Với những tiến bộ liên tục trong công nghệ giải trình tự thế hệ mới (next-generation sequencing, NGS), các nhà di truyền học lâm sàng và các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới đang khám phá vai trò của giải trình tự toàn bộ exome trong chẩn đoán bệnh hiếm gặp. Ở khu vực Châu Á – Thái Bình Dương, Đài Loan đang nổi lên như một quốc gia dẫn đầu trong việc ứng dụng giải trình tự exome cho cả nghiên cứu và các ứng dụng lâm sàng.
So với xét nghiệm gen hoặc bảng điều khiển đơn, việc giải trình tự toàn bộ exome (whole exome sequencing, WES) hứa hẹn đáng kể để cải thiện tốc độ và độ chính xác của chẩn đoán cho chẩn đoán di truyền hiếm gặp. Bằng cách khảo sát toàn bộ exome — phần của bộ gen mã hóa cho protein — WES làm tăng khả năng đạt được chẩn đoán một cách nhanh chóng và chính xác.
Đối với các bệnh di truyền hiếm gặp, lợi ích của chẩn đoán nhanh và chính xác luôn trở nên rõ ràng hơn. Đối với bệnh nhân và người chăm sóc, việc này làm giảm chi phí và những khó khăn về tinh thần liên quan đến các lượt chẩn đoán kéo dài và cũng mở ra cơ hội điều trị sớm để có thể cứu mạng hoặc cải thiện cuộc sống. Đối với các hệ thống chăm sóc sức khỏe, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy rằng chẩn đoán nhanh thông qua giải trình tự gen cũng có thể giúp giảm tổng chi phí y tế [1].
Để khám phá cách sử dụng WES ở Đài Loan, một quốc gia vượt trội trong nhiều khía cạnh của nghiên cứu di truyền lâm sàng và chăm sóc bệnh hiếm, Lab Insights gần đây đã trao đổi với một số nhà di truyền học hàng đầu của Đài Loan. Họ đều bày tỏ sự ưu tiên mạnh mẽ đối với WES hơn so với các xét nghiệm theo hệ thống, nhưng cũng chỉ ra nhiều rào cản khác nhau vẫn đang hạn chế khả năng tiếp cận của một số bệnh nhân.
Giải trình tự exome thường xuyên và nhanh chóng tại NTUH
Một cơ sở đang gia tăng việc sử dụng WES là Bệnh viện Đại học Quốc gia Đài Loan (National Taiwan University Hospital, NTUH), một bệnh viện công hàng đầu tại Đài Bắc với nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực y học bộ gen nhi khoa. Các cơ sở bao gồm một phòng xét nghiệm NGS thực hiện nghiên cứu và hỗ trợ chẩn đoán bệnh hiếm gặp (đây cũng là một trong ba trung tâm sàng lọc trẻ sơ sinh chính của Đài Loan). Khoảng ba nghìn xét nghiệm WES đã được thực hiện tại bệnh viện.
Theo Bác sĩ Ni-Chung Lee, Giáo sư Lâm sàng tại Khoa Nhi—người dẫn dắt nhiều dự án NGS cùng với Bác sĩ Wuh Liang Hwu, Bác sĩ Yin-Hsiu Chien và các nhà nghiên cứu hàng đầu khác của NTUH—mặc dù NTUH đã phát triển nhiều bảng bệnh di truyền trong những năm qua, bệnh viện hiện đang từng bước loại bỏ một số bảng xét nghiệm này để chuyển sang WES.
Bác sĩ Lee cho biết: “Trong phòng xét nghiệm, chúng tôi thường ưu tiên thực hiện giải trình tự exome vì chúng tôi không phải lúc nào cũng chắc chắn rằng danh sách các gene được bao phủ trong một bảng xét nghiệm là đủ toàn diện để giải quyết trường hợp của bệnh nhân này.” “Chúng tôi hy vọng tìm ra câu trả lời chỉ với một xét nghiệm, nhưng quyết định nên yêu cầu xét nghiệm nào vẫn thường do bác sĩ lâm sàng đưa ra sau khi trao đổi với bệnh nhân.”
Bên cạnh xét nghiệm WES thông thường, Bác sĩ Lee và các đồng nghiệp cũng đã phát triển một xét nghiệm exome bộ ba nhanh dành cho trẻ em cần được chẩn đoán khẩn cấp, chẳng hạn như những trường hợp phải vào khoa hồi sức sơ sinh hoặc hồi sức nhi khoa do nguyên nhân chưa xác định. Xét nghiệm này có thời gian trả kết quả khoảng một tuần (đối với các trường hợp thường quy và không khẩn cấp, thời gian có thể kéo dài hơn, khoảng 2–3 tháng để đảm bảo đủ thời gian cho việc diễn giải kết quả).
