VÌ SAO BIẾN THỂ CHƯA RÕ Ý NGHĨA VẪN CẦN ĐƯỢC ĐỐI CHIẾU VỚI KIỂU HÌNH?
1. Một tình huống phổ biến
Hãy hình dung một trẻ nhỏ có biểu hiện lâm sàng rất điển hình của hội chứng Dravet. Xét nghiệm di truyền phát hiện một biến thể mới xuất hiện (de novo) trên gene SCN1A. Tuy nhiên, phòng xét nghiệm lại xếp biến thể này vào nhóm chưa rõ ý nghĩa, gọi tắt là VUS.
Đây là một biến thể sai nghĩa chưa từng được ghi nhận trước đó. Phòng xét nghiệm cho biết họ đã phân loại theo đúng các tiêu chuẩn hiện hành.
Lúc này, chúng ta dễ nghĩ rằng hoặc phòng xét nghiệm đã phân loại sai, hoặc tiêu chuẩn hiện nay còn thiếu sót. Một trẻ có hội chứng Dravet điển hình, lại mang biến thể SCN1A de novo, chẳng phải biến thể đó nên được xếp là gây bệnh hay sao?
Thực ra, vấn đề không nằm ở phòng xét nghiệm hay ở bộ tiêu chuẩn. Điều quan trọng là phải phân biệt hai câu hỏi:
Bản thân biến thể này có đủ bằng chứng để được xếp là gây bệnh hay không?
Biến thể này có giải thích được bệnh cảnh của người bệnh cụ thể hay không?
Đây là hai câu hỏi có liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau.
Khái niệm “khả năng giải thích kiểu hình” được dùng để mô tả mức độ một biến thể di truyền có thể giải thích những biểu hiện lâm sàng của người bệnh.
2. Tiêu chuẩn ACMG dùng để phân loại biến thể
Các tiêu chuẩn ACMG được xây dựng để phân loại biến thể di truyền theo năm nhóm: lành tính, có khả năng lành tính, chưa rõ ý nghĩa, có khả năng gây bệnh và gây bệnh.
Đây là một hệ thống tiêu chuẩn chung nên vẫn còn nhiều điểm cần hoàn thiện. Ban đầu, người ta hy vọng rằng những hiểu biết lâm sàng về di truyền động kinh có thể được đưa trực tiếp vào quá trình phân loại, từ đó giảm số lượng VUS và giúp người bệnh được chẩn đoán sớm hơn.
Các hướng dẫn chuyên biệt cho những gene mã hóa kênh natri liên quan đến động kinh đã bổ sung nhiều loại bằng chứng, chẳng hạn:
Kết quả nghiên cứu chức năng của biến thể.
Vị trí của biến thể trong vùng chức năng quan trọng.
Thông tin từ các gene tương đồng.
Tần suất của biến thể trong quần thể.
Tuy nhiên, một yếu tố rất quan trọng lại hầu như không được đưa trực tiếp vào: kiểu hình của người bệnh.
3. Nghịch lý thứ nhất: tại sao không đưa kiểu hình vào tiêu chuẩn?
Thoạt nhìn, điều này có vẻ là một thiếu sót. Hội chứng Dravet có kiểu hình tương đối đặc trưng và dễ nhận biết. Vậy tại sao kiểu hình không được dùng để phân loại biến thể?
Câu trả lời là vì tiêu chuẩn ACMG/AMP được xây dựng để đánh giá bản thân biến thể.
Kiểu hình của người bệnh không phải là một đặc điểm cố định của biến thể, giống như tần suất của biến thể trong quần thể hay vị trí của nó trên gene.
Ví dụ, trong một gia đình lớn mắc hội chứng động kinh di truyền kèm co giật do sốt mở rộng (GEFS+), nhiều thành viên có thể cùng mang một biến thể SCN1A. Tuy nhiên, biểu hiện giữa họ rất khác nhau: có người bị động kinh nặng, có người chỉ co giật do sốt, thậm chí có người hoàn toàn không có triệu chứng.
Chúng ta không thể vì thế mà xem cùng một biến thể là gây bệnh ở người có triệu chứng nhưng lại là lành tính ở người không có triệu chứng. Bản chất của biến thể không thay đổi theo từng người mang biến thể đó.
