Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Phân Tử Trong Các Bệnh Lý Di Truyền - Các bệnh lý di truyền thường gặp: + Thalassemia+ Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh+ Bệnh Ưa Chảy Máu + Bệnh Thoái Hóa Cơ Tủy... Ph
Trang 1Xin chào Cô và các bạn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ
KHOA Y – DH20XET03 MÔN: Y SINH HỌC PHÂN TỬ
NHÓM 4 THỰC HIỆN
1 Quách Nguyễn Trương – 203599
2 Nguyễn Văn Chí Khang – 203406
Trang 21 Quách Nguyễn Trương – 203599
2 Nguyễn Văn Chí Khang – 203406
Trang 3ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC
PHÂN TỬ TRONG BỆNH LÝ
DI TRUYỀN
GIẢNG VIÊN HD: TÔ NGỌC ANH
LÝ HUỲNH LIÊN HƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ
KHOA Y – DH20XET03 MÔN: Y SINH HỌC PHÂN TỬ
Trang 4*Các rối loạn di truyền xuất hiện theo một số phương thức chính:
- RL đơn gen (RL theo quy luật Mendel)
- Các sai lệch/bất thường NST: Khiếm khuyết cấu trúc bên
trong NST như mất đoạn, chuyển đoạn, thừa hay thiếu một hay nhiều NST
- RL đa nhân tố: Phản ánh sự tương tác của ít nhất hai gen bất thường với các yếu tố môi trường dể gây bắt thường
Các Bệnh Lý Di Truyền Thường
Gặp
Trang 5Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Phân Tử
Trong Các Bệnh Lý Di Truyền
- Các bệnh lý di truyền thường gặp:
+ Thalassemia+ Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh+ Bệnh Ưa Chảy Máu
+ Bệnh Thoái Hóa Cơ Tủy
Trang 6THALASSEMIA (Rối Loạn Máu Di Truyền)
Trang 7 Tổng Quan:
THALASSEMIA (Rối Loạn Máu Di Truyền)
Bệnh Thalassemia thường xảy ra ở Trung Quốc, Việt Nam, Nam Á, Trung Đông, vùng Địa trung Hải và Châu Phi
Trang 8 Tổng Quan:
THALASSEMIA (Rối Loạn Máu Di Truyền)
Thalassemia là sự giảm hay mất 1 hay nhiều chuỗi globin
- Giảm tổng hợp chuỗi Bệnh thalassemia
- Giảm tổng hợp chuỗi Bệnh thalassemia
Bệnh hemoglobin, số lượng chuỗi globin bình thường nhưng
do bất thường trên chuỗi
Ví dụ: HbS 22 (6glu val), HbC (6glu lys), HbE (26glu lys)
Trang 9
Sinh Lý Bệnh:
THALASSEMIA (Rối Loạn Máu Di Truyền)
Tổng kết 1.Tạo hồng Cầu Không Hiệu Quả 2.Thiếu Máu Mạn Và Tán Huyết 3.Ứ Sắt
Trang 10BỆNH HỌC PHÂN TỬ THALASSEMIA
Kiểu gen:
Trang 11BỆNH HỌC PHÂN TỬ THALASSEMIA
Beta Thalassemia Alpha Thalassemia
Đột biến tạo stop codon, vị
Kiểu di truyền đơn giản,
có mối liên qun giữa kiểu
gen và kiểu hình
Di truyền phức tạp có 4 gen
Beta Thalassemia Alpha Thalassemia
Đột biến tạo stop codon, vị
có mối liên qun giữa kiểu
gen và kiểu hình
Trang 12DI TRUYỀN PHÂN TỬ THALASSEMIA
Thường gặp 2 trường hợp
Người lành kết hôn với người mang gen bệnh
Trang 13
DI TRUYỀN PHÂN TỬ THALASSEMIA
Thường gặp 2 trường hợp
Kết hôn giữa hai người mang gen
Trang 14
DI TRUYỀN PHÂN TỬ THALASSEMIA
Thường gặp ở trường hợp
Kết hôn giữa bố ( /aa) và mẹ (aa/ )