Từ năm 2016, nhóm Di truyền của NTUH cũng đã phát triển một công cụ ưu tiên biến thể dựa trên AI nhằm hỗ trợ chẩn đoán bệnh hiếm gặp từ WES/WGS. Công cụ này đã giành được một số giải thưởng lớn ở Đài Loan [2].
Quản lý chi phí và cải thiện phân tích tại VGH
Tại Bệnh viện Cựu chiến binh (Veterans General Hospital, VGH) Đài Bắc, một bệnh viện công hàng đầu khác ở Đài Bắc với danh tiếng mạnh mẽ trong lĩnh vực y học di truyền nhi khoa, cam kết tương tự đối với nghiên cứu và đổi mới đang thúc đẩy việc ứng dụng rộng rãi hơn giải trình tự exome.
Bác sĩ Dau-Ming Niu, Giám đốc Khoa Nhi, Trung tâm Tư vấn Di truyền và Trung tâm Nghiên cứu Y tế Bệnh hiếm gặp tại VGH cho biết: “Chúng tôi đã từng sử dụng các nhóm mục tiêu nhưng bây giờ chúng tôi hoàn toàn từ bỏ cách tiếp cận này cho toàn bộ exome hoặc bộ gen.” “Chi phí vẫn là yếu tố đối với một số bệnh nhân, nhưng chúng tôi làm mọi thứ có thể để giảm thiểu gánh nặng và thực hiện các xét nghiệm này có thể tiếp cận được.”
Là một trong những nhà nghiên cứu lâm sàng hàng đầu của đất nước, Bác sĩ Niu nói ông đã thực hiện toàn bộ exome hoặc giải trình tự bộ gen hơn một ngàn lần, một quá trình bao gồm tất cả mọi thứ từ yêu cầu xét nghiệm đến cung cấp kết quả và cung cấp tư vấn di truyền cần thiết. Ông nói rằng việc giải thích kết quả là tương đối dễ dàng khi chẩn đoán đã rõ ràng, nhưng khó khăn hơn nhiều trong trường hợp nguyên nhân không rõ ràng.
Để cải thiện quy trình diễn giải dữ liệu, VGH hiện đang làm việc với một công ty AI bên ngoài để phát triển một nền tảng tin sinh học tiên tiến. Tầm nhìn của họ là xây dựng một “trợ lý y học chính xác” toàn diện, không chỉ hỗ trợ chẩn đoán các bệnh di truyền phức tạp mà còn bao gồm các chức năng khác như dược di truyền và tầm soát người lành mang gen bệnh.
Giải trình tự exome cho nghiên cứu bệnh động kinh tại CGMH
Nhiều bệnh viện và phòng khám thuộc khu vực tư nhân ở Đài Loan cũng đang tham gia vào nghiên cứu giải trình tự exome. Một ví dụ là hệ thống Bệnh viện Chang Gung Memorial Hospital (CGMH), một mạng lưới bệnh viện lớn với các chi nhánh trên khắp cả nước, hiện đang thực hiện một dự án cùng với Viện Nghiên cứu Y tế Quốc gia nhằm giải trình tự exome cho 2.000 bệnh nhân Đài Loan mắc các bệnh hiếm gặp.
Bệnh viện Chang Gung Memorial Hospital Cao Hùng, một trung tâm y tế thuộc hệ thống CGMH nằm tại thành phố Cao Hùng ở miền Nam, cũng đóng vai trò là trung tâm tuyển chọn bệnh nhân cho Epi25, một dự án nghiên cứu quốc tế tập trung vào bệnh động kinh. Theo Bác sĩ Meng-Han Tsai, Giáo sư kiêm Giám đốc Khoa Nghiên cứu Y học và Phòng thí nghiệm Lõi Genomics & Proteomics của bệnh viện, đã có thêm hai nghìn exome được thu thập thông qua nghiên cứu này và các dự án nghiên cứu khác.
Ông nhận xét: “Trước đây chúng tôi dùng các bảng xét nghiệm gen vì chi phí thấp hơn, nhưng cuối cùng chúng tôi nhận ra rằng giải trình tự toàn bộ exome hoặc toàn bộ hệ gen mang lại hiệu quả tốt hơn rất nhiều.” “Có hơn 400 gen có thể gây ra động kinh, và không phải mọi trường hợp động kinh đều có nguyên nhân di truyền, vì vậy chúng tôi cần rất nhiều thông tin để hiểu được căn nguyên của bệnh.”
Là một chuyên gia nổi tiếng trong lĩnh vực di truyền học của bệnh động kinh, Bác sĩ Tsai thường sử dụng nguồn kinh phí nghiên cứu của mình để chi trả cho việc giải trình tự exome cho bệnh nhân, vì chi phí vẫn là một rào cản lớn đối với nhiều người trong mô hình tự chi trả. Ông cũng lưu ý rằng nhiều bác sĩ lâm sàng chưa được đào tạo đầy đủ về diễn giải dữ liệu di truyền, và rất khó tìm được các chuyên gia tin sinh học giỏi để hỗ trợ quá trình phân tích, nhưng ông tin rằng tình hình đang dần được cải thiện.
