- Xét nghiệm di truyền
- Các loại xét nghiệm
- Chỉ định xét nghiệm
- Danh sách các xét nghiệm
- Sự chính xác & Độ tin cậy
Xét nghiệm di truyền là một quy trình kết hợp với việc thăm khám lâm sàng, kiểm tra tiểu sử sức khỏe gia đình và cá nhân, xét nghiệm di truyền giúp các bác sĩ có cái nhìn bao quát về bệnh lý, nguyên nhân và cơ chế gây bệnh của một tình trạng bệnh di truyền nhất định. Các khái niệm cơ bản trong chẩn đoán di truyền:
- Thăm khám lâm sàng:
Quan sát các đặc điểm thể chất trên cơ thể là những gợi ý quan trọng cho việc chẩn đoán các hội chứng di truyền. Cụ thể, các bác sĩ có thể đo đạc tỉ lệ khuôn mặt, đo độ dài tay, chân, khám mắt, khám thần kinh, chụp tia X, chụp cộng hưởng từ, chụp cắt lớp vi tính…
- Phân tích gia sử sức khỏe (Familial health history):
Tiểu sử sức khỏe cá nhân từ lúc sinh ra cho đến hiện tại đóng vai trò quan trọng. Thông tin về các bệnh đã mắc phải, những lần chẩn đoán và điều trị bệnh trước đó góp phần giúp các bác sĩ đưa ra những chẩn đoán chính xác. Ngoài ra, thông tin về sức khỏe của các thành viên khác trong gia đình cũng là một nhân tố quan trọng. Dựa vào các thông tin này các bác sĩ có thể lập nên mô hình di truyền của gia đình.
- Xét nghiệm di truyền (Genetic testing/Genetic diagnostic):
Các xét nghiệm nhiễm sắc thể, phân tử, sinh hóa được thực hiện trong phòng thí nghiệm, dựa vào các dấu ấn sinh học để chẩn đoán chính xác bệnh di truyền.
- Sàng lọc sơ sinh:
Đây là một trong những loại hình phổ biến nhất của xét nghiệm di truyền. Một mẫu máu nhỏ được trích ra từ trẻ sơ sinh trong vòng 24 giờ sau khi sinh và được dùng để phục vụ cho việc sàng lọc rất nhiều hội chứng di truyền khác nhau. Các hội chứng di truyền này nếu được sàng lọc ngay sau sinh như vậy giúp cho hiệu quả điều trị (nếu mắc phải) cao hơn rất nhiều so với các chẩn đoán trễ hơn.
- Xét nghiệm người mang gen bệnh:
Loại xét nghiệm này dành cho các cặp đôi hoặc vợ chồng mang một alen lặn gây bệnh, nhằm mục đích phân tích nếu họ có con với nhau thì nguy cơ đứa trẻ sẽ mắc bệnh là bao nhiêu. Những người xét nghiệm thường có lịch sử mắc bệnh trong gia đình hoặc nằm trong một cộng đồng người có nguy cơ cao mắc bệnh.
- Sàng lọc trước sinh:
Các bào thai trước khi sinh cũng có thể được kiểm tra các thay đổi bất thường của gen cũng như nhiễm sắc thể. Tuy xét nghiệm này không thể xác định được hết tất cả các hội chứng di truyền, nó thể thể làm tăng hiểu biết các cặp vợ chồng về sức khỏe thai nhi. Mẫu dùng để xét nghiệm có thể là dung dịch nước ối hoặc mẫu lông nhung màng đệm của thai phụ. Mẫu có thể được lấy từ 10-20 tuần mang thai. Mặc dù các cách xét nghiệm này đem lại kết quả rất cao cho việc phát hiện các bất thường về nhiễm sắc thể, chúng cũng tồn tại các nguy cơ rất lớn, điển hình là khả năng gây sẩy thai không nhỏ. Một phương pháp xét nghiệm tiên tiến hiện nay, không gây nguy cơ sẩy thai là phương pháp xét nghiệm trước sinh không xâm lấn. Trong phương pháp này một mẫu máu của người mẹ được lấy ra để làm xét nghiệm di truyền. Phương pháp này đem lại hiệu quả cao nhưng vẫn đảm bảo sức khỏe của mẹ và bé.
- Xét nghiệm chẩn đoán:
Xét nghiệm này được dùng để chẩn đoán một bệnh di truyền cụ thể nào đó, dựa vào lịch sử bệnh án gia đình và các triệu chứng bệnh cá nhân. Xét nghiệm này có thể thực hiện bất cứ thời gian nào trong đời. Loại xét nghiệm này không sàng lọc hết tất cả các gen mà chỉ tập trung vào một vài gen nhất định liên quan tới bệnh.
