Embed Size (px)
Citation preview
LOGO
Sinh viên thực hiện:
Đỗ Phong Lƣu
Nguyễn Thị Hoa Thùy
Giáo viên hướng dẫn :
Trần Thị Dung
LOGO
Khái quát chungI
Một số bệnh di truyền thƣờng gặpII
Một số phƣơng pháp phát hiện các biến dị di truyền ở mức phân tửIII
Chẩn đoán bệnh di truyềnIV
VTƣ vấn di truyền
NỘI DUNG
I. KHÁI QUÁT CHUNG
SHPT là ngành khoa học khảo cứu ở mức độ
phân tử cấu trúc của sinh vật, cơ chế hoạt động và
điều tiết, sự tác dụng hỗ tƣơng của các phân tử
này.
Với những tiến bộ về kỹ thuật trong những năm
gần đây, với sự đóng góp đắc lực của các máy tính,
SHPT trở thành ngành "mũi nhọn" của sinh học
và y học.
II. MỘT SỐ BỆNH DI TRUYỀN
THƢỜNG GẶP
1. Bệnh Tay-sachs :
Ðây là bệnh di truyền, thƣờng gặp ở ngƣời châu Âu,
do thiếu gen mã hóa tổng hợp enzym
hexozaminidaza A có tác dụng phân hủy gangliozid
GM2.
Do không có enzym phân hủy, Gangliozid GM2
tích lũy và ứ đọng gây ra hiện tƣợng chậm phát
triển, rối loạn tâm thần, mù lòa, tai biến ngập máu
và tử vong.
II. MỘT SỐ BỆNH DI TRUYỀN THƢỜNG GẶP
2 ) Bệnh Huntington :
Là một bệnh di truyền của hệ thần kinh trung ƣơng, thƣờng biểu hiện ở tuổi từ 25 đến 55.
Triệu chứng ban đầu, cử động vô thức và rối loạn thăng bằng. Khi bệnh nặng lên, các chức năng sống nhƣ ngôn ngữ và đi lại có thể bị sút giảm.
Bệnh Huntington liên quan đến phiên bản đột biến của protein huntingtin - kiểm soát việc sản sinh yếu tố hƣớng thần kinh của não (BDNF)
Những bệnh nhân có protein huntingtin đột biến không thể sản sinh đƣợc lƣợng BDNF thích hợp, dẫn đến thoái hóa não.
II. MỘT SỐ BỆNH DI TRUYỀN THƢỜNG GẶP
3.Bệnh Thalassemia : Là bệnh lý thiếu máu di truyền thƣờng gặp nhất tại Việt
nam và các quốc gia vùng Đông Nam Á, Địa Trung Hải.
Đây là bệnh lý di truyền do sự thiếu hụt tổng hợp một chuỗi globin trong huyết sắc tố của hồng cầu. Hồng cầu bệnh nhân không bền, bị phá huỷ sớm làm bệnh nhân bị thiếu máu và ứ sắt.
người bệnh bị thiếu máu, da nhợt, màu xanh lục, mu bàn tay nhiễm sắc tố nâu, lách rất to, đôi khi gan to, có hiện tượng rối loạn loãng xương.
Hồng cầu bị biến dạng trong bệnh Thalassemia
II. MỘT SỐ BỆNH DI TRUYỀN THƢỜNG GẶP
4) Bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm : Bệnh do đột biến gen trên NST thƣờng (đột biến gen mã
hóa chuỗi Hbß): thay thế cặp A-T bằng cặp T-A làm cho
bộ ba XTX (axit Glutamic) bị biến đổi thành XAX (Valine)
trong gen Hbß, làm biến đổi HbA --> HbS .
HbS ở trạng thái khử ôxi kém hòa tan và kết tủa tạo nên
hồng cầu có dạng hình lƣỡi liềm, có thời gian tồn tại ngắn
dẫn đến thiếu máu.
