Tiên lượng bệnh tự kỷ: Các gen của cha mẹ 'cực kỳ hữu ích'
Mặc dù một gen nguy cơ chính có thể khiến một cá nhân dễ mắc chứng tự kỷ hoặc một chứng rối loạn phát triển thần kinh khác, nhưng chính toàn bộ tập hợp những thay đổi liên quan trong DNA của họ sẽ quyết định liệu họ có phát triển nó hay không và mức độ nghiêm trọng của nó.
Đây là kết luận mà các nhà nghiên cứu đưa ra sau khi phân tích dữ liệu phát triển, nhận thức và giải trình tự bộ gen của hàng trăm người có gen nguy cơ đã biết cùng với bố mẹ và anh chị em của họ.
Họ gợi ý rằng phát hiện của họ giải thích tại sao hai người mang cùng một gen nguy cơ, còn được gọi là "đột biến chính", có thể có các triệu chứng rất khác nhau của rối loạn phát triển thần kinh liên quan.
“Ví dụ,” tác giả nghiên cứu cao cấp Santhosh Girirajan, phó giáo sư hóa sinh và sinh học phân tử tại Đại học Bang Pennsylvania ở University Park, cho biết “khi cha mẹ và con có cùng một đột biến chính nhưng chỉ đứa trẻ phát triển chứng rối loạn.”
Ông giải thích rằng khi chẩn đoán một chứng rối loạn chẳng hạn như chứng tự kỷ, trọng tâm vào việc tìm ra nguyên nhân có xu hướng là xác định “một đột biến chính”.
Tuy nhiên, cách tiếp cận này không giải thích tại sao nhiều người có cùng một đột biến chính có thể có các triệu chứng khác nhau.
Ông nhận xét: “Các công cụ giải trình tự gen có thể tiết lộ một số lượng lớn các đột biến trong bộ gen của một người.
Các nhà nghiên cứu hiện đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí Di truyền trong Y học.
Tự kỷ và ADHD
Rối loạn phát triển thần kinh là tình trạng “phổ biến và lan rộng” ảnh hưởng đến vận động, ngôn ngữ, kỹ năng xã hội, giao tiếp và cảm xúc.
Các ví dụ điển hình bao gồm chứng tự kỷ - hay chính xác hơn là rối loạn phổ tự kỷ (ASD) - và rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD).
Những rối loạn như vậy có thể bắt nguồn từ sự tăng trưởng và phát triển sớm của não. Tuy nhiên, nguyên nhân chính xác vẫn chưa được biết. Các yếu tố di truyền, môi trường và sinh học được cho là có liên quan.
Những người bị ASD phải đối mặt với những thách thức trong giao tiếp và tương tác, cũng như hiểu và thể hiện cảm xúc.
Họ thường phản ứng, học hỏi và chú ý khác nhau đối với những người khác, và họ cũng có thể lặp lại những hành vi cụ thể và thích có những thói quen hàng ngày giống nhau. Các dấu hiệu thường bắt đầu sớm trong cuộc đời và tiếp tục trong suốt tuổi trưởng thành.
Một số người mắc chứng ASD có thể tự mình xoay sở tốt, trong khi những người khác có thể cần nhiều hỗ trợ trong cuộc sống hàng ngày.
Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) ước tính rằng khoảng 1 trong số 59 trẻ em mắc ASD ở Hoa Kỳ và trẻ em trai có nguy cơ được chẩn đoán mắc bệnh này cao hơn khoảng bốn lần so với trẻ em gái.
ADHD là “một trong những rối loạn phát triển thần kinh phổ biến nhất” ở trẻ em. Nó thường được chẩn đoán trong thời thơ ấu và thường tồn tại cho đến khi trưởng thành.
Ngoài việc khiến trẻ em “hiếu động quá mức”, ADHD có thể làm gián đoạn khả năng chú ý và kiểm soát hành vi bốc đồng của trẻ mà không nghĩ đến hậu quả.
Một cuộc khảo sát quốc gia cho thấy vào năm 2016, có khoảng 6,1 triệu trẻ em ở Hoa Kỳ đã từng được chẩn đoán mắc chứng ADHD; con số này đại diện cho gần 1/10 trong số tất cả những người từ 2–17 tuổi trong dân số Hoa Kỳ.
Các đột biến liên quan đến bệnh tật
Girirajan và các đồng nghiệp của ông đã nghiên cứu những cá nhân có một trong hai “đột biến liên quan đến bệnh tật” được biết là có liên quan đến rối loạn phát triển thần kinh.
