Công nghệ ADN mở thêm cơ hội xác định danh tính hài cốt liệt sĩ

Phân tích mẫu hài cốt liệt sĩ tại Trung tâm Giám định ADN (Viện Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Ảnh: VAST

Khi công nghệ cũ không còn đủ sức "đọc" ADN

Đến nay, cả nước vẫn còn khoảng 175.000 liệt sĩ chưa tìm thấy hài cốt và khoảng 300.000 hài cốt đã được quy tập nhưng chưa xác định được danh tính. Hướng tới kỷ niệm 80 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ (27/7/1947 - 27/7/2027), Ban Chỉ đạo quốc gia về tìm kiếm, quy tập và xác định danh tính hài cốt liệt sĩ (Ban Chỉ đạo 515) đã phát động Chiến dịch 500 ngày đêm, trong đó xác định giám định ADN là một trong những giải pháp trọng tâm để đẩy nhanh tiến độ xác định danh tính liệt sĩ.

Để thực hiện nhiệm vụ này, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam được giao nghiên cứu, phát triển công nghệ giám định ADN mới và trực tiếp tham gia xác định danh tính hài cốt liệt sĩ thông qua Trung tâm Giám định ADN thuộc Viện Sinh học. Theo GS.TS Chu Hoàng Hà, Phó Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đây không chỉ là nhiệm vụ khoa học mà còn là trách nhiệm đặc biệt của giới nghiên cứu trong việc góp phần thực hiện chính sách "đền ơn đáp nghĩa" của Đảng và Nhà nước.

Tuy nhiên, khác với các mẫu ADN trong giám định dân sự hoặc hình sự, ADN trong hài cốt liệt sĩ đã trải qua hàng chục năm dưới lòng đất, chịu tác động đồng thời của nhiệt độ, độ ẩm, vi sinh vật và điều kiện thổ nhưỡng. Theo thời gian, ADN bị đứt gãy thành những đoạn rất ngắn, thậm chí chỉ còn sót lại lượng vật chất di truyền rất ít và lẫn nhiều tạp chất. Đây là nguyên nhân khiến việc giám định nhiều trường hợp rơi vào tình trạng "bất khả thi" nếu áp dụng các phương pháp truyền thống.

Hơn 10.000 mẫu hài cốt liệt sĩ đang được bảo quản tại Trung tâm Giám định ADN. Ảnh: VAST

Trong nhiều năm, phương pháp chủ yếu được sử dụng tại Việt Nam là phân tích ADN ty thể. Đây là công nghệ đã góp phần xác định danh tính cho nhiều liệt sĩ, đặc biệt trong bối cảnh điều kiện kỹ thuật còn hạn chế. Tuy nhiên, khi số lượng mẫu hài cốt bị phân hủy nặng ngày càng nhiều, những giới hạn của phương pháp này cũng bộc lộ rõ hơn.

Theo GS.TS Chu Hoàng Hà, ADN ty thể chỉ được di truyền theo dòng mẹ và mức độ đa hình không cao, nên khả năng phân biệt giữa các cá thể còn hạn chế. Thực tế đối chiếu với cơ sở dữ liệu ADN thân nhân do Cục Cảnh sát quản lý hành chính về trật tự xã hội (C06), Bộ Công an quản lý đã ghi nhận có trường hợp dữ liệu ADN của một hài cốt đồng thời trùng với nhiều gia đình khác nhau. Điều đó đồng nghĩa, nếu chỉ dựa vào ADN ty thể thì trong không ít trường hợp vẫn chưa đủ căn cứ khoa học để kết luận chính xác danh tính.

Những hạn chế ấy thể hiện rất rõ qua thực tiễn giám định. Giai đoạn 2019-2021, Trung tâm Giám định ADN đã tiếp nhận và phân tích 4.276 mẫu hài cốt liệt sĩ. Tuy nhiên, chỉ có 1.205 mẫu thu được dữ liệu đủ điều kiện để đối sánh và cuối cùng chỉ xác định được danh tính của 9 liệt sĩ. Kết quả này không phản ánh năng lực của đội ngũ khoa học, mà cho thấy giới hạn của công nghệ trước mức độ phân hủy quá nặng của các mẫu ADN.