Hồng cầu hình liềm
Cơ chế gây đột biến hồng cầu hình liềm
Hồng cầu hình liềm gây nghẽn mạch máu
II. MỘT SỐ BỆNH DI TRUYỀN THƢỜNG GẶP
5) Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne (DMD) và Becker (BMD):
Là một rối loạn về di truyền đặc trƣng bởi sự thoái hóa và suy yếu dần dần ở cơ.
Dấu hiệu: cơ bị yếu ngay khi bệnh nhân lên 3 tuổi. Bệnh làm yếu dần các cơ xƣơng hay cơ vân (ở tay, chân, thân ngƣời). Khi bƣớc vào tuổi thiếu niên, cơ tim và hệ hô hấp có thể bị ảnh hƣởng.
Bệnh DMD xảy ra khi 1 gen trên NST X không mã hóa sinh ra protein dystrophin. Còn ngƣời bị bệnh BMD có 1 ít dystrophin nhƣng không đủ hoặc có nhƣng chất lƣợng kém.
Cấu tạo của 1 bó cơ
Cơ chế gây bệnh loạn dƣỡng cơ Duchenne và Becker
II. MỘT SỐ BỆNH DI TRUYỀN THƢỜNG GẶP
6) Hội chứng X không bền :
Đây là bệnh di truyền chậm phát triển tâm thần hay gặp
nhất ở ngƣời Capcaz, ngoài ra có cả ở ngƣời Nhật, Trung
Quốc, ấn Độ, châu Phi.
Bệnh di truyền liên kết giới tính, liên quan đến vùng không
đƣợc phiên dịch 5' của exon 1 của gen FMR-1 (Fragile X
Mental Retardation 1).
III) MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP PHÁT HIỆN BỆNH
DI TRUYỀN Ở MỨC ĐỘ PHÂN TỬ
III) MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP PHÁT HIỆN BỆNH DI TRUYỀN Ở
MỨC ĐỘ PHÂN TỬ
1. Điện di protein (protein electrophoresis) :
Điện di protein đã đƣợc dùng để phát hiện các
biến dị amino acid trên hàng trăm loại protein
ngƣời.
Điện di protein chỉ cho phép phát hiện chỉ
khoảng một phần ba các đột biến xảy ra trên các
codon của DNA.
Kỹ thuật
điện di
Protein
III) MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP PHÁT HiỆN BỆNH DI
TRUYỀN Ở MỨC ĐỘ PHÂN TỬ
2. Phát hiện đột biến ở mức DNA :a) Sự đa hình trong chiều dài các đoạn DNA giới hạn
(Restriction Fragment Length Polymorphism: RFLPs):
Phát hiện các biến dị di truyền ở mức độ DNA đựơc thực hiện thông qua vai trò của các enzyme giới hạn (đƣợc sản xuất bởi nhiều loại vi khuẩn khác nhau nhằmngăn chặn sự xâm nhập của các DNA lạ bằng cách cắt nhỏ những DNA này).
Các DNA lạ sẽ đƣợc cắt tại những vị trí đặc hiệu trên DNA đƣợc gọi là những vị trí ghi nhận hay vị trí giới hạn
Ví dụ: Ở Escherichia coli có một enzyme giới hạn EcoRI ghi nhận một đoạn DNA có trình tự
GAATTC.
Hình : Cắt DNA bằng enzyme giới hạn EcoRI
Để quan sát đƣợc các đoạn DNA giới hạn ngƣời ta đã thực
hiện kỹ thuật :
Xử lí bằng enzyme giới hạn
Điện di
Tách cấu trúc xoắn kép
Cố định DNA
Xác định đoạn DNA đặc hiệu
RFLPs đã đƣợc dùng để phát hiện bệnh đột biến hồng
cầu hình liềm.
RFLPs đƣợc sử dụng làm công cụ trong việc định vị nhiều
gene bệnh quan trọng nhƣ gene gây bệnh u xơ thần kinh
type I (neuro-fibromatosis type I), bệnh Huntington, bệnh
xơ nang (cystic fibrosis) v.v...
