Động học phân chia bất thường trong đánh giá và lựa chọn phôi ở phôi phân chia trực tiếp

1. Mở đầu

Lựa chọn phôi có tiềm năng phát triển tốt là một trong những mục tiêu trung tâm của hỗ trợ sinh sản. Trong thực hành phôi học, đánh giá hình thái vẫn giữ vai trò nền tảng vì có thể cung cấp thông tin trực tiếp về sự phát triển của phôi từ giai đoạn phân chia đến giai đoạn phôi nang. Tuy nhiên, phương pháp này chủ yếu đánh giá hình thái của phôi tại thời điểm quan sát, trong khi những thay đổi diễn ra giữa các lần đánh giá, đặc biệt là các bất thường trong quá trình phân chia tế bào, có thể không được ghi nhận đầy đủ.

Trong số các bất thường động học của phôi, phân chia trực tiếp (Direct Cleavage – DC) là một hiện tượng được quan tâm trong đánh giá quá trình phát triển phôi. DC thường được dùng để mô tả tình trạng một phôi bào tạo ra từ ba tế bào con trở lên trong một lần phân chia, thay vì trải qua kiểu phân chia nhị phân thông thường. Các nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của DC không đồng nhất mà phụ thuộc đáng kể vào thời điểm xảy ra, mức độ lặp lại và diễn tiến phát triển tiếp theo của phôi^[1].

Vì vậy, việc chỉ phân loại phôi thành hai nhóm có hoặc không có DC có thể chưa thể hiện đầy đủ đặc điểm của hiện tượng này. Một phôi xuất hiện DC rất sớm và ngừng phát triển có thể mang ý nghĩa khác với một phôi có DC ở giai đoạn muộn hơn nhưng vẫn tiếp tục hình thành phôi nang. Đồng thời, mặc dù DC đã được liên hệ với khả năng phát triển thấp hơn và nguy cơ bất thường nhiễm sắc thể cao hơn trong một số quần thể phôi, sự hiện diện của hiện tượng này không đồng nghĩa với việc phôi chắc chắn lệch bội hoặc không còn khả năng tạo ra thai kỳ^[1,2].

Trên cơ sở đó, giá trị của DC cần được xem xét theo toàn bộ quỹ đạo phát triển: bất thường xảy ra khi nào, có lặp lại hay không, ảnh hưởng như thế nào đến khả năng hình thành phôi nang, các phôi bào được tạo ra từ sự phân chia bất thường có số phận ra sao và liệu tiền sử DC còn mang ý nghĩa tiên lượng sau khi phôi đã đạt đến giai đoạn phôi nang hay không. Bài viết phân tích những bằng chứng hiện có về các vấn đề này, đồng thời làm rõ vị trí của DC trong đánh giá và lựa chọn phôi.

2. Phân chia trực tiếp và đặc điểm động học trong quá trình phát triển phôi

Trong giai đoạn phát triển sớm, phôi người trải qua các chu kỳ phân chia tế bào liên tiếp để tăng dần số lượng phôi bào. Về cơ bản, quá trình này diễn ra theo kiểu phân chia nhị phân, trong đó mỗi phôi bào tạo thành hai tế bào con. Hệ thống theo dõi time-lapse cho phép quan sát liên tục diễn tiến này, từ đó nhận diện những kiểu phân chia có sự thay đổi số lượng tế bào không phù hợp với trình tự phát triển thông thường.

Trong nghiên cứu của Zhan và cộng sự (2016), thuật ngữ phân chia trực tiếp không đồng đều (Direct Unequal Cleavage – DUC) được sử dụng để mô tả sự phân chia bất thường, trong đó một phôi bào tạo thành ba tế bào con hoặc chu kỳ phân chia diễn ra trong khoảng thời gian rất ngắn^[1]. Trong tổng số 21.261 phôi được nuôi cấy bằng hệ thống EmbryoScope, 26,1% xuất hiện ít nhất một lần DUC trong ba lần phân chia đầu tiên. Trong đó, 9,8% phôi xuất hiện DUC ở lần phân chia thứ nhất (DUC-1), 9,1% ở lần phân chia thứ hai (DUC-2) và 3,7% ở lần phân chia thứ ba (DUC-3)^[1]. Ngoài ra, 3,6% phôi xuất hiện từ hai sự kiện DUC trở lên. Nghiên cứu cũng ghi nhận mối liên hệ giữa DUC và hiện tượng đa nhân, cho thấy DC có thể không phải là một bất thường đơn lẻ mà có liên quan đến những rối loạn khác trong quá trình phân bào^[1].

