh, cần có sự cộng tác của người bị dị tật và gia đình những người bị tật.

3.5. Các bước cần thực hiện khi tư vấn di truyền

Tư vấn di truyền là một quá trình, quá trình đó bao gồm các bước chính sau đây:

3.5.1. Lập gia hệ - thăm khám lâm sàng - lập bệnh án di truyền

3.5.1.1, Lập gia hệ

Dùng các ký hiệu quốc tế về gia hệ, lập gia hệ ít nhất 3 đời với mục đích:

Xác định bệnh, tật có di truyền không.

Nếu di truyền thì theo quy luật nào.

Cách lập gia hệ và phương pháp phân tích gia hệ đã được trình bày ở chương 1. Một số điểm cần lưu ý khi kết luận là:

- Với các tính trạng, bệnh, tật mà tính di truyền đã được xác định, qua xây dựng gia hệ, bác sĩ di truyền có thể có những kết luận chính xác.

- Với những tính trạng, bệnh, tật chưa rõ có di truyền hay không, và di truyền theo quy luật nào hoặc các trường hợp có tính chất gia đình nhưng bản chất bệnh, tật không liên quan đến NST, ADN hoặc những đột biến phát sinh lặp lại ở các cá thể cùng gia đình nhưng không phải đột biến di truyền được, hoặc đột biến di truyền mới phát sinh thì cần phối hợp nhiều gia hệ, qua nhiều thế hệ cùng các thuật toán thích hợp thì mới cho được kết luận tương đối chính xác về tính chất và quy luật của bệnh, tật.

3.5.1.2, Thăm khám lâm sàng - lập bệnh án di truyền

Tùy theo từng loại bệnh, tật di truyền cần có sự phối hợp chặt chẽ với các chuyên khoa lâm sàng như Nhi,

Sản, Nội, Tâm thần, Thần kinh, Mắt, Da liễu, Tai mũi họng... để thăm khám người bệnh một cách toàn diện. Cần tìm các triệu chứng chính để xác định bệnh tật thuộc nhóm nào, ở mức độ nào: bệnh do rối loạn NST hay mức độ gen, ADN. Các bệnh ở mức phân tử thường liên quan đến các enzym, liên quan đến quá trình chuyển hóa...

Khi khai thác bệnh sử cần chú ý tới trình độ người cần tư vấn, phong tục và tập quán của họ. Trong một số trường hợp người cần tư vấn không nói thật vì tập quán, phong tục. Khi hỏi cần tế nhị, tìm cách khích lệ người bệnh, hoặc người nhà bệnh nhân, không gò ép để có thể lấy được đầy đủ các thông tin thật, cần thiết. Có những vấn đề phải hỏi nhiều lần qua các lần khám để kiểm tra lại những thông tin cho chính xác.

Các thông tin cần khai thác gồm:

- Tuổi bệnh nhân, tình trạng sức khỏe của bệnh nhân.

- Quan hệ huyết thống (chú ý tới con nuôi, con ngoài giá thú để tránh nhầm, sót).

- Theo dõi sự di truyền của bệnh, tật đang quan tâm ít nhất 3 đời.

- Tiền sử về thai nghén: những biểu hiện bất thường khi có thai, số lần sẩy thai, số lần thai lưu, đẻ non, thai bất thường...

- Tiền sử tiếp xúc với hóa chất, tia phóng xạ, các loại thuốc thường dùng...

- Chú ý hỏi những người sống một mình, tách khỏi gia đình, những người này thường dễ bị bỏ sót.

Quá trình thăm khám, khai thác các thông tin về biểu hiện của các bệnh tật di truyền phải được làm thành các bệnh án di truyền. Ta có thể lập riêng mẫu bệnh án di truyền cho từng bệnh hoặc sử dụng mẫu bệnh án di truyền chung, thống nhất cho nhiều bệnh.

