Axiom™ BloodGenomiX™ - Định kiểu gen cho các nhóm máu mở rộng và hiếm

Giới thiệu 

Xét nghiệm nhóm máu là dịch vụ y tế quan trọng, được dùng để xác định máu hiến tặng có phù hợp và an toàn cho người nhận hay không. Truyền nhầm nhóm máu có thể dẫn đến nhiều phản ứng nguy hiểm. Ví dụ, nếu một người nhận nhóm máu không tương thích, hệ miễn dịch của người nhận sẽ tạo ra các kháng thể (alloantibodies và autoantibodies) chống lại các kháng nguyên trên hồng cầu (RBC) của máu truyền vào. Những kháng thể này sau đó có thể làm tăng đáng kể nguy cơ xảy ra phản ứng truyền máu nghiêm trọng, thậm chí đe dọa tính mạng, các phản ứng miễn dịch đã được kích hoạt sẽ chống lại hồng cầu ngoại lai trong các lần truyền máu tiếp theo. 

Nhiều nhà nghiên cứu ước tính rằng nguy cơ gia tăng chống lại hồng cầu ngoại lai sau khi truyền một đơn vị máu là <1%. Tuy nhiên, nguy cơ này có thể tăng đáng kể ở những bệnh nhân phải truyền máu thường xuyên, chẳng hạn như bệnh nhân đang hóa trị và những người mắc các rối loạn máu di truyền như bệnh hồng cầu hình liềm và thalassemia [1]. Các nghiên cứu về tỷ lệ xuất hiện miễn dịch dị loại ở bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu hình liềm đã ghi nhận tỷ lệ dao động từ 18% đến 65%  [2]. 

Việc giảm nguy cơ xảy ra các phản ứng bất lợi do truyền máu là một thách thức ở nhiều mặt. Một trong những yếu tố chính là cần có một giải pháp toàn diện có thể cải thiện và mở rộng khả năng xác định nhóm máu mở rộng và hiếm. Điều này giúp giảm nguy cơ miễn dịch dị loại và có thể hỗ trợ các dịch vụ hiến máu ở nhóm máu hiếm.  

Tình trạng hiến máu trên thế giới [3] 

• Khoảng 118,5 triệu đơn vị máu được hiến tặng trên toàn cầu mỗi năm. 
• Từ năm 2008 đến năm 2018, số lượng máu từ những người hiến máu tính nguyện đã tăng thêm 10,7 triệu đơn vị. 
• Hệ thống báo cáo các biến cố bất lợi do truyền máu hiện có mặt tại 55% bệnh viện thực hiện truyền máu.  

Những thách thức trong việc cải thiện và mở rộng ghép phù hợp máu hiến đối với các nhóm máu mở rộng và hiếm. 

Cần vượt qua nhiều rào cản để cải thiện và mở rộng khả năng ghép phù hợp nhóm máu hiến với các nhóm máu mở rộng và nhóm máu hiếm. Những thách thức hàng đầu bao gồm các hạn chế của phương pháp định nhóm máu truyền thống, việc thiếu khả năng tiếp cận các giải pháp định nhóm máu mở rộng có khả năng mở rộng với chi phí hợp lý và tình trạng thiếu máu kéo dài trên toàn thế giới [4]. 

Phương pháp định nhóm máu truyền thống thiếu độ chính xác và độ tin cậy 

Hệ thống phân loại nhóm máu đầu tiên được thiết lập vào đầu những năm 1900. Hệ thống này phân loại máu vào một trong bốn nhóm chính (A,B, AB và O) và xác định máu thuộc RhD dương hay RhD âm. Mặc dù xét nghiệm này từ lâu được xem là tiêu chuẩn vàng để định nhóm máu, y học truyền máu hiện đại đã ghi nhận nhiều nhóm máu khác liên quan đối với những bệnh nhân cần truyền máu thường xuyên.  

