XN vô sinh nam (Đột biến gen AZF)

Xét nghiệm vô sinh nam (Đột biến gen AZF)

Vô sinh nói chung và vô sinh nam giới nói riêng là một vấn đề sức khỏe sinh sản gây ảnh hưởng lớn tới chất lượng cuộc sống của nhiều cặp vợ chồng trên toàn thế giới. Vô sinh (Infertility) là hiện tượng mất hay giảm khả năng sinh sản. Tỷ lệ vô sinh khoảng 10%-15% tương đương 50-80 triệu người trên thế giới. Cứ 8 cặp vợ chồng thì có một cặp gặp phải các vấn đề khi mang thai lần đầu và cứ 6 cặp vợ chồng thì một cặp gặp các vấn đề ở lần mang thai tiếp theo.

Theo Tổ chức Y tế thế giới, có khoảng 20% là vô sinh không rõ nguyên nhân, 80% có nguyên nhân, trong đó vô sinh do nữ chiếm 40%, do nam chiếm 40% và do cả vợ và chồng là 20%. Việc chẩn đoán nguyên nhân gây vô sinh và vô sinh ở nam giới là hết sức cần thiết để điều trị và thực hiện tư vấn di truyền.

Ngày nay, với sự phát triển của di truyền học nghiên cứu ở cả mức độ phân tử và tế bào đã giúp chúng ta hiểu biết và làm sáng tỏ được nguyên nhân vô tinh hoặc thiểu tinh dẫn đến vô sinh nam giới là do biến đổi di truyền mà trước đây được xếp vào vô sinh không rõ nguyên nhân. Trong các nguyên nhân vô sinh do nam giới, có khoảng 10% – 15% trường hợp vô tinh và 5% thiểu tinh nặng có bất thường về di truyền. Ở mức độ tế bào, nó liên quan đến sự bất thường của Nhiễm sắc thể. Ở mức độ phân tử, người ta phát hiện những mất đoạn nhỏ NST Y ở vùng AZFabcd (Azoospermia factor). Vùng AZFabcd chứa nhiều gen khác nhau, những mất đoạn gen trong vùng này được xác định là gây suy giảm hoặc không có tinh trùng. Phát hiện được những mất đoạn nhỏ trên nhiễm sắc thể Y có ý nghĩa qua trọng trong chẩn đoán và chọn hướng can thiệp cho những trường hợp vô sinh nam.

AZF là gì?

AZF là từ viết tắt của Yếu tố gây vô tinh trùng (Azoospermia Factor) là gen nằm trên nhánh dài của nhiễm sắc thể Y ở vị trí Yq11. Vùng này chứa nhiều gen liên quan đến quá trình sinh tinh. Các đột biến mất đoạn xảy ra ở các AZF thường dẫn đến các hậu quả với mức độ ảnh hưởng khác nhau phụ thuộc vào vùng AZF có đột biến như gây vô tinh, thiểu tinh, thiểu tinh nặng, các rối loạn trong quá trình sinh tinh hoặc các bất thường của tinh trùng. Việc làm xét nghiệm này có vai trò quan trọng trong chẩn đoán và điều trị vô sinh nam.

Hình 1: Vị trí các vùng AZF trên Nhiễm sắc thể Y và sự phân bố của các gen liên quan đến quá trình sinh tinh

Các mất đoạn AZFc và AZFcd là hay xảy ra nhất; tiếp theo là các mất đoạn vùng AZFbcd, AZFd, AZFabcd, AZFbc, AZFb. Mất đoạn vùng AZFa rất hiếm gặp.

Vùng AZFa

Vùng AZFa nằm ở khoảng 5, nhánh dài gần tâm NST Y, kích thước 1 đến 3 Mb. Hai gen liên quan đến quá trình sinh tinh nằm ở vùng AZFa là USP9Y và DDX3Y. Các mất đoạn trong vùng AZFa thường dẫn đến vô tinh và Hội chứng Stertoli đơn thuần (SCOS)- hội chứng mà trong tinh hoàn chỉ có các tế bào Stertoli (có tác dụng hỗ trợ, giúp tinh trùng khỏe khoắn) chứ không có các tế bào sinh tinh trùng. Vì vậy, mất đoạn hoàn toàn ở vùng AZFa đồng nghĩa với việc không thể lấy tinh trùng từ tinh hoàn để làm kỹ thuật ICSI.

Vùng AZFb

Vùng AZFb có kích thước 1 đến 3 Mb, chứa nhiều gen mã hóa cho các protein tham gia vào quá trình tạo tinh trùng, là vùng có mật độ gen rất cao và biểu hiện đặc hiệu ở tinh hoàn. Mất đoạn một phần của vùng AZFb có liên quan đến sự bất thường trong quá trình sinh tinh. Mất đoạn nhỏ trên vùng AZFb có kiểu hình sinh tinh nửa chừng (SGA), mất đoạn AZFb hoàn toàn thường dẫn đến Hội chứng SCOS và hiện tượng vô tinh và cũng không thể lấy tinh trùng từ tinh hoàn bằng TESE để làm ICSI.

