Bài viết Ảnh hưởng của phân mảnh DNA tinh trùng đến kết quả hỗ trợ sinh sản và sẩy thai liên tiếp tải pdf Tại đây.
Tác giả Lê Minh Tâm, Võ Văn Chính – Trường Đại học Y – Dược, Đại học Huế; Cao Ngọc Thành – Bệnh viện Bình An Quảng Nam.
GIỚI THIỆU
Sẩy thai liên tiếp (STLT) chiếm 1 – 3% các cặp vợ chồng đang mong muốn có thai. Có nhiều nguyên nhân liên quan đến STLT. Nguyên nhân giải phẫu chiếm 15% các trường hợp STLT. Bất thường bẩm sinh tử cung, có thể do bẩm sinh hoặc mắc phải, gặp từ 10 – 15% phụ nữ STLT so với 7% trong dân số nói chung. Hội chứng kháng phospholipid có thể gặp ở 15% và bất thường di truyền có thể là nguyên nhân ở 3 – 5% các trường hợp STLT gồm bất thường NST “ẩn” ở bố hoặc mẹ, bất thường trong giảm phân tạo giao tử hay trong quá trình phát triển của phôi [1].
Các thăm dò về phía bố’ mẹ có thể tìm ra nguyên nhân ở 45% trường hợp STLT, có đến 50% trường hợp bị STLT được phân loại là chưa rõ nguyên nhân. Tuy nhiên, nếu kết hợp việc khám sàng lọc hai vợ chồng kèm với thông tin di truyền của tổ chức sẩy có thể giải thích được nguyên nhân đến 90% trường hợp. Lệch bội là nguyên nhân phổ biến nhất có thể giải thích cho tình trạng sẩy thai tự phát và tái phát (hiện diện trong khoảng 60% trường hợp mang thai lâm sàng dẫn đến sẩy thai). Phân tích karyotype tổ chức sẩy được chứng minh là có hiệu quả về chi phí, nhưng kỹ thuật này có hạn chế là tỷ lệ nuôi cấy thất bại cao và nhiễm tế bào mẹ. Kỹ thuật microarray nhiễm sắc thể tổ chức sẩy (CMA) giúp khắc phục vấn đề này và nên được thực hiện khi có sẩy thai từ lần thứ hai trở đi [2].
Trước đây, nhiều quan điểm cho rằng các yếu tố’ ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi thai và thai nhi phụ thuộc trực tiếp từ người mẹ; do đó, nếu phát sinh các vấn đề liên quan đến khả năng sinh sản và sự phát triển của phôi thai, thường được giải thích theo chất lượng noãn của người mẹ. Tuy nhiên, những năm gần đây, nhiều nghiên cứu tập trung về tác động của các yếu tố người cha ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi, đặc biệt là vai trò tinh trùng trong quá trình hình thành phôi.
=> Xem thêm: Thai chậm tăng trưởng trong tử cung: cập nhật chẩn đoán và xử trí.
GIÁ TRỊ CỦA XÉT NGHIỆM PHÂN MẢNH DNA TINH TRÙNG
Phân tích tinh dịch đồ thường quy mặc dù cung cấp nhiều thông tin cơ bản nhưng không thể hiện được tình trạng nội tại của tinh trùng. Trong những năm gần đây, xét nghiệm phân mảnh DNA của tinh trùng được quan tâm nhiều hơn. Tính toàn vẹn của DNA tinh trùng đóng vai trò quan trọng trong quá trình cung cấp di truyền của người cha vào noãn trong quá trình thụ tinh. Trong quá trình hình thành tinh trùng, DNA tinh trùng được cuộn lại nhờ các protein đặc trưng, tồn tại ở trong các vòng xoắn. Trong quá trình trưởng thành tinh trùng, phần lớn các protein histone liên quan đến DNA được thay thế bằng protamine [2].