Các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại đã làm thay đổi các phân loại máu và những phương pháp mới ngày nay mang lại độ chính xác và tin cậy cao hơn so với xét nghiệm truyền thống. Hiện nay đã có 45 hệ nhóm máu được công nhận, có 360 kháng nguyên RBC [5]. Các kháng nguyên này là các dấu ấn bề mặt của RBC. Mặc dù chức năng của chúng vẫn chưa được hiểu hoàn toàn, việc xác định các kháng nguyên hiện diện là rất quan trọng để tránh các phản ứng bất lợi do truyền máu, đặc biệt ở những người có nguy cơ cao gia tăng phản ứng miễn dịch dị loại. 

Xét nghiệm các nhóm máu mở rộng cần nhiều nguồn lực 

Mặc dù nhiều phương pháp phân tử tiên tiến đã được phát triển để xác định nhóm máu mở rộng, nhưng thực tế hiện nay các phương pháp này vẫn đòi hỏi nhiều nguồn lực. Ví dụ, phương pháp giải trình tự gen có thể được sử dụng để định nhóm máu nâng cao, nhưng chi phí cao khiến phương pháp này khó được áp dụng rộng rãi trong các dịch vụ truyền máu. Hiện nay, hầu hết xét nghiệm nhóm máu bằng phương pháp phân tử chủ yếu được thực hiện thủ công, tốn nhiều thời gian và công sức. Để xác định nhóm máu, nhóm mô, và loại tiểu cầu từ một người hiến, cần sử dụng nhiều hệ thống thiết bị khác nhau, cùng các chuyên gia, và nhiều phòng xét nghiệm riêng biệt.  

Ngoài ra, các xét nghiệm hiện nay cho các nhóm máu hiếm vẫn tồn tại nguy cơ sai sót. Do đó, việc định nhóm máu mở rộng thường chỉ được áp dụng cho một số ít trường hợp, thường dành cho những người mang nhóm máu hiếm quay lại hiến máu 

Tình trạng thiếu máu khiến việc tìm kiếm người hiến máu phù hợp trở nên khó khăn hơn, đặc biệt đối với những người có nhóm máu hiếm 

Bên cạnh những thách thức liên quan đến xét nghiệm, khó khăn trong việc cải thiện và mở rộng khả năng ghép máu phù hợp cho nhóm máu mở rộng và nhóm máu hiếm càng trở nên nghiêm trọng hơn do tình trạng thiếu nguồn máu, vốn vẫn là một vấn đề ở hầu hết các quốc gia trên thế giới [6]. Tình trạng thiếu nguồn máu này gây nguy hiểm cho tất cả bệnh nhân cần truyền máu, nhưng nguy cơ còn nghiêm trọng hơn đối với những bệnh nhân có nhóm máu hiếm và nghiêm trọng hơn nữa với bệnh nhân mang nhóm máu hiếm cần truyền máu thường xuyên. 

Khi một bệnh nhân cần truyền máu hiếm, bệnh viện nơi thực hiện điều trị sẽ tìm kiếm đơn vị máu phù hợp trong ngân hàng máu nội bộ. Nếu không có sẵn, bệnh viện sẽ liên hệ với nhà cung cấp máu. Trong một số trường hợp, các nhà cung cấp phải sàng lọc hàng trăm người người hiến để tìm được một đơn vị máu tương thích. Trường hợp nhà cung cấp không có sẵn nhóm máu phù hợp, họ sẽ liên hệ đến các chương trình như American Rare Donor Program (ARDP) và International Rare Blood Panel. Nhu cầu về máu hiến tặng đang rất cấp bách: 