- Xét nghiệm tiên đoán:
Xét nghiệm này được dùng để ước tính nguy cơ mắc bệnh di truyền của một người trước khi người đó có những triệu chứng bệnh cụ thể, dựa vào xét nghiệm gen. Các đối tượng cho loại xét nghiệm này thường là những người có các thành viên trong gia đình mắc bệnh, nhưng bản thân không có bất cứ triệu chứng bệnh nào.
- Xét nghiệm di truyền dược học:
Xét nghiệm này được dùng để xác định mối liên hệ giữa biến thể di truyền và sự hấp thu của cơ thể với thuốc. Thông qua kiểm tra hệ gen của từng cá nhân, các nhà khoa học có thể xác định loại thuốc, liều dùng và cách dùng thế nào là hiệu quả nhất cho bệnh nhân.
Dựa vào kỹ thuật xét nghiệm, có thể chia xét nghiệm di truyền thành ba loại chính::- Xét nghiệm di truyền tế bào:
Mục tiêu của xét nghiệm này là kiểm tra và phát hiện những bất thường trong cấu trúc cũng như số lượng của bộ nhiễm sắc thể của tế bào. Các nhà khoa học thường phân tích nhiễm sắc thể của tế bào ở giai đoạn phân bào, vì trong giai đoạn này nhiễm sắc thể của tế bào có thể được nhìn rõ dưới kính hiển vi. Loại tế bào thường được phân tích là limpho T, vì tế bào này rất dễ tách chiết ra từ máu người và nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Các tế bào thông dụng khác được lấy từ tủy sống hoặc dung dịch nước ối ở phụ nữ có thai.
- Xét nghiệm di truyền phân tử:
Khi đối tượng là những đột biến nhỏ trong chuỗi DNA, ví dụ như điểm đa hình nucleotide (SNP), thì việc xét nghiệm phân tử trực tiếp đoạn DNA chứa những đột biến đó được xem là phương pháp hiệu quả nhất để xét nghiệm bệnh. Xét nghiệm có thể thực hiện với tế bào của bất cứ mô nào trên cơ thể như máu, tủy sống, biểu bì, tinh dịch, nước ối v.v. Xét nghiệm phân tử chỉ cần một lượng nhỏ DNA để có thể đưa ra kết quả chính xác. Sau khi thu mẫu, các DNA trong tế bào sẽ được tách chiết ra để phục vụ xét nghiệm. Hiện nay xét nghiệm phân tử có các phương pháp phổ biến như phản ứng chuỗi polymerase (PCR), giải trình tự DNA (sequencing), microarray…
- Xét nghiệm di truyền sinh hóa:
Protein tham gia vào hầu hết các họat động chuyển hóa của tế bào như: xúc tác phản ứng, vận chuyển, cấu trúc tế bào, truyền tín hiệu v.v. Bất cứ đột biến nào trong gen mã hóa cho protein cũng có thể dẫn đến những thay đổi về cấu trúc cũng như chức năng của protein, làm thay đổi các hoạt động chuyển hóa của tế bào và cuối cùng dẫn đến bệnh. Vì các bệnh này là do các thay đổi của protein nên có thể chẩn đoán bằng cách xét nghiệm protein trong cơ thể, hay còn gọi là xét nghiệm sinh hóa. Trong xét nghiệm sinh hóa, một mẫu chứa protein cần xét nghiệm được thu, có thể là máu, nước tiểu, dịch ối hay dịch não tủy. Tùy theo chức năng của protein mà ta có thể áp dụng các xét nghiệm như đo đạc khả năng hoạt động của protein, đo lượng chất chuyển hóa hoặc đo kích thước và số lượng của protein.
- Khi nào cần chỉ định xét nghiệm di truyền?
Xét nghiệm di truyền nên được chỉ định khi bệnh nhân có một số biểu hiện đã được xác định có nguyên nhân do biến đổi vật chất di truyền, nghĩa là đã xác định các biến đổi này do đột biến gen hoặc nhiễm sắc thể nào đó gây ra.
- Chỉ định xét nghiệm di truyền thế nào để hữu ích nhất?
Mỗi loại xét nghiệm di truyền đều có những ưu điểm và nhược điểm tương ứng với khả năng phát hiện các rối loạn ở mức độ khác nhau. Nhìn chung các xét nghiệm càng hiện đại thì ưu điểm càng nhiều nhưng đòi hỏi kỹ thuật mới, máy móc hiện đại và thường giá thành cũng cao hơn các kỹ thuật kinh điển. Hóa chất và trang thiết bị cho các xét nghiệm di truyền tương đối cao, vì vậy giá thành xét nghiệm di truyền thường cao so với mức thu nhập của người dân Việt Nam. Do đó để chỉ định xét nghiệm di truyền cho phù hợp với điều kiện kinh tế nhưng vẫn đảm bảo được khả năng khảo sát và phát hiện các rối loạn cần có sự am hiểu toàn diện từ nguyên nhân đến cơ chế bệnh sinh và biểu hiện lâm sàng cũng như ưu, nhược điểm của các kỹ thuật di truyền.
