Nghiên cứu giá trị của phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới phát hiện lệch bội nhiễm sắc thể thai bằng dna thai tự do trong máu mẹ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI BỘ Y TẾ ‘ HOÀNG HẢI YẾN NGHIÊN CỨU GIÁ TRỊ CỦA PHƯƠNG PHÁP GIẢI TRÌNH TỰ GEN THẾ HỆ MỚI PHÁT HIỆN LỆCH BỘI NHIỄM SẮC THỂ THAI BẰNG DNA THAI TỰ DO TRONG MÁU MẸ LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC HÀ NỘI - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI BỘ Y TẾ HOÀNG HẢI YẾN NGHIÊN CỨU GIÁ TRỊ CỦA PHƯƠNG PHÁP GIẢI TRÌNH TỰ GEN THẾ HỆ MỚI PHÁT HIỆN LỆCH BỘI NHIỄM SẮC THỂ THAI BẰNG DNA THAI TỰ DO TRONG MÁU MẸ Chuyên ngành : Hóa sinh Mã số 62720112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Tạ Thành Văn PGS.TS Nguyễn Duy Ánh HÀ NỘI - 2020 LỜI CẢM ƠN Với tất lịng kính trọng, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy: GS.TS Tạ Thành Văn - Hiệu trưởng, Trưởng Bộ môn Hóa sinh Trường Đại học Y Hà Nội, người Thầy ln tận tình bảo, truyền đạt kiến thức ý kiến quý báu, hướng dẫn động viên tơi suốt q trình học tập nghiên cứu để tơi hồn thành luận án PSG.TS Nguyễn Duy Ánh - Giám đốc Bệnh viện Phụ sản Hà Nội, Phó trưởng Bộ mơn Phụ Sản Trường Đại học Y Hà Nội, người Thầy hết lòng hướng dẫn, dạy, động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt thời gian học tập nghiên cứu để tơi hồn thành luận án Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới: Thầy, Cô Chủ tịch Hội đồng, Thầy, Cơ Hội đồng chấm luận án có nhiều ý kiến q báu giúp tơi hồn thiện Luận án Đảng ủy, Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, Bộ mơn Hóa sinh Trường Đại học Y Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho để tơi hồn thành luận án Đảng ủy, Ban Giám đốc, Phòng Kế hoạch tổng hợp, Trung tâm Đào tạo, Trung tâm Sàng lọc, Chẩn đoán trước sinh sơ sinh Bệnh viện Phụ Sản Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ trình nghiên cứu hồn thành luận án Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Các Thầy, Cơ, anh, chị Bộ mơn Hóa sinh, Trường Đại học Y Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi q trình nghiên cứu Các anh, chị, bạn đồng nghiệp Trung tâm Sàng lọc, Chẩn đoán trước sinh sơ sinh, Bệnh viện Phụ Sản Hà Nội hỗ trợ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp ủng hộ, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Ban Giám đốc, anh, chị, bạn Công ty CP Thiết bị SISC Việt Nam giúp đỡ, tạo điều kiện hỗ trợ phần kinh phí q trình thực nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn tới tất thai phụ tham gia nghiên cứu để tơi hồn thành luận án tiếp thêm động lực cho để tiếp tục phấn đấu chuyên môn nghiên cứu khoa học Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến bố mẹ tôi, người sinh thành, nuôi dưỡng, yêu thương tạo điều kiện cho suốt trình học tập; chồng hai gái người thân gia đình ln động viên, giúp đỡ bên suốt trình học tập nghiên cứu để tơi hoàn thành luận án Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2020 Hồng Hải Yến LỜI CAM ĐOAN Tơi Hồng Hải Yến, nghiên cứu sinh khóa 34, Trường Đại học Y Hà Nội, chuyên ngành Hóa sinh Y học, xin cam đoan: Đây luận án thân trực tiếp thực hướng dẫn Thầy: GS.TS Tạ Thành Văn PGS.TS Nguyễn Duy Ánh Cơng trình khơng trùng lặp với nghiên cứu khác công bố Việt Nam Các số liệu thông tin nghiên cứu hồn tồn xác, trung thực khách quan, xác nhận chấp thuận sở nơi nghiên cứu Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước pháp luật cam kết Hà Nội, ngày 10 tháng 04 năm 2020 Người viết cam đoan Hoàng Hải Yến DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt ACMG ACOG Tiếng Anh Tiếng Việt The American College of Medical Genetics Hiệp hội gen di truyền y học and Genomics Hoa Kỳ American College of Obstetricians and Hội Thai phụ khoa Hoa Kỳ Gynecologists AF Amniotic fluid Dịch ối AMA Advanced Maternal Age Tuổi thai phụ cao (≥ 35 tuổi) AQ Aligment Quality Chất lượng khớp bp Base Pair Cặp base cffDNA Cell Free Fetal DNA DNA thai tự CFTS Combined First Trimester Screening Sàng lọc kết hợp thai kỳ CNV Copy Number Variation Biến