Trang 15
CHUẨN ĐOÁN ĐỘT BIẾN GEN GÂY
Kỹ thuật phát hiện đột biến chưa biết:
- Giải trình tự DNA (sanger)
Trang 16CHUẨN ĐOÁN ĐỘT BIẾN GEN GÂY
BỆNH BETA THALASSEMIA
Phương pháp giải trình tự:
Phương pháp Multiplex ARMS-PCR
và PCR
Trang 17ARMS-CHUẨN ĐOÁN ĐỘT BIẾN GEN GÂY
- MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification)
Chuẩn đoán đột biến điểm đã biết:
- Khuyếch đại alen đặc hiệu (ASA)
- Phương pháp lai đặc hiệu
- Enzym cắt
- Minisequencing
Đột biến bất kỳ (Trừ đột biến mất đoạn lớn):
- Giải trình tự DNA (sanger hoặc NGS)
Trang 18CHUẨN ĐOÁN ĐỘT BIẾN GEN GÂY
BỆNH ALPHA THALASSEMIA
Kỹ Thuật Gap-PCR
Trang 19- Thấp < 14 mg/ml: Thiếu máu thiếu sắt
- Bình thường hoặc tăng: Bệnh lý Hb
Ferritin
- HbA2 > 3,5%, HbE: beta thalassemia
- HbH, HbBart: alpha thalassemia
- Bình thường: tác dụng bệnh lý Hb
Điện Di
Hb
Trang 20CHUẨN ĐOÁN ĐỘT BIẾN GEN GÂY
- MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification)
Chuẩn đoán đột biến điểm đã biết:
- Khuyếch đại alen đặc hiệu (ASA)
- Phương pháp lai đặc hiệu
- Enzym cắt
- Minisequencing
Đột biến bất kỳ (Trừ đột biến mất đoạn lớn):
- Giải trình tự DNA (sanger hoặc NGS)
Trang 21Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Trang 22 Tổng Quan:
Loạn sản sụn là bệnh di truyền gây rối loạn quá trình chuyển đổi sụn thành xương dị tật xương, cơ thể rất ngắn
Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Trang 23 Triệu Chứng Lâm Sàng:
Triệu chứng điển hình của bệnh Achondroplasia có thể được nhìn thấy lúc mới sinh Các triệu chứng có thể bao gồm:
- đầu lớn với trán nhô về phía trước
- cơ thể ngắn; Bàn tay bất thường “đinh ba”
- Cột sống hẹp
- Nhiễm trùng tai thường xuyên và ngưng thở khi ngủ
- xương sống cong ra phía trước hoặc gù lưng
- Bệnh tràn dịch não (water on the brain)
- Giảm trương lực cơ và các khớp lỏng lẻo
- Ngón tay và ngón chân ngắn
Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Trang 24 Triệu Chứng Lâm Sàng:
Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Trang 25Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Trang 26 Yếu Tố Nguy Cơ:
Người mắc bệnh (Aa) có 50% cơ hội truyền gen bệnh cho con
Bố mẹ dị hợp tử: 25% con có kiểu gen bệnh đồng hợp tử thường tử vong sớm, 25% bình thường
Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Trang 27 Tần Suất:
Loạn sản sụn là bệnh phổ biến nhất của bệnh còi cọc, tần số 1/25.000, nam = nữ Ở Hoa Kỳ có khoảng 10.000 trẻ
Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Trang 28 Chuẩn Đoán Di truyền:
Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Phân tích phả hệ và kỹ thuật RFLP
Trang 29 Chuẩn Đoán Di truyền:
Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Giải trình tự gen