Vùng AZFc

Vùng AZFc nằm ở gần vùng dị nhiễm sắc, kích thước khoảng 1,4 Mb. Các mất đoạn nhỏ trên vùng AZFc liên quan chủ yếu đến các nhóm gen DAZ, CDY1, PRY và TTY2 . Các gen thuộc vùng AZFc mã hóa cho protein tham gia vào quá trình tạo tinh. Mất đoạn AZFc có thể thấy kiểu hình tương đối đa dạng, từ mức độ tinh trùng bình thường, thiểu tinh, thiểu tinh nặng hoặc vô tinh. Ở những nam giới vô tinh do mất đoạn AZFc thì khoảng 70% vẫn có cơ hội để tìm thấy tinh trùng bằng kỹ thuật TESE và có thể sinh con bằng phương pháp ICSI. Những đứa trẻ là con trai cũng sẽ bị mất đoạn AZFc giống như người cha và con gái thì bình thường. Mất đoạn AZFc được cho rằng mức độ ảnh hưởng đến sinh tinh trùng ít nghiêm trọng hơn mất đoạn AZFa hoặc AZFb. Tuy nhiên khi mất AZFc, trường hợp nếu có tinh trùng thì số lượng và cả chất lượng cũng đều rất thấp, thường là thiểu tinh nặng. Vì vậy, với những trường hợp mất đoạn AZFc đơn thuần thì chỉ nên điều trị để có tinh trùng đến khi đủ điều kiện làm hỗ trợ sinh sản, điều trị nội khoa đến mức có thể có thai tự nhiên không cần hỗ trợ sinh sản là không hiệu quả, rất khó thành công nên vẫn cần phải hỗ trợ sinh sản.

Vùng AZFd

Gần đây, một vùng NST Y chứa các trình tự đích (STSs) từ sY145 đến sY221 gồm (sY145, sY153, sY220, sY150, sY232, sY262, sY221) mà trước đây cho là thuộc vùng AZFb được xếp vào vùng mới gọi là vùng AZFd. Vùng AZFd nằm giữa vùng AZFc và AZFb, là vùng nhỏ nhất trong 4 vùng AZF và cho đến nay vẫn ít được biết đến nhất. Vùng này có tỷ lệ đột biến mất đoạn cao hơn so với các vùng khác ở những bệnh nhân vô sinh do vô tinh hoặc thiểu tinh nặng có bất thường về hình thái tinh trùng. Ngoài ra, mất đoạn vùng AZFd còn có thể tìm thấy ở những bệnh nhân thiểu tinh mức độ vừa. Vì vậy, xác định mất đoạn AZFd cũng đồng nghĩa với việc nam giới ở trạng thái vô sinh không nặng, khả năng điều trị khả quan hơn so với mất đoạn AZFa, AZFb và AZFc nhưng hầu hết vẫn cần hỗ trợ sinh sản

Mất đoạn kết hợp

Mất đoạn vùng AZFb+c cũng dẫn đến SCOS và vô tinh. Như vậy, đối với những nam giới mất đoạn hoàn toàn vùng AZFa, AZFb, AZFb+c hoặc AZFa+b+c thì hầu như không có cơ hội để sinh con từ tinh trùng của chính mình và cần tư vấn để lựa chọn hình thức hỗ trợ sinh sản

Tại sao nên thực hiện xét nghiệm AZF?

Đột biến vi mất đoạn vùng AZF là nguyên nhân chủ yếu thứ 2 gây vô sinh ở nam giới, sau Hội chứng Klinefelter.
Việc xét nghiệm sàng lọc vi đột biến ở vùng AZF góp phần xác định nguyên nhân của các trường hợp vô sinh, có giá trị định hướng cho các bác sĩ lâm sàng điều trị, tìm cách khắc phục thích hợp cho bệnh nhân, làm cơ sở cho tư vấn di truyền phòng ngừa, hạn chế việc truyền gen bệnh cho các thế hệ sau. Giảm chi phí việc điều trị nội khoa không hiệu quả, gây tốn kém cho người bệnh.

Ai nên thực hiện xét nghiệm này?

Các trường hợp nên được chỉ định xét nghiệm AZF

Xét nghiệm AZF nên được chỉ định đối với những nam giới có số lượng tinh dịch <15 triệu tinh trùng/ mL không do tắc nghẽn muốn thực hiện các kỹ thuật ICSI và TESE
Sàng lọc AZF là rất quan trọng trước khi quyết định phẫu thuật cắt bỏ giãn mạch thừng tinh ở những bệnh nhân bị giãn mạch thừng tinh vì nếu người này có mang đột biến ở vùng AZF thì việc cắt bỏ giãn mạch thừng tinh không cải thiện được số lượng hay chất lượng tinh trùng.
Nếu một gia đình có tiền sử sảy thai tái phát, dị tật hoặc chậm phát triển tâm thần thì nên thực hiện các xét nghiệm AZF, không phụ thuộc vào nồng độ tinh trùng.
Kỹ thuật xét nghiệm phát hiện đột biến AZF
Xác định đột biến mất đoạn AZF bằng RealTime- PCR
Là một xét nghiệm định tính cho phép phát hiện bằng Real time- PCR dựa trên sự khuếch đại các locus đặc hiệu ở các vùng AZFa, AZFb, AZFc sử dụng các cặp mồi đặc hiệu. Trong Real time PCR, sản phẩm khuếch đại được xác định bằng cách sử dụng các thuốc nhuộm huỳnh quang.
Xác định đột biến mất đoạn AZF bằng QF- PCR
Gen AZF được khảo sát bằng kỹ thuật PCR khuếch đại đoạn DNA đặc hiệu nằm trong vùng AZFa, AZFb và AZFc của gen. Các đoạn khuếch đại được đánh dấu bằng huỳnh quang và phân tích bằng hệ thống điện di mao quản

Xét nghiệm vô sinh nam cần thiết cho các trường hợp vô sinh không rõ nguyên nhân.