Bất thường nhiễm sắc thể và những bệnh lý liên quan

Bất thường nhiễm sắc thể gây ra một số bệnh lý nguy hiểm ở con người

Nhiễm sắc thể là gì?

Nhiễm sắc thể (NST) là các cấu trúc chứa gen trong tế bào, được phân chia thành 23 cặp. Trong đó, 22 cặp nhiễm sắc thể đầu tiên được gọi là nhiễm sắc thể thường, và chúng có cấu trúc tương đồng giữa nam và nữ. Cặp nhiễm sắc thể thứ 23 là nhiễm sắc thể giới tính (X và Y). Phụ nữ có hai nhiễm sắc thể X, một từ mẹ và một từ cha, trong khi nam giới có một nhiễm sắc thể X từ mẹ và một nhiễm sắc thể Y từ cha. Mẹ luôn truyền nhiễm sắc thể X cho con bất kể giới tính, còn cha truyền nhiễm sắc thể X hoặc Y, từ đó quyết định giới tính của con.

Bất thường nhiễm sắc thể

Bất thường nhiễm sắc thể có thể được chia thành hai loại chính: bất thường về số lượng và bất thường về cấu trúc. Bất thường về số lượng xảy ra khi số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào không bình thường, ví dụ như thừa hoặc thiếu một hoặc một phần nhiễm sắc thể. Bất thường về cấu trúc là sự thay đổi trong cấu trúc của nhiễm sắc thể, chẳng hạn như mất, thêm hoặc đảo lộn một phần nhiễm sắc thể.

Đa số các bất thường nhiễm sắc thể này phát sinh trong quá trình hình thành tế bào sinh dục của bố hoặc mẹ, nhưng cũng có những trường hợp các đột biến này được di truyền từ thế hệ trước.

1. Bất thường nhiễm sắc thể về số lượng

Bất thường nhiễm sắc thể về số lượng xảy ra khi các nhiễm sắc thể không phân ly đúng trong quá trình phân chia tế bào, dẫn đến một tế bào con có thừa hoặc thiếu nhiễm sắc thể. Hầu hết các bất thường này gây ra sự chết phôi, nhưng nếu không dẫn đến tử vong, chúng có thể gây vô sinh vì cản trở phân chia tế bào.

Hội chứng Down (trisomy 21) là bất thường phổ biến nhất, với tỷ lệ khoảng 1/660 ca sinh và nguy cơ tăng theo tuổi của mẹ. Các dấu hiệu bao gồm: chậm phát triển trí tuệ, khuôn mặt đặc trưng, dị tật tim và cơ thể yếu. Mặc dù không thể chữa trị, can thiệp sớm có thể cải thiện chất lượng sống.

Trẻ bị mắc hội chứng Down thường có các đặc điểm nhận dạng đặc trưng.

Hội chứng Edward (trisomy 18) và hội chứng Patau (trisomy 13) là những bất thường hiếm gặp, tỷ lệ sống sót thấp và trẻ thường không sống quá một năm. Những đặc điểm điển hình là dị tật tim, thận và sự phát triển trí tuệ, thể chất chậm.

2. Bệnh lý liên quan đến bất thường nhiễm sắc thể giới tính

• Hội chứng Turner (monosomy X) xảy ra ở 1/2000 trẻ gái, thường dẫn đến sảy thai ở giai đoạn đầu và các đặc điểm như cổ ngắn, chiều cao thấp và vô sinh.
• Hội chứng Triple X (3 NST X) gặp ở 1/1000 trẻ gái, thường không có triệu chứng rõ rệt nhưng có thể gặp khó khăn trong học tập, phát triển ngôn ngữ và kỹ năng vận động.
• Hội chứng Klinefelter (47,XXY) gặp ở 1/1000 bé trai, với chiều cao vượt trội, tinh hoàn phát triển kém và vô sinh.
• Hội chứng Jacobs (47,XYY) gặp ở 1/1000 bé trai, có thể gặp khó khăn học tập, rối loạn hành vi và phát triển ngôn ngữ chậm nhưng vẫn có khả năng sinh sản bình thường.

3. Bất thường nhiễm sắc thể về cấu trúc

Bất thường nhiễm sắc thể về cấu trúc xảy ra khi các đoạn nhiễm sắc thể bị đứt và nối lại sai lệch, dẫn đến rối loạn cấu trúc nhiễm sắc thể. Những bất thường này có thể gây ra các bệnh lý nghiêm trọng.

Các cặp vợ chồng gặp phải tình trạng sảy thai liên tiếp thường có tỷ lệ cao gặp bất thường về cấu trúc nhiễm sắc thể. Các loại bất thường phổ biến gồm mất đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn và nhân đoạn nhiễm sắc thể. Trong đó, đảo đoạn và chuyển đoạn là hai dạng bất thường thường gặp nhất. Nghiên cứu cho thấy khoảng 3-11% các cặp vợ chồng có tiền sử sảy thai liên tiếp sẽ có ít nhất một người mang đột biến nhiễm sắc thể về cấu trúc.

