Phương pháp phát hiện bệnh di truyền
Muốn kiểm soát bệnh di truyền, trước tiên cần phải tìm ra bệnh. Có những cách dưới đây:
Bài này thuộc loạt bài: Kiểm soát bệnh di truyền
1, Phân tích hệ phổ
Khi chẩn đoán bệnh di truyền, phân tích hệ phổ có tác dụng phân biệt bệnh đơn gen và bệnh đa gen, và thuộc phương thức di truyền nào; có tác dụng phân biệt vài bệnh di truyền có kiểu hình tương tự nhau và phương thức di truyền khác nhau do tính chất dị di truyền gây ra. Khi phân tích hệ phổ cần chú ý các vấn đề sau:
- Tính hệ thống, hoàn chỉnh và đáng tin cậy của hệ phổ. Hệ phổ hoàn chỉnh nên có 3 hoặc hơn 3 thế hệ có cá thể mắc bệnh và gia hệ của nó.
- Di truyền cách thế hệ: khi phân tích bệnh di truyền trội, cần chú ý đến cá thể mắc bệnh có tính trội kéo dài, do trội không hoàn toàn có thể xảy ra hiện tượng di truyền cách thế hệ, không thể nhầm lẫn thành di truyền lặn.
- Đột biến gen mới: trong gia hệ của một số bệnh di truyền, không thể tìm thấy cá thể khác ngoài cá thể mang bệnh đã có, vì thế rất khó khăn trong việc phán đoán phương thức di truyền từ hệ phổ.
- Tính tương đối giữa khái niệm trội và lặn: Cùng một bệnh di truyền có thể do sử dụng chỉ tiêu quan sát khác nhau mà cho ra kết quả phương thức di truyền khác nhau, dẫn đến tính toán sai trong nguy cơ phát bệnh. Ngoài ra khi phân tích hệ phổ thống kê tỷ lệ phát bệnh ở thế hệ con, cần chỉnh sửa những sai sót do thống kê.
2, Kiểm tra di truyền tế bào
- Kiểm tra nhiễm sắc thể: kiểm tra nhiễm sắc thể còn gọi là phân tích kiểu hình nhân, là phương pháp chủ yếu chẩn đoán bệnh nhiễm sắc thể. Hiện nay, cùng với sự phát triển của công nghệ nhiễm sắc thể dải, có thể phán đoán một cách chuẩn xác và phát hiện ra nhiều hội chứng bất thường về số lượng và cấu trúc nhiễm sắc thể, còn có thể phát hiện các dị tật siêu vi. Đáng chú ý, kiểm tra nhiễm sắc thể nên phân tích kết hợp biểu hiện bên ngoài, như vậy mới có thể phân tích chính xác được. Nguồn gốc mẫu kiểm tra nhiễm sắc thể, chủ yếu lấy từ máu ngoại vi, lông tơ, tế bào được lấy từ nước ối của thai nhi, da…
Kiểm tra nhiễm sắc thể chủ yếu dùng để tìm ra cá thể có dị tật bẩm sinh rõ ràng, một trong hai con đực hoặc con cái có nhiễm sắc thể bất thường, trong gia hệ đã có cá thể mang nhiễm sắc thể bất thường hoặc dị tật bẩm sinh; cá thể lưỡng tính…
- Kiểm tra nhiễm sắc thể giới tính: chủ yếu dùng để chẩn đoán bệnh nghi là dị tật lưỡng tính hoặc bất thường số lượng nhiễm sắc thể giới tính, nhưng việc chẩn đoán vẫn cần phải bằng phương pháp kiểm tra nhiễm sắc thể.
Phân tích số lượng nhiễm sắc thể X, có thể xác định hội chứng tổng hợp dị tật nhiễm sắc thể do nhiễm sắc thể X bất thường gây ra. Phân tích số lượng nhiễm sắc thể có thể dùng cho các cá thể có 1 hoặc hơn 1 nhiễm sắc thể Y.
3, Phân tích gen và sản phẩm gen
Bệnh đơn gen do đột biến gen gây ra thường biểu hiện ở sự thay đổi hoặc thiếu về chất và lượng của enzyme và protein. Chính vì vậy, phân tích định tính định lượng của enzyme và proteinlà phương pháp chính để chẩn đoán bệnh đơn gen hoặc bệnh trao đổi chất của phân tử. Căn cứ vào đặc điểm lâm sàng của bệnh trao đổi chất của phân tử, có thể kiểm tra phân tích từ 3 lớp:
- Kiểm tra sản phẩm trao đổi chất: khiếm khuyết enzyme dẫn đến một loạt rối loạn trao đổi sinh hóa, từ đó khiến sản phẩm trung gian trao đổi chất, vật chất đáy, sản phẩm cuối phát sinh thay đổi. Do đó, tìm ra sự thay đổi về chất và lượng của sản phẩm trao đổi chất, có thể phản ánh gián tiếp sự thay đổi của enzyme rồi đưa ra chẩn đoán.