3.5.2. Xét nghiệm

Bên cạnh việc thăm khám lâm sàng, xây dựng gia hệ, để có thể xác định kiểu gen, góp phần xác định khả năng tái mắc bệnh ở thế hệ sau thường cần phải tiến hành làm một số xét nghiệm. Tùy từng bệnh tật, từng hội chứng cụ thể, ta có thể chỉ định các xét nghiệm cần thiết. Các xét nghiệm thường được dùng hỗ trợ cho việc tư vấn di truyền:

3.5.2.1. Các xét nghiệm di truyền tế bào

Nuôi cấy tế bào để xét nghiệm NST: người ta thường nuôi cấy lympho bào ở máu ngoại vi, tế bào tủy xương, nguyên bào sợi để chẩn đoán các bệnh NST, qua đó biết bố mẹ có các vấn đề gì về NST, có thể truyền cho con

hay không. Đặc biệt cần chú ý phát hiện những trường hợp bố mẹ có rối loạn cấu trúc NST, có thể truyền cho thế hệ sau. Trong chẩn đoán trước sinh người ta có thể nuôi cấy tế bào tua rau, tế bào ối hoặc tế bào bào thai.

Kỹ thuật nhuộm giemsa thông thường hoặc nhuộm băng G, R, C, T, Q, kết hợp phân tích NST người ta có thể phát hiện được các sai lạc số lượng, cấu trúc NST.

3.5.2.2. Các xét nghiệm sinh hóa ở mức phân tửprotein và các xét nghiệm di truyền ở mức độ phân tử (ADN)

Các xét nghiệm hóa sinh chủ yếu phát hiện các bệnh của protein. Bệnh liên quan đến protein có hai nhóm: bệnh của phân tử protein không phải là enzym và bệnh của phân tử protein enzym.

Các bệnh của protein là enzym thường dẫn đến rối loạn chuyển hóa các chất như acid amin, glucid, lipid, purin, pyrimidin, các chất khoáng... Các bệnh do rối loạn protein cấu trúc như các bệnh Hb (xem phần khái niệm bệnh di truyền phân tử ở người).

Các xét nghiệm phân tích ADN nhằm phát hiện các đột biến gen (xem phần kỹ thuật gen).

3.5.3. Tính nguy cơ di truyền

Dựa vào các quy luật biến dị và di truyền tính toán xác suất gen lành, gen bệnh, xác suất người lành, người bệnh, người mang gen. Qua đó dự báo xác suất tái xuất hiện ở thế hệ sau.

Các bệnh, tật chúng ta gặp có thể là di truyền đơn gen hoặc đa gen, đa nhân tố.

- Với di truyền đa gen, đa nhân tố tỷ lệ tái mắc tính theo con số thống kê kinh nghiệm. Con số thống kê kinh nghiệm của một số tật bệnh di truyền đa nhân tố đã được đề cập ở phần di truyền đa gen và di truyền đa nhân tố ở người.

- Với di truyền đơn gen, qua thăm khám - lập gia hệ chúng ta phải xác định quy luật di truyền: gen trên NST thường hay liên kết với NST giới tính. Tính trạng, bệnh là di truyền trội hay lặn... Việc tính tần số tái mắc với một số tật bệnh di truyền đơn gen, đã được trình bày ở phần di truyền đơn gen.

Việc tính toán nguy cơ tái mắc theo các tần số thực chất là tiên đoán theo xác suất vì vậy cần dùng định luật Bayes.

Định luật Bayes là định luật về xác suất của nguyên nhân.Theo định luật Bayes, khả năng tái xuất hiện bệnh tật di truyền cho mỗi trường hợp cụ thể không chỉ phụ thuộc vào trẻ sắp ra đời có quan hệ họ hàng bậc 1 hay bậc 2 với một người có bệnh nào đó, nó còn tùy thuộc vào tình trạng cụ thể của những người có liên quan gần với trẻ tương lai: đã xuất hiện nhiều hay ít người mắc bệnh trong gia đình. Nguyên lý của định luật này là: xác suất xuất hiện bệnh là tổng hợp các khả năng có liên quan: bố, mẹ, anh, chị, em, cậu, dì... Khả năng xuất hiện cụ thể của một trường hợp là phần giao nhau giữa các khả năng, xác suất tái xuất hiện bệnh tật là tích số của các xác suất liên đới.

- Tính nguy cơ tái xuất hiện tật, bệnh di truyền cho những trường hợp có kết hôn họ hàng: mặc dù luật hôn nhân gia đình cấm kết hôn họ hàng (có quan hệ huyết thống trong vòng 3 đời) nhưng hiện nay vẫn còn những trường hợp có kết hôn họ hàng, đặc biệt ở những vùng biệt lập như trên núi cao, ngoài hải đảo... Hậu quả của việc kết hôn này làm tăng tần số xuất hiện các bệnh, tật di truyền mà nguyên nhân chủ yếu là do sự tổ hợp lại của các gen lặn có hại khi hôn nhân cận huyết.

