Nghiên cứu đặc điểm kiểu nhân của các bệnh nhân nghi mắc hội chứng Down

Nhiễm sắc thể đồ, trong đó mang 3 nhiễm sắc thể 21 mũi tên của người mắc hội chứng Down .... Ngay từ thế kỷ XV, những bức tranh được vẽ để mô tả những đứa trẻ mắc hội chứng Down.Tuổi thọ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



HOÀNG THỊ THANH MỘC

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM KIỂU NHÂN

CỦA BỆNH NHÂN NGHI MẮC

HỘI CHỨNG DOWN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



HOÀNG THỊ THANH MỘC

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM KIỂU NHÂN

CỦA BỆNH NHÂN NGHI MẮC

HỘI CHỨNG DOWN

Chuyên ngành: Di truyền học

Mã số: 60 42 01 21 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TS Nguyễn Thị Hồng Vân

Hà Nội- Năm 2016

Tôi xin được cảm ơn các đồng nghiệp trong khoa Di truyền và Sinh học Phân tử – Bệnh viện Nhi Trung Ương.Các anh chịvà bạn bè đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ tôi hết sức trong thời gian tôi thực hiện đề tài nghiên cứu của mình

Tôi cũng xin cảm ơn các thầy cô giáo đã giảng dạy trong quá trinh học tập và Ban lãnh đạo Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi có thể thực hiện tốt việc nghiên cứu của mình

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ, gia đình và bạn bè đã luôn giúp đỡ, ủng hộ tôi trong suốt thời gian qua

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày …… tháng …… năm 2016

Học viên

HOÀNG THỊ THANH MỘC

2

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

DANH MỤC KÍ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC BẢNG 5

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 6

ĐẶT VẤN ĐỀ 6

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 8

1.1 Hội chứng Down 8

1.1.1 Khái niệm 8

1.1.2 Tỷ lệ mắc hội chứng Down 9

1.1.3 Các dạng Down thường gặp 11

1.2 Lịch sử nghiên cứu về hội chứng Down 13

1.3 Nguyên nhân hình thành hội chứng Down 16

1.3.1 Do tuổi của bố mẹ cao 16

1.3.2 Do di truyền từ bố hoặc mẹ có biểu hiện rối loạn NST, đặc biệt là mang NST chuyển đoạn cân bằng 17

1.3.3 Các yếu tố liên quan đến hội chứng Down 18

1.4 Cơ chế hình thành hội chứng Down 18

1.4.1 Không phân li cặp NST 21 trong quá trình giảm phân tạo giao tử 18

1.4.2 Không phân li cặp NST 21 trong quá trình nguyên phân của hợp tử 19 1.4.3 Bố hoặc mẹ là người mang NST chuyển đoạn hòa nhập tâm 20

1.4.4 Bố hoặc mẹ mang NST chuyển đoạn kế tiếp 22

1.4.5 Bố hoặc mẹ mang NST 21 tâm cân cánh dài i(21q) 23

1.4.6 Các gen liên quan đến hội chứng Down 23

1.5 Nghiên cứu về bộ NST 24

1.6 Tình hình nghiên cứu hội chứng Down trên thế giới và Việt Nam 27

1.6.1 Tình hình nghiên cứu hội chứng Down trên thế giới 27

1.6.2 Tình hình nghiên cứu về hội chứng Down ở Việt Nam 29

3

CHƯƠNG 2 – ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Đối tượng 30

2.2 Hóa chất và trang thiết bị 30

2.2.1 Hoá chất 30

2.2.2 Dụng cụ và thiết bị 31

2.3 Phương pháp nghiên cứu 31

2.3.1 Quy trình lấy mẫu máu ngoại vi 31

2.3.2 Nuôi cấy tế bào máu ngoại vi 32

2.3.3 Phương pháp làm tiêu bản, nhuộm băng NST và lập NST đồ 34

2.4 Đạo đức trong nghiên cứu 36

CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 38

3.1 Nghiên cứu phát hiện các dạng hội chứng Down 38

3.2 Phân bố vể tuổi và giới của trẻ Down 45

3.3 Tỷ lệ sinh con mắc Down theo tuổi mẹ 48

3.4 Quan hệ giữa số lượng mắc hội chứng Down với số thứ tự con trong gia đình 50

KẾT LUẬN 52

KIẾN NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

4

DANH MỤC KÍ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT

ROBs Robertsonian translocations Chuyển đoạn hòa nhập tâm

WHO World Health Organization Tổ chức Y tế thế giới

FISH Fluorescent in situ Hybridization Phương pháp lai huỳnh quang tại chỗ

5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Mối tương quan giữa tuổi mẹ với tỷ lệ mắc Down ở thế hệ sau 10