Chính thực tiễn đó đặt ra yêu cầu phải tìm một phương pháp mới. Theo GS.TS Chu Hoàng Hà, thông qua dự án ODA do Chính phủ Hoa Kỳ tài trợ với sự hỗ trợ kỹ thuật của Ủy ban Quốc tế về Người mất tích (ICMP), các nhà khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tiếp cận, nghiên cứu, tối ưu hóa và từng bước làm chủ công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới kết hợp phân tích các chỉ thị đa hình nucleotide đơn (NGS-SNP).

Nếu ADN ty thể có thể ví như việc nhận diện một người thông qua một dấu hiệu chung của cả dòng họ bên mẹ, thì NGS-SNP cho phép đọc đồng thời hơn 5.400 chỉ thị di truyền trên ADN nhân. Nhờ đó, công nghệ có thể phân tích quan hệ huyết thống theo cả dòng cha và dòng mẹ, đồng thời vẫn khai thác được thông tin từ những đoạn ADN rất ngắn, chỉ khoảng 50-70 cặp base - loại mẫu vốn rất phổ biến ở các hài cốt liệt sĩ sau nhiều thập kỷ.

Theo TS Trần Trung Thành, Giám đốc Trung tâm Giám định ADN, hiệu quả của quy trình mới được thể hiện ngay ở khâu đầu tiên. Nếu trước đây tỷ lệ tách chiết thành công ADN từ các mẫu hài cốt chỉ đạt khoảng 22%, thì với công nghệ NGS-SNP, tỷ lệ này đã tăng lên trên 80%. Điều đó đồng nghĩa với việc rất nhiều mẫu từng được xem là không còn khả năng giám định nay đã có cơ hội được "đọc" lại bằng các công nghệ mới.

Sự thay đổi ấy không chỉ là bước tiến về mặt kỹ thuật. Quan trọng hơn, nó mở ra khả năng giải quyết những trường hợp tồn đọng suốt nhiều năm - điều mà các phương pháp trước đây chưa thể thực hiện. Từ đây, công nghệ giám định ADN của Việt Nam bắt đầu bước sang một giai đoạn mới: Không chỉ nâng cao tỷ lệ phân tích thành công, mà còn tạo tiền đề để trả lại tên cho nhiều liệt sĩ tưởng chừng đã vĩnh viễn trở thành những ngôi mộ vô danh.

Từ phòng thí nghiệm đến những cuộc đoàn tụ

Hiệu quả của công nghệ NGS-SNP đã được kiểm chứng qua đợt thí điểm tại Nghĩa trang liệt sĩ Trà Lĩnh (Cao Bằng). Đây là một trong những địa điểm có nhiều hài cốt đã được quy tập từ lâu, phần lớn trong tình trạng ADN phân hủy rất nặng - điều từng khiến việc xác định danh tính gặp nhiều khó khăn.

Phân tích mẫu hài cốt liệt sĩ tại Trung tâm Giám định ADN (Viện Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Ảnh: VAST

Theo PGS.TS Phí Quyết Tiến, Viện trưởng Viện Sinh học, trong tổng số 58 mẫu hài cốt đủ điều kiện thu mẫu, nhóm nghiên cứu đã thu được dữ liệu SNP đạt yêu cầu ở 54 mẫu, tương đương tỷ lệ khoảng 93%. Đây là kết quả cho thấy khả năng khai thác thông tin di truyền từ những mẫu hài cốt vốn được đánh giá là rất khó xử lý bằng các phương pháp trước đây.

Quan trọng hơn, từ dữ liệu thu được, các nhà khoa học đã tiến hành đối sánh với mẫu ADN của thân nhân thuộc 14 gia đình liệt sĩ và xác định được danh tính các hài cốt ngay trong đợt triển khai đầu tiên. Theo PGS.TS Phí Quyết Tiến, những trường hợp chưa thể kết luận danh tính chủ yếu không phải do hạn chế của công nghệ, mà vì chưa có đủ mẫu ADN của thân nhân để thực hiện đối sánh. Điều này cho thấy, khi "điểm nghẽn" về công nghệ từng bước được tháo gỡ, nhiệm vụ cấp thiết tiếp theo là xây dựng cơ sở dữ liệu ADN thân nhân liệt sĩ đầy đủ và đồng bộ hơn.

