Nội dung chính
- Giới thiệu
Bất thường hình thái tinh trùng đóng vai trò quan trọng trong vô sinh nam. Trong số các bất thường về hình thái tinh trùng thì hội chứng tinh trùng không đuôi là một kiểu hình bệnh lý nghiêm trọng, đặc trưng bởi sự hiện diện các đầu tinh trùng tự do trong tinh dịch do sự phân tách cấu trúc giữa đầu và cổ. Trên lâm sàng tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng các giao tử có cấu trúc nguyên vẹn đặt ra thách thức lớn đối với quy trình lựa chọn tinh trùng trong thủ thuật tiêm tinh trùng vào bào tương noãn. Mặc dù tinh trùng không đuôi mang DNA có cấu trúc di truyền ổn định, khả năng thụ tinh và thúc đẩy sự phát triển phôi của nó vẫn phụ thuộc chặt chẽ vào các cấu phần chức năng khác. Do đó, một vấn đề được đặt ra là tinh trùng không đuôi mất cấu trúc có chức năng sinh học, hay vẫn có khả năng thụ tinh và phát triển phôi (1).
- Đặc điểm sinh học của đầu tinh trùng không đuôi
Trong phân tích tinh dịch đồ ở bệnh nhân mắc hội chứng tinh trùng không đuôi là hiện tượng phần đầu chứa nhân tồn tại hoàn toàn tự do trong mẫu tinh dịch mà không có sự liên kết đuôi. Trên góc độ sinh học tế bào, cần phân biệt rõ ràng đầu tinh trùng không đuôi với tinh trùng đầu kim. Mặc dù cả hai cấu trúc bệnh lý này thường đồng xuất hiện trong các mẫu tinh dịch của bệnh nhân do cùng một cơ chế đứt gãy, chúng mang ý nghĩa sinh học và khả năng thụ tinh hoàn toàn khác biệt. Các nghiên cứu lâm sàng ghi nhận rằng mẫu xuất tinh của bệnh nhân thường chứa một lượng rất lớn các đuôi tinh trùng không đầu, trong khi số lượng tinh trùng không đuôi lại có tỷ lệ thấp hơn đáng kể (2).
Đối với một tinh trùng có hình thái hoàn chỉnh cấu trúc tế bào bao gồm bốn phần liên tục: đầu, cổ, đoạn giữa và đuôi. Ngược lại tinh trùng không đuôi chỉ bao gồm phần đầu chứa nhân di truyền, có thể đi kèm hoặc không đi kèm một phần cấu trúc cổ, và hoàn toàn không có phần đuôi. Đáng chú ý, vị trí đứt gãy cụ thể tại vùng khớp nối giữa đầu và cổ sẽ quyết định trực tiếp đến việc những thành phần bào quan hay protein chức năng nào còn được giữ lại trên đầu tinh trùng. Đây là yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoạt hoá noãn và sự phát triển phôi (2).
Khi mẫu tinh dịch của bệnh nhân có số lượng tinh trùng nguyên vẹn giảm hoặc hoàn toàn không có trong khi mật độ tinh trùng không đuôi tăng cao thì các chuyên viên phôi học buộc phải đối mặt với việc liệu có thể sử dụng các đầu tách rời này cho kỹ thuật ICSI (Intracytoplasmic Sperm Injection) hay không. Dưới kính hiển vi quang học tinh trùng không đuôi vẫn biểu hiện cấu trúc cực đầu bình thường và mang nhân di truyền nguyên vẹn. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng trên lâm sàng đối mặt với thách thức rất lớn do tỷ lệ thất bại trong quá trình thụ tinh cực kỳ cao hoặc phôi dễ bị ngừng phát triển ở các giai đoạn phân chia sớm (2).
