圖片來(lái)源：冷泉港實(shí)驗(yàn)室

按照減數(shù)分裂和受精過(guò)程，新生胎兒的染色體應(yīng)該一半來(lái)自父親，另一半來(lái)自母親。如果這一規(guī)則出現(xiàn)差錯(cuò)，就可能導(dǎo)致某些遺傳疾病。但最近發(fā)表在《美國(guó)人類遺傳學(xué)雜志》的研究從基因大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果中意外發(fā)現(xiàn)，許多健康人群染色體的親本來(lái)源組成也不是1:1的。

意外的染色體組成

早在Natalie Nakles出生前，甚至是來(lái)自她母親的卵子成熟之前，奇怪的事情就發(fā)生了。那顆卵子本應(yīng)只攜帶一條16號(hào)染色體，結(jié)果最后卻多出了一條。而隨后的一系列細(xì)胞過(guò)程，讓Nakles的受精卵發(fā)育時(shí)移除了來(lái)自精子的16號(hào)染色體。因此，現(xiàn)今24歲的Nakles并不像大多數(shù)人一樣從父母身上各繼承了一組染色體，她的兩條16號(hào)染色體全部來(lái)自母親。

這種現(xiàn)象被稱為“單親二體性”（uniparental disomy），即23對(duì)染色體中某一對(duì)的兩條染色體都來(lái)自父親或母親一方。在文獻(xiàn)中，單親二體性與自然流產(chǎn)有著密切關(guān)系。即便胎兒存活，它也有可能患有骨骼異常、癲癇、智力障礙和兒童癌癥等疾病。Nakles就患有阿斯伯格綜合征，這是一種自閉癥譜系疾病，但不會(huì)有自閉癥患者的語(yǔ)言和智力障礙。除此之外她很健康，沒(méi)有什么嚴(yán)重的健康問(wèn)題。她是將唾液樣本送到23andMe公司進(jìn)行DNA檢測(cè)后才發(fā)現(xiàn)自己有單親二體的問(wèn)題。

如今，一項(xiàng)研究對(duì)大約483萬(wàn)人的DNA進(jìn)行了檢測(cè)，其中440萬(wàn)來(lái)自23andMe基因檢測(cè)公司，43萬(wàn)來(lái)自英國(guó)生物樣本庫(kù)。結(jié)果顯示，許多像Nakles這樣的健康人身上都存在單親二體性。該研究共找到了675個(gè)單親二體的樣本，且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其與任何有害特征存在顯著相關(guān)。這表明，單親二體性現(xiàn)象比過(guò)去文獻(xiàn)中的結(jié)果更普遍，且危害性更低。

英屬哥倫比亞大學(xué)的遺傳學(xué)家Wendy Robinson沒(méi)有參與這一研究，但她對(duì)研究結(jié)果感到十分興奮。她之前就懷疑健康人群中單親二體性的發(fā)生率比文獻(xiàn)中報(bào)道的要高，但一直沒(méi)有DNA樣本數(shù)據(jù)支持。因?yàn)橹钡阶罱?，自愿進(jìn)行DNA檢測(cè)的健康人士才多了起來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，醫(yī)生可能是發(fā)現(xiàn)某些病人患了罕見(jiàn)疾病，才讓他們進(jìn)行DNA檢測(cè)，結(jié)果就發(fā)現(xiàn)了單親二體性，然后發(fā)表了相關(guān)文章。這就像是只在路燈下面尋找花盆，就得出結(jié)論所有花盆都在路燈下面一樣。

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但是，23andMe公司和英國(guó)生物樣本庫(kù)的檢測(cè)對(duì)象更多是身體健康的人，結(jié)果表明即使是健康人群也可能帶有看似嚴(yán)重的遺傳異常。Robinson認(rèn)為這種異常其實(shí)是一種正?，F(xiàn)象?，F(xiàn)有的科學(xué)研究本質(zhì)上就是把所有可能導(dǎo)致有害結(jié)果的因素列舉出來(lái)，因此人們誤以為遺傳異常只會(huì)發(fā)生在有嚴(yán)重疾病的人身上。而產(chǎn)前檢查有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)并列出單親二體，這一結(jié)果會(huì)讓準(zhǔn)父母感到十分焦慮。不過(guò)，這項(xiàng)新研究能在一定程度上打消他們的焦慮。“你有單親二體性，并不代表你的孩子一定會(huì)出問(wèn)題。”