- Tính nguy cơ di truyền cho một quần thể: việc tính tần số gen bệnh, tần số gen lành, tần số người bệnh, tần số người lành, tần số người mang gen dị hợp trong một quần thể có giá trị giúp ta biết được mức độ lưu hành gen trong quần thể, qua đó có các biện pháp thích hợp để phòng tránh việc xuất hiện bệnh. Để tính toán tần số gen bệnh, gen lành trong quần thể người ta áp dụng định luật Hardy - Weinberg (xem phần di truyền học quần thể người).

Các khó khăn khi tính nguy cơ di truyền:

Trong khi tư vấn di truyền, người làm công tác tư vấn di truyền thường gặp một số khó khăn do các hiện trạng sau:

- Hiện tượng sao chép gen.

- Hiện tượng sao chép kiểu hình.

- Độ bộc lộ của gen không hoàn toàn.

- Độ thấm của gen không hoàn toàn.

- Sự xuất hiện một số đột biến mới phát sinh do các nguyên nhân khác nhau.

- Gen bệnh lặn mà cơ thể dị hợp tử vẫn biểu hiện bệnh.

- Mức độ biểu hiện bệnh phụ thuộc vào thời gian: bệnh tăng huyết áp xuất hiện khi lớn tuổi.

- Mức độ biểu hiện bệnh phụ thuộc vào tác động của môi trường (đái tháo đường không phụ thuộc insulin liên quan đến chế độ ăn...).

- Các trạng thái khảm về bệnh di truyền.

Những trường hợp trên có thể làm cho người làm tư vấn di truyền dễ bị nhầm lẫn, cần chú ý vì nếu nhầm lẫn có thể làm chúng ta tính toán sai tần số tái xuất hiện tật bệnh, tư vấn di truyền cũng vì vậy trở nên thiếu chính xác.

Bên cạnh các yếu tố trên, bố mẹ lớn tuổi cũng có thể làm thay đổi tỷ lệ xuất hiện một số tật bệnh di truyền.

Người ta nhận thấy nhiều bệnh di truyền có mối liên quan khá rõ với tuổi người mẹ. Ví dụ tần số mắc bệnh Down tăng lên theo tuổi của bố, mẹ đặc biệt là tuổi mẹ. Vấn đề này đã đề cập ở phần bệnh học NST.

Một số tác giả cho rằng, khi tuổi mẹ cao, tần số sai lệch trong sự phân ly NST, đặc biệt là các NST tâm đầu của noãn cũng tăng lên. Một số tác giả cho rằng, sự sai lệch NST trong giảm phân có liên quan đến giai đoạn Go quá dài của trứng, rối loạn phân ly NST là chủ yếu nên không thấy rõ mối liên quan của tuổi mẹ với rối loạn cấu trúc NST.

Tuổi của bố cũng được một số tác giả nghiên cứu, bố lớn tuổi (> 55 tuổi) cũng ảnh hưởng đến việc sinh con bị bệnh di truyền. Tuy nhiên, người ta chưa xác định được cụ thể tần số mối tương quan giữa tuổi bố và vấn đề sinh con dị tật.

3.5.4. Cho lời khuyên

Sau khi đã tiến hành các bước để xác định bệnh, xác định khả năng tái xuất hiện bệnh, tật di truyền, người cho lời khuyên giải thích rồi kết luận cho người cần tư vấn. Các vấn đề phải kết luận là:

- Xác định bệnh, tật, hội chứng của người bị mắc gì?

- Bệnh, tật có di truyền không? nếu có di truyền thì theo cơ chế, quy luật nào ?

- Tiên lượng bệnh, tật. Xác định khả năng điều trị và phòng bệnh, hướng nghiệp cho bệnh nhân nếu cần thiết.

- Xác định xác suất sinh con lành, con bệnh, con mang gen bệnh. Từ đó có những lời khuyên cần thiết.

- Cần kết hợp tâm lý y học và luật pháp để bảo vệ hạnh phúc cho người bệnh.

3.5.5. Gia đình quyết định

Trong tư vấn di truyền, người làm tư vấn chỉ cung cấp các thông tin cần thiết cho đối tượng cần tư vấn, sau đó đưa ra lời khuyên chứ không đưa ra quyết định. Việc có thực hiện lời khuyên hay không hoàn toàn do gia đình quyết định.