4. Mất đoạn NST

Mất đoạn là tình trạng mất một phần của nhiễm sắc thể. Các đoạn mất này có thể gây ra các vấn đề như chậm phát triển, khuyết tật trí tuệ và dị tật bẩm sinh. Một số hội chứng liên quan đến mất đoạn:

• Hội chứng Cri du Chat: Mất đoạn cánh ngắn NST số 5, gây khó khăn trong ăn uống, thở, phát triển trí tuệ chậm, và tiếng khóc giống mèo.
• Hội chứng Wolf-Hirschhorn: Mất đoạn 1p36 trên NST số 4, gây chậm phát triển, dị tật trí tuệ và vấn đề tim não.
• Hội chứng DiGeorge: Mất đoạn 22q11.2, gây dị tật tim, hở hàm ếch và giảm khả năng miễn dịch.
• Hội chứng Prader-Willi: Mất đoạn trên NST 15, gây rối loạn cảm giác no và nguy cơ béo phì, tiểu đường.

Hội chứng Cri-du-chat là một bệnh di truyền gây ra bởi việc xóa vật liệu di truyền trên nhánh nhỏ của NST số 5.

5. Lặp đoạn NST

Lặp đoạn xảy ra khi một phần của nhiễm sắc thể có thêm bản sao, có thể gây dị tật và các vấn đề trí tuệ.

• Hội chứng Pallister Killian: Lặp đoạn cánh ngắn NST 12, gây thiểu năng trí tuệ nặng, vấn đề cơ và dị tật tim mạch.

6. Chuyển đoạn NST

Chuyển đoạn nhiễm sắc thể là quá trình trao đổi đoạn giữa hai nhiễm sắc thể. Có hai dạng chính:

• Chuyển đoạn tương hỗ: Mỗi nhiễm sắc thể bị cắt một đoạn và trao đổi đoạn đó với một nhiễm sắc thể khác. Quá trình này tạo ra hai nhiễm sắc thể mới, có thể thay đổi hình dạng nếu các đoạn trao đổi khác nhau về kích thước. Tuy nhiên, người mang đột biến này không mất thông tin di truyền và vẫn có kiểu hình bình thường. Tỷ lệ xuất hiện là 1/500. Một bệnh lý phổ biến liên quan là bạch cầu tủy xương mãn tính (CML), do sự kết hợp của nhiễm sắc thể 9 và 22, tạo thành nhiễm sắc thể Philadelphia.
• Chuyển đoạn hòa hợp tâm (Robertson): Xảy ra giữa các nhiễm sắc thể tâm đầu, tạo thành một cấu trúc bất thường với nhánh dài của hai nhiễm sắc thể và một nhiễm sắc thể nhỏ chứa nhánh ngắn. Tỷ lệ xuất hiện là 1/1000 người. Những người mang chuyển đoạn này có thể không có triệu chứng rõ rệt, nhưng có thể gặp vấn đề như vô sinh, sảy thai, dị tật bẩm sinh, hoặc khuyết tật trí tuệ.

Bệnh bạch cầu tủy xương mãn tính (CML) do chuyển đoạn NST 9 và 22 gây ra.

7. Đảo đoạn NST

Đảo đoạn xảy ra khi một nhiễm sắc thể bị đứt tại hai điểm, và đoạn ADN sau đó được xoay ngược lại rồi tái chèn vào nhiễm sắc thể. Việc này có thể gây rối loạn khả năng sinh sản do sự không cân đối của các nhiễm sắc thể trong dị hợp tử khi có sự giao thoa ở vùng đảo đoạn. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, đảo đoạn không làm tăng nguy cơ sảy thai hay gây rối loạn phân ly nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào. Mặc dù phần lớn các trường hợp đảo đoạn không gây hại, nhưng có một số bệnh lý liên quan đến đảo đoạn, chủ yếu do sự gián đoạn của gen hoặc thay đổi trong cách thức biểu hiện gen. Các đột biến này có thể di truyền trong gia đình và có ý nghĩa lâm sàng trong việc xác định các gen liên quan đến một số bệnh lý hiếm.

8. Nhiễm sắc thể vòng

Nhiễm sắc thể vòng được hình thành khi hai đầu của một nhiễm sắc thể bị đứt và sau đó nối lại với nhau, tạo thành một cấu trúc vòng. Sự mất đoạn ở đầu của cả hai nhánh nhiễm sắc thể dẫn đến sự thiếu hụt ADN, có thể gây ra các rối loạn liên quan đến nhiễm sắc thể. Một ví dụ điển hình của bất thường nhiễm sắc thể vòng là hội chứng nhiễm sắc thể vòng 14, đặc trưng bởi động kinh, thiểu năng trí tuệ, tăng trưởng chậm, chiều cao thấp, đầu nhỏ (microcephaly) và phù bạch huyết (sưng tay chân do tích tụ dịch). Bệnh nhân mắc hội chứng này còn có thể gặp các đặc điểm khuôn mặt đặc trưng và các vấn đề sức khỏe khác.