- Khả năng thụ tinh và tạo phôi của tinh trùng không đuôi
3.1. Các thành phần của tinh trùng không đuôi
Tinh trùng không đuôi chứa bộ gen đơn bội từ người cha đóng vai trò cung cấp toàn bộ vật chất di truyền của người cha cho thế hệ sau. Tuy nhiên, sự đóng góp của bộ gen này là chưa đủ để đảm bảo quá trình thụ tinh bình thường và sự phát triển tiếp theo của phôi. Bên cạnh đó phospholipase C zeta (PLCζ) là một yếu tố hoạt hóa noãn bào bắt buộc có để khởi động quá trình thụ tinh. Sự giải phóng PLCζ vào bào tương noãn kích hoạt các đợt dao động nồng độ ion canxi nội bào, từ đó thúc đẩy sự hoạt hóa noãn bào, hình thành tiền nhân đực và tạo điều kiện cho hợp tử phát triển bình thường. Từ đặc tính sinh học này, một giả thuyết lâm sàng được đặt ra nếu đầu tinh trùng tách rời khỏi đuôi nhưng vẫn bảo tồn được lượng PLCζ thì cấu trúc này có duy trì khả năng hoạt hóa noãn khi thực hiện ICSI.
Bên cạnh khả năng hoạt hóa noãn, sự chuyển tiếp từ giai đoạn thụ tinh sang phát triển phôi phụ thuộc chặt chẽ vào trung thể. Đây là cấu phần quan trọng nhất định vị ở vùng cổ tinh trùng ảnh hưởng sự di chuyển tiền nhân, thúc đẩy sự hợp nhân, thiết lập thoi vô sắc và kiểm soát quá trình phân chia của phôi. Việc đứt gãy vùng cổ ở các vị trí khác nhau có thể làm mất đi chức năng trung thể của đầu tinh trùng, dẫn đến sự thất bại hoàn toàn trong việc phân chia tế bào dù noãn đã được hoạt hóa. Do đó bên cạnh việc xác định vị trí đứt gãy, việc đánh giá đồng thời cả tính toàn vẹn của DNA, sự hiện diện của PLCζ và hoạt tính chức năng của trung thể là bắt buộc để tiên lượng khả năng thành công của kỹ thuật ICSI (3).
3.2 Bằng chứng sinh học từ các mô hình động vật
Các nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình động vật đã cung cấp những bằng chứng khoa học quan trọng chứng minh rằng tinh trùng không đuôi không chỉ là một cấu trúc chỉ mang tính chất chứa đựng vật chất di truyền mà thực sự sở hữu năng lực sinh học để khởi động và điều hòa các giai đoạn phân chia của quá trình phát triển phôi. Trong mô hình nghiên cứu ở chuột đã xác nhận rằng đầu tinh trùng tách rời hoàn toàn vẫn có khả năng hoạt hoá noãn, thúc đẩy sự thụ tinh và hỗ trợ phôi phát triển bình thường thành công (4).
Bên cạnh đó, các thử nghiệm trên mô hình lợn đã chứng minh khả năng tham gia của tinh trùng không đuôi vào các cột mốc động học quan trọng của phôi. Kết quả ghi nhận cấu trúc này có thể điều hòa thành công quá trình hình thành tiền nhân, sự áp sát của các tiền nhân, sự hợp nhân và thúc đẩy sự phát triển phôi đến tận giai đoạn phôi nang. Mặc dù hiệu suất phát triển phôi nang ở nhóm sử dụng tinh trùng không đuôi thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng sử dụng tinh trùng nguyên vẹn với tỷ lệ được ghi nhận lần lượt là 22% so với 38%, kết quả này vẫn là một minh chứng thực nghiệm vô cùng giá trị. Những dữ liệu trên mô hình động vật đồng nhất khẳng định rằng tinh trùng không đuôi mang đầy đủ các yếu tố kích hoạt nội bào thiết yếu để khởi động sự thụ tinh, song hiệu quả phát triển phôi về mặt dài hạn vẫn bị giới hạn hơn so với các giao tử có cấu trúc giải phẫu nguyên vẹn (5).
