Chromosomal Microarray (CMA): Chuẩn mới trong phân tích bất thường nhiễm sắc thể

Trong suốt hơn 60 năm qua, phân tích nhiễm sắc thể bằng phương pháp karyotyping truyền thống (G-banding) đã đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán di truyền trước sinh và hậu sinh. Tuy nhiên, khi công nghệ gen tiến bộ, những hạn chế của kỹ thuật này – như độ phân giải thấp, thời gian phân tích kéo dài, yêu cầu nuôi cấy tế bào và phụ thuộc nhiều vào kỹ thuật viên – đã trở thành rào cản trong bối cảnh lâm sàng hiện đại.

Công nghệ chromosomal microarray (CMA) ra đời như một bước tiến cách mạng, cho phép phân tích di truyền với độ phân giải cao hơn nhiều, không cần nuôi cấy tế bào, và đặc biệt hữu hiệu trong các trường hợp có hình thái nhiễm sắc thể bình thường nhưng vẫn mang dị dạng vi bất thường (microdeletion/microduplication).

CMA là gì?

Chromosomal microarray (CMA) là kỹ thuật sử dụng hàng trăm nghìn đến hàng triệu đầu dò DNA để phát hiện biến thể số bản sao (CNV) và đa hình đơn nucleotide (SNP) trên toàn bộ bộ gen. CMA có thể thực hiện với mẫu DNA được chiết xuất từ mô tươi hoặc mô cố định (FFPE), không yêu cầu tế bào sống hay pha phân chia cụ thể như G-banding.

CMA vượt trội hơn karyotyping truyền thống như thế nào?

1. Độ phân giải cao: CMA có thể phát hiện bất thường nhỏ chỉ vài trăm kb, trong khi G-banding thường chỉ phát hiện được các thay đổi >5–10 Mb.
2. Không cần nuôi cấy tế bào: Giúp giảm thời gian trả kết quả, tránh sai lệch do hiện tượng khảm giả trong nuôi cấy.
3. Phát hiện bất thường copy trung tính: Như mất dị hợp tử (cnLOH), UPD, LCSH, không thể phát hiện bằng karyotyping.
4. Phân tích được mẫu FFPE, mô lưu trữ lâu: Hữu ích trong các trường hợp sẩy thai cũ, mô bệnh học.
5. Phát hiện khảm ở mức độ thấp: CMA sử dụng DNA tổng từ nhiều tế bào, giúp tăng độ nhạy trong phát hiện khảm.

Ứng dụng nổi bật trong lâm sàng và nghiên cứu

Thai kỳ nguy cơ cao

• CMA được khuyến cáo là xét nghiệm bậc một trong chẩn đoán tiền sản bởi nhiều hiệp hội y khoa (ACOG, SMFM, ACMG).
• Nhiều nghiên cứu cho thấy CMA phát hiện thêm 5–10% CNV có ý nghĩa lâm sàng trong các trường hợp có NT tăng, dị tật tim, chậm phát triển trong tử cung dù karyotype bình thường.

Chẩn đoán hậu sinh

Trong các trường hợp tự kỷ (ASD), chậm phát triển (DD), thiểu năng trí tuệ (ID), dị tật bẩm sinh nhiều cơ quan (MCA) không rõ nguyên nhân, CMA là công cụ mạnh giúp tìm được nguyên nhân di truyền trong khoảng 15–20% số ca.

Sẩy thai và mô sản phẩm thai (POC)

Với mô thai lưu hoặc sẩy thai nhiều lần, CMA cho phép phân tích được trên mẫu FFPE, tăng khả năng tìm nguyên nhân di truyền giúp tư vấn sinh sản chính xác hơn.

Trường hợp “karyotype bình thường” nhưng vẫn có vấn đề

Có nhiều ca thực tế ghi nhận bệnh nhân có G-banding 46,XX bình thường, nhưng CMA lại phát hiện nhiều CNV de novo nhỏ, liên quan đến các hội chứng phức tạp (ví dụ: bất thường 7q, 18p, Xp).

Lưu ý và tiếp cận kết hợp

Mặc dù CMA rất mạnh, kỹ thuật này không phát hiện được bất thường cân bằng (balanced translocation, inversion). Vì vậy, trong một số trường hợp đặc biệt, CMA nên được kết hợp với FISH hoặc G-banding để đảm bảo độ bao phủ phân tích toàn diện.

Tính hiệu quả về chi phí

Dù chi phí ban đầu của CMA cao hơn karyotyping, nhưng nhiều phân tích kinh tế cho thấy CMA là chiến lược tối ưu về chi phí, đặc biệt trong thai kỳ có dị tật phát hiện qua siêu âm hoặc trẻ có biểu hiện lâm sàng bất thường. Việc tìm được nguyên nhân sớm giúp tránh được các chẩn đoán lặp lại tốn kém, hướng điều trị chính xác hơn và giảm gánh nặng tâm lý cho gia đình.

Kết luận

CMA đang dần thay thế karyotyping truyền thống trong các trường hợp cần phân tích di truyền với độ chính xác cao. Khả năng phát hiện vi bất thường, sử dụng mẫu lưu trữ, không phụ thuộc pha tế bào và tính tự động hóa cao khiến CMA trở thành công cụ hàng đầu trong các phòng xét nghiệm hiện đại.

Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn giải pháp CMA phù hợp với nhu cầu nghiên cứu hoặc ứng dụng lâm sàng của quý khách.

Tài liệu tham khảo chọn lọc

• Miller DT et al. (2010). Chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for individuals with developmental disabilities or congenital anomalies. American Journal of Human Genetics, 86:749–764.

→ Bài báo khẳng định CMA là xét nghiệm tuyến đầu trong chẩn đoán chậm phát triển và dị tật bẩm sinh không rõ nguyên nhân.

• Hay SB et al. (2018). ACOG and SMFM guidelines for prenatal diagnosis: Is karyotyping really sufficient? Prenatal Diagnosis, 38(3):184–189.

→ Khuyến cáo CMA thay thế karyotyping trong nhiều chỉ định tiền sản.

• Cicatiello R et al. (2019). Chromosomal microarray analysis versus karyotyping in fetuses with increased nuchal translucency. Medical Sciences, 7(3):40.

→ CMA phát hiện CNV trong các trường hợp NT tăng mà karyotype bình thường.

• Sahoo T et al. (2017). Comprehensive genetic analysis of pregnancy loss by chromosomal microarrays. Genetics in Medicine, 19(1):83–89.

→ Phân tích mô thai lưu, kể cả FFPE, bằng CMA cho kết quả chính xác và có giá trị tư vấn sinh sản.

• Li Y et al. (2018). Cost effectiveness of karyotyping, chromosomal microarray analysis, and targeted next-generation sequencing of patients with unexplained global developmental delay or intellectual disability. Molecular Diagnosis & Therapy, 22:129–138.

→ CMA được chứng minh là lựa chọn hiệu quả về chi phí trong lâm sàng.