錯(cuò)誤的開(kāi)始

減數(shù)分裂是形成卵子和精子的過(guò)程，而單親二體性則是這一過(guò)程出錯(cuò)所導(dǎo)致的結(jié)果。科學(xué)家們也提出了各種不同的機(jī)制假說(shuō)，但最常見(jiàn)的情況可能是這樣的：減數(shù)分裂的錯(cuò)誤導(dǎo)致卵子或精子獲得了兩條相同編號(hào)的染色體，因此胚胎最終得到了三條同源染色體。這些胚胎有時(shí)會(huì)自然流產(chǎn)，但有時(shí)卻可以進(jìn)行“三染色體自救”，即某些細(xì)胞會(huì)丟失額外的第三條染色體，并最終戰(zhàn)勝非正常細(xì)胞。如此一來(lái)，胎兒最終能夠得到正確數(shù)量的染色體，但由于丟掉的那條染色體是隨機(jī)的，因此胎兒的染色體組不一定剛好一半來(lái)自父親、一半來(lái)自母親。

盡管這不是精子與卵子結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程，但結(jié)果最終還是誕生了健康的嬰兒。波士頓兒童醫(yī)院的博士后、23andMe公司曾經(jīng)的實(shí)習(xí)生Priyanka Nakka 也參與了這項(xiàng)研究，他說(shuō)：“這一現(xiàn)象與我們?cè)趯W(xué)校學(xué)到的生物學(xué)定律不一樣。”不過(guò)，科學(xué)家早已提出了相關(guān)理論，后來(lái)也確實(shí)發(fā)現(xiàn)了其他非正常受孕、但仍能誕下健康后代的方式，例如半同卵雙胞胎，即一個(gè)卵子同時(shí)被兩個(gè)精子受精，就會(huì)混合出三組染色體，1組來(lái)自母親，2組來(lái)自父親。

發(fā)生在哪一條染色體很關(guān)鍵

如果單親二體性確實(shí)造成了健康問(wèn)題，原因主要有以下兩種。第一種，一個(gè)孩子可能從父母一方繼承了兩條相同的、帶有罕見(jiàn)隱性突變的染色體。第二種，某些基因的表達(dá)與否取決于它們來(lái)源于父母哪一方，這種現(xiàn)象稱為“基因印跡”。這意味著，從父母一方繼承兩條相同的染色體會(huì)導(dǎo)致各種健康問(wèn)題。

例如，如果兩條15號(hào)染色體都來(lái)自母親，就會(huì)導(dǎo)致普拉德-威利綜合征（Prader-Willi syndrome），根據(jù)相關(guān)病癥也被稱做低肌張力-低智力-性腺發(fā)育低下-肥胖綜合征；而如果15號(hào)染色體都來(lái)自父親，則會(huì)導(dǎo)致天使人綜合征（Angelman syndrome），患兒會(huì)產(chǎn)生發(fā)育遲緩，智力殘疾，嚴(yán)重的言語(yǔ)障礙以及運(yùn)動(dòng)和平衡問(wèn)題。它們都是具有明顯癥狀的特殊遺傳疾病。

基因印記并非在所有染色體上均勻分布，因此某些染色體的單親二體會(huì)比另一些導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果。Nakka和她的合作者們發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)文獻(xiàn)中單親二體性相關(guān)疾病的報(bào)道主要集中在6、7、11、14、15號(hào)染色體上。但是在23andMe公司和英國(guó)生物樣本庫(kù)中，健康人群的單親二體性更多是與1、4、16、21、22和X染色體有關(guān)。

隨著DNA檢測(cè)技術(shù)的普及，越來(lái)越多的人選擇在家進(jìn)行DNA檢測(cè)，從而發(fā)現(xiàn)了自己可能具有單親二體性。著名的遺傳譜系學(xué)家CeCe Moore表示，已經(jīng)有不少人發(fā)現(xiàn)自己的DNA檢測(cè)結(jié)果存在異常，并向她進(jìn)行了咨詢。23andMe公司沒(méi)有在檢測(cè)結(jié)果中標(biāo)注單親二體性，事實(shí)上他們也不打算這么做。但是只要用戶仔細(xì)分析結(jié)果，就能推斷出單親二體的存在。

和母親一起進(jìn)行23andMe公司的DNA檢測(cè)后，Nakles才發(fā)現(xiàn)了自己身上存在單親二體。她注意到，她與母親的16號(hào)染色體的重合度比正常情況要高得多。她讓父親也接受了檢測(cè)，并確認(rèn)了她與父親沒(méi)有共享16號(hào)染色體的任何片段。Nakles是一名醫(yī)學(xué)生，她很快就搞清了這件事是怎么在細(xì)胞中發(fā)生的。當(dāng)我們交談時(shí)，她向我解釋了減數(shù)分裂過(guò)程中一開(kāi)始出現(xiàn)的錯(cuò)誤，以及用于“修復(fù)”它的三染色體自救。她發(fā)現(xiàn)自己曾經(jīng)很可能根本無(wú)法出生，但現(xiàn)在卻活得好好的，不禁對(duì)這一切驚嘆不已。