Bảng 1.2 Bảng tỷ lệ mắc hội chứng Down của một số nước và vùng lãnh thổ 11

Bảng 1.3 Một số dị tật kết hợp ở những người mắc hội chứng Down 15

Bảng 1.4 Quá trình tạo giao tử và hợp tử ở người bố (mẹ) mang NST chuyển đoạn t(14q;21q) với người mẹ (bố) bình thường 21

Bảng 1.5 Một số nghiên cứu về hội chứng Down ở các quốc gia trên thế giới [15] 27

Bảng 1.6 Các kiểu thể ba nhiễm 21 kết hợp bất thường khác [83] 28

Bảng 2.1 Thành phần môi trường nuôi cấy máu ngoại vi 32

Bảng 2.2 Các dung dịch sử dụng trong nhuộm băng G 34

Bảng 3.1 Số lượng bệnh nhân mắc Down theo các biểu hiện lâm sàng 38

Bảng 3.2 Tỷ lệ hội chứng Down trong các năm gần đây 39

Bảng 3.3 Số lượng các dạng Down 43

Bảng 3.4 Tỷ lệ các dạng Down chuyển đoạn 44 Bảng 3.5 Quan hệ giữa tuổi mẹ với nguy cơ không phân ly trong giảm phân[48] 48

6

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Nhiễm sắc thể đồ, trong đó mang 3 nhiễm sắc thể 21 (mũi tên) của người

mắc hội chứng Down 8

Hình 1.2 Bác sĩ John Langdon Down (1828-1896) 9

Hình 1.3 Sự hình thành hội chứng Down thể khảm[78] 12

Hình 1.4 Sự hình thành NST chuyển đoạn từ NST 21 và NST 14 13

Hình 1.5 Một số đặc điểm bên ngoài của trẻ mắc hội chứng Down 15

Hình 1.6 Cơ chế hình thành Down do giảm phân bất thường trong sự hình thành giao tử 19

Hình 1.7 Cơ chế hình thành Down trong nguyên phân của hợp tử 20

Hình 1.8 Các dạng hợp tử của một dạng Down chuyển đoạn [84] 21

Hình 1.9 Cơ chế hình thành chuyển đoạn lặp đoạn của NST 21[5] 23

Hình 1.10 Cơ chế hình thành NST 21 đều nhánh dài[5] 23

Hình 1.11 Năm gen liên quan đến kiểu hình của tam nhiễm 21 24

Hình 2.1 Trang thiết bị nuôi cấy máu ngoại vi 33

Hình 2.2 Qui trình nhuộm băng G 35

Hình 3.1 Tỷ lệ phát hiện hội chứng Down trong tổng số bệnh nhân nghi mắc Down 38

Hình 3.2 Số lượng bệnh nhân mắc Down trong các nhóm phân loại khác nhau 39

Hình 3.3 Nhiễm sắc thể đồ của hội chứng Down thuần 40

Hình 3.4 Nhiễm sắc thể đồ của hội chứng Down mang chuyển đoạn Roberson 40

Hình 3.5 Nhiễm sắc thể đồ của hội chứng Down mang chuyển đoạn t(21;21) 41

Hình 3.6 Nhiễm sắc thể đồ của hội chứng Down mang chuyển đoạn t(21;22) 42

Hình 3.7 Nhiễm sắc thể đồ của hội chứng Down đi kèm chuyển đoạn t(1;6) 43

Hình 3.8 Tỷ lệ các dạng Down 44

Hình 3.9 Phân bố tỷ lệ mắc Down theo các nhóm tuổi 46

Hình 3.10 Phân bố tỷ lệ mắc Down theo giới tính 47

7

Hình 3.11 Đường cong tuổi mẹ cho thấy sự gia tăng tỷ lệ phần trăm đẻ con bị Down với khi tuổi mẹ ngày càng cao[48] 48Hình 3.12 Phân bố tỷ lệ đẻ con mắc hội chứng Down theo các nhóm tuổi của mẹ49Hình 3.13 Tỷ lệ mắc hội chứng Down theo số thứ tự con cái trong gia đình 51