Theo dõi bằng time-lapse cho phép nhận diện sự xuất hiện của DC, nhưng không thể xác định trực tiếp cơ chế tế bào dẫn đến bất thường này. DC có thể liên quan đến rối loạn thoi vô sắc, sai lệch trong quá trình phân ly nhiễm sắc thể hoặc bất thường khi phân chia tế bào chất. Tuy nhiên, các cơ chế này không thể được xác định chỉ dựa trên hình ảnh động học, việc giải thích cơ chế của từng trường hợp cụ thể cần có thêm các dữ liệu phân tích ở cấp độ tế bào hoặc phân tử^[1].

3. Mối liên hệ giữa phân chia trực tiếp với tiềm năng phát triển và tình trạng nhiễm sắc thể

Bằng chứng rõ ràng nhất về ý nghĩa của DC là mối liên hệ với tiềm năng tiếp tục phát triển của phôi, đặc biệt là khả năng hình thành phôi nang. Trong nghiên cứu của Zhan và cộng sự (2016), tỷ lệ hình thành phôi nang đạt 61,0% ở nhóm không có DUC, trong khi giảm còn 40,2% ở DUC-3, 18,8% ở DUC-2, 8,2% ở DUC-1 và 5,6% ở nhóm ghi nhận từ hai lần DUC trở lên^[1]. Kết quả này cho thấy DC xuất hiện càng sớm hoặc lặp lại nhiều lần càng liên quan với khả năng phát triển đến phôi nang thấp hơn^[1].

Tuy nhiên, mối liên hệ giữa DC và khả năng phát triển của phôi không đồng nghĩa với việc có thể xác định chính xác tiềm năng của từng phôi chỉ dựa trên sự hiện diện của bất thường này. Ngay cả ở những nhóm phôi có tỷ lệ phát triển thấp, một số phôi vẫn có thể tiếp tục phát triển đến các giai đoạn muộn hơn. Vì vậy, DC nên được xem là một đặc điểm có liên quan đến tiềm năng phát triển của phôi, thay vì được sử dụng như một tiêu chí đơn lẻ để loại trừ phôi^[1].

Bên cạnh mối liên hệ với tiềm năng phát triển, DC cũng được nghiên cứu về mối liên quan với tình trạng nhiễm sắc thể. Về mặt sinh học, bất thường trong quá trình phân chia tế bào có thể đi kèm với nguy cơ phân ly nhiễm sắc thể không chính xác. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện có chưa ghi nhận mối liên hệ đồng nhất giữa DC và tình trạng nhiễm sắc thể, và kết quả có thể khác nhau tùy thuộc vào giai đoạn phát triển cũng như nhóm phôi được phân tích^[1,2].

Ở các phôi được sinh thiết ngày 3 trong nghiên cứu của Zhan và cộng sự (2016), tỷ lệ nguyên bội tăng dần từ DUC-1 đến nhóm không có DUC, lần lượt là 13,3%, 19,5%, 33,3% và 45,6%. Các nhóm DUC xuất hiện sớm cũng có tỷ lệ bất thường nhiễm sắc thể cao hơn^[1]. Những kết quả này cho thấy DC sớm có thể liên quan với nguy cơ bất thường nhiễm sắc thể cao hơn ở phôi giai đoạn phân chia. Tuy nhiên, khi chỉ phân tích các phôi đã phát triển đến giai đoạn phôi nang, xu hướng trên không còn rõ ràng. Trong cùng nghiên cứu, tỷ lệ nguyên bội giữa các phôi nang có và không có tiền sử DUC tương đối tương đồng^[1]. Vì vậy, quần thể phôi nang không còn đại diện cho toàn bộ quần thể phôi ban đầu.

Tổng quan hệ thống và phân tích gộp của Bamford và cộng sự năm 2022, bao gồm 58 nghiên cứu với hơn 40.000 phôi, cũng cho thấy khả năng dự đoán tình trạng thể bội từ các đặc điểm hình thái và động học còn nhiều giới hạn^[2]. Đối với DUC, phân tích không ghi nhận mối liên hệ rõ ràng với tình trạng nhiễm sắc thể ở những phôi đã phát triển đến phôi nang. Các tác giả đồng thời nhấn mạnh tính không đồng nhất giữa các nghiên cứu và nguy cơ sai lệch do nhiều công trình nghiên cứu chỉ phân tích các phôi đủ điều kiện phát triển đến giai đoạn sinh thiết^[2].