3.5.6. Theo dõi đánh giá kết quả

Việc theo dõi xem người được tư vấn di truyền có thực hiện theo gợi ý của người tư vấn di truyền hay không sẽ giúp cho người làm tư vấn có thể rút kinh nghiệm, đánh giá hiệu quả công việc của mình nhằm nâng cao chất lượng phòng ngừa sự ra đời các trẻ bị tật, bệnh di truyền. Đồng thời cơ quan tư vấn di truyền cũng cần phối hợp với người được tư vấn khi họ có yêu cầu giúp đỡ về chuyên môn.

4. PHÒNG BỆNH, TẬT DI TRUYỀN

4.1. Phòng ngừa trước hôn nhân

Thanh niên trước khi kết hôn có thể được phát hiện xem có mang các gen bệnh dị hợp tử, mang NST chuyển đoạn, có hiện tượng bất đồng nhóm máu Rh... hoặc các đột biến khác có khả năng di truyền cho thế hệ sau không. Qua việc phát hiện này có thể có tư vấn di truyền phù hợp nhằm tránh những khả năng kết hôn có thể làm xuất hiện những tật, bệnh di truyền, hoặc các bất thường bẩm sinh ở con cái.

Phòng bệnh trước hôn nhân được chú ý nhiều ở những nơi mà tỷ lệ người có nhóm máu Rh" có tần số cao, hoặc ở nơi đã biết có lưu hành nhiều gen lặn có hại. Ví dụ bệnh hemoglobin, bệnh rối loạn chuyển hóa...

Việc phòng bệnh trước hôn nhân tuy nhiên không thể thực hiện cho mọi cặp nam nữ thanh niên, không thể tránh được hoàn toàn các tật, bệnh di truyền.Vì vậy, người ta phải áp dụng các biện pháp phòng bệnh, tật di truyền trước khi thụ thai.

4.2. Phòng bệnh trước khi thụ thai

Để hạn chế sinh ra những đứa trẻ khuyết tật, nên thực hiện các bước sau:

- Phát hiện xem người vợ hay người chồng có phải là người mang gen bệnh không (nếu chưa xác định điều này trước hôn nhân).

- Khi có kế hoạch mang thai, nên tránh tiếp xúc với các tác nhân độc hại trong môi trường để tránh đột biến.

- Khi đã biết trong gia đình đã có người mắc tật, bệnh di truyền (ví dụ bị tật của ống thần kinh, bị Down) nên dùng một số thuốc đã được chỉ định để hạn chế phát sinh bệnh tật (ví dụ dùng: acid folic, các vitamin nhóm B để phòng các dị tật của ống thần kinh).

4.3. Phòng bệnh sau khi có thai

Kết quả của sự thụ thai là hình thành phôi thai. Phôi thai có thể có kiểu gen bình thường hoặc bất thường.

Để theo dõi sự phát triển của phôi thai, việc khám thai định kỳ là việc làm cần thiết

.Đối với những phôi thai có kiểu gen bình thường, sự chăm sóc của gia đình, của xã hội và chính của bản thân thai phụ là điều kiện cần để cho ra đời những đứa trẻ khỏe mạnh, phát triển tốt mọi mặt.

Đối với những thai có kiểu gen bất thường (biểu hiện ra kiểu hình bằng sự phát triển bất thường), cần chẩn đoán trước sinh để phát hiện những bất thường về NST hoặc đột biến gen. Khi đã có kết quả của chẩn đoán trước sinh, cung cấp cho gia đình những tư vấn cần thiết để gia đình hiểu và gia đình quyết định.

Để chữa căn nguyên của bệnh tật, biện pháp điều trị gen (gene therapy) là cần thiết. Tuy nhiên, việc dùng biện pháp này đến nay vẫn còn nhiều hạn chế.

5. ĐIỀU TRỊ BỆNH, TẬT DI TRUYỀN

Vì bệnh di truyền là bệnh do biến đổi vật liệu di truyền nên chúng ta chưa khắc phục đến tận gốc, sửa chữa những sai sót vật liệu di truyền được (trừ trường hợp ghép gen). Vì vậy, điều trị càng sớm thì các rối loạn về chức năng chưa có hoặc chưa ảnh hưởng tới cá thể bị tật, bệnh. Ngay trong trường hợp ghép gen cũng phải làm sớm khi còn là tế bào sinh dục, là hợp tử hay phôi mới ở giai đoạn có một số phôi bào, hoặc khi mầm cơ quan mới hình thành. Ghép gen cho các cơ thể ở giai đoạn sinh trưởng, trưởng thành không thể đảm bảo các gen đi vào mọi tế bào của cơ thể, của cơ quan.