6

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hội chứng Down có tần số cao nhất trong các hội chứng do rối loạn nhiễm sắc thể (NST) Theo công bố của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) vào năm 2016, tần số mắc hội chứng Down là 1/1000 đến 1/1100 trẻ sơ sinh đẻ sống[65], có những biểu hiện đặc trưng về hình thái và chậm phát triển trí tuệ Ngay từ thế kỷ XV, những bức tranh được vẽ để mô tả những đứa trẻ mắc hội chứng Down.Tuổi thọ của người mắc hội chứng Down có thể lên đến 60 tuổi, ngoại trừ một số ca có dị tật tim mạch trầm trọng (chiếm từ 10% đến 20% tổng số ca) Hội chứng Down gây ra chậm phát triển về tinh thần và thể chất cho người mắc Chỉ số IQ trung bình thấp, từ 25-75, chiều cao khoảng trung bình 150cm[48].Đến nay chưa có biện pháp điều trị đặc hiệu nào đối với bệnh di truyền nói chung và hội chứng Down nói riêng, do vậy vấn đề sàng lọc nguy cơ mắc được đặt lên hàng đầu

Nguyên nhân gây hội chứng Down đã được khẳng định có liên quan chặt chẽ đến tuổi của bố mẹ.Đặc biệt, tuổi của mẹ cao đóng vai trò chính trong việc sinh con mắc hội chứng Down Mặt khác một số công trình nghiên cứu đã công bố phát hiện các trường hợp những trẻ mắc hội chứng Down có tính chất di truyền từ bố mẹ, mặc

dù kiểu hình hoàn toàn bình thường nhưng bộ nhiễm sắc thể thì có mang NST chuyển đoạn tương hỗ của NST 21 với một NST khác của nhóm D hoặc nhóm G Nguy cơ sinh ra những đứa con bị hội chứng Down còn tùy thuộc vào người bố hoặc người mẹcó mang NST chuyển đoạn và tùy thuộc vào kiểu chuyển đoạn NST

Cho đến nay các nhà khoa học trong lĩnh vực Di truyền học vẫn tiếp tục tập trung nghiên cứu nhiều về hội chứng Down Trong quá trình chẩn đoán, việc cung cấp thông tin về kiểu nhân (karyotype) của bệnh nhân nghi mắc hội chứng Down có giá trị lớn đối với việc xác định chính xác, đồng thời giúp các bác sĩ lâm sàng định hướng

điều trị phù hợp đối với bệnh nhân Do đó, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu đặc điểm kiểu nhân của các bệnh nghi mắc Down “ với hai mục tiêu:

1 Phát hiện được các dạng hội chứng Down ở các mẫu nghiên cứu và lập công thức nhiễm sắc thể

7

2 Xác định được mối quan hệ giữa hội chứng Down với tuổi, giới, con trong gia đình và tuổi mẹ sinh con mắc hội chứng Down

Nội dung nghiên cứu bao gồm:

- Xác định được các dạng hội chứng Down dựa vào kỹ thuật nhuộm băng G và lập nhiễm sắc thể đồ

- Xác định được mối quan hệ giữa hội chứng Down với tuổi và giới của bệnh nhân

- Xác định được mối quan hệ giữa hội chứng Down với tuổi mẹ

- Xác định được mối quan hệ giữa hội chứng Down với số thứ tự con trong gia đình

8

Chương 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Hội chứng Down

1.1.1 Khái niệm

Hội chứng Down là hội chứng bệnh (xuất hiện ở người ngay ở độ tuổi thai nhi)

do rối loạn nhiễm sắc thể (NST) gây ra, trong đó thừa toàn bộ hay một phần của NST

số 21 (hình 1.1) Sự dư thừa này đã phá vỡ sự phát triển bình thường về thể chất và trí tuệ của trẻ Tên hội chứng được đặt theo tên của John Langdon Down (hình 1.2), một thầy thuốc người Anh, người đã mô tả hội chứng này lần đầu vào năm 1866