Trang 30Achondroplasia (Loạn Sản Sụn Bẩm Sinh)
Đột biến tại vị trí c.1138G>A Làm thay đổi acid amin số 380: Gly > Ary ( 80%
bệnh nhân bị đột biến này )
Trang 31Hemophilia (Bệnh Ưa Chảy Máu)
Trang 32 Tổng Quan:
- Hemophilia là bệnh di truyền lặn liên kết giới tính, gen bệnh nằm trên nhiễm sắc thể X
- Người mẹ mang gen bệnh có khả năng truyền bệnh cho
50% con trai của họ, do vậy chủ yếu bệnh nhân là nam
Hemophilia (Bệnh Ưa Chảy Máu)
Trang 33 Tổng Quan:
- Có 3 loại Hemophilia, sự giảm yếu tố VIII gây ra bệnh Hemophilia A, thiếu hụt yếu tố IX gây Hemophilia B và
bất thường yếu tố XI sẽ gây bệnh Hemophilia C
- Trong đó, bệnh hemophilia A là phổ biến hơn cả, chiếm khoảng 85%
Hemophilia (Bệnh Ưa Chảy Máu)
Trang 34Cơ Chế Đông Máu Hemophilia
Trang 35Bệnh Hemophilia Vị Trí Chảy Máu
Trang 36Bệnh Học Phân Tử Hemophilia
- Nhiều dạng đột biến gen yếu tố VIII được công bố Dạng đột biến khác nhau sẽ gây những kiểu hình đặc trưng khác nhau
- Bệnh nhân Hemohilia A thể nặng thường gặp dạng đột biến đảo đoạn intron 22 (chiếm 45-50%)
- Trong khi đó đột biến điểm chiếm đa số ở bệnhnhân Hemophilia A thể bệnh vừa và nhẹ 90-95%
- Đột biến gen F IX đa số đột biến điểm
Trang 37Di Truyền Học Hemophilia
Bệnh di truyền lặn đơn gen, liên kết NST X không có alen tương ứng trên Y
Trang 38Phát Hiện Người Lành Mang Gen Bệnh
Chuẩn Đoán Tiền Sinh
Xét Nghiệm Yếu Tố Đông Máu:
Nhìn Chung: Người nữ dị hợp tử có nồng độ FVIII (IX)<40% Nhưng nếu bình thường không thể loại trừ
Yếu tố Von Willebrand bình thường hoặc tăng ở người mang gen, vì vậy tỉ lệ FVIII: FvW thấp làm tăng
độ nhạy của test chuẩn đoán
Trang 39Phát Hiện Người Lành Mang Gen Bệnh
Chuẩn Đoán Tiền Sinh
Kỹ Thuật DNA:
Southern blot, long PCR giúp phát hiện đột biến đảo đoạn intron 22 âm tính sẽ phân tích đảo đoạn intron 1
Nếu âm tính giải trình tự gen FVIII (IX)
Chuẩn đoán trước sinh: sinh thiết gai nhau (tuần 12) hoặc chọc ối (tuần 16-18) nếu người mẹ dị hợp tử
Trang 4010-Chuẩn Đoán Di Truyền Gen F VIII
Long PCR: Phát hiện đột biến đảo đoạn intron 22
chiếm 45-50% thể nặng
Trang 41Chuẩn Đoán Di Truyền Gen F VIII
Bệnh nhân đột biến mất 4 nucleotide ở exon
14, tại vị trí c.4121-4124del Đột biến gây lệch khung dịch mã (frameshift và làm thay đổi)
Giải trình tự: phát hiện đột biến điểm
Trang 42Chuẩn Đoán Di Truyền Gen F VIII
Trang 43Bệnh Thoái Hóa Cơ Tủy
(SMA)
Trang 44 Tổng Quan:
Trung bình hằng năm trên thế giới: 6000 đến 10.000 trẻ em sinh ra có 1 trẻ mắc bệnh thoái hóa cơ tủy (SMA) Trong 40 người có 1 người mang gen bệnh
Ở Việt Nam: Tần suất sinh trẻ mắc bệnh khoảng 1/10.000 đến 1/25.000
Bệnh Thoái Hóa Cơ Tủy
(SMA)
Trang 48Cơ chế gây bệnh SMA là do đột biến gen SMN (survival motor neuron), gen nằm trên nhánh dài của nhiễm sắc thể số 5 (5q13).