4. Nghịch lý thứ hai: kiểu hình phù hợp chưa chứng minh biến thể là nguyên nhân
Hãy xét một tình huống khác. Xét nghiệm phát hiện một biến thể sai nghĩa trên SCN1A ở người bệnh có hội chứng Dravet điển hình.
Nếu đưa trực tiếp kiểu hình vào quá trình phân loại, biến thể này có thể được nâng lên thành biến thể gây bệnh. Tuy nhiên, về lý thuyết, bệnh cảnh của người bệnh vẫn có thể do một biến thể khác nằm sâu trong vùng intron của SCN1A, hoặc do một nguyên nhân di truyền khác chưa được khảo sát.
Chúng ta không bao giờ có thể loại trừ hoàn toàn tất cả nguyên nhân khác chỉ dựa trên sự phù hợp giữa một biến thể và kiểu hình.
Vì vậy, tính gây bệnh phải được đánh giá dựa trên các bằng chứng liên quan đến chính biến thể đó. Việc xem biến thể có phù hợp và có khả năng giải thích bệnh cảnh của người bệnh hay không phải được thực hiện ở một bước riêng, bên ngoài hệ thống phân loại ACMG.
Điều này thực ra rất giống cách chúng ta sử dụng những phương tiện chẩn đoán khác. Một bất thường trên MRI hoặc EEG không tự nó tạo thành chẩn đoán cuối cùng. Bác sĩ luôn phải đặt kết quả đó trong toàn bộ bối cảnh lâm sàng.
Kết quả xét nghiệm di truyền cũng cần được tiếp cận theo cách tương tự.
5. Khả năng giải thích kiểu hình của một biến thể
“Khả năng giải thích kiểu hình” cho biết một biến thể di truyền có thể giải thích các biểu hiện lâm sàng của người bệnh ở mức độ nào.
Trong ví dụ trên, biến thể sai nghĩa SCN1A de novo vẫn chỉ được xếp là VUS trên báo cáo xét nghiệm vì chưa đủ bằng chứng để nâng lên thành biến thể có khả năng gây bệnh hoặc gây bệnh. Tuy nhiên, khi đặt trong bệnh cảnh Dravet điển hình, biến thể này có thể được xem là có khả năng rất cao giải thích kiểu hình của người bệnh.
Điều ngược lại cũng có thể xảy ra. Một người bệnh có thể mang biến thể được xếp là “có khả năng gây bệnh”, nhưng gene hoặc bệnh liên quan đến biến thể đó lại không phù hợp với biểu hiện lâm sàng. Khi ấy, biến thể có thể gây bệnh nói chung nhưng không giải thích được bệnh cảnh của người bệnh này.
Như vậy, trong thực hành di truyền lâm sàng, chúng ta cần đánh giá riêng ba vấn đề:
Mối liên quan gene–bệnh: Gene này đã được chứng minh có liên quan đến bệnh đang xét hay chưa?
Tính gây bệnh của biến thể: Bản thân biến thể có đủ bằng chứng để được xem là gây bệnh hay không?
Khả năng giải thích kiểu hình: Biến thể này có phù hợp và giải thích được bệnh cảnh của người bệnh cụ thể hay không?
6. Đặt kết quả di truyền trong bối cảnh lâm sàng
Khả năng giải thích kiểu hình không phải là một khái niệm xa lạ. Trong thực hành lâm sàng, bác sĩ vẫn thường xuyên xem xét một kết quả xét nghiệm có phù hợp với bệnh cảnh của người bệnh hay không.
MRI, EEG và các xét nghiệm khác đều có giới hạn. Xét nghiệm di truyền cũng vậy.
Để tiến tới chẩn đoán chính xác và y học chính xác, lĩnh vực di truyền động kinh cần thực hiện đồng thời ba nhiệm vụ:
Xác định chắc chắn hơn mối liên quan giữa gene và bệnh.
Phân biệt chính xác hơn biến thể gây bệnh với biến thể không gây bệnh.
Xây dựng phương pháp đánh giá khả năng biến thể giải thích kiểu hình của từng người bệnh.
Việc đánh giá này không nên chỉ dựa vào cảm nhận chủ quan của bác sĩ. Cũng như mối liên quan gene–bệnh và tính gây bệnh của biến thể, khả năng giải thích kiểu hình cần được đánh giá bằng những nguyên tắc rõ ràng và dựa trên bằng chứng.