Sự phân mảnh DNA là sự đứt gãy mạch DNA đơn và mạch DNA đôi, có thể do nhiều nguyên nhân, gồm các yếu tố’ bên trong và bên ngoài [3]. Nguyên nhân đâu tiên xuất hiện từ cấp độ phân tử, một số’ nguyên nhân bệnh sinh hình thành trong quá trình sinh tinh dẫn đến sự phân mảnh DNA. Những nguyên nhân ngoại sinh có thể trực tiếp gây ra hoặc thúc đẩy hiện tượng đứt gãy. Bốn nhóm nguyên nhân chính của tình trạng phân mảnh DNA tinh trùng bao gồm: (1) sự sai lệch trong tái tổ hợp ở quá trình sinh tinh, (2) bất thường trong tái tạo nhiễm sắc thể, (3) chết tế bào theo chương trình, và (4) do tác động của các gốc oxy hóa hoạt động (Reactive oxygen species – ROS) trong quá trình di chuyển trong lòng ống sinh tinh và mào tinh hoàn [4].
Chỉ số phân mảnh DNA của tinh trùng (DFI) rất hữu ích về mặt lâm sàng để đánh giá khả năng sinh sản của nam giới hoặc như một xét nghiệm tiên lượng để xác định xem có cân điều trị vô sinh hay không [5], [6]. Trong lĩnh vực hỗ trợ sinh sản (ART) và nam học, các xét nghiệm phân mảnh DNA của tinh trùng đã được khuyến nghị để chẩn đoán vô sinh không rõ nguyên nhân, thất bại làm tổ liên tiếp và các vấn đề liên quan đến giãn tĩnh mạch thừng tinh.
Một số phương pháp đã được sử dụng để đánh giá sự phân mảnh DNA của tinh trùng và tính DFI, chẳng hạn phương pháp đánh dấu đứt gãy DNA bằng các dUTP (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling – TUNEL), dịch chuyển từ điểm cắt (In situ nick translation-ISNT), điện di tế bào đơn (Single cell gel electrophoresis – Comet – sao chổi), khảo sát mức độ phân tán nhiễm sắc chất tinh trùng (Sperm chromatin dispersion – SCD), hay phương pháp khảo sát cấu trúc nhiễm sắc chất tinh trùng (Sperm chromatin structure assay – SCSA). Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng để đánh giá sự phân mảnh DNA của tinh trùng [7].
Tính toàn vẹn DNA tinh trùng có vai trò quan trọng trong quá trình thụ tinh và duy trì một thai kỳ bình thường [8]. Một phân tích tổng hợp trước đây cho thấy tỷ lệ sẩy thai gia tăng đáng kể ở những bệnh nhân có DFI cao; nguy cơ này tăng 2,16 lân [9] và 2,48 lân [10] đối với IVF và ICSI. Nghiên cứu từ Việt Nam cho thấy, có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về DFI của các phân nhóm sẩy thai; DFI của tinh trùng với ngưỡng 16,6% làm tăng tỷ lệ sẩy thai lên 3,2 lân (p = 0,032) [11]. Có thể tổn thương DNA tinh trùng chưa được sửa chữa có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tốc độ phát triển phôi nang và có thể dẫn đến nguy cơ sẩy thai cao hơn.
PHÂN MẢNH DNA TINH TRÙNG VÀ CHẤT LƯỢNG PHÔI TRONG HỖ TRỢ SINH SẢN
Một số tác giả cho rằng tổn thương DNA tinh trùng có thể ảnh hưởng không chỉ đến quá trình thụ tinh mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển và biểu hiện gen của phôi [10], [12-14] Tuy nhiên, tác động của DFI và chất lượng phôi đối với kết quả mang thai vẫn còn gây tranh cãi. Một số báo cáo đã chỉ ra mối liên hệ giữa DFI cao và chất lượng phôi liên quan đến sự hình thành phôi [15] và điểm chất lượng phôi [16]. DFI cao hơn có tương quan với sự phát triển phôi kém và tỷ lệ làm tổ thấp hơn trong các chu kỳ tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (ICSI) đối với các cặp vợ chồng vô sinh do yếu tố nữ [17]. ICSI được khuyến cáo là một lựa chọn tốt hơn so với thụ tinh trong ống nghiệm (IVF) để cải thiện kết quả mang thai của những bệnh nhân có tinh trùng có DFI cao [18]. Tuy nhiên, các nghiên cứu khác kết luận rằng DFI không tương quan với tỷ lệ lệch bội phôi nang hoặc phân loại hình thái phôi [19], tổng số phôi nang hoặc số lượng phôi nang có chất lượng tốt [20].
