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這場一個卵細胞和兩個精子的"三角戀",結局令人意想不到…

能夠一次擁有兩個寶寶,是許多想當爸爸媽媽的人夢寐以求的福氣。但實際上,人類雙胞胎的自然發生率並不低:全世界範圍內,平均每80個活產兒中就有1對雙胞胎,也就是說,平均每40個小孩中會存在1個雙生子。然而由於種族或者地理差異,雙胞胎的自然發生率差異很大,亞洲為6‰,歐美國家為10-20‰,非洲高達40‰。

最近,著名醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》發布了一篇新論文,內容是澳大利亞科學家Michael Gabbett發現了一對「半同卵雙胞」龍鳳胎,他們來自母親的基因完全一樣,來自父親的基因卻隻重合一部分。

那麼這個「半同卵雙胞胎」到底是怎麼回事呢?與同卵雙胞胎和異卵雙胞胎又有何不同呢?下面就為大家解答一下。

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雙胞胎形成的「第三種方式」

一般意義上雙胞胎被分為兩類:同卵雙胞胎和異卵雙胞胎。

同卵雙胞胎為1個卵細胞和1個精子結合生成的受精卵分裂並獨立發育而來,雙胞胎的基因幾乎完全相同,因此他們性別一致,外表看起來也一模一樣。

圖 | Gabbett MT,Laporte J, Sekar R, Nandini A, McGrath P, Sapkota Y, et al. Molecular Supportfor Heterogonesis Resulting in Sesquizygotic Twinning. N Engl J Med. 2019;380(9):842-9. 孟堯裁剪、整合、標註

異卵雙胞胎則為兩個完全不同的受精卵發育而來。理論上,異卵雙胞胎共享50%相同基因,這與普通的兄弟姐妹之間共享50%相同基因沒有什麼區別,因此他們可以是性別不同的龍鳳胎,外表也各有特點。這也是為什麼有的雙胞胎長得像有的不像的原因。

圖 | Gabbett MT,Laporte J, Sekar R, Nandini A, McGrath P, Sapkota Y, et al. Molecular Supportfor Heterogonesis Resulting in Sesquizygotic Twinning. N Engl J Med. 2019;380(9):842-9. 孟堯裁剪、整合、標註

從上面兩種情形來看,雙胞胎基因相似度要麼是100%(同卵雙胞胎),要麼是50%(異卵雙胞胎)。那麼介於兩者之間的情況會存在嗎?這次的發現用事實告訴我們真的存在——這對「半同卵雙胞」龍鳳胎的基因相似度為89%。那這到底為什麼呢?

圖 | Gabbett MT,Laporte J, Sekar R, Nandini A, McGrath P, Sapkota Y, et al. Molecular Supportfor Heterogonesis Resulting in Sesquizygotic Twinning. N Engl J Med. 2019;380(9):842-9. 孟堯裁剪、整合、標註

為什麼會出現「半同卵雙胞胎」?

起初,這位28歲的準媽媽在孕6周的超聲報告顯示宮內含有一個胎盤兩個羊膜囊,診斷為「同卵雙胎」。然而孕14周的報告讓人大吃一驚:雙胞胎寶寶居然是龍鳳胎!隨後的基因檢測發現,兩個胎兒來自母系的基因100%相同,來自父親的基因為嵌合體有77.7%相同。總體而言,他們的基因相似度達89%。也就是說,兩個寶寶有一套共同的母系基因,而共享兩套父系基因。

圖 | Gabbett MT,Laporte J, Sekar R, Nandini A, McGrath P, Sapkota Y, et al. Molecular Supportfor Heterogonesis Resulting in Sesquizygotic Twinning. N Engl J Med. 2019;380(9):842-9. 孟堯裁剪、整合、標註

參考之前的研究,這種情況的發生存在兩種可能性。第一種可能性是,卵細胞在受精之前分裂為兩個卵細胞,但並未完全分開,隨後分別和不同的精子完成受精過程。卵細胞發生分裂的情況——卵細胞孤雌生殖激活——確實存在,但要麼不受精發展為胚胎樣畸胎瘤,要麼失去重塑精子染色質的能力而停止妊娠。

圖 | Giltay JC, Brunt T, Beemer FA,Wit J-M, Ploos van Amstel HK, Pearson PL, et al. Polymorphic Detection of aParthenogenetic Maternal and Double Paternal Contribution to a 46,XX/46,XYHermaphrodite. The American Journal ofHuman Genetics. 1998;62(4):937-40. 孟堯裁剪、整合、標註

第二種可能性是科學家曾提出的「異源縱橫諜海」學說,也是此次發現者Michael Gabbett更認同的解釋:2個精子同時和1個卵母細胞結合形成三倍體受精卵,在「三極紡錘體」的作用下分裂為3種二倍體細胞,兩種均含有一套父系和一套母系的染色體,這兩種細胞繼續發育成兩個胚胎;而另外一種含兩套父系的染色體,在發育過程中生長停滯死亡,由此發育而來的雙胞胎也被稱為「半同卵雙胞胎」。

圖 | Gabbett MT,Laporte J, Sekar R, Nandini A, McGrath P, Sapkota Y, et al. Molecular Supportfor Heterogonesis Resulting in Sesquizygotic Twinning. N Engl J Med. 2019;380(9):842-9. 孟堯裁剪、整合、標註

這種情況實為罕見,因為Michael Gabbett團隊隨後對既往診斷為「異卵雙胞胎」的968對雙胞胎進行檢測,並未發現半同卵雙生的證據。

「半同卵雙胞胎」的發育情況如何?

由於半同卵雙胞胎髮育自同一個三倍體受精卵,因此這兩個胎兒幾乎不可避免地出現了嵌合狀態:兩者體內均檢測到46,XX/46,XY核型,只不過比例不同。XX/XY嵌合比例接近的發育為男孩(47:53),而比例較大的發育為女孩(90:10)。

起初,兩個小寶寶出生阿普加評分良好,且超聲檢查未見生殖系統異常表現。然而女寶寶在出生時發生下腔靜脈栓子脫落導致右上肢紫癜,肝素治療無效後進行手術截肢。3歲體檢時發現性腺發育異常,這將增加未來罹患癌症的風險,因此醫生進行了預防性卵巢切除術。除此之外,這對雙胞胎髮育正常。

圖 | Gabbett MT,Laporte J, Sekar R, Nandini A, McGrath P, Sapkota Y, et al. Molecular Supportfor Heterogonesis Resulting in Sesquizygotic Twinning. N Engl J Med. 2019;380(9):842-9. 孟堯裁剪、整合、標註

實際上,早在2007年美國科學家Vivienne Souter就報導了全球第一對半同卵雙胞胎,但他們是在出生後才被確認為半同卵雙胞胎。兩個寶寶也表現了不同程度的嵌合核型,男寶寶發育正常,而另一個寶寶則表現為真兩性畸形。

這一事件提醒著我們,自然界很奇妙,我們要時刻保持開放的態度看世界,學會接受新奇事物的誕生。最後希望這些半同卵雙胞胎寶寶能夠健康成長!


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