Kỹ thuật phát
hiện tính đa
hình trong
chiều dài của
các đoạn DNA
giới hạn
III) MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP PHÁT HiỆN BỆNH DI TRUYỀN Ở MỨC
ĐỘ PHÂN TỬ
2. Phát hiện đột biến ở mức DNA :
b)Sự đa hình trong số lượng của các đoạn lặp (Variable
Number of Tandem Repeat Polymorphism: VNTR)
Một vùng DNA tiểu vệ tinh có thể lặp 2, 3 lần hoặc lên đến
trên 20 lần lặp. Số lƣợng này thay đổi rất lớn từ ngƣời này
qua ngƣời khác tạo ra nhiều biến dị di truyền trong quần thể
gọi là số lƣợng dao động của các đoạn lặp nối tiếp
(variable number of tandem repeats: VNTRs).
Các VNTR đƣợc phát hiện bằng kỹ thuật tƣơng tự kỹ thuật
dùng để phát hiện các RFLP.
Sự đa hình của các vị trí giới hạn chỉ cho phép phát hiện
các biến dị dựa vào sự có mặt hoặc vắng mặt của các vị trí
giói hạn (chỉ có 2 allele) thì các VNTR cho phép phát hiện
các biến dị thông qua sự khác nhau về số lƣợng của các
đoạn lặp giữa hai vị trí giới hạn (có thể có > 2 allele)
Các DNA vi vệ tinh (short tandem repeat-STR-các
đoạn lặp ngắn) cũng có những biến dị trong chiều dài
do kết quả của sự khác nhau trong số lần lặp.Mỗi
đoạn lặp ngắn nhƣ vậy có thể lặp đi lặp lại hàng trăm
lần.
Tính chất đa hình của các đoạn lặp ngắn (short
tandem repeat polymorphism: STRP) khác với các
VNTR ở kích thƣớc của đoạn lặp và chúng đƣợc phân
lập không phải thông qua các vị trí giới hạn nằm cạnh
các đoạn lặp mà thay vào đó là bằng kỹ thuật PCR.
III) MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP PHÁT HiỆN BỆNH DI TRUYỀN Ở MỨC ĐỘ PHÂN
TỬ
2. Phát hiện đột biến ở mức DNA :
c) Khuếch đại DNA bằng kỹ thuật PCR
Kỹ thuật PCR cho phép nhân một đoạn DNA đặc hiệu ngắn
(có chiều dài khoảng vài ngàn kb hoặc ngắn hơn) một cách
nhanh chóng thành hàng triệu bản sao giống hệt nhau tạo điều
kiện thuận lợi cho việc phát hiện các biến dị di truyền ở mức
DNA.
Quá trình thực hiện PCR đòi hỏi các thành phần sau:
Hai đoạn mồi (primer)
DNA polymerase
Một lƣợng lớn các nucleotìde tự do
DNA từ một cơ thể sinh vật cần nghiên cứu
PCR là một quá trình
bao gồm ba bƣớc cơ
bản:
Tách cấu trúc kép
DNA bằng nhiệt độ cao
Lai với đoạn primer ở
nhiệt độ thấp
Kéo dài đoạn primer ở
nhiệt độ trung gian. Kết
quả là tạo ra các đoạn
DNA hoàn toàn giống
nhau về trình tự .
III) MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP PHÁT HiỆN BỆNH DI
TRUYỀN Ở MỨC ĐỘ PHÂN TỬ
2. Phát hiện đột biến ở mức DNA :
d) Xác định trình tự của DNA (DNA sequencing)
Cho phép tìm hiểu bản chất của đột biến gene,
chức năng của gene, mức độ tƣơng tự của gene với
các gene khác đã biết.
Kỹ thuật xác định trình tự của DNA là phƣơng
pháp dideoxy (dideoxy method) do Frederick
Sanger đƣa ra.