Ảnh hưởng của tổn thương DNA tinh trùng đến chất lượng phôi trong chu kỳ ICSI là một vấn đề được quan tâm hiện nay. Với phương pháp ICSI, tinh trùng được lựa chọn dựa trên khả năng vận động và hình thái, khả năng thụ tinh chủ động và vượt qua một số rào cản của chọn lọc tự nhiên [21]; dù vậy, tinh trùng có tổn thương DNA vẫn có thể gây ra các ảnh hưởng bất lợi [16]. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra tác động gián tiếp của tổn thương DNA tinh trùng đối với quá trình thụ tinh và phát triển phôi sớm thông qua quá trình sửa chữa vật liệu di truyền xảy ra trong tế bào noãn. Vê mặt logic, sự phát triển của phôi có thể bị trì hoãn; chất lượng phôi kém ở nhóm có DFI cao [22]. Kết quả ICSI cho thấy tỷ lệ thụ tinh tương đương ở hai nhóm nhưng tốc độ phân cắt bình thường, tỷ lệ phôi chất lượng cao ngày 3 của những bệnh nhân có DFI > 30% giảm có ý nghĩa thống kê so với những người có DFI < 30% [17]. Nghiên cứu của chúng tôi tại Việt Nam cho thấy ở ngưỡng cắt DFI > 16,6% được tính toán dựa trên phương pháp ROC để dự đoán nguy cơ sẩy thai, phân tích quá trình tạo phôi cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa vê tỷ lệ thụ tinh, tốc độ phân cắt bình thường và tỷ lệ phôi tốt ngày 2 [11]. Điêu này giải thích rằng DFI tăng lên không đủ để ảnh hưởng đến quá trình thụ tinh và phát triển phôi sớm. Tương tự, có nghiên cứu báo cáo rằng việc sử dụng tinh trùng có DNA bị tổn thương không ảnh hưởng đến kết quả thụ tinh và sự phát triển của phôi giai đoạn đầu cho đến khi hình thành phôi nang [23], [24].
Phân tích tổng hợp của Zhang và cộng sự từ 20 nghiên cứu đánh giá SDF, tỷ lệ có thai và sẩy thai đối với các cặp vợ chồng điêu trị IVF hoặc ICSI [25], kết quả không tìm thấy mối liên quan đáng kể nào giữa SDF và sẩy thai. Tuy nhiên, tỷ lệ các cặp vợ chồng có thai lâm sàng cao hơn hơn nếu DFI < 27% (OR 1,4, KTC 95% 1,19 – 1,74, p = 0,000). Khi phân tích dưới nhóm, sự gia tăng này chỉ hiện diện ở nhóm IVF (OR 1,74, KTC 95% 1,38 – 2,20, p = 0,000); không có sự khác biệt có ý nghĩa ở nhóm ICSI vê tỷ lệ thai lâm sàng nếu DFI dưới 27% (OR 0,90, KTC 95% 0,63 – 1,27, p = 0,54) [16]. Khi phân tầng theo loại xét nghiệm SDF, khả năng mang thai lâm sàng cao hơn nếu DFI < 27%, được đo bằng TUNEL (OR 1,87, KTC 95% 1,36 – 2,58, p = 0,000), nhưng không có khác biệt có ý nghĩa giữa DFI và tỷ lệ thai lâm sàng trong phân nhóm SCSA (or 1,24, KTC 95% 0,98 – 1,58, p = 0,076).