Gen SMN gồm hai bản sao SMN1 và SMN2, hai gen này chỉ khác nhau ở 5 nucleotid
Bệnh Học Phân Tử (SMA)
Gen SMN1 sản xuất protein có chức năng trong khi SMN2 tạo protein không có chức năng Đột biến SMN1 là nguyên nhân gây bệnh SMA
Trang 49Bệnh Học Phân Tử (SMA)
Trang 50- 94-99% bệnh nhân SMA là do đột biến mất đoạn exon 7; 8 của gen SMN1, 3,6% là do đột biến điểm Đột biến mất đoạn exon 7 quan trọng
- Di truyền học: Di truyền lặn NST thường (NST số 5)
Trang 51Bệnh Học Phân Tử (SMA)
- SMA type 1: là một thể nặng (chiếm ¼) Xuất hiện bệnh sớm trước 6 tháng Bệnh nhi khóc bé, nuốt kém, yếu cơ, giảm trương lực toàn thân, ít cử động, mất phản xạ gân xương Bệnh tiến triển nhanh, tử vong trước 2 tuổi do viêm phổi và suy hô hấp
Trang 52có thể sống đến tuổi học đường hoặc muộn hơn
Trang 53Bệnh Học Phân Tử (SMA)
- SMA type 3: Thể nhẹ, xuất hiện sau 18 tháng Tiến triển chậm, sống tới trưởng thành Tự đi lại được nhưng khó khăn Yếu cơ, teo gốc cơ tiến triển, cơ co cứng
Trang 54Chuẩn Đoán Cận Lâm Sàng (SMA)
- Khác bệnh Thần kinh cơ di truyền có nguồn gốc cơ ru c duor LDC Duchenne có hoạt độ CK/huyết thanh tăng rất cao (30- 40 lần), thì trong bệnh SMA, tổn thương cơ là do sự thoái hóa của tế bào sừng trước tủy sống, do vậy CK chỉ tăng nhẹ hoặc không tăng
- Điện cơ đồ: sử dụng để chẩn đoán phân biệt bệnhlý teo cơ
do tổn thương ở cơ hay do tổn thương Thần kinh
- Chẩn đoán di truyền: xác định đột biến gen SMN1
Trang 55Chuẩn Đoán CLS-Điện Cơ Đồ
Trang 56Chuẩn Đoán Di Truyền (SMA)
Hiện nay vẫn chưa có phương pháp điều trị đặc hiệu bệnh SMA, hầu hết bệnh nhân tử vong sớm
Cần phải chuẩn đoán đột biến gen SMN1 ở bệnh nhân Tiến hành phát hiện người lành mang gen bệnh (bố, mẹ, anh chị em…) Chuẩn đoán trước sinh nhằm phát hiện các thai nhi phát hiện
Trang 57Chuẩn Đoán Di Truyền (SMA)
Phát hiện đột biến gen SMN1 ở bệnh nhân SMA
(*) Kỹ Thuật PCR-RFLP
Trang 58Kỹ Thuật PCR-RFLP
Trang 59Chuẩn Đoán Di Truyền (SMA)
(*) Kỹ Thuật MLPA: Phát hiện bệnh nhân và người lành mang gen bệnh
Trang 60Chuẩn Đoán Di Truyền (SMA)
Trang 61Bệnh Học Phân Tử (SMA)
Trang 62Cậu Bé ở anh Đầu tiên được điều trị khỏi bênh Teo cơ
tủy sống (SMA)
Cậu bé Arthur Morgan 5 tháng tuổi
Trang 63TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Tập bài giảng PGS.TS.BS Nguyễn Thị Băng
Sương
2 Quyết định 1807 của BYT ngày 21/04/2020 Về
việc ban hành Hướng dẫn về chuyên môn kỹ thuật trong sàng lọc, chuẩn đoán, điều trị trước sinh và sơ sinh
Trang 64CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 1: Bệnh beta-thalassemia thường do đột biến của gen beta-globin (HBB) gây nên Đột biến gây bệnh HbE do thay thế GAG bằng AAG (glutamate thàng lysine) của gen HBB là :
A Đột biến sai nghĩa (missense mutation)
B Đột biến im lặng (silent mutation)
C Đột biến vô nghĩa (nonsense mutation)
D Đột biến thêm nucleotide
A
Trang 65CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 2: Bệnh hồng cầu hình liềm HbS xuất hiện khi:
A Acid số 6 của chuỗi β là Glutamic bị chuyển thành Valin