Trong điều trị bệnh di truyền, trừ trường hợp ghép gen, các trường hợp còn lại do không khắc phục tận gốc các sai sót di truyền nên khi điều trị, các triệu chứng có thể hết nhưng cơ chế phát sinh bệnh vẫn còn nên các bệnh, tật di truyền phải điều trị lâu dài, hầu hết phải điều trị suốt đời.

Bệnh tật di truyền nhiều khi do các cơ chế phát sinh khác nhau nhưng cùng gây ra một số biểu hiện lâm sàng giống nhau và thậm chí giống với một số bệnh, tật do môi trường gây nên, ở các tật, bệnh di truyền này dù có một số biểu hiện giống nhau nhưng phương pháp điều trị lại phải khác nhau.

Tóm lại, nguyên tắc chung của điều trị bệnh, tật di truyền là:

- Phát hiện sớm, điều trị sớm.

- Điều trị lâu dài.

- Dùng phương pháp điều trị thích hợp cho từng bệnh.

Có hai phương pháp chính trong điều trị bệnh, tật di truyền:

5.1. Phương pháp điều trị đặc hiệu

5.1.1. Phương pháp tránh

Phương pháp này áp dụng khi xác định được cơ thể không có khả năng chuyển hóa được một số chất nào đó. Cách điều trị là tránh và loại bỏ những chất cơ thể không chuyển hóa được trong chế độ ăn, thường gọi là điều trị bằng tiết chế dinh dưỡng.

Ví dụ: trong bệnh phenylxeton niệu, cần loại bỏ phenylalanin trong thức ăn. Vấn đề này không đơn giản vì phenylalanin có trong hầu hết các protein. Trong bệnh galactose huyết, khi trẻ còn bú, việc thay sữa mẹ bằng sữa đã loại trừ galactose rất có hiệu quả. Khi trẻ lớn sẽ có thêm con đường chuyển hóa khác nên các rối loạn do ăn thức ăn có galactose cũng giảm bớt.

Với phương pháp điều trị này, kết quả điều trị phụ thuộc vào chế độ điều trị, cần điều trị sớm, suốt đời và nghiêm ngặt.

5.1.2. Phương pháp bồ sung

Áp dụng cho trường hợp cơ thể không tổng hợp được một số chất cần thiết. Biện pháp điều trị ở đây là bổ sung cho cơ thể những chất cần thiết đó. Ví dụ trong suy giáp bẩm sinh, điều trị sớm bằng thyroxin sẽ có ảnh hưởng tốt đến sự phát triển cơ thể và trí tuệ. Trong bệnh thiếu các yếu tố đông máu: thiếu yếu tố VIII, yếu tố IX..., việc bổ sung các yếu tố này cho cơ thể sẽ phòng các chảy máu khó đông cho bệnh nhân.

5.1.3. Phương pháp loại bỏ

Trong một số bệnh di truyền có sự tích luỹ quá mức các sản phẩm của quá trình chuyển hóa, hoặc xuất hiện các sản phẩm bất thường gây độc cho cơ thể, loại bỏ các chất này ra khỏi cơ thể là biện pháp điều trị có hiệu quả. Ví dụ bệnh Wilson là bệnh rối loạn chuyển hóa đồng, ngoài biện pháp tránh các thức ăn chứa nhiều đồng (gan, ốc, trai.), việc dùng kalisulfua để kết tủa đồng làm ruột giảm hấp thụ và dùng các thuốc tăng bài tiết đồng qua nước tiểu sẽ làm các biểu hiện bệnh ở bệnh nhân giảm hoặc mất.

Trong hội chứng tăng sản thượng thận bẩm sinh, androgen được sản xuất ra quá mức. Dùng dexamethasone cho thai phụ sau kỳ kinh cuối cùng 10 tuần có thể làm giảm các biểu hiện bệnh của trẻ bị hội chứng này.

5.1.4. Liệu pháp gen (gene therapy)

Đa số các bệnh tật di truyền là do đột biến gen. Điều trị gen là phương pháp chữa căn nguyên của bệnh tật. Sự kiện giải mã xong bản đồ gen của người đã mở ra triển vọng rất lớn cho điều trị gen. Tuy nhiên, điều trị gen đến nay mới chỉ đi những bước ban đầu.