Kỹ thuật xác
định trình tự
Nucleotide của
DNA bằng
cách sử dụng
phƣơng pháp
dideoxy
III) MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP PHÁT HIỆN BỆNH DI TRUYỀN Ở
MỨC ĐỘ PHÂN TỬ
2. Phát hiện đột biến ở mức DNA :
e) Chip DNA (DNA chip)
Là kỹ thuật mới để phát hiện các đột biến đặc hiệu
với tốc độ rất nhanh, chính xác dựa trên cơ sở phân
tích đột biến bằng vi tính.
Để sản xuất các chip DNA, các oligonucleotide (gồm
các DNA có trình tự bình thƣờng và các DNA có trình
tự mang các đột biến gây bệnh đã biết) đóng vai trò
của các đoạn dò (probe) đƣợc máy cài lên một phiến
kính nhỏ.
Mỗi phiến kính nhƣ vậy với diện tích khoảng 1cm2 có
thể chứa từ hàng trăm đến hàng ngàn loại
oligonucleotide khác nhau.
Các oligonucleotide đƣợc đặt trên con chip, sau đó cho
tiếp xúc với DNA đƣợc gắn huỳnh quang của một đối
tƣợng. Quá trình lai xảy ra nếu có một oligonucleotide
có trình tự nucleotide bổ sung với trình tự DNA của
đối tƣợng. Ví trí phát huỳnh quang trên chip sẽ đánh
dấu vị trí của đoạn oligonucleotide trên chip
Sơ đồ minh họa một chip DNA
IV. CHẨN ĐOÁN BỆNH DI TRUYỀN
IV. CHẨN ĐOÁN BỆNH DI TRUYỀN
Di truyền y học đã sử dụng các phƣơng pháp và kĩ
thuật hiện đại để chẩn đoán chính xác các tật,
bệnh di truyền, nhƣ sử dụng đánh dấu di truyền,
các enzim chẩn đoán bệnh, kĩ thuật chọc ối chẩn
đoán trƣớc khi sinh, kết hợp với các phân tích hoá
sinh nƣớc ối, chuẩn đoán bằng DNA phôi thai
trong máu mẹ, PCR, real-time PCR, kỹ thuật cắt
đoạn đa dạng (RFLP), phƣơng pháp Southern
Blot,…
IV. CHẨN ĐOÁN BỆNH DI TRUYỀN
1. Chẩn đoán trước sinh
Mục tiêu chính: cung cấp cho các gia đình có nguy cơ các thông tin cần
thiết để họ có thể lựa chọn trong quá trình mang thai.
Những lợi ích của chẩn đoán trước sinh:
Tái khẳng định cho các gia đình có nguy cơ yên tâm khi kết quả chẩn
đoán bình thƣờng.
Cung cấp thông tin về nguy cơ đối với các cặp vợ chồng mà nếu không có
những thông tin nhƣ thế họ sẽ không dám mang thai.
Chuẩn bị về mặt tâm lý cho cặp vợ chồng trƣớc việc ra đời một đứa
trẻkhuyết tật.
Giúp các nhà chuyên môn lên kế hoạch can thiệp trong cuộc đẻ, quản lý và
săn sóc sức khỏe cho trẻ sau khi đã chẩn đoán trẻ mắc bệnh di truyền.
1) Chuẩn đoán trƣớc sinh :
Các test trong chuẩn đoán trước sinh :
Test sàng lọc :
Độ chính xác không lớn
Giá thành thấp
Dễ thực hiện
Cho phép thực hiện trên một lƣợng lớn cá thể
Một kết quả bất thƣờng của test sàng lọc sẽ chỉ
định cho các test chuẩn đoán tiếp theo.
Ví dụ : Theo đánh giá anpha – Fetoprotein (AFP)
trong máu mẹ vào tuần thứ 15 của thai kỳ để sàng lọc
các trƣờng hợp bất thƣờng ống thần kinh của thai nhi.
Test chẩn đoán :
Test chẩn đoán đƣợc sử dụng để chẩn đoán
xác định các trƣờng hợp nghi ngờ mang bất
thƣờng.
Ví dụ : Thực hiện test chẩn đoán bằng nuôi
cấy tế bào nƣớc ối đối với những sản phụ từ 35
tuổi trở lên để phát hiện các trƣờng hợp thai nhi
mắc trisomy.