4. Phôi có phân chia trực tiếp và ý nghĩa đối với kết cục sau chuyển phôi

Watanabe và cộng sự (2023) đã theo dõi quá trình phát triển của các phôi có nguồn gốc từ DC và quá trình hình thành phôi nang. Kết quả cho thấy các phôi DC có tỷ lệ hình thành phôi nang thấp hơn so với các phôi phân chia bình thường. Đối với DC xảy ra ở lần phân chia thứ nhất, chỉ 56,5% các phôi được hình thành từ sự phân chia bất thường tiếp tục tham gia vào quá trình phát triển đến giai đoạn phôi nang, thấp hơn đáng kể so với tỷ lệ 95,6% ở các phôi có nguồn gốc từ phân chia bình thường. Xu hướng tương tự cũng được ghi nhận khi DC xảy ra ở lần phân chia thứ hai^[3].

Những quan sát này có thể giúp giải thích sự khác biệt giữa ảnh hưởng của DC đối với khả năng hình thành phôi nang và tình trạng nguyên bội. DC có thể làm giảm khả năng một phôi tiếp tục phát triển đến giai đoạn phôi nang. Tuy nhiên, ở những phôi vẫn phát triển đến giai đoạn phôi nang, các phôi bào được tạo thành từ sự phân chia bất thường có thể không tiếp tục phát triển cùng với các tế bào còn lại của phôi và do đó không góp phần đáng kể vào cấu trúc phôi nang. Vì vậy, sự hiện diện của DC ở giai đoạn sớm có thể không đi kèm với tỷ lệ nguyên bội thấp hơn ở các phôi đã phát triển đến phôi nang. Tuy nhiên, hiện tượng này chưa đủ để xác định có liên quan cơ chế “tự sửa chữa” của phôi, bởi các dữ liệu hiện có không chứng minh rằng các tế bào bất thường luôn được nhận diện và loại bỏ có chọn lọc, cũng như không cho phép kết luận các tế bào còn lại hoàn toàn bình thường về mặt di truyền^[3].

Ý nghĩa tiên lượng của DC cũng có thể khác nhau tùy theo giai đoạn phát triển tại thời điểm chuyển phôi. Rubio và cộng sự (2012) ghi nhận rằng những phôi xuất hiện phân chia trực tiếp trong lần phân chia thứ hai hoặc thứ ba, được ký hiệu lần lượt là DC2 và DC3, có khả năng làm tổ rất thấp khi được chuyển ở giai đoạn phân chia^[4]. Tương tự, nghiên cứu của Zhan và cộng sự (2016) cho thấy kết quả chuyển phôi ngày 3 giảm dần theo thời điểm xuất hiện và mức độ lặp lại của DUC. Trong đó, không ghi nhận trẻ sinh sống từ các trường hợp xuất hiện DUC ngay ở lần phân chia đầu tiên hoặc có từ hai sự kiện DUC trở lên^[1]. Ngược lại, ở những phôi tiếp tục phát triển đến giai đoạn phôi nang, tỷ lệ trẻ sinh sống ở nhóm có tiền sử DUC tương tự nhóm không có DUC, mặc dù số lượng phôi được chuyển còn hạn chế^[1]. Điều này cho thấy ảnh hưởng của DC có thể thay đổi theo diễn tiến phát triển của phôi và chưa thể được đánh giá bằng một tiêu chí duy nhất^[1,4].

Một nghiên cứu hồi cứu của Ozbek và cộng sự (2021) cung cấp thêm bằng chứng về mối liên hệ giữa DC và kết quả sinh sản. Trên 295 chu kỳ chuyển đơn phôi nang nguyên bội, tỷ lệ trẻ sinh sống ở nhóm phôi có DC thấp hơn so với nhóm phân chia bình thường, lần lượt là 33,3% và 55,9%^[5].

Những kết quả này cho thấy sự hiện diện của DC không đồng nghĩa với việc phôi không thể tiếp tục phát triển hoặc đạt được kết cục sinh sản thuận lợi. Tuy nhiên, việc một số phôi có DC vẫn phát triển đến giai đoạn phôi nang, có tình trạng nguyên bội hoặc dẫn đến trẻ sinh sống cũng không làm mất đi giá trị tiên lượng của bất thường này. Ý nghĩa của DC cần được xem xét trong bối cảnh thời điểm xuất hiện, mức độ lặp lại và diễn tiến phát triển tiếp theo của phôi^[1,5].