Tương lai của giải trình tự exome ở Đài Loan
Với một cộng đồng các chuyên gia di truyền lâm sàng tận tâm và tích cực trong cả nghiên cứu lẫn chăm sóc bệnh nhân, Đài Loan có bề dày lịch sử về sự xuất sắc và đổi mới trong chẩn đoán bệnh hiếm gặp [3]. Khi số lượng xét nghiệm giải trình tự exome tăng lên mỗi năm, Đài Loan sẽ tiếp tục thúc đẩy những tiến bộ trong y học hệ gen, tạo ra tác động ở cả tầm khu vực và toàn cầu.
Tuy nhiên, bất chấp tất cả những tiến bộ và tiềm năng, việc hoàn trả khu vực công cho WES vẫn còn hạn chế ở Đài Loan. Mặc dù nhiều bệnh viện địa phương đưa ra mức giá cạnh tranh và các nhà nghiên cứu nỗ lực xin tài trợ để hỗ trợ chi phí giải trình tự, chi phí vẫn là rào cản lớn đối với một số bệnh nhân, đặc biệt là những người đến từ các hộ gia đình có nguồn lực hạn chế.
Không giống như nhiều quốc gia khác ở châu Á và trên thế giới, Đài Loan vẫn chưa triển khai bất kỳ nghiên cứu quy mô lớn nào nhằm khám phá vai trò của giải trình tự toàn bộ exome hoặc toàn bộ hệ gen trong sàng lọc sơ sinh. Một số nhà nghiên cứu đang tích cực làm việc với các nhà hoạch định chính sách y tế để tìm kiếm cơ hội xây dựng các chương trình trong nước, nhưng những lo ngại về chi phí – hiệu quả và các vấn đề đạo đức sinh học liên quan đến cách tiếp cận này vẫn tạo ra nhiều rào cản.
Tin vui là Đài Loan có một hệ thống chăm sóc sức khỏe mạnh mẽ và một thị trường chi tiêu trực tiếp cho công nghệ y tế rất phát triển. Hơn nữa, các nguồn tài trợ thay thế cho chẩn đoán bệnh hiếm, chẳng hạn như từ các tổ chức phi chính phủ như Quỹ về các bệnh hiếm gặp ở Đài Loan, cũng sẵn có, mặc dù hầu hết các chuyên gia đều đồng ý rằng chúng vẫn chưa đủ để đáp ứng nhu cầu lâm sàng.
Nhìn chung, khi so sánh với các quốc gia khác trong khu vực Châu Á – Thái Bình Dương, Đài Loan đang làm rất tốt trong việc đảm bảo người dân được tiếp cận với các dịch vụ chẩn đoán chất lượng cao cho các bệnh hiếm. Mặc dù khả năng tiếp cận WES hiện nay vẫn chưa hoàn hảo, nhưng có thể kỳ vọng sẽ có thêm nhiều tiến bộ trong những năm tới.
Bài viết này được thực hiện bởi Will Greene, Giám đốc Gắn kết Y tế tại Roche Diagnostics Khu vực Châu Á – Thái Bình Dương và là đồng lãnh đạo của Dự án Strongbow, một sáng kiến nhằm thúc đẩy các thực hành tốt nhất trong sàng lọc sơ sinh và chẩn đoán bệnh hiếm thông qua nội dung giáo dục và xây dựng cộng đồng. Truy cập trang Khám sàng lọc trẻ sơ sinh của chúng tôi để xem thêm các bài viết và video về chủ đề này.
Nghiên cứu và viết bài báo được hỗ trợ bởi Patrick Danoy, Quản lý kinh doanh APAC (Chuẩn bị mẫu giải trình tự) tại Roche Diagnostics Châu Á Thái Bình Dương; Alvin Hsiang, Nhà phân tích giá trị chẩn đoán tại Roche Diagnostics Đài Loan; và Sasa Sha, Trưởng nhóm giá trị chẩn đoán tại Roche Diagnostics Đài Loan.
Tài liệu tham khảo:
[1] Dimmock, D. et al. (2021) ‘Project Baby Bear: Rapid Precision Care incorporating rwgs in 5 California Children’s hospitals demonstrates improved clinical outcomes and reduced costs of care’, The American Journal of Human Genetics, 108(7), pp. 1231–1238. doi:10.1016/j.ajhg.2021.05.008.
[2] AI_Variant Prioritizer – a smart variant prioritization system. National Taiwan University Hospital. Truy cập: https://www.ntuh.gov.tw/SH/News.action?q_type=A01&q_itemCode=13057&agroup=a
[3] Chien, Y.-H. and Hwu, W.-L. (2023) ‘The modern face of newborn screening’, Pediatrics & Neonatology, 64. doi:10.1016/j.pedneo.2022.11.001.