Đó cũng là một thay đổi đáng chú ý trong công tác xác định danh tính hài cốt liệt sĩ hiện nay. Nếu như trước đây, thách thức lớn nhất là làm thế nào để tách được ADN từ các mẫu hài cốt đã phân hủy, thì nay, khi công nghệ đã nâng cao đáng kể khả năng thu nhận dữ liệu di truyền, yếu tố quyết định nhiều trường hợp lại nằm ở nguồn dữ liệu đối sánh.

Từ kết quả tại Trà Lĩnh, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã kiến nghị Ban Chỉ đạo quốc gia 515 đưa quy trình giám định bằng công nghệ NGS-SNP vào áp dụng chính thức. Đồng thời, công nghệ tiếp tục được triển khai tại Nghĩa trang liệt sĩ Giồng Riềng (An Giang), nơi hiện còn 964 phần mộ chưa xác định được danh tính. Việc mở rộng địa bàn triển khai không chỉ nhằm kiểm chứng độ ổn định của quy trình trong các điều kiện khác nhau mà còn tạo cơ sở khoa học cho việc nhân rộng trên phạm vi cả nước.

Theo TS Trần Trung Thành, mỗi mẫu hài cốt đều phải trải qua hàng loạt công đoạn liên hoàn, từ xử lý mẫu, tách chiết ADN, xây dựng thư viện giải trình tự, phân tích dữ liệu đến đối sánh với ADN của thân nhân. Mỗi bước đều được kiểm soát chặt chẽ bởi chỉ cần một sai lệch nhỏ cũng có thể ảnh hưởng tới kết quả cuối cùng.

Không dừng lại ở việc làm chủ công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đang hướng tới xây dựng năng lực giám định ADN quy mô lớn. Theo GS.TS Chu Hoàng Hà, trong hơn hai năm qua, Viện đã phối hợp với các chuyên gia của Ủy ban Quốc tế về Người mất tích (ICMP) nghiên cứu, tiếp nhận và tối ưu hóa quy trình công nghệ mới, tạo nền tảng để chuyển giao cho các đơn vị trong nước. Đây là bước chuẩn bị quan trọng nhằm hình thành hệ thống giám định ADN hiện đại, đáp ứng yêu cầu của Chiến dịch 500 ngày đêm cũng như nhiệm vụ lâu dài trong công tác xác định danh tính hài cốt liệt sĩ.

Phân tích mẫu hài cốt liệt sĩ tại Trung tâm Giám định ADN (Viện Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Ảnh: VAST

Tuy nhiên, chặng đường phía trước vẫn còn nhiều việc phải làm. Theo GS.TS Chu Hoàng Hà, hiện cả nước còn khoảng 200.000-300.000 mẫu hài cốt cần được giám định, trong khi năng lực hiện nay mới chỉ đáp ứng khoảng 1.000-2.000 mẫu mỗi năm. Để rút ngắn thời gian xác định danh tính, cần đầu tư đồng bộ trang thiết bị, mở rộng các cơ sở giám định, chuyển giao công nghệ, đào tạo đội ngũ kỹ thuật và nâng công suất xử lý lên khoảng 10.000 mẫu mỗi năm cho mỗi cơ sở. Cùng với đó là xây dựng ngân hàng gen thân nhân liệt sĩ, chuẩn hóa cơ sở dữ liệu và tăng cường kết nối với hồ sơ quy tập để nâng cao hiệu quả đối sánh.

Một hướng đi khác cũng đang được Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam nghiên cứu là ứng dụng công nghệ vi mảng (microarray) trong phân tích mẫu sinh phẩm của thân nhân, tích hợp dữ liệu các chỉ thị SNP vào ngân hàng gen phục vụ xác định danh tính hài cốt liệt sĩ. Song song với đó là đào tạo, chuyển giao công nghệ cho các đơn vị có nhu cầu, từng bước mở rộng mạng lưới giám định ADN trên phạm vi cả nước.