5. Ý nghĩa của phân chia trực tiếp trong đánh giá và lựa chọn phôi

Từ các bằng chứng hiện có, DC phù hợp với vai trò là một thông tin động học bổ sung trong đánh giá phôi. Không giống đánh giá hình thái tại một thời điểm đơn lẻ, theo dõi liên tục bằng time-lapse cho phép ghi nhận diễn tiến phát triển của phôi và nhận diện những bất thường có thể không còn biểu hiện rõ tại thời điểm đánh giá. Vì vậy, các phôi có hình thái tương tự vẫn có thể trải qua những quá trình phát triển khác nhau. Phù hợp với định hướng của Istanbul Consensus 2025, các đặc điểm động học như DC có thể được sử dụng như thông tin bổ sung trong đánh giá và xếp hạng phôi^[6].

Đối với những phôi xuất hiện DC sớm hoặc lặp lại nhiều lần, các bằng chứng hiện có cho thấy tiềm năng phát triển thường thấp hơn và có thể được cân nhắc ở mức ưu tiên thấp hơn khi có những phôi khác với diễn tiến thuận lợi hơn^[1]. Tuy nhiên, sự hiện diện của DC không đồng nghĩa với việc phôi không còn khả năng phát triển. Phôi DC vẫn có thể tiếp tục phát triển đến giai đoạn phôi nang và là phôi nguyên bội^[1,2,3].

Một số dữ liệu, bao gồm nghiên cứu của Ozbek và cộng sự (2021), cho thấy phôi nang nguyên bội có tiền sử phân chia bất thường vẫn có thể có kết quả sau chuyển phôi kém thuận lợi hơn^[5]. Giá trị của DC nằm ở khả năng bổ sung thông tin về quá trình phát triển của phôi, qua đó hỗ trợ việc xếp hạng và lựa chọn phôi. Tuy nhiên, cần tiếp tục được nghiên cứu thêm.

6. Kết luận

Phân chia trực tiếp là một bất thường động học có thể được nhận diện bằng hệ thống theo dõi time-lapse. DC xuất hiện sớm hoặc lặp lại thường đi kèm với tiềm năng phát triển thấp hơn và đi kèm với tỷ lệ bất thường nhiễm sắc thể cao hơn. Tuy nhiên, một số phôi vẫn có thể phát triển đến phôi nang, đạt tình trạng nguyên bội và dẫn đến trẻ sinh sống. Do đó, DC nên được xem là thông tin bổ sung trong đánh giá và xếp hạng phôi, cùng với thời điểm xuất hiện, mức độ lặp lại và diễn tiến phát triển tiếp theo.

[1] Zhan Q, Ye Z, Clarke R, Rosenwaks Z, Zaninovic N. Direct unequal cleavages: embryo developmental competence, genetic constitution and clinical outcome. PLoS One. 2016;11(12):e0166398. doi:10.1371/journal.pone.0166398.

[2] Bamford T, Barrie A, Montgomery S, Dhillon-Smith R, Campbell A, Easter C, et al. Morphological and morphokinetic associations with aneuploidy: a systematic review and meta-analysis. Human Reproduction Update. 2022;28(5):656–686. doi:10.1093/humupd/dmac022.

[3] Watanabe S, Yoshikai K, Matsuda Y, Miyai S, Sawada Y, Kurahashi H, Sawada T. The effect of early irregular cell division of human embryos on blastocyst euploidy: considerations from the subsequent development of the blastomeres by direct or reverse cleavage. F&S Science. 2023;4(1):21–29. doi:10.1016/j.xfss.2022.11.001.

[4] Rubio I, Kuhlmann R, Agerholm I, Kirk J, Herrero J, Escribá MJ, et al. Limited implantation success of direct-cleaved human zygotes: a time-lapse study. Fertility and Sterility. 2012;98(6):1458–1463. doi:10.1016/j.fertnstert.2012.07.1135.

[5] Ozbek IY, et al. Comparison of single euploid blastocyst transfer cycle outcome derived from embryos with normal or abnormal cleavage patterns. Reproductive BioMedicine Online. 2021;42:892–900. doi:10.1016/j.rbmo.2021.02.005.

[6] The Working Group on the Update of the ESHRE/ALPHA Istanbul Consensus, Coticchio G, Ahlström A, Arroyo G, Balaban B, Campbell A, et al. The Istanbul consensus update: a revised ESHRE/ALPHA consensus on oocyte and embryo static and dynamic morphological assessment. Human Reproduction. 2025;40(6):989–1035. doi:10.1093/humrep/deaf021.