Điều trị gen có thể ở tế bào sinh dưỡng (somatic cell therapy) hoặc ở các dòng tế bào tạo giao tử (germline therapy) hoặc dòng tế bào gốc (stem cell therapy).

5.1.4.1. Liệu pháp điều trị bằng tế bào sinh dưỡng (somatic cell therapy): liệu pháp này được tập trung nghiên cứu trong việc điều trị gen ở người.

Điều trị gen ở tế bào sinh dưỡng nhằm các loại tế bào bị đột biến để điều trị. Kỹ thuật thường được dùng là thay thế sản phẩm bị thiếu của gen bằng cách tích hợp gen bình thường vào tế bào sinh dưỡng. Phương pháp đưa gen vào tế bào sinh dưỡng có thể thực hiện bằng cách lai tế bào hoặc dùng virus làm vector.

Có hai cách tiếp cận kỹ thuật này:

- Exvivo là phương pháp đưa ADN lành vào vector, đưa vector mang ADN lành vào tế bào, sau đó truyền những tế bào lành vào cơ thể người bệnh.

- Invivo là phương pháp đưa ADN lành vào vector sau đó truyền trực tiếp vector mang ADN lành vào cơ thể người bệnh.

Trong phương pháp này người ta dùng các tế bào ở các mô có khả năng phân chia, sau khi tích hợp gen, tế bào phải có khả năng nhân lên. Tế bào tủy xương có khả năng đó cho nên được chọn, tuy nhiên có hạn chế vì hầu hết tế bào tủy không phải tế bào gốc, một số tế bào không có khả năng phân chia, nên người ta có thể dùng nguyên bào sợi của da, tế bào nội mô mạch máu, tế bào gan, lympho. Vòng đời các tế bào này ngắn do vậy điều trị phải lặp đi lặp lại.

Điều trị bằng liệu pháp thay thế gen

Hầu hết liệu pháp điều trị thay thế gen bằng cách tích hợp gen của tế bào bình thường vào ADN của tế bào soma. Phương pháp này có hiệu quả trong điều trị bệnh di truyền lặn: (bệnh do thiếu sản phẩm protein hoặc có protein nhưng không có chức năng). Tích hợp gen lành vào để bù lại gen thiếu, nhiều bệnh thiếu hụt enzym nếu bù được 10% sản phẩm của gen thì việc điều trị có hiệu quả.

Có nhiều kỹ thuật đưa gen vào trong tế bào:

- Hòa nhập tế bào (cell fusion).

- Dùng calci phosphat, chất hóa học này làm rối loạn màng tế bào, vì vậy ADN tích điện âm vượt qua lực đẩy hóa học tự nhiên của màng tế bào.

- Tiêm ADN vào tế bào.

- Dùng sốc điện tế bào để ADN lành vượt qua màng tế bào đi vào tế bào.

- Hòa ADN vào liposome.

- Đưa ADN trần vào tế bào.

- Dùng virus làm vector để chuyển gen vào tế bào.

Chúng tôi giới thiệu một số kỹ thuật thường được dùng:

- Dùng Retrovirus làm vector: Retrovirus là những virus có vật chất di truyền là ARN. Virus ARN có khả năng đi vào tế bào vật chủ, phiên mã ngược từ ARN thành ADN và tích hợp vật chất di truyền vào ADN của vật chủ.

Ưu điểm của phương pháp này là gen lành tích hợp vào được ADN của tế bào nhận cho nên hiệu quả cao. Bất lợi là tích hợp một cách ngẫu nhiên vì vậy nó có thể chèn vào proto-oncogen, hoạt hóa oncogen và gây ung thư. Để hạn chế bất lợi này người ta thay đổi các promoter của retrovirus. Một bất lợi nữa là retrovirus chỉ có khả năng đi vào nhân khi màng nhân biến mất vì vậy chúng chỉ nhiễm ở tế bào đang phân chia, không có hiệu quả ở tế bào không phân chia.


