Kể từ khi phát hiện ra DNA tự do của thai nhi (cell-free fetal DNA – cffDNA) trong huyết tương của người mẹ vào năm 1997, đã có rất nhiều ứng dụng trong việc sử dụng cffDNA như một nguồn vật liệu di truyền của thai nhi trong chẩn đoán trước sinh. Sự hiện diện của cffDNA cho phép phát hiện bất thường nhiễm sắc thể và xác định giới tính thai nhi một cách an toàn. Việc phát hiện cffDNA không chỉ đánh dấu một bước tiến lớn trong y học thai kỳ mà còn đặt nền móng cho các kỹ thuật sàng lọc tiên tiến như NIPT (Non-Invasive Prenatal Testing).
Xét nghiệm thai nhi là một phần quan trọng trong việc chăm sóc sản khoa hiện đại. Tuy nhiên, các phương pháp chẩn đoán trước sinh như chọc ối và sinh thiết gai nhau đều tiềm ẩn rủi ro cho mẹ và thai nhi.
CffDNA là những đoạn DNA tự do trong máu mẹ, có nguồn gốc từ nhau thai, giúp cung cấp những thông tin di truyền về thai nhi mà không gây nguy hiểm cho cả mẹ và bé. Đặc biệt, cffDNA có thể được sử dụng để sàng lọc các bất thường nhiễm sắc thể, xác định giới tính thai nhi và phát hiện sớm các bệnh lý di truyền, từ đó mang lại những lợi ích vượt trội trong việc theo dõi sức khỏe thai kỳ.
Hành trình khám phá cffDNA bắt đầu từ năm 1948 khi Mandel và Metais lần đầu tiên phát hiện sự hiện diện của cfDNA trong máu. Khám phá này đã mở ra một hướng đi mới cho nghiên cứu DNA tự do, làm tiền đề cho ý tưởng về sự tồn tại của cffDNA – các đoạn DNA tự do của thai nhi trong máu mẹ.
Kể từ những năm 1960, đã có nhiều nghiên cứu sử dụng các tế bào có nhân của thai nhi đi vào máu của mẹ ứng dụng xét nghiệm trước sinh nhưng việc phát hiện và sử dụng chúng vẫn gặp rất nhiều khó khăn. Các thách thức chủ yếu liên quan đến việc năng suất thu thập các tế bào thai nhi từ máu mẹ rất thấp – chỉ khoảng 1 tế bào thai nhi/mL máu mẹ, khiến cho quá trình phân tích và xử lý dữ liệu trở nên phức tạp và không hiệu quả [2]. Hơn nữa, các tế bào này có thể tồn tại trong tuần hoàn của mẹ trong nhiều thập kỷ, dẫn đến khó khăn trong việc phân biệt các tế bào thai nhi mới với các tế bào từ các lần mang thai trước đó. Chính vì thế, các nghiên cứu này gặp phải nhiều hạn chế trong việc phát triển một phương pháp làm giàu hiệu quả để phân lập và phân tích DNA từ các tế bào thai nhi [3].
Các nghiên cứu nổi bật trải dài từ nghiên cứu ban đầu về DNA cff cho đến khi tích hợp vào thực hành lâm sàng [5]
Cho đến năm 1997, phát hiện của Lo và cộng sự về cffDNA trong huyết tương của phụ nữ mang thai đã đánh dấu một bước ngoặt quan trọng [4]. Phát hiện này không chỉ xác nhận sự tồn tại của DNA thai nhi trong máu mẹ mà còn mở ra triển vọng lớn cho việc phát triển các phương pháp chẩn đoán trước sinh an toàn và hiệu quả hơn.
2002: Phát hiện vùng cffDNA có methyl hóa đặc trưng, cho phép phân tích độc lập với giới tính thai nhi.
2003-2004: Khám phá ra nguồn chính của cffDNA lưu hành trong máu mẹ là từ nhau thai.
2004-2005: Phát hiện sự thay đổi của cffDNA trong các trường hợp tiền sản giật và sinh non.
2008: Sử dụng giải trình tự thế hệ mới (MPS) cho xét nghiệm NIPT phát hiện bất thường nhiễm sắc thể.
2011: Xét nghiệm trước sinh không xâm lấn (NIPT) chính thức được thương mại hóa đã tạo ra cuộc cách mạng trong tầm soát trước sinh.
NIPT sử dụng cffDNA giúp chẩn đoán sớm các bất thường nhiễm sắc thể ngay từ tuần thứ 10 của thai kỳ. Nhờ việc phân tích cffDNA trong máu mẹ, xét nghiệm này đơn giản, tiện lợi và không xâm lấn, đảm bảo an toàn cho cả mẹ và thai nhi. Với độ chính xác trên 99% và độ tin cậy cao, NIPT trở thành công cụ quan trọng trong sàng lọc trước sinh, giúp phát hiện sớm các hội chứng di truyền phổ biến.
2012: Tỷ lệ DNA thai nhi (fetal fraction – ff) được xác định là yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến phân tích cffDNA.
2013: Phát hiện hiện tượng khảm nhau thai (CPM) như một nguyên nhân gây ra kết quả NIPT không đồng nhất.
Hành trình khám phá cffDNA không chỉ là câu chuyện về một phát hiện khoa học tình cờ mà còn là minh chứng cho sức mạnh của sự kiên trì và tầm nhìn xa trong nghiên cứu y học. Từ những bước đầu tiên khi cffDNA được phát hiện trong huyết tương mẹ vào năm 1997, các nhà khoa học đã từng bước giải mã nguồn gốc, đặc điểm và tiềm năng ứng dụng của nó. Qua nhiều thập kỷ nghiên cứu và cải tiến công nghệ, cffDNA đã mở ra một kỷ nguyên mới trong chẩn đoán trước sinh, cho phép xét nghiệm không xâm lấn với độ chính xác cao.