• ARDP báo cáo rằng mỗi năm tổ chức nhận được hơn 1000 yêu cầu máu hiếm từ các bệnh viện và nhà cung cấp khi các đơn vị này không thế đáp ứng nhu cầu bằng nguồn cung của họ [7]. 
• Tại Mỹ, ước tính có hơn 100,000 người mắc bệnh hồng cầu hình liềm. Những bệnh nhân mắc bệnh này cần truyền máu thường xuyên trong suốt cuộc đời và cần đến khoảng 100 đơn vị máu mỗi năm để điều trị các biến chứng bệnh [8]. 
• Vào năm 2022, nhu cầu hiến máu tại Anh đã đạt mức kỷ lục và Dịch vụ Y tế Quốc gia đã đưa ra lời kêu gọi khẩn cấp tới những người hiến máu nhằm hỗ trợ các bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu hình liềm. Vào thời điểm đó, quốc gia này chỉ có thể đáp ứng trong số 250 đơn vị máu cần thiết mỗi ngày cho bệnh nhân hồng cầu hình liềm [9]. 

Nhóm máu hiếm và rất hiếm 

Sự hiện diện hoặc vắng mặt của các kháng nguyên xác định các nhóm máu hiếm. Máu được phân loại là hiếm nếu thiếu kháng nguyên xuất hiện ở 99% dân số. Máu được xem là rất hiếm nếu thiếu kháng nguyên xuất hiện ở 99.99% dân số. Nhóm máu hiếm nhất là Rh-null, dưới 50 người trên thế giới mang nhóm máu này, thường được gọi là “máu vàng” [10,11]. 

Các giải pháp nhằm cải thiện và mở rộng ghép phù hợp máu hiến đối với các nhóm máu mở rộng và hiếm. 

Những bệnh nhận cần truyền máu có thể hưởng lợi từ những tiến bộ trong các phương pháp xác định nhóm máu, đặc biệt nếu những phương pháp đó có thể mở rộng quy mô, tiết kiệm chi phí và dễ tiếp cận. 

Những tiến bộ trong khoa học y học cho phép xác định nhóm máu chính xác hơn 

Từ khi xuất hiện sinh học phân tử từ những năm 1980, các nhà nghiên cứu đã liên tục phát triển các kỹ thuật nhằm cho phép xác định nhóm máu với mức độ nâng cao hơn, đặc biệt là đối với các nhóm máu mở rộng và hiếm. Ví dụ, các gen của các hệ thống nhóm máu khác nhau đã được xác định, cùng với các đột biến và các yếu tố khác tạo nên sự đa dạng trong các alen nhóm máu [12]. 

Xác định nhóm máu nâng cao cho phép tạo hồ sơ kháng nguyên hồng cầu chính xác có thể cải thiện chăm sóc bệnh nhân. Trong một nghiên cứu gần đây, xác định kiểu gen đã được chứng minh là chính xác hơn so với xác định kiểu hình, dẫn đến việc nó như là phương pháp chính để xác định kiểu RBC mở rộng cho bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu hình liềm [13] 

Các tổ chức y tế mong muốn xét nghiệm máu chính xác hơn cho cả bệnh nhân và người hiến máu. 

Do những tiến bộ trong xác định kiểu gen máu, Trung tâm Kiểm soát và Phòng chống Bệnh tật (CDC) khuyến nghị bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu hình liềm nên yêu cầu lập hồ sơ kháng nguyên hồng cầu mở rộng, chia sẻ kết quả với các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe trước khi truyền máu, và yêu cầu khớp máu [14]. Ngoài ra, Tạp chí Y học Huyết học Anh xuất bản các hướng dẫn vào năm 2016 về truyền máu cho bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu hình liềm, lưu ý rằng "Bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu hình liềm cũng phải được thực hiện xác định kiểu kháng nguyên RBC mở rộng, điều này có thể hỗ trợ các nghiên cứu máu sau đó và lựa chọn các đơn vị hồng cầu phù hợp" [15]. Các hướng dẫn cũng khuyến cáo rằng tất cả bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu hình liềm nên mang theo thẻ truyền máu lưu trữ thông tin về alloantibodies. 