- Dùng Adenovirus làm vector: Adenovirus là những virus có vật chất di truyền là ADN. Với khả năng đi vào các tế bào không phân chia, Adenovirus được sử dụng trong một số thực nghiệm. Adenovirus khó tích hợp vào ADN vật chủ, nó không hoạt hóa proto-oncogen. Tuy nhiên việc khó tích hợp vào ADN cũng là một bất lợi vì Adenovirus sớm bị đào thải khỏi tế bào, điều này dẫn đến việc biểu hiện gen chỉ thoáng qua, vì vậy phải có sự tái đưa ADN vào tế bào.

Những virus khác: Adeno - associated virus cũng được làm vector để chuyển gen.

Dùng virus làm vector chuyển gen có hiệu quả cao trong việc chuyển gen điều trị bằng liệu pháp tế bào soma. Tuy nhiên nó cũng có những bất lợi: sự biểu hiện gen thấp hoặc thoáng qua, kích thước gen đưa vào giới hạn, khó điều hòa chính xác sự biểu hiện gen một số vector virus không xâm nhập vào tế bào không phân chia và có khả năng tạo tế bào oncogen.

- Vector không phải virus: Liposome

Liposome có thể chứa đoạn ADN có kích thước lớn, liposome có thể đi vào tế bào, đưa ADN vào tế bào. Tuy nhiên chuyển gen bằng cách này chỉ một lượng nhỏ tế bào nhận được gen lành.

- Chuyển gen bằng ADN trần

Người ta có thể đưa ADN trần vào tế bào mà không cần vector, mặc dù ADN trần thường bị đẩy lùi bởi lực đẩy hóa học tự nhiên của màng tế bào nhưng nó có thể đi vào tế bào với cơ chế chưa rõ, từ đó tạo ra protein. Ngoài ra còn có phương pháp tạo NST nhân tạo của người: NST nhân tạo thường có độ dài 5-10 kilobase (Kb).

Có tâm động, có các đầu mút của NST (telomere). NST chứa các gen lành. Đưa NST nhân tạo vào tế bào ta thu được sản phẩm của gen lành.

Liệu pháp bất hoạt gen

Liệu pháp này được dùng trong kỹ thuật điều trị đột biến gen trội. Ví dụ: bệnh Marfan, Huntington...

Có hai phương pháp được dùng:

- Phương pháp điều trị bằng đối mã: đưa oligonucleotid (cDNA) bổ sung với mARN của gen bệnh ngăn cản sự dịch mã không tạo protein có hại.

- Phương pháp dùng enzym: dùng enzym phá hủy mARN của gen bệnh.

Phương pháp tiêm trực tiếp ADN vào mô đặc hiệu

Trong một số trường hợp có thể tiêm trực tiếp vào mô cơ. Ví dụ trong việc điều trị bệnh teo cơ Duchenne: Tiêm vào cơ đoạn gen nhỏ để tổng hợp dystrophin vào chuột hoặc dùng súng bắn gen. (ADN được bọc trong kim loại và được bắn bằng súng đặc biệt để đưa vào tế bào). Kỹ thuật này đơn giản và an toàn tuy nhiên hiệu quả thấp vì tế bào cơ không phải là tế bào sinh sản thường xuyên nên ADN tiêm vào chỉ biểu hiện được vài tháng. Muốn duy trì thì phải lặp đi lặp lại việc đưa ADN vào tế bào.

Liệu pháp gen còn được ứng dụng để điều trị các bệnh không di truyền, ví dụ điều trị các bệnh ung thư không di truyền, điều trị bệnh AIDS: trong điều trị ung thư người ta thấy rằng khi thử nghiệm invitro các tế bào ung thư được gắn với gen p53 (gen p53 có khả năng ức chế nhân đôi ADN, ức chế phân bào) thì các tế bào ung thư này không phát triển hoặc giảm sự phát triển. Đây cũng là một hướng để chuyển gen p53 vào điều trị ung thư, ức chế sự phát triển của các khối u. Ví dụ đã điều trị trong bệnh ung thư phổi.

5.1.4.2, Điều trị bằng liệu pháp tế bào tạo giao tử (Germline therapy)

Germline là dòng tế bào tạo giao tử, ưu điểm là có hiệu quả đối với bệnh nhân và con cháu của họ. Điều trị bằng phương pháp này thành công đầu tiên vào năm 1983, đưa gen hormon tăng trưởng của người vào phôi chuột bằng phương pháp dùng kim tiêm nhỏ đưa ADN vào phôi. Một số phôi được tích hợp gen hormon tăng trưởng thì giao tử cũng có gen này và truyền cho thế hệ sau. Nguyên tắc của phương pháp này được áp dụng để nghiên cứu điều trị gen của người.