Trong phân tích tổng hợp lớn mới nhất đánh giá ảnh hưởng của SDF đối với tỷ lệ thai lâm sàng trên 56 nghiên cứu và hơn 8000 chu kỳ IVF/ICSI; không giống như các phân tích tổng hợp nhỏ hơn trước đây, trong đó phần lớn các nghiên cứu chỉ đánh giá tổn thương DNA của tinh trùng bằng các xét nghiệm SCSA và TUNEL, các tác giả này đã đưa vào các nghiên cứu gần đây hơn sử dụng xét nghiệm SCD và Comet. Kết quả đã xác định được tác động bất lợi của tổn thương DNA của tinh trùng đối với tỷ lệ mang thai lâm sàng sau IVF và/hoặc ICSI (OR 1,68, KtC 95% 1,49 – 1,89, p < 0,0001) [26]. Tác động bất lợi này vẫn tồn tại bất kể kỹ thuật cấy tinh trùng IVF cổ điển hay ICSI. Khi phân tầng theo loại xét nghiệm SDF, tổn thương DNA của tinh trùng dường như có tác động đáng kể đến tỷ lệ mang thai lâm sàng khi sử dụng các xét nghiệm TUNEL, Comet hoặc SCD; không có ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ mang thai lâm sàng khi tổn thương DNA được đo bằng SCSA [26].
PHÂN MẢNH DNA TINH TRÙNG VÀ SẨY THAI LIÊN TIẾP
Các nghiên cứu gần đây đã báo cáo vê mối liên quan giữa DFI cao với sẩy thai sau ICSI [17], [27], [28] và với sẩy thai tự nhiên tái phát [11]. Một phân tích tổng hợp 8068 chu kỳ IVF/ICSI dựa trên 41 bài báo (56 nghiên cứu) cho thấy tổn thương DNA của tinh trùng ảnh hưởng tiêu cực đến thai lâm sàng sau khi điêu trị bằng IVF và/hoặc ICSI [26]. Tuy nhiên, các nghiên cứu khác không tìm thấy mối liên quan đáng kể giữa DFI và sảy thai [18] hoặc giữa DFI và tỷ lệ sinh sống [29] của các trường hợp mang thai liên quan đến cả chu kỳ IUI và ICSI [30].
Giá trị điểm cắt của DFI được xem là một yếu tố có ảnh hưởng bất lợi đối với thai kỳ vẫn chưa rõ ràng. Các giá trị giới hạn khác nhau đối với DFI đã được giả định để phân biệt nam giới có đặc điểm tinh dịch bình thường và bất thường, với các giá trị dự đoán thay đổi từ 18% [31] đến 26,1% [32] phụ thuộc vào kỹ thuật xét nghiệm: 19,9% theo xét nghiệm cấu trúc chất nhiễm sắc của tinh trùng (SCSA); 22,08% theo xét nghiệm ghi nhãn đầu cuối deoxynucleotidyl transferase UTP (TUNEL); 24,74% theo xét nghiệm phân tán chất nhiễm sắc tinh trùng (SCD); và 48,47% theo xét nghiệm sao chổi – COMET [33]. Benchaib và cộng sự đã báo cáo nguy cơ sẩy thai tăng gấp bốn lần khi DFI vượt quá 15% đối với các trường hợp mang thai liên quan đến chu kỳ IVF/ICSI [34]. Ngưỡng DFI từ 20% đến 30% được sử dụng trong một số nghiên cứu để đánh giá mối quan hệ giữa DFI và các thông số tinh dịch, giữa DFI và chất lượng phôi, cũng như kết quả mang thai liên quan đến kết quả hỗ trợ sinh sản (ART) [35]. Một số nghiên cứu đã chỉ ra các giá trị giới hạn DFI khác nhau khi sử dụng đường cong ROC để dự đoán tỷ lệ hình thành phôi chất lượng cao hoặc loại A (DFI sử dụng xét nghiệm SCD, 30,7%) [15] để dự đoán kết quả lâm sàng. tỷ lệ mang thai (DFI sử dụng xét nghiệm SDC, 27,3%) và để dự đoán tỷ lệ sẩy thai (DFI sử dụng xét nghiệm TUNEL, 13%) [27].