Để khớp bệnh nhân với máu hiến một cách chính xác nhất có thể, máu hiến cũng phải được kiểm tra bằng các phương pháp nâng cao. Từ đầu năm 2002, các nghiên cứu đã chứng minh những lợi ích của xác định kiểu gen dựa trên DNA để cho phép lựa chọn chính xác hơn các đơn vị máu hiến để quản lý truyền máu ở bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu hình liềm [16]. Các nhà nghiên cứu thậm chí còn kêu gọi xác định kiểu gen hồng cầu thông lượng cao phổ quát cho các quần thể bệnh nhân và hiến máu cũng như tạo ra một cơ sở dữ liệu quốc gia để cho phép khớp máu hiến chính xác hơn cho những người mắc bệnh hồng cầu hình liềm [17]. Tương tự như vậy, các nghiên cứu cũng đã chỉ ra giá trị của xác định kiểu RBC mở rộng để tìm các đơn vị máu phù hợp cho bệnh nhân thalassemia được truyền máu nhiều lần [18]. 

Hiện tại các dịch vụ máu sử dụng nền tảng chủng tộc của những người hiến máu để hỗ trợ việc khớp máu, vì các quần thể người Mỹ gốc Phi, người gốc Tây Ban Nha và người Đông Âu được biết là có tỷ lệ cao hơn ở các  nhóm máu hiếm nhất định [19]. Một số tổ chức đã khởi động các chương trình kiểm tra các đơn vị máu hiến cho các nhóm máu hiếm. Ví dụ, Trung tâm Máu Stanford hiện thực hiện xét nghiệm phân tử chuyên sâu trên khoảng 50 đơn vị máu mỗi tuần để đảm bảo rằng thông tin về máu hiến hiếm có sẵn khi bệnh nhân cần nó [20]. Chương trình này không chỉ cho phép truyền máu chính xác hơn, an toàn hơn cho bệnh nhân, mà trung tâm máu cũng có thể tiếp cận những người hiến máu có nhóm máu hiếm để yêu cầu họ xem xét trở lại hiến máu để đảm bảo rằng nhóm máu đó có sẵn cho bệnh nhân có nhu cầu 

Axiom™ BloodGenomiX™ - giải pháp cho phép phân tích toàn diện, với chi phí hợp lý 

Để mở rộng xác định nhóm máu chính xác hơn, các trung tâm dịch vụ máu cần một giải pháp xác định kiểu gen máu dựa trên DNA có khả năng phân tích thông lượng cao và phổ quát, cho phép phân tích nhiều nhóm máu hơn mà không cần thực hiện nhiều xét nghiệm riêng lẻ. Để đáp ứng nhu cầu này, Thermo Fisher Scientific đã phát triển  Axiom™ BloodGenomiX™ Array thuộc Applied Biosystems™. Axiom BloodGenomiX Array bao gồm hầu hết các hệ thống nhóm máu cũng như các loại mô (HLA) và tiểu cầu (HPA) để giúp cho phép xác định kiểu gen máu và tiểu cầu với độ chính xác hơn. Được sử dụng trên Thiết bị Applied Biosystems™ GeneTitan™ MC Fast Scan, array sử dụng thiết kế đầu dò nâng cao để nhắm vào các marker và biến thể số lượng bản sao trong các vùng phức tạp liên quan đến nhóm máu. Dữ liệu từ Array sau đó được phân tích tự động bằng phần mềm Applied Biosystems™ BloodGenomiX™ Reporter chuyên biệt, một công cụ phần mềm duy nhất độc quyền, để cung cấp kết quả xác định nhóm máu. 