Hình 1.1 Nhiễm sắc thể đồ, trong đó mang 3 nhiễm sắc thể 21 (mũi tên) của người

mắc hội chứng Down (nguồn: Khoa Di truyền và Sinh học Phân tử, Bệnh viện Nhi Trung Ương)

Footer Page 12 of 126

Theo nghiên cứu của Phan Thị Hoan (2001), thống kê ở 36978 dân cư 4 tỉnh đồng bằng Sông Hồng cho thấy tỉ lệ này là 0,196%, và trong 18834trẻ sinh ra ở phụ sản Trung Ương tỉ lệ này là 0,27%.Tác giảTrương Quang Đạt thống kê ở 16444 trẻ sinh sống ở Phù Cát- Bình Định tỷ lệ trẻ Down là 0,6% Tác giả Trần Đức Phấn và cộng sự xác định 0,07% trẻ em ở Thanh Khê - Đà Nẵng và 0,11% ở Biên Hòa bị mắc hội chứng Down[7]

Hội chứng Down có thể xảy ra với bất kỳ ai, nhưng nguy cơ sẽ cao hơn ở những trẻ sinh ra khi người mẹ đã ngoài 35 tuổi Các thống kê cho thấy, cứ 350 cuộc đẻ của những phụ nữ tuổi này có một trẻ sinh ra bị Down Xu hướng cho thấy, nguy cơ sinh con mắc Down tăng lên đáng kể khi tuổi mẹ cao lúc sinh con Ở tuổi 40, tỷ lệ này tăng vọt lên 1/100 và tuổi 45 là 1/30 (Bảng 1.1) Khoảng 85-90% số thai Down bị chết ngay ở giai đoạn phôi[11, 50, 51, 64]

Footer Page 13 of 126

10

Bảng 1.1 Mối tương quan giữa tuổi mẹ với tỷ lệ mắc Down ở thế hệ sau

Tuổi mẹ Tỷ lệ mắc phải hội chứng Down

Footer Page 14 of 126

 Hội chứng Down thuần (chiếm khoảng 95% tổng số trường hợp):

Tất cả tế bào của cơ thể có tới 3 NST thứ 21 thay vì chỉ có 2.Đây là trường hợp phổ biến nhất được gọi là thể 3 (tam) NST 21 hay Tam nhiễm 21 Bất thường số lượng NST này xảy ra do sự phân ly NST bất thường của tế bào sinh tinh trùng hoặc tế bào sinh trứng

 Hội chứng Down thể khảm (Mosacism, chiếm khoảng 1-2% tổng

số trường hợp): Một số tế bào của cơ thể có 3 NST thứ 21 nhưng số

còn lại mang bộ NST bình thường Dạng hội chứng này thường xảy

ra do phân chia NST bất thường của một số tế bào phôi (sau khi trứng đã được thụ tinh)(Hình 1.3)[31, 33, 66]

Footer Page 15 of 126

12

Hình 1.3 Sự hình thành hội chứng Down thể khảm[78]

 Hội chứng Down chuyển đoạn(chiếm khoảng 3 - 5% tổng số

trường hợp): Chuyển đoạn tương hỗ giữa và một NST khác (thường

là NST 14) tạo nên một NST bất thường (gọi là NST chuyển đoạn) xảy ra khi giảm phân hình thành tinh trùng hoặc trứng Tinh trùng hoặc trứng mang NST bất thường này khi được thụ tinh với một trứng hoặc tinh trùng bình thường cũng có thể sinh ra con mắc hội chứng Down (Hình 1.5)[14]

Footer Page 16 of 126

13

Hình 1.4 Sự hình thành NST chuyển đoạn từ NST 21 và NST 14

1.2 Lịch sử nghiên cứu về hội chứng Down

Các đặc điểm của hội chứng Down được Bác sỹ người Anh, John Langdon Down mô tả vào năm 1866 Ông còn mô tả người bị bệnh Down giống người Mông

Cổ Từ năm 1846 đến 1932 có nhiều tác giả đã nghiên cứu về đặc điểm hình thái cũng như di truyền của hội chứng Down[47] Năm 1958, trong khi làm việc trong phòng thí nghiệm Raymond Turpin với Marthe Gautier, bác sĩ Jérôme Lejeune đã công bố phát hiện hội chứng Down được gây ra bởi sự có thêm một bản sao của nhiễm sắc thể 21 Trong phát hiện này, Lejeune và cộng sự phát hiện ở trong nhân tế bào sinh dưỡng có