- Phân tích enzyme và protein: Bệnh đơn gen do đột biến gen gây ra, chủ yếu là do kết quả của thay đổi chất và lượng của enzyme và protein. Vì vậy, kiểm tra sự thay đổi của enzyme và hàm lượng protein là phương pháp chủ yếu chẩn đoán một vài bệnh đơn gen. Cùng với sự phát triển không ngừng của công nghệ hóa sinh, còn có thể phát hiện dị tật cấu trúc enzyme và protein. Nguyên liệu để tiến hành kiểm tra enzyme và protein gồm có huyết tương, mô, tế bào… Nhưng cần phải chú ý, một loại enzyme bị thiếu, không nhất định có thể tìm ra trong tất cả mô. Ví dụ, enzyme chuyển hóa phenylalanine bắt buộc phải dùng tinh thiết gan để kiểm tra, nếu bằng phương pháp tế bào sẽ không cho kết quả.
- Phân tích gen: chẩn đoán gen là dùng kỹ thuật phân tích DNA từ mức độ gen (DNA hoặc RNA)trực tiếp tìm ra khiếm khuyết gen của bệnh di truyền. sự khác biệt chính giữa phương pháp này và phương pháp truyền thống là trực tiếp tìm ra kiểu hình bằng gen, tức là có thể không cần thông qua sản phẩm gen (enzyme hoặc protein) trực tiếp tìm ra cấu trúc gen và đưa ra chẩn đoán, thay đổi phương thức chẩn đoán kiểu hình truyền thống, chẩn đoán gen còn gọi là chẩn đoán nghịch hưướng. Phương pháp này không chỉ có thể phát hiện Gen Presymptomatic trước khi phát bệnh, cũng có thể làm chẩn doán trước khi sinh. Ngoài ra, chẩn đoán gen không bị hạn chế bởi biểu hiện gen, cũng không bị hạn chế bởi tế bào làm mẫu và tuổi phát bệnh. Kỹ thuật này còn có thể tìm hiểu tính chất bệnh di truyền ở mức độ gen, có thể tìm ra tác nhân gây bệnh. Vì vậy, ngoài đột biến mất đoạn/xen đoạn, đột biến động thái và một vài bệnh đơn gen, PCR vầ các kỹ thuật liên quan còn có thể trực tiếp tìm ra các loại hình đột biến gen đối với đại đa số bệnh di truyền.
Chẩn đoán gen có các phương pháp dưới đây:
- Phân tích gen: chẩn đoán gen là dùng kỹ thuật phân tích DNA từ mức độ gen (DNA hoặc RNA)trực tiếp tìm ra khiếm khuyết gen của bệnh di truyền. sự khác biệt chính giữa phương pháp này và phương pháp truyền thống là trực tiếp tìm ra kiểu hình bằng gen, tức là có thể không cần thông qua sản phẩm gen (enzyme hoặc protein) trực tiếp tìm ra cấu trúc gen và đưa ra chẩn đoán, thay đổi phương thức chẩn đoán kiểu hình truyền thống, chẩn đoán gen còn gọi là chẩn đoán nghịch hưướng. Phương pháp này không chỉ có thể phát hiện Gen Presymptomatic trước khi phát bệnh, cũng có thể làm chẩn doán trước khi sinh. Ngoài ra, chẩn đoán gen không bị hạn chế bởi biểu hiện gen, cũng không bị hạn chế bởi tế bào làm mẫu và tuổi phát bệnh. Kỹ thuật này còn có thể tìm hiểu tính chất bệnh di truyền ở mức độ gen, có thể tìm ra tác nhân gây bệnh. Vì vậy, ngoài đột biến mất đoạn/xen đoạn, đột biến động thái và một vài bệnh đơn gen, PCR vầ các kỹ thuật liên quan còn có thể trực tiếp tìm ra các loại hình đột biến gen đối với đại đa số bệnh di truyền.