Như đã giải thích trước đó, xác định nhóm máu mở rộng bằng phương pháp truyền thống là một quy trình tốn kém, tốn thời gian và nhiều bước thủ công. Axiom BloodGenomiX Array và phần mềm đi kèm đã thay đổi tình trạng này bằng cách cho phép xác định kiểu gen phân tử cho các nhóm máu mở rộng và hiếm. Thay vì thực hiện nhiều xét nghiệm riêng lẻ yêu cầu các chất thử và chuyên môn cụ thể, các phòng thí nghiệm có giải pháp toàn bộ Axiom BloodGenomiX sẽ có thể phát hiện hầu hết các nhóm máu mở rộng và hiếm chỉ bằng một xét nghiệm duy nhất. Ngoài ra, xét nghiệm thông lượng cao và phân tích đòi hỏi thời gian thực hành tối thiểu và có thể được chạy bởi nhân viên phòng thí nghiệm hiện có chỉ với đào tạo tối thiểu. 

Tài liệu tham chiếu: 

1. Alves VM, Martins PR, Soares S, et al. Alloimmunization screening after transfusion of red blood cells in a prospective study [published correction appears in Rev Bras Hematol Hemoter. 2017 Apr–Jun;39(2):186]. Rev Bras Hematol Hemoter. 2012;34(3):206-211. doi:10.5581/1516-8484.20120051 
2. Sins JW, Biemond BJ, van den Bersselaar SM, et al. Early occurrence of red blood cell alloimmunization in patients with sickle cell disease. Am J Hematol. 2016;91(8):763-769. doi:10.1002/ajh.24397 
3. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ blood-safety-and-availability 
4. Kuehn B. Widespread Blood Shortages Threaten Global Public Health. JAMA. 2019; 322(23):2276. doi:10.1001/jama.2019.20070 
5. https://www.isbtweb.org/isbt-working-parties/rcibgt.html 
6. Raykar NP, Makin J, Khajanchi M, et al. Assessing the global burden of hemorrhage: The global blood supply, deficits, and potential solutions. SAGE Open Med. 2021;9:20503121211054995. Published 2021 Nov 10. doi:10.1177/20503121211054995 
7.  https://www.aabb.org/news-resources/news/article/2022/03/21/ diversity-in-the-blood-donor-pool-protects-patients-in-need-of-rare-blood 
8.  https://www.redcross.org/about-us/news-and-events/press-release/2021/red-cross-launches-national-initiative-to-reach-more-blood-donors-to-helppatients-with-sickle-cell-disease.html 
9.  https://www.bbc.com/news/uk-63155204 
10. https://www.redcrossblood.org/donate-blood/blood-types.html 
11. https://my.clevelandclinic.org/health/treatments/21213-blood-types 
12. Gorakshakar A, Gogri H, Ghosh K. Evolution of technology for molecular genotyping in blood group systems. Indian J Med Res. 2017;146(3):305-315. doi:10.4103/ijmr. IJMR_914_16 
13. Casas J, Friedman DF, Jackson T, et al. Changing practice: red blood cell typing by molecular methods for patients with sickle cell disease. Transfusion. 2015;55: 1388-1393. doi:10.1111/trf.12987 
14. https://www.cdc.gov/ncbddd/sicklecell/betterhealthtoolkit/bloodtransfusions.html 
15. https://b-s-h.org.uk/guidelines?search=sickle+cell+disease 
16. Castilho L, Rios M, Bianco C, et al. DNA-based typing of blood groups for the management of multiply-transfused sickle cell disease patients. Transfusion. 2002;42(2):232-238. doi:10.1046/j.1537-2995.2002.00029.x 
17. Karafin MS, Howard J. Genotyping and the future of transfusion in sickle cell disease. Hematol Oncol Clin North Am. 2022;36(6):1271-1284. doi:10.1016/j.hoc.2022.07.012 
18. Belsito A, Costa D, Signoriello S, et al. Clinical outcome of transfusions with extended red blood cell matching in β-thalassemia patients: A single-center experience. Transfus Apher Sci. 2019;58(1):65-71. doi:10.1016/j.transci.2018.11.006 
19. https://www.redcrossblood.org/donate-blood/blood-types/diversity.html 
20. https://stanfordbloodcenter.org/pulse-sbc-begins-testing-donations-for-rare-blood-groups/