47 NST, với NST số 21 có 3 chiếc Do đó hội chứng này còn được gọi là “Thể ba NST 21” [45].Ngày nay, trong Y học hiện đại, khái niệm hội chứng Down là tam nhiễm 21 không còn chính xác, vì hội chứng Down không chỉ có dạng tam nhiễm 21

mà còn do rối loạn cấu trúc NST 21 Năm 1960, Polani và cộng sự đã báo cáo trường hợp đầu tiên về rối loạn cấu trúc chuyển đoạn NST 21 gây hội chứng Down là một bệnh nhân nữ 10 tuổi có biểu hiện lâm sàng của hội chứng Down.Phương pháp nuôi cấy tế bào tủy xương, các nhà nghiên cứu đã phát hiện bệnh nhân này có 46 NST và NST 21 thừa được được gắn trên một NST thuộc nhóm D (chuyển đoạn D/G),

Footer Page 17 of 126

do lặp đoạn ở đoạn xa nhánh dài của NST 21 (tam nhiễm từng phần)[62].Các tác giảWilliams (1975) và Raoul (1976) cũng đã đưa ra một số nhận xét về một số trường hợp tam nhiễm từng phần, có thể là ở đoạn gần (q21) hoặc ở đoạn xa (q22) của NST

21 Các nhà di truyền tế bào học đã khẳng định rằng chỉ có đoạn xa thuộc nhánh dài của NST 21 liên quan đến những đặc điểm lâm sàng của hội chứng Down Sinet và cộng sự (1976) đã xác định được vị trí của Superoxyde-dismutase(SOD-1) nằm ở đoạn xa nhánh dài NST 21

Với kỹ thuật sử dụng những đoạn mồi đặc hiệu đánh dấu huỳnh quang, kỹ thuật FISH (Fluorescence in situ hybridization) đã trở thành công cụ chẩn đoán hữu hiệu ở mức độ di truyền tế bào-phân tử.Năm 1990, Korenberg và cộng sự bằng phương pháp kết hợp di truyền phân tử với phương pháp phân tích di truyền tế bào học đã xác định được 5 gen định vị trong vùng thuộc nhánh dài (nhánh q) của NST 21 (21q21.1;21q22.1 và 21q22.3) có liên quan đến các dấu hiệu lâm làng của hội chứng Down[43]

Năm 1994, Pattersonnghiên cứu các rối loạn vật chất di truyền ở mức phân tử đã phát hiện các gen có liên quan đến các dấu hiệu lâm sàng của hội chứng Down (tam nhiễm 21) được định vị trên NST 21 Tác giả khẳng định rằng, có 5 gen chắc chắn liên quan đến các dấu hiệu lâm sàng của hội chứng Down bao gồm 2 gen mã hóa superoxyde-dismutaseSOD-1 và -A-Cristalin định vị trên băng 21q22.2 và21q22.3,

các gen Gart và est-2 định vị trên băng 21q22.1 và 21q22.2,và gen mã hóa

Phosphofructokinase(pfkl) được định vị trên băng 21q22.3[42, 67]

Footer Page 18 of 126

Bộ môn Môn Phôi- Đại học Y dược Thành phố Hồ Chí Minh [1, 49, 79]

1.3 Kiểu hình hội chứng Down

Cho đến nay, kiểu hình đặc trưng của hội chứng Down bao gồm các đặc điểm đặc trưng: mặt phẳng, khe mắt xếch, nếp quạt, miệng nửa mở, lưỡi dày và thè ra ngoài, tai nhỏ thấp, hình thù biến dạng, cổ ngắn và rộng, bàn tay ngắn, rộng, ngón tay ngắn, nếp ngang duy nhất ở lòng bàn tay, bàn chân ngắn, tật đa ngón, dính ngón, giảm trương lực cơ …[58]

Hình 1.5 Một số đặc điểm bên ngoài của trẻ mắc hội chứng Down

Bảng 1.3 Một số dị tật kết hợp ở những người mắc hội chứng Down

Footer Page 19 of 126