IV. CHẨN ĐOÁN BỆNH DI TRUYỀN
Kỹ thuật chẩn đoán trước sinh hiện nay
Hiện nay có nhiều phƣơng pháp khả thi
chẩn đoán sớm nhƣ: siêu âm, test sàng lọc bộ ba
(triple test)...
Phƣơng pháp can thiệp nhƣ: chọc hút nƣớc ối,
nuôi cấy tế bào nƣớc ối
Các nhà khoa học thuộc Trung tâm Nghiên cứu
sinh, y, dƣợc học (Học viện Quân y) vừa nghiên
cứu thành công phƣơng pháp chẩn đoán trƣớc
sinh từ tuần thứ 7 của thai kỳ bằng ADN phôi
thai trong máu mẹ.
Một số bệnh đã đƣợc chẩn đoán trƣớc sinh :
Hội chứng Down:
Đƣợc thực hiện từ cuối năm 1999
Kỹ thuật sử dụng là định lƣợng real-time PCR. Kết
quả này đã mở ra việc chẩn đoán trƣớc sinh bệnh
Down. Sự phát hiện ra ADN phôi lƣu hành trong
máu mẹ còn hứa hẹn đƣợc áp dụng trong chẩn
đoán trƣớc sinh một số bệnh di truyền khác. Từ
tuần thai thứ 7 đã có ADN phôi trong máu của
ngƣời mẹ.
IV. CHẨN ĐOÁN BỆNH DI TRUYỀN
Bệnh Duchene:
Sử dụng kỹ thuật multiplex PCR với 14 bộ primer
để phân tích ADN trong bệnh này. Nghiên cứu cho
thấy 63% có khuyết đoạn gen. Hai điểm bệnh lý là ở
exon 8-9 và exon 44-51.
Kỹ thuật cắt đoạn đa dạng (RFLP) đƣợc sử dụng để
phát hiện ngƣời mang gen bệnh và chẩn đoán trƣớc
sinh.
IV. CHẨN ĐOÁN BỆNH DI TRUYỀN
RhD của phôi thai:
Sử dụng kỹ thuật PCR huỳnh quang để phát
hiện gen RhD chỉ trên một tế bào lấy từ ADN máu
mẹ.
Phát hiện này rất quan trọng để điều trị trƣớc
sinh những thai phụ nhạy cảm với RhD khi đối tác
là dị hợp tử gen RhD. Bố mẹ có thể yên tâm là thai
không có nguy cơ nếu nó RhD (-). Nếu phôi RhD
(+) thì tiến hành điều trị.
Bệnh phenylceton niệu (PKU):
Là bệnh di truyền thiếu enzym phenylalanin
hydroxylase (PAH), do có biến dị ở 4 exon 7, 10,
11, 12 của gen điều khiển việc sản xuất PAH. Kỹ
thuật chẩn đoán trƣớc sinh bao gồm PCR-SSCP
kết hợp với nhuộm bạc để phát hiện các biến dị ở
gen này.
Hội chứng X không bền:
Nǎm 1991, các nhà khoa học đã xác định đƣợc
locus X không bền, từ đó phát triển kỹ thuật chẩn
đoán ADN. Bây giờ, đã chẩn đoán trƣớc sinh và
cho cả những bà mẹ mang gen, sử dụng các kỹ
thuật lai tạo Phƣơng Nam (Southern
hybridization) và PCR để phát hiện đột biến của X
không đều.
Chẩn đoán trước sinh một số bệnh di truyền,
chuyển hóa khác :
Buys (Hà Lan) mới công bố công trình nghiên
cứu phát hiện trƣớc sinh và ngƣời mang gen bệnh
ứ đọng glycogen týp 1a (bệnh Von Gierke) do
thiếu enzym glucose-6-phosphatase.