7. So sánh hai trường hợp VUS
Trở lại trường hợp trẻ có hội chứng Dravet điển hình và mang biến thể sai nghĩa SCN1A de novo.
Vẫn có khả năng bệnh của trẻ do một biến thể nằm sâu trong intron hoặc do một gene khác chưa được khảo sát. Tuy nhiên, xác suất này tương đối thấp. Phần lớn chuyên gia có thể cho rằng khả năng biến thể SCN1A đã phát hiện thực sự là nguyên nhân đạt từ 90% trở lên.
Hãy so sánh với một trẻ mới khởi phát co thắt động kinh, mang một biến thể sai nghĩa mới trên CACNA1A nhưng chưa được xét nghiệm cha mẹ. Biến thể này vẫn có thể là nguyên nhân, nhưng khả năng giải thích bệnh cảnh thấp hơn nhiều.
Trên báo cáo xét nghiệm, cả hai biến thể đều có thể được xếp là VUS. Tuy nhiên, ý nghĩa lâm sàng của chúng rất khác nhau:
Biến thể SCN1A de novo gần như có thể giải thích toàn bộ bệnh cảnh Dravet điển hình.
Biến thể CACNA1A vẫn còn nhiều điểm chưa chắc chắn.
Chỉ một hệ thống đánh giá mối tương quan giữa kiểu hình và kiểu gene mới có thể phân biệt được hai trường hợp này.
8. Cần định lượng kiểu hình
Trong tương lai, chúng ta cần xây dựng một khung đánh giá chính thức để xác định một biến thể có khả năng giải thích bệnh cảnh lâm sàng đến mức nào. Việc đánh giá cần dựa trên số liệu thay vì chỉ dựa vào kinh nghiệm hoặc trực giác.
Câu hỏi quan trọng là: làm thế nào để đo lường và so sánh kiểu hình?
Nếu có thể chuẩn hóa kiểu hình của một số lượng lớn người bệnh, chúng ta có thể dùng dữ liệu từ những người đã được xác định mang biến thể gây bệnh để tính toán khả năng một biến thể mới thực sự là nguyên nhân.
Ví dụ, kiểu hình của một người mang biến thể SCN1A mới có thể được so sánh với kiểu hình của hàng nghìn người bệnh SCN1A đã được báo cáo. Mức độ tương đồng càng cao, khả năng biến thể giải thích bệnh cảnh càng lớn.
Những phương pháp như vậy đang dần phát triển cùng với dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo. Một ví dụ là hệ thống Thuật ngữ Kiểu hình Người – Human Phenotype Ontology (HPO). Hệ thống này giúp chuẩn hóa, số hóa và lưu trữ các đặc điểm kiểu hình của những đoàn hệ bệnh nhân lớn.
Dữ liệu kiểu hình đã được xây dựng cho nhiều bệnh liên quan đến các gene như SCN2A và STXBP1. Những dự án tương tự cũng đang được triển khai cho SYNGAP1, CACNA1A, SCN8A và nhiều gene động kinh khác.
Khi kiểu hình có thể được chuẩn hóa và định lượng, chúng ta sẽ có cơ sở rõ ràng hơn để ước tính khả năng một biến thể di truyền thực sự giải thích được bệnh cảnh của người bệnh.
Kết luận
Phân loại biến thể và xác định chẩn đoán di truyền không phải là cùng một việc.
Một biến thể có thể vẫn được xếp là VUS theo tiêu chuẩn ACMG nhưng lại có khả năng rất cao giải thích bệnh cảnh của một người bệnh cụ thể. Ngược lại, một biến thể được phân loại là có khả năng gây bệnh chưa chắc đã liên quan đến những biểu hiện của người bệnh đang được đánh giá.
Vì vậy, sau khi nhận kết quả xét nghiệm, bác sĩ vẫn cần đối chiếu biến thể với kiểu hình, diễn tiến bệnh, cơ chế bệnh sinh và những nguyên nhân có thể có khác. Đây là bước không thể thiếu để chuyển một kết quả xét nghiệm di truyền thành một chẩn đoán có ý nghĩa đối với người bệnh.