thể số lượng CSS Chromosome Selective Sequencing Giải trình tự nhiễm sắc thể chọn lọc (mục tiêu) CPM Confined Placental Mosaicism Khảm giới hạn rau thai CV Coefficient of Variation Điểm biến thiên CVS Chorionic Villus Sampling Lấy mẫu gai rau DANSR Digital Analysis of Selected Regions Phân tích số vùng chọn lọ DN Data Noise Dữ liệu nhiễu DNA Deoxyribo Nucleic Acid Acid nucleic DTBS Dị tật bẩm sinh GC Guanine Cytosine GRCh37 Genome Reference Consortium human HG Human Genome ISP Ion Sphere Particle ISPD International Society for Prenatal Hiệp hội Chẩn đoán trước sinh Diagnosis quốc tế The International Society of Ultrasound in Hội Siêu âm thai phụ khoa Thế Obstetrics & Gynecology giới ISUOG Hệ gen người MPSS Massively Parallel Shotgun Sequencing Giải trình tự đồng thời số lượng lớn ngẫu nhiên NGS Next Generation Sequencing Giải trình tự gen hệ NIPS Noninvasive Prenatal Screening Sàng lọc trước sinh không xâm lấn NSGC National Society of Genetic Counselors Hội quốc gia tư vấn di truyền NST Chromosome Nhiễm sắc thể NT Nuchal Translucency Độ mờ da gáy PCR Polymerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi trùng hợp PPR Posteriori Risk Nguy sau xét nghiệm SCA Sex Chromosome Aneuploidy Lệch bội NST giới tính SMFM Society for Maternal-Fetal Medicine Hội Y học thai phụ thai SNPs Single Nucleotide Polymorphisms Đa hình đơn nucleotide TFM True Fetal Mosaicism Khảm thai thực TMAP Torrent Mapping Alignment Program Thuật tốn TMAP URs Unique Reads Trình tự MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN .3 1.1 Bất thường nhiễm sắc thể thai 1.1.1 Tần suất xuất 1.1.2 Hậu bất thường nhiễm sắc thể 1.1.3 Các bất thường NST thai thường gặp sàng lọc chẩn đoán trước sinh 1.2 Tổng quan số xét nghiệm sàng lọc, chẩn đoán trước sinh phát bất thường NST 10 1.2.1 Các xét nghiệm sàng lọc trước sinh truyền thống .10 1.2.2 Các phương pháp chẩn đoán trước sinh 14 1.3 Tổng quan DNA thai tự máu thai phụ .16 1.3.1 Lịch sử phát DNA tự máu thai phụ 16 1.3.2 Nguồn gốc DNA tự huyết tương 17 1.3.3 Nguồn gốc đặc điểm DNA thai tự huyết tương .18 1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ cffDNA .18 1.3.5 Các phương pháp tiếp cận tin sinh học xác định nồng độ cffDNA.19 1.3.6 Ứng dụng lâm sàng cffDNA huyết tương thai phụ .22 1.4 Giải trình tự gen hệ ứng dụng xét nghiệm NIPS 24 1.4.1 Nguyên lý giải trình tự hệ 24 1.4.2 Ứng dụng phương pháp giải trình tự gen hệ xét nghiệm NIPS .26 1.4.3 Nghiên cứu DNA thai tự Việt Nam 38 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 Đối tượng nghiên cứu 40 2.1.1 Tiêu chuẩn lựa chọn 40 2.1.2 Tiêu chuẩn loại trừ 40 2.2 Phương pháp nghiên cứu 41 2.2.1 Thiết kế nghiên cứu .41 2.2.2 Cỡ mẫu nghiên cứu .41 2.2.3 Phương tiện nghiên cứu 42 2.2.4 Các tiêu nghiên cứu .43 2.2.5 Quy trình nghiên cứu 49 2.3 Sơ đồ nghiên cứu 53 2.4 Địa điểm thời gian nghiên cứu 54 2.5 Phương pháp tính tốn xử lý số liệu 54 2.6 Đạo đức nghiên cứu 55 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 56 3.1 Một số đặc điểm đối tượng nghiên cứu .56 3.1.1 Phân bố tuổi thai phụ nghiên cứu 56 3.1.2 Phân bố theo nghề nghiệp địa dư 57 3.1.3 Đặc điểm cân nặng nhóm thai phụ làm xét nghiệm NIPS 57 3.2 Ứng dụng phương pháp giải trình tự gen hệ phát lệch bội NST 21, 18, 13, X, Y DNA tự máu thai phụ .58 3.2.1 Chỉ định thai phụ làm xét nghiệm NIPS .58 3.2.2 Kết giải trình tự 59 3.3 Xác định tỷ lệ lệch bội NST 21, 18, 13, X, Y đánh giá giá trị phương pháp giải trình tự gen hệ sử dụng DNA thai tự huyết tương thai phụ 66 3.3.1 Kết xét nghiệm NIPS 66 3.3.2 Phân tích giá trị nồng độ cffDNA xét nghiệm NIPS 68 3.3.3 Kết xét nghiệm karyotype từ dịch ối mẫu có kết xét nghiệm NIPS dương tính 73 3.3.4 Các trường hợp kết xét nghiệm NIPS không phù hợp với kết xét nghiệm karyotype 79 3.3.5 Giá trị xét nghiệm NIPS sàng lọc lệch bội NST thai 80 3.3.6 Kết nghiên cứu .84 3.3.7 Đánh giá kết xét nghiệm NIPS dựa yếu tố nguy 85 Chương 4: BÀN LUẬN 90 KẾT LUẬN 129 KIẾN NGHỊ 131 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA NGHIÊN CỨU DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC