Di truyền học người và di truyền y học SVIP

I. KHÁI NIỆM, VAI TRÒ CỦA DI TRUYỀN HỌC NGƯỜI VÀ DI TRUYỀN Y HỌC

1. Khái niệm

Di truyền học người là ngành khoa học nghiên cứu về sự di truyền và biến dị ở người qua các thế hệ.

Di truyền y học là một lĩnh vực của di truyền học người, chuyên nghiên cứu, tìm hiểu về nguyên lí di truyền các tính trạng, đặc biệt là những tính trạng có hại (bệnh), từ đó đề ra biện pháp phòng tránh và chữa trị bệnh di truyền.

2. Vai trò

Di truyền học người cung cấp thông tin về cơ chế di truyền và biến dị ở người, giúp phát triển các tiềm năng của gene, đồng thời hỗ trợ nghiên cứu và ứng dụng trong việc phòng ngừa, chẩn đoán, chữa trị các bệnh di truyền.

- Ví dụ: Hiểu biết về quan hệ kiểu gene và môi trường → đề xuất biện pháp để phát triển tối đa thể chất, năng lực, tố chất bẩm sinh.

Các chỉ số năng lực bẩm sinh

II. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN HỌC NGƯỜI

Hai phương pháp nghiên cứu di truyền học phổ biến ở người đó là nghiên cứu phả hệ và nghiên cứu nhiễm sắc thể.

- Các nguyên lí di truyền có thể áp dụng cho mọi sinh vật, trong đó phương pháp nghiên cứu di truyền học người có một số điểm khác biệt hoàn toàn.

- Một số phương pháp nghiên cứu di truyền người:

+ Nghiên cứu ở cấp độ phân tử.

+ Nghiên cứu NST.

+ Nghiên cứu trẻ đồng sinh.

+ Nghiên cứu phả hệ.

1. Phương pháp nghiên cứu phả hệ

a. Khái niệm

- Phả hệ là một sơ đồ ghi lại sự di truyền một/một vài tính trạng của các cá thể ở nhiều thế hệ khác nhau trong dòng họ.

b. Cách thức xây dựng phả hệ

- Các bước xây dựng phả hệ:

+ Xác định tính trạng cần nghiên cứu.

+ Thu thập thông tin về tính trạng trên những người thuộc cùng một gia đình/dòng họ qua các thế hệ.

+ Sử dụng các kí hiệu quy ước để biểu thị mối quan hệ họ hàng và sự di truyền tính trạng qua các thế hệ.

Phả hệ di truyền bệnh bạch tạng

Phả hệ di truyền bệnh mù màu

c. Ứng dụng

- Phân tích sự di truyền của một tính trạng qua các thế hệ → xác định được các đặc điểm di truyền như là gene trội/lặn, nằm trên NST thường/NST giới tính, tính trạng do một, hai hay nhiều gene cùng quy định,...

- Giúp phát hiện đặc điểm di truyền của một số bệnh ở người. Ví dụ: Bệnh bạch tạng do đột biến gene lặn trên NST thường; bệnh mù màu, máu khó đông do gene lặn trên NST giới tính X,...

- Do số lượng con của mỗi gia đình tương đối thấp → để có được kết luận chính xác về đặc điểm di truyền của một tính trạng cần phải nghiên cứu trên số lượng lớn phả hệ.

2. Phương pháp nghiên cứu nhiễm sắc thể người

a. Khái niệm

- Phương pháp nghiên cứu NST người là phương pháp nghiên cứu các đặc điểm về bộ NST của người, bao gồm số lượng, hình dạng, kích thước NST bình thường và các đặc điểm bất thường trên NST.

b. Cách tiến hành

- Các bước tiến hành như sau:

+ Lấy các tế bào bạch cầu của người đem nuôi cấy trong môi trường nhân tạo.

+ Khi các tế bào bạch cầu đang phân chia, bổ sung hoá chất colchicine để ngăn cản sự hình thành thoi phân bào → Các tế bào sẽ dừng lại ở kì giữa.

+ Làm tiêu bản và quan sát bộ NST ở kì giữa.

- Để phát hiện những bất thường về NST cần phải có NST đồ: Là hình ảnh về bộ NST bình thường, được sắp xếp thành các cặp NST tương đồng theo kích thước giảm dần và đánh số thứ tự (NST giới tính đặt ở cuối).

Bộ NST đồ (karyotype) của người bình thường (nam giới)

c. Ứng dụng

- Giúp xác định được các đặc điểm của bộ NST khi ở trạng thái bình thường và khi xảy ra đột biến. Từ đó:

+ Phát hiện sớm các đột biến ở thai nhi.

+ Phát hiện nhiều bệnh ung thư ở người.