Cao và cộng sự (ý) đã rất thành công trong việc
chẩn đoán trƣớc sinh ngƣời mang gen di truyền dị
hợp tử bệnh b -thalassemia ở đảo Síp và Sardinia
bằng kỹ thuật phân tử, khiến cho tỉ lệ sinh trẻ em
mắc bệnh b -thalassemia đồng hợp tử hạ xuống
gần bằng 0.
Các nhà khoa học Anh, Mỹ đã dùng kỹ thuật
PCR để phát hiện đột biến D F508 trong bệnh xơ
nang, với độ đặc hiệu 100%.
2. Chẩn đoán phân tử sơ sinh
Có một số bệnh di truyền đƣợc chẩn đoán bằng kỹ
thuật phân tử ngay từ khi đứa trẻ mới ra đời:
_ Các công trình nghiên cứu ở Anh, ý, Tây Ban
Nha đã nêu lên giá trị của kỹ thuật ADN phát hiện
bệnh tǎng sản thƣợng thận bẩm sinh do thiếu
enzym 21-hydroxylase ở trẻ sơ sinh. Kỹ thuật
đƣợc sử dụng là Nested PCR đã phát hiện thấy
đột biến mất 8bp EX3 của gen hoạt động CYP
21B.
Nested PCR
Reaction
Diagram
V. TƢ VẤN DI TRUYỀN
1 ) Mục đích của công tác tƣ vấn di truyền
Cung cấp những thông tin trong lĩnh vực y học
bao gồm chẩn đoán, diễn biến của bệnh, các
phƣơng tiện hỗ trợ và điều trị hiện có.
Cung cấp những thông tin về khả năng di truyền
của bệnh, nguy cơ tái phát
Giúp lựa chọn những biện pháp thích hợp với
nguy cơ của bệnh, mục đích của gia đình bệnh
nhân, phù hợp với các tiêu chuẩn về đạo đức, tôn
giáo của gia đình.
Thực hiện những biện pháp can thiệp tốt nhất
trong khả năng cho phép đối với ngƣời bệnh
2 ) Các chỉ định cho công tác tƣ vấn di truyền :
Trƣớc đây gia đình đã có một trẻ với nhiều dị tật
bẩm sinh, chậm phát triển trí tuệ hoặc một dị tật
chính
Có tiền sử gia đình đối với một bệnh di truyền
Chẩn đoán trƣớc sinh trong trƣờng hợp mẹ lớn
tuổi hoặc những chỉ định khác.
Tình trạng hôn nhân đồng huyết.
Vô sinh hoặc sẩy thai liên tiếp.
Một bệnh lý di truyền hoặc bất thƣờng mới đƣợc
chuẩn đoán.
3 ) Ngăn ngừa sự tái phát trong gia đình :
Tƣ vấn di truyền đƣợc thực hiện cả trƣớc và sau
các xét nghiệm trên để giúp định hƣớng trong việc
thực hiện các xét nghiệm di truyền và phiên giải
các kết quả xét nghiệm đó.
Nếu các bố mẹ có kế hoạch không có thêm con
hoặc không có con, việc ngừa thai và triệt sản là
những biện pháp đƣợc lựa chọn
Nếu bố mẹ quyết định chấm dứt thai kỳ họ cần
đƣợc tƣ vấn đầy đủ và theo dõi sau khi thực hiện
quyết định này.
TAI LIỆU KHAM KHAO
Đỗ Lê Thăng, Đinh Đoàn Long. Chú giải Di
Truyền học. Nxb Giáo Dục. 2007
Đỗ Lê Thăng. Giáo trình Di truyền học. Nxb Giáo
Dục. 2006
Benjamin A.Pierce, Genetics A Conceptual
Approach, 2005
D. Clark, Molecular Biology (Elsevier, 2005)
Giáo trình di truyền y học – Trƣờng Đại Học Y
Huế
Sinh học phân tử - Hồ Huỳnh Thùy Dƣơng – NXB
Giáo Dục – 2003.
http://www.huemed-univ.edu.vn
http://www.Vnexpress.net
http://www.sfn.org/briefings/huntingtons.html
http://www.visiscience.com
http://www.genome.ou.edu
http://www.yourgenome.org