Đột biến là những đoạn bị thiếu của vật chất di truyền trên nhiễm sắc thể 16. Một đột biến có tên là 16p11.2 và đột biến còn lại có tên là 16p12.1. Cả hai đều được đưa vào “màn hình toàn cầu dành cho trẻ em chậm phát triển”.
Girirajan giải thích rằng trong 95% trẻ em mang 16p12.1, đột biến đã được di truyền từ cha mẹ. Điều này có nghĩa là “bất kỳ sự khác biệt nào về các đặc điểm lâm sàng giữa cha mẹ và con cái là do những gì họ có trong nền tảng di truyền,” ông lưu ý.
Phân tích của họ cho thấy những người có một trong hai đột biến chính cũng có dấu hiệu lâm sàng của rối loạn liên quan có "nhiều đột biến hơn đáng kể trong nền tảng di truyền" so với cha mẹ hoặc anh chị em cũng là "thành viên gia đình mang mầm bệnh".
Các nhà điều tra cũng tiết lộ rằng có mối liên hệ giữa số lượng đột biến và một số đặc điểm đặc biệt của chứng rối loạn liên quan, chẳng hạn như kích thước đầu trong trường hợp xóa 16p11.2, là một “đặc điểm của sự phát triển nhận thức”.
Girirajan lưu ý: “Bạn càng có nhiều đột biến,“ bạn càng có nhiều dạng kết hợp khác nhau có thể tạo ra các đặc điểm lâm sàng ”.
Ông tiếp tục giải thích rằng mặc dù đột biến chính có thể chỉ do một bên cha hoặc mẹ truyền lại, nhưng hầu hết những thay đổi trong nền tảng di truyền của một cá nhân đều đến từ cả cha và mẹ; nhưng “cuối cùng đứa trẻ sẽ có nhiều hơn những gì cha mẹ từng có.”
Tầm quan trọng của lịch sử gia đình
Thậm chí có thể là cha mẹ không truyền lại đột biến chính là người truyền hầu hết các đột biến - kết thúc trong nền tảng di truyền của cá nhân - góp phần vào sự phát triển và các đặc điểm của bệnh.
“Điều này cho chúng tôi biết rằng nhận được thông tin về tiền sử gia đình, về hồ sơ di truyền của cha mẹ, là vô cùng hữu ích khi cố gắng chẩn đoán,” Girirajan thúc giục.
Ông và các đồng nghiệp của ông cho rằng đột biến chính là nguyên nhân khiến cá nhân dễ bị mắc chứng rối loạn cụ thể, và nền tảng di truyền xác định quá trình phát triển của bệnh và cách nó biểu hiện trên lâm sàng.
Nó cũng có thể là một tình huống phức tạp hơn là một tình huống bật hoặc tắt đơn giản. Ví dụ, có thể là một loại đột biến chính làm cho một cá thể này kém nhạy cảm hơn và một loại đột biến khác làm cho một cá thể khác nhạy cảm hơn với việc phát triển bệnh.
Trong trường hợp đó, cá thể đầu tiên sẽ đòi hỏi nhiều đột biến hơn trong nền tảng di truyền của họ để tạo ra các triệu chứng nghiêm trọng như của cá thể thứ hai, mà đột biến chính của họ sẽ làm cho chúng nhạy cảm hơn.
Tiên lượng chính xác, kịp thời hơn
Theo cách này, đột biến chính có thể được di truyền qua nhiều thế hệ nhưng các triệu chứng vẫn nhẹ cho đến khi một đứa trẻ tình cờ thừa hưởng nhiều đột biến trong nền tảng di truyền của chúng.
Các nhà nghiên cứu hiện có kế hoạch mở rộng nghiên cứu của họ sang các khu vực không mã hóa của bộ gen. Cho đến nay, họ chỉ tập trung vào tỷ lệ nhỏ mã hóa protein.
Họ hy vọng rằng một ngày nào đó, phát hiện của họ sẽ giúp các bác sĩ lâm sàng cung cấp thông tin tốt hơn cho bệnh nhân của họ và đưa ra tiên lượng chính xác hơn trong thời gian để phục hồi chức năng có tác động sớm hơn.
Ví dụ, điều này có nghĩa là “một bệnh nhân có thể bắt đầu trị liệu ngôn ngữ hoặc phục hồi thể chất trước khi tình trạng chậm phát triển xảy ra,” Girirajan kết luận.
“Công trình nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng đột biến chính có thể khiến một người nhạy cảm với chứng rối loạn, nhưng số lượng các đột biến khác ở nơi khác trong bộ gen mới là thứ thực sự xác định khả năng nhận thức và các đặc điểm phát triển ở người đó.”
Santhosh Girirajan