Một khía cạnh đang được các nghiên cứu quan tâm đó là vai trò của chất lượng noãn trong việc “hỗ trợ” các yếu tố do nam. Hoàn toàn hợp lý khi giải thích rằng thành công của điêu trị hỗ trợ sinh sản có thể phụ thuộc vào sự cân bằng giữa mức độ tổn thương DNA của tinh trùng và khả năng sửa chữa DNA của tế bào noãn [13]. Giả thuyết này được xây dựng dựa trên bằng chứng trước đây chứng minh rằng tinh trùng bị tổn thương DNA có thể thụ tinh cho tế bào noãn và tạo phôi sớm cả trong cơ thể sống và trong ống nghiệm [36]. Trong và sau khi thụ tinh, tế bào noãn và hợp tử đang phát triển sau đó có thể sửa chữa tổn thương DNA của tinh trùng [36-38], mặc dù cơ chế chính xác mà quá trình sửa chữa này xảy ra vẫn chưa được biết. Trong một tổng quan hệ thống gần đây của Newman và cộng sự, các tác giả đã tổng hợp 36 nghiên cứu đánh giá phản ứng của tế bào noãn và phôi đối với tổn thương DNA của tinh trùng [39]. Bằng chứng tập hợp từ các nghiên cứu ở người và động vật cho thấy rằng phôi sớm có khả năng sửa chữa tổn thương DNA của tinh trùng bằng cách kích hoạt các cơ chế do mẹ điều khiển trong tế bào noãn [39]. Tuy nhiên, dù tế bào trứng có thể “sửa chữa” đáng kể tổn thương DNA của tinh trùng, nhưng khả năng này có thể bị hạn chế, suy giảm theo tuổi tác và có thể thay đổi tùy thuộc vào từng tế bào trứng và loại/mức độ tổn thương DNA của tinh trùng [8], [39].
Đánh giá kết quả ICSI sau các chu kỳ sử dụng giao tử hiến tặng khỏe mạnh có thể làm sáng tỏ giả thuyết này. Nghiên cứu của Jordi Ribas-Maynou và cộng sự so sánh hai đoàn hệ gồm: (a) đoàn hệ Người hiến – Người hiến (DD) gồm mẫu tinh dịch hiến được sử dụng trong chu kỳ ICSI với trứng hiến trẻ khỏe mạnh; và (b) đoàn hệ Người hiến – Vô sinh (DI), bao gồm mẫu tinh dịch hiến sử dụng trong chu kỳ ICSI với trứng từ bệnh nhân. Trong nhóm DD, tỷ lệ tinh trùng có tổn thương DNA tổng thể cao tương quan với tỷ lệ thụ tinh giảm (Rs = -0,666; p < 0,001) và với tỷ lệ phôi nang trên mỗi tế bào trứng được tiêm giảm (Rs = -0,414; p = 0,040). Đối với đoàn hệ DI, trong khi tổn thương DNA của tinh trùng tổng thể không thấy có tương quan với tỷ lệ thụ tinh hoặc phôi nang, sự hình thành tiền nhân sau ICSI bị chậm trễ khi tỷ lệ đứt gãy DNA sợi kép cao (Rs = 0,485; p = 0,005). Tóm lại, nghiên cứu các chu kỳ hiến tặng kép, chứng minh rằng tổn thương DNA của tinh trùng có tác động bất lợi đến tỷ lệ thụ tinh sau ICSI và làm chậm sự phát triển của phôi. Chất lượng tế bào trứng có tác động đến hiệu ứng do yếu tố phân mảnh DNA tinh trùng [40].