+ Kiểm tra tia X: chủ yếu dùng trong việc kiểm tra di tật bẩm sinh ở thai nhi. Nhưng do tia X có tác động nhất định đổi với thai nhi, hiện rất ít sử dụng.
+ Kiểm tra song siêu âm: là phương pháp chẩn đoạn đơn giản và không gây hại cho cá thể mẹ. ứng dụng sóng siêu âm B rộng rãi nhất, lợi dụng sóng siêu âm có thể chẩn đoán trước sinh. Ngoài ra còn có thể trực tiếp quan sát cử động của thai nhi, và chụp ảnh phân tích, cũng có thể định vị placenta…
+ Fetoscope: là phương pháp sử dụng vỏ kép nội soi sợi quang, có thể trực tiếp quan sát thai nhi. Chủ yếu ứng dụng trong lấy mẫu máu thai nhi, kiểm tra sinh thiết và chẩn đoán trước sinh. Sử dụng sinh thiết da có thể chẩn đoán trên 8 loại bệnh về da di truyền, cũng có thể tiến hành quan sát bất thường hình thái thai nhi. Ngoài ra, phương pháp này còn có thể phán định giới tính thai nhi và tiến hành chữa trị ngay trong tử cung đối với một số bệnh di truyền. Do phương pháp song siêu âm B được sử dụng rộng rãi, nên phương pháp này ít dùng.
+ Kỹ thuật chọc ối: kỹ thuật này cũng có thể gọi là lấy mẫu nước ối. trong nước ối có các tế bào của thai nhi sau khi được nuôi dưỡng trong ống nghiệm có thể tiến hành phân tích nhiễm sắc thể, kiểm tra enzyme và protein, kiểm tra chất nhiễm sắc giới tính và lấy mẫu DNA để chẩn đoán gen.
Ngoài ra còn có các phương pháp khác như: kỹ thuật lấy lông tơ, phân tách tế bào thai nhi bằng máu ngoại vi thai, các phương pháp này thường được dùng trong chẩn đoán trước sinh ở người, ít được sử dụng trong gia súc.
4, Phát hiện tác nhân gây bệnh di truyền
Do tác nhân gây bệnh di truyền là nguyên nhân chủ yếu của bệnh di truyền, nên được nói rõ hơn trong phần này. Tác nhân gây bệnh di truyền có kiểu hình bình thường, nhưng có cá thể mang vật chất di truyền gây bệnh, gồm có:
- Dị hợp tử bệnh di truyền lặn
- Tác nhân ẩn của bệnh di truyền trội
- Exon tác động kiểu hình bình thường
- Cá thể chuyển vị cân bằng nhiễm sắc thể.
Việc phát hiện tác nhân gây bệnh có ý nghĩa quan trọng và tích cực trong việc ngăn ngừa bệnh di truyền. Bởi vì trong đàn, mặc dù tỷ lệ phát bệnh của rất nhiều bệnh di truyền lặn không cao, nhưng tỷ lệ dị hợp tử lại tương đối cao. Đặc biệt là đối với các bệnh di truyền có tỷ lệ phát bệnh cao, việc tìm ra dị hợp tử có ý nghĩa rất quan trọng. Không chỉ có thể giảm thiểu tỷ lệ phát bệnh mà còn có thể phòng ngừa gen có hại phát tán trong quần thể.
Khả năng chết thai và mắc các bệnh nhiễm sắc thể của các tác nhân chuyển vị cân bằng nhiễm sắc thể rất cao. Vì vậy, tiến hành kiểm tra họ hàng của chuyển vị cân bằng nhiễm sắc thể có vai trò hết sức quan trọng. căn cứ lý thuyết phương pháp này là hiệu ứng liều lượng sản phẩm gen. dị hợp tử ở giữa đồng hợp tử và cá thể bình thường, khoảng một nửa cá thể bình thường. Nhưng do ảnh hưởng của nhiều yếu tố ngoại cảnh đến việc biểu hiện gen, và phương pháp kiểm tra khác nhau, khiến việc phán đoán gặp khó khăn.
Phương pháp kiểm tra tác nhân dị hợp tử chủ yếu là kiểm trả ở mức độ phân tử. Mức độ tế bào chủ yếu là kiểm tra nhiễm sắc thể, được dùng nhiều trong việc tìm ra tác nhân chuyển vị cân bằng. Ngày nay, phương pháp kiểm tra dị hợp tử bằng phân tích gen ngày càng nhiều, và dần phát triển theo hướng đơn giản, nhanh chóng, chính xác.