3.3. Bằng chứng lâm sàng ở người
Bằng chứng thực tiễn quan trọng về giới hạn sinh học của tinh trùng không đuôi ở người được thể hiện rõ nét qua nghiên cứu lâm sàng về các đột biến mới của gen PMFBP1 ở bệnh nhân mắc hội chứng tinh trùng không đầu. Trong nghiên cứu của Nie và cộng sự (2022) các tác giả đã tiến hành ICSI bằng cách sử dụng ba nhóm giao tử có sẵn từ bệnh nhân bao gồm: đầu tinh trùng có hình thái tương đối bình thường, tinh trùng có liên kết đầu–đuôi bất thường và tinh trùng không đuôi. Kết quả sử dụng các tinh trùng không đuôi để thụ tinh, quá trình hợp nhân đã hoàn toàn thất bại ở các noãn được tiêm. Các phôi được tạo thành từ nhóm này biểu hiện tình trạng chậm phát triển hoặc ngừng phân chia ở giai đoạn phôi phân chia, chỉ có duy nhất một phôi đạt đến giai đoạn 8 tế bào vào ngày thứ ba được tiến hành chuyển phôi nhưng không đạt thai lâm sàng. Thất bại này được lý giải là do sự thiếu hụt hoặc bất thường chức năng của các trung thể vùng cổ, làm cản trở quá trình hình thành hợp tử bình thường. Phát hiện lâm sàng này là minh chứng thực tế khẳng định rằng đầu tinh trùng biệt lập đơn độc ở người có thể không đủ khả năng tái tạo hoàn chỉnh chức năng sinh học của một tinh trùng nguyên vẹn để hỗ trợ sự phát triển phôi học (2).
- Kết luận
Tinh trùng không đuôi không đơn thuần là một cấu trúc mang vật chất di truyền mà vẫn có thể bảo tồn một số thành phần cần thiết cho quá trình thụ tinh và phát triển phôi. Tuy nhiên, khả năng sinh học của đầu tinh trùng tách rời phụ thuộc vào vị trí đứt gãy và mức độ bảo tồn của DNA, PLCζ cũng như hệ thống trung thể. Các nghiên cứu trên động vật cho thấy tinh trùng không đuôi có thể hỗ trợ sự phát triển phôi, trong khi bằng chứng ở người còn hạn chế và cho thấy nhiều thách thức. Do đó, cần có thêm nghiên cứu nhằm xác định tiêu chí đánh giá chức năng của đầu tinh trùng trước khi ứng dụng trong ICSI.
1. Gatimel N, Barbotin A, Mery L, Beauvillard D, Bendayan M, Boursier A, et al. Recommendations for Human Sperm Morphology Assessment in 2025: An Expert Review From the French BLEFCO Group. Andrology. 2026 Jan;14(1):10–24. doi:10.1111/andr.70134 PubMed PMID: 41185394; PubMed Central PMCID: PMC12670483.
2. Nie H, Tang Y, Zhang X, Tan Y, Qin W. Novel mutations of PMFBP1 in a man with acephalic spermatozoa defects. Mol Genet Genomic Med. 2022 Jul 20;10(9):e2020. doi:10.1002/mgg3.2020 PubMed PMID: 35860846; PubMed Central PMCID: PMC9482405.
3. Kluczynski DF, Nester I, Prine H, Heising K, Gartee E, Adegoke D, et al. The spermatozoon neck role in infertility and intracytoplasmic sperm injection outcomes. J Assist Reprod Genet. 2026 Feb;43(2):347–65. doi:10.1007/s10815-025-03769-y PubMed PMID: 41489787; PubMed Central PMCID: PMC12901780.
4. Turner KA, Fishman EL, Asadullah M, Ott B, Dusza P, Shah TA, et al. Fluorescence-Based Ratiometric Analysis of Sperm Centrioles (FRAC) Finds Patient Age and Sperm Morphology Are Associated With Centriole Quality. Front Cell Dev Biol. 2021 Apr 22;9. doi:10.3389/fcell.2021.658891
5. García‐Roselló E, García‐Mengual E, Coy P, Alfonso J, Et. A. Intracytoplasmic Sperm Injection in Livestock Species: An Update. Reproduction in Domestic Animals. 2009.