Các bệnh lý gây ra do rối loạn số lượng hoặc cấu trúc nhiễm sắc thể mức độ lớn có thể sử dụng các kỹ thuật di truyền tế bào - phân tích nhiễm sắc thể nhuộm băng hoặc một số kỹ thuật di truyền phân tử hỗ trợ như QF-PCR, FISH, Microarray...
- Kỹ thuật di truyền tế bào có thể khảo sát được toàn bộ 46 nhiễm sắc thể của bộ nhiễm sắc thể nhưng với hạn chế của độ phân giải băng, kỹ thuật bày chỉ phát hiện được những rối loạn cấu trúc mức độ lớn. Một nhược điểm nữa của kỹ thuật này thường phải trải qua thời gian nuôi cấy nên cho kết quả chậm, tùy thuộc mô muôi cấy mà kết quả thường có sau vài ngày, thậm chí vài tuần.
- Kỹ thuật QF-PCR hay FISH, giải quyết được nhược điểm về thời gian của kỹ thuật di truyền tế bào nhưng với các thiết kế mồi hay đầu dò thông thường có diện khảo sát hạn chế, vì vậy không phát hiện được các rối loạn cấu trúc ở những vị trí khác trên nhiễm sắc thể hay không khảo sát được các rối loạn của những nhiễm sắc thể khác có cùng bất thường lâm sàng. Các trường hợp khảm nhiều dòng tế bào cũng có thể gây khó khăn trong phân tích kết quả của những kỹ thuật này.
- Microarray là kỹ thuật mới, với thiết kế lượng lớn các chip là những vùng tổn thương tương đối hay gặp trên 24 nhiễm sắc thể của bộ đơn bội (22 nhiễm sắc thể thường và các nhiễm sắc thể X, Y) giúp tăng khả năng khảo sát của kỹ thuật về số lượng nhiễm sắc thể cũng như mức độ phát hiện vi mất đoạn.
- Nhóm bệnh rối loạn di truyền đơn gen:
- Nhóm bệnh đa yếu tố:
Độ tin cậy của các xét nghiệm di truyền có thể bị tác động bởi nhiều yếu tố như mẫu bị nhiễm, quy trình xét nghiệm không đúng, đánh dấu sai, hoặc lỗi phiên mã. Ví dụ, phương pháp PCR khuếch đại số lượng bản sao DNA cho phép định lượng DNA trong thời gian ngắn, tuy nhiên kết quả của phương pháp có thể không chính xác do bị nhiễm DNA ngoại lai như DNA từ những mẫu khác hoặc DNA của người thao tác thí nghiệm, do đó tạo ra những bản sao DNA không liên quan đến người bệnh. Độ tin cậy của xét nghiệm di truyền được đo bằng “độ nhạy” và “chuyên biệt”.
- Độ nhạy (sensitivity) là khả năng mà xét nghiệm có thể phát hiện ra đột biến mong muốn. Ví dụ, nếu trong 100 người đã biết chắc chắn mang đột biến, độ nhạy 90% là khả năng phát hiện 90 người mang đột biến trong 100 người đó.
- Độ chuyên biệt (specificity) là khả năng xét nghiệm không phát hiện ra đột biến mong muốn trên nhóm người không mang bệnh. Ví dụ, trong 100 người khoẻ mạnh không mang đột biến, chỉ phát hiện 90 người có kết quả âm tính với bệnh thì độ chuyên biệt là 90%.
Trên thực tế, độ nhạy và chuyên biệt của các xét nghiệm di truyền có thể đạt tới hơn 98%.
Bên cạnh độ nhạy và độ chuyên biệt, để đánh giá một phương pháp xét nghiệm còn phụ thuộc vào sự chính xác và độ chính xác. Sự chính xác (accuracy) và độ chính xác (precision) là hai khái niệm hoàn toàn khác nhau. Một phương pháp xét nghiệm có sự chính xác khi phương pháp đó có thể đo đúng lượng hoặc nồng độ của chất cần quan tâm. Một phương pháp xét nghiệm có độ chính xác khi mà các lần lặp lại thí nghiệm trên cùng một mẫu, cùng điều kiện sẽ cho ra kết quả tương tự nhau, sự biến đổi của kết quả giữa các lần lặp lại là không đáng kể. Mặc dù thiết bị xét nghiệm, người thao tác thí nghiệm có thể đóng góp vào sự biến đổi của kết quả. Nhưng những biến đổi này thường rất nhỏ và không làm ảnh hưởng đến kết quả của xét nghiệm. Vì vậy, xét nghiệm di truyền có sự chính xác và tin cậy cao.