B Acid số 6 của chuỗi β là Glutamic bị chuyển thành Lysin
C Acid số 26 của chuỗi β là Glutamic bị chuyển thành Valin
D Acid số 26 của chuỗi β là Glutamic bị chuyển thành Lysin
A
Trang 66CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 3: Đột biến gây bệnh HbE xuất hiện khi:
A Acid số 6 của chuỗi β là Glutamic bị chuyển thành Valin
B Acid số 6 của chuỗi β là Glutamic bị chuyển thành Lysin
C Acid số 26 của chuỗi β là Glutamic bị chuyển thành Valin
D Acid số 26 của chuỗi β là Glutamic bị chuyển thành Lysin
D
Trang 67CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 4: Chọn câu sai, real time PCR:
A Phản ứng mang tính chất định lượng hay còn gọi là quatitation PCR
B Ngăn ngừa được tình trạng ngoại nhiễm sản phẩm PCR
C Có độ nhạy và độ đặc hiệu tốt hơn PCR
D Thực chất là phản ứng PCR nhưng quá trình phản ứng được mô tả nhờ các chất nhuộm màu.
D
Trang 68CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 5: Đột biến gen nào sau đây gây bệnh bất sản sụn bẩm sinh:
A Dystrophin
B SMN1
C FGFR-3
Trang 69CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 6: Dạng đột biến nào của gen beta globin thường gặp ở BN beta thalassemia :
A Đột biến mất đoạn gen
B Đột biến lập đoạn gen
C Đột biến lặp codon CAG
D Đột biến điểm
D
Trang 70CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 7: Kỹ thuật sinh học phân tử nào ưu tiên
sử dụng để chẩn đoán đột biến gen alpha
Trang 71CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Trang 72CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
A
Câu 9: Dạng đột biến thường gặp trên gen FGFR-3 ở bệnh nhân loạn sản sụn bẩm
sinh:
A.Đột biến điểm
B.Đột biến mất đoạn gen
C.Đột biến lập đoạn gen
D.Đột biến lặp codon CAG
Trang 73CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
D
Câu 10 :Dạng đột biến nào của gen beta globin thường gặp ở bệnh nhân beta thalassemia:
A.Đột biến lặp codon CAG
B.Đột biến lập đoạn gen
C.Đột biến mất đoạn gen
D.Đột biến điểm
Trang 74CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Trang 75CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Trang 76CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
D
Câu 13: Để khảo sát đột biến gen gây bệnh trong một dân số nghiên cứu mới, kỹ thuật nào sau đây phù hợp nhất
A ASO-PCR (allele specific oligonucleotide PCR)
B Hóa mô miễn dịch
C Real-time PCR
D Giải trình tự gen thế hệ mới (next
generation sequencing)
Trang 77CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
A
Câu 14 :Bệnh hemophilia A di truyền theo phương thức:
A.Di truyền liên kết NST giới tính X
B.Di truyền lặn trên NST thường
C.Di truyền trội trên NST thường
D.Di truyền liên kết NST giới tính Y
Trang 78CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
D
Câu 15 :Khi chưa biết gen nào gây kiểu hình bệnh di truyền, thì phải tiến hành bước nghiên cứu nào?
A.Liên kết NST giới tính
B.Liên kết NST thường
C.Liên kết NST thường và giới tính
D.Genome wide association study(GWAS)