兩個精子同時進入一個卵子會怎樣?全球僅兩例的半同卵雙胞胎誕生

2020-11-23 騰訊網

撰文丨《環球科學》記者 李曉慧

當精子如千軍萬馬爭先恐後地衝向卵細胞時，通常情況下，只有一個精子會勝出，成功進入卵細胞使其受精。極少情況下，會有兩個精子進入一個卵細胞，但往往它們都不會存活。

但也有更加罕見的情況，最近，《新英格蘭醫學雜誌》報導了這樣一個案例，來自澳大利亞的一名女性在孕期檢查時發現其所懷雙胞胎不太一樣，既不是同卵雙胞胎，也不是異卵雙胞胎，而是「半同卵」雙胞胎。研究人員稱，這可能是由於在受精過程中，來自母體的一個卵細胞與來自父體的兩個精子相結合，之後分裂為兩個胚胎並發育為雙胞胎。據稱，這種情況非常罕見，此次報導的是世界上第二例「半同卵」雙胞胎，也是第一例在母體中即通過基因檢測確定的案例。

第三類雙胞胎

常見的雙胞胎有兩種，一種為同卵雙胞胎，另一種為異卵雙胞胎。

同卵雙胞胎是來自母體的一個卵細胞和來自父體的一個精子結合成為一個受精卵，受精卵在發育過程中，分裂成了兩個胚胎。這兩個胚胎具有完全一樣的染色體和遺傳物質，因此他們性別相同，要麼都是女孩，要麼都是男孩，不會出現龍鳳胎，就像一個模子裡刻出來的。

異卵雙胞胎是女性排出了兩個卵細胞，且兩個卵細胞都受精成功，然後發育為2個胚胎，兩個胚胎有各自的遺傳物質，共同的基因比例大概在50%。從性別上來看，他們可以是同性，也可以是異性，龍鳳胎就是這種情形。

「半同卵」雙胞胎非常罕見，除了此次報告的澳大利亞的案例之外，另外一例還是在2007年在美國發現的。研究人員認為，這可能是由於來自母體的一個卵細胞與來自父體的兩個精子相結合，之後分裂為兩個胚胎，孕育了一對雙胞胎。半同卵雙胞胎一般情況下共享的基因比例介於50%~100%之間。

產檢中發現異常

2014年，來自澳洲布裡斯班的28歲女性，在醫院進行了例行產檢，懷孕6周的超聲波檢查結果顯示，她懷上了一對雙胞胎，影像中可以清楚地看到一個胎盤和一個絨毛膜，這表明他們是同卵雙胞胎無疑。

但是14周的超聲波檢查讓醫生覺得困惑，影像中顯示了一個男孩和一個女孩，這種情況不可能發生在同卵雙胞胎中。基因檢測結果顯示，兩個胎兒來自母親的基因100%相同，來自父親的基因有77.7%相同，總體而言，他們共享了89%的共同基因。

為什麼會發生這麼不同尋常的事情？此前有研究人員認為，根據配對發生時間的不同，有兩種可能性。第一種可能性是，卵細胞可能分成兩部分，但是並未完全分開，然後每一部分分別由一個精子受精。但是研究人員稱，在受精之前卵細胞發生分裂的情況非常罕見。

第二種情況，也是研究人員認為更有可能的情況：卵細胞與兩個精子融合併形成三倍體的細胞，之後進行分別配對，並以某種方式糾正了染色體的數量。

就澳大利亞這對雙胞胎而言，研究人員認為情況應該與第二種類似：首先，兩個精子進入同一個卵細胞，形成了三倍體受精卵，其中含有三組染色體，分別是來自卵細胞的染色體，來自第一個精子的染色體，以及來自第二個精子的染色體。經過複製、分裂之後，形成了三種二倍體細胞，一種細胞包含來自兩個精子的染色體，也就是說，它只包含來自父親的遺傳物質，沒有來自母親的遺傳物質。而另外兩種組合，既包含來自父親的遺傳物質又包含來自母親的遺傳物質。

在發育的過程中，僅含有精子遺傳物質的細胞死亡，含有父母雙方遺傳物質的細胞繼續分裂。「之後分裂為兩個胚胎，形成了雙胞胎。」澳大利亞昆士蘭科技大學臨床遺傳學家Michael Gabbett說。

當然，情況並沒有看上去那麼簡單，兩個胚胎中所包含的細胞，有的含有兩條X染色體，而有的含有X染色體和Y染色體。Michael Gabbett解釋說，因為兩個雙胞胎中，一個是男孩，另外一個是女孩，這說明，其中一個胚胎有更大比例的含有XY染色體的細胞，因此發育為男性，而另一個胚胎有更大比例的含有XX染色體的細胞，因此發育為女性。

性發育失調

在2007年報告的第一例「半同卵」雙胞胎中，有一名嬰兒出現了雙性人的情況，既有卵巢又有睪丸。另外一名嬰兒表型為男性。基因測試顯示，兩個雙胞胎都同時包含具有XX染色體的細胞和XY染色體的細胞。加州大學洛杉磯分校泌尿學和人類遺傳學教授Eric Vilain博士說：「並不需要100％的Y染色體，才能發育成男性。如果性腺中有超過15％的Y染色體，就很可能會成為一名男性。」

在最新報導的「半同卵」雙胞胎中，並未出現雙性人的問題，但他們也算不上完全健康。儘管當兩個嬰兒通過剖腹產的方式出生的時候，他們看起來與普通新生兒無異。但出生後不久，醫生發現女嬰出現了血栓的情況，當四個星期大的時候，她的手臂被截肢。

女孩長到3歲的時候，醫生發現由於基因問題，她的卵巢發育不良，這可能增加未來患癌症的風險，因此醫生切除了她的卵巢。目前，澳大利亞的這對雙胞胎已經四歲了，除了上述問題之外，暫時並未發現其它異常。

在發現這兩例「半同卵」雙胞胎之前，就曾經有科學家預言過這種情況發生的潛在可能性。比如，2003年，生物學家Michael Golubovsky就曾表示，在同卵雙胞胎和異卵雙胞胎之間，可能會出現由於雙重受精造成的雙胞胎。這兩個案例證實了他的這種理論。

Michael Golubovsky認為，雙胞胎在遺傳學上還有很多不清楚的地方，要時刻關注那些非同尋常的案例。英國利茲大學的基因學家David Bonthron曾經說過，「我們對受精過程的了解很多都是推測的，因為我們無法在人類身上進行實際觀察。」

參考連結：

https://www.nature.com/news/2007/070326/full/070326-1.html

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1701313?query=featured_home

https://www.theguardian.com/science/2019/feb/27/scientists-stunned-discovery-semi-identical-twins

圖片來源：NEJM

文章由「科普中國頭條創作與推送項目」團隊推出

本文來自科普中國

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