Hervas và cộng sự (2022) đánh giá hơn 1900 chu kỳ ICSI sử dụng tế bào noãn của người hiến tặng và tinh trùng mẫu xuất tại một số trung tâm sinh sản ở Tây Ban Nha [17]. SDF đã được thực hiện bằng phương pháp TUNEL. Khi so sánh các chu kỳ ở nhóm SDF thấp (< 15%, n = 1626 chu kỳ) với nhóm SDF cao (> 15%, n = 277 chu kỳ), không thấy có sự khác biệt về tỷ lệ phôi nang chất lượng tốt (24,8% so với 23,5%, p = 0,4), tỷ lệ làm tổ (86,9% so với 86,6%, p = 0,89), tỷ lệ thai lâm sàng (50,9% so với 55,5%, p = 0,17) hoặc tỷ lệ sinh sống (36,9% so với 43,3%, p = 0,29) [41]. Khi tính toán tỷ lệ trẻ sinh ra sống cộng dồn (cumulative live birth rate: CLBR) trên mỗi lần chuyển phôi cũng không có sự khác biệt giữa các nhóm có SDF cao và thấp. Khi được phân tầng theo phạm vi 10% SDF, tương tự, không có tác động của SDF tăng cao đối với tỷ lệ trẻ sinh sống. Mặc dù nghiên cứu này có một số hạn chế như thiết kế hồi cứu, không phải xét nghiệm DFI trên cùng một mẫu được sử dụng cho ICSI, thiếu thông tin về bất kỳ biện pháp can thiệp nào ở người nam có thể có từ khi nhận kết quả xét nghiệm TUNEL đến khi thực hiện ICSI, thiếu so sánh tế bào trứng tự thân và ít số chu kỳ ICSI có SDF tăng cao; nghiên cứu đa trung tâm với cỡ mẫu lớn này đóng góp bằng chứng rằng các chu kỳ ICSI sử dụng tế bào trứng của người hiến chất lượng cao không chứng minh kết quả sinh sản kém khi có DFI tinh trùng cao.
KẾT LUẬN
Do các kết quả nghiên cứu khác nhau, Hiệp hội Y học Sinh sản Hoa Kỳ, Hiệp hội Sinh sản và Phôi học Người Châu Âu và Hiệp hội Sinh sản Anh đều kết luận rằng chưa đủ bằng chứng để thực hiện xét nghiệm phân mảnh DNA của tinh trùng một cách thường quy trong đánh giá sinh sản nam. Tuy nhiên, các Hiệp hội đều kết luận rằng có bằng chứng mạnh về vai trò xét nghiệm phân mảnh DNA của tinh trùng trong các trường hợp thất bại làm tổ và STLT hay vô sinh không rõ nguyên nhân.
Mặc dù chưa có đây đủ dữ liệu y văn, việc đánh giá các yếu tố có nguồn gốc từ nam giới cân được tiến hành đồng thời với vấn đề của người nữ để đảm bảo chất lượng thụ tinh và phát triển phôi. Sự hiểu biết sâu sắc hơn về sự vai trò của các yếu tố từ người cha được chuyển từ tế bào tinh trùng sang phôi có thể cải thiện điều trị hỗ trợ sinh sản từ góc độ nam học. Các nghiên cứu sâu hơn về tế bào tinh trùng có thể phát hiện và ngăn ngừa các bất thường di truyền và biểu sinh có nguồn gốc từ người cha, giúp giảm tỷ lệ vô sinh do yếu tố nam giới. Đặc biệt phân mảnh DNA tinh trùng có thể có vai trò nguyên nhân mới của STLT hoặc thất bại thụ tinh.
=> Đọc thêm: Thời điểm chấm dứt thai kỳ tối ưu trong song thai.