- Ví dụ: Chuyển đoạn giữa NST số 8 và số 14 trong tế bào soma của người gây nên ung thư bạch cầu Burkitt, mất đoạn ngắn trên đầu mút NST số 5 gây nên hội chứng tiếng mèo kêu (Cri - du - chat).

III. Y HỌC TƯ VẤN

Y học tư vấn là một lĩnh vực của di truyền học, sử dụng những kiến thức về di truyền y học để có thể dự đoán và phát hiện sớm các bệnh di truyền, từ đó đề xuất biện pháp phòng ngừa và điều trị một số bệnh.

1. Khái niệm

- Y học tư vấn (di truyền học tư vấn) là một lĩnh vực cung cấp thông tin cơ sở di truyền y học (nguyên nhân, cơ chế gây bệnh, tần số mắc bệnh, biện pháp hạn chế và phòng tránh bệnh cho đời con,...) cho bệnh nhân, những đối tượng có nguy cơ mắc hoặc sinh ra con mắc bệnh di truyền.

2. Cơ sở khoa học

- Quy luật di truyền tính trạng và di truyền học quần thể → xác định xác suất sinh con mắc bệnh di truyền.

- Xét nghiệm về NST và các chỉ tiêu sinh hóa lấy từ dịch ối/nhau thai (chẩn đoán trước sinh) → xác định thai nhi có bị đột biến NST hoặc mắc các bệnh di truyền hay không.

Ví dụ: Sử dụng kĩ thuật chọc lấy dịch ối cho phụ nữ lớn tuổi để phát hiện các bệnh tật di truyền như hội chứng Down, dị tật ống thần kinh,...

Kĩ thuật chọc lấy dịch ối

- Các kĩ thuật phân tử → xác định chính xác gene gây bệnh để đưa ra phác đồ điều trị phù hợp.

Ví dụ: Giải trình tự gene để xác định gene bị đột biến, sau đó đưa phác đồ điều trị với loại thuốc đặc hiệu (thuốc đích).

3. Tư vấn

- Căn cứ vào kết quả nghiên cứu phả hệ, di truyền tế bào, di truyền phân tử để:

+ Tư vấn xác suất sinh con bị mắc bệnh cho các cặp trai gái chưa kết hôn.

+ Tư vấn các biện pháp phòng tránh khả năng sinh con mắc bệnh cho các cặp vợ chồng có ý định sinh con.

+ Tư vấn thực hiện chẩn đoán trước sinh để phát hiện sớm các bệnh di truyền ở thai nhi cho các phụ nữ đang mang thai, đặc biệt là phụ nữ mang thai trên 35 tuổi.

Tương quan giữa tuổi mẹ và nguy cơ sinh con bị mắc hội chứng Down

+ Tư vấn lựa chọn phác đồ điều trị và thuốc điều trị đích cho các bệnh nhân ung thư đã xác định được gene gây bệnh.

IV. MỘT SỐ THÀNH TỰU VÀ ỨNG DỤNG CỦA LIỆU PHÁP GENE

Liệu pháp gene là biện pháp sử dụng gene để chữa trị hoặc ngăn ngừa các bệnh, tật di truyền.

1. Thành tựu trong nghiên cứu

- Liệu pháp gene được sử dụng để thay thế/ức chế/chỉnh sửa các gene hỏng, gene gây bệnh trong tế bào soma hoặc gây chết tế bào → giúp điều trị hoặc làm giảm triệu chứng của một số bệnh di truyền do một gene quy định.

+ Năm 2007 (Pennsylvania và London): Sử dụng liệu pháp gene thay thế gene bị bệnh cho 4 bệnh nhân bị mù do một đột biến gene.

+ Năm 2018: Sử dụng hệ thống CRISPR-Cas 9 để chỉnh sửa gene gây bệnh hồng cầu hình liềm trong tế bào người. Phương pháp này chưa được thử nghiệm rộng rãi trên người.

2. Ứng dụng

- Liệu pháp gene hướng đến các mục tiêu sau:

+ Chữa các bệnh di truyền do một gene quy định.

+ Gene thay thế phải được duy trì và hoạt động trong suốt cuộc đời của bệnh nhân.

→ Với mỗi bệnh di truyền cần nghiên cứu và lựa chọn phương pháp phù hợp.

Ví dụ: Sử dụng tế bào gốc tủy xương của bệnh nhân là thích hợp nhất để chữa trị một số bệnh di truyền liên quan đến các tế bào máu, bệnh thiếu hụt miễn dịch.

 Tế bào gốc tủy xương của bệnh nhân là đối tượng thích hợp cho liệu pháp gene

- Liệu pháp gene còn đang trong giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm và còn nhiều rào cản về kĩ thuật cũng như đạo đức. → Trong tương lai, con người cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển phương pháp này.