5.1.4.3. Phương pháp điều trị bằng tế bào gốc (Stem cell)

Tế bào gốc là một tập hợp tế bào tiền thân chưa biệt hóa, nó có khả năng tạo ra các tế bào biệt hóa của các mô. Tế bào gốc không chỉ biệt hóa, tự nó còn tái tạo ra các tế bào gốc mới. Như vậy tế bào gốc là một nhóm tế bào không chết, nó có khả năng tạo ra các tế bào mô khác nhau. Phương pháp điều trị bằng tế bào gốc có hiệu quả cao, ổn định, tạo ra khả năng điều trị các bệnh di truyền. Người ta đã sử dụng tế bào gốc ở tủy xương (ghép tủy) để điều trị một số bệnh về máu ví dụ điều trị p - thalassemia, thiếu máu fanconi...

5.2. Các phương pháp điều trị không đặc hiệu

Gồm các phương pháp điều trị triệu chứng.

5.2.1. Phẫu thuật chỉnh hình: được dùng trong các dị tật về hình thái như sứt môi, hở hàm, thừa ngón, dính ngón, dị dạng cơ quan sinh dục. Người ta đã thu được một số kết quả bước đầu khi thực hiện phẫu thuật mở chít hẹp ống tiết niệu ngay ở giai đoạn thai.

5.2.2. Phương pháp thể dục liệu pháp: được áp dụng trong các trường hợp bệnh loạn dưỡng cơ, phương pháp này thường được kết hợp với phương pháp bổ sung như bổ sung acid amin, bổ sung hormon thích hợp...

5.2.3. Phương pháp truyền máu: thường được dùng trong một số bệnh về máu, trong những trường hợp có tăng hủy tế bào máu thì người ta còn kết hợp cắt lách để giảm tốc độ hủy các tế bào máu trong cơ thể.

5.2.4. Phương pháp dùng hormon: phương pháp này thường được áp dụng với những trường hợp có rối loạn về giới hay chậm phát triển thể chất, nhi tính. Ví dụ:

- Với người mắc hội chứng Turner người ta dùng estrogen điều trị.

- Với hội chứng Klinefelter người ta dùng hormon sinh dục nam.

- Với trẻ bị mắc Down, người ta dùng hormon tăng trưởng.

Đối với các trẻ bị bệnh, tật di truyền cần có sự hỗ trợ của xã hội - nhà trường - gia đình, có các chương trình chăm sóc giáo dục phù hợp, giúp các trẻ bị bệnh, tật di truyền hòa nhập với cộng đồng.

Nhìn chung, sau khi xác định được cơ chế di truyền của bệnh, tật, tùy từng bệnh, tật di truyền, ta tìm phương pháp điều trị thích hợp. Trong nhiều trường hợp, phải kết hợp nhiều biện pháp khác nhau mới có hiệu quả tốt cho điều trị.

TỰ LƯỢNG GIÁ

1. Trình bày các xét nghiệm sàng lọc bệnh, tật di truyền.

2. Trình bày đối tượng cần chẩn đoán trước sinh.

3. Kể tên các phương pháp được dùng để chẩn đoán trước sinh. Trình bày vai trò của phương pháp chọc dò dịch ối, sinh thiết tua rau.

4. Trình bày đối tượng của tư vấn di truyền.

5. Trình bày một số khó khăn khi tính nguy cơ di truyền.

6. Kể tên các bước cần thực hiện khi tư vấn di truyền - Trình bày nội dung của bước thăm khám lâm sàng, lập gia hệ, lập bệnh án di truyền.

7. Kể tên các bước cần thực hiện khi tư vấn di truyền. Trình bày nội dung các bước xét nghiệm.

8. Kể tên các bước cần thực hiện khi tư vấn di truyền. Trình bày nội dung của bước cho lời khuyên di truyền và gia đình quyết định.

9. Trình bày nội dung phòng bệnh tật di truyền.

10. Trình bày phương pháp điều trị đặc hiệu bệnh, tật di truyền.

11. Trình bày phương pháp điều trị không đặc hiệu bệnh, tật di truyền.

12. Việc sinh con Down do vợ hay do chồng? Trình bày các phương pháp sàng lọc và chẩn đoán trước sinh hội chứng Down.

13. Trình bày kỹ thuật chuyển gen với mục đích điều trị gen.