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神秘的人类嵌合体现象

2019-07-24柯普哲

科学24小时 2019年12期
关键词:供体骨髓移植凯伦

柯普哲

当科学家费劲脑汁地在实验室创造嵌合体之时,很多人类其实本身就是一个嵌合体。只是大多数人并不知道自己携带着他人的细胞,甚至有另一套遗传物质,因为这些嵌合现象一般不会影响他们正常生活,也并不容易被发现,只有在一些特殊情况下才为人所知。这不禁让人感叹生命的神奇。

“说谎”的DNA

2002年对一位来自美国华盛顿州的26岁年轻妈妈来说,可能有点流年不利。这位年轻妈妈名叫丽迪雅·费尔柴尔德,已有两个分别是1岁和2岁的孩子。最近,她刚刚又怀上第三胎。不过,丽迪雅却与男友杰米·汤森德闹翻分手了。无业的她无力自行抚养两个小孩,不得不申请社会救济。

莉迪雅·费尔柴尔德和她的孩子们

作为申请社会救济的基本程序,需要申请者提供亲子证明。丽迪雅将自己和男友,以及他们两个孩子的血样交给国家福利审查员进行DNA亲子鉴定,并期待着能尽快获得社会福利资助。没曾想,这却是一段奇特遭遇的开始。

2002年12月的一天,丽迪雅接到审查员的电话。审查员告知她,DNA测试结果显示,两个孩子的确是其男友杰米的,但是跟她却没有任何血缘关系。这让丽迪雅错愕不已,自己明明是孩子的生母,究竟是哪里出错了?更糟心的是,审查员怀疑丽迪雅一家试图骗取社会福利,要求丽迪雅和杰米接受法庭调查。由于DNA亲子鉴定技术已在司法鉴定中得到广泛应用和认可,法官也认为丽迪雅并非两个孩子的亲生母亲。因此,法官暂时剥夺了丽迪雅的抚养权,并将两个孩子交由指定的监护人抚养。

这时,丽迪雅即将临产,法官决定再给她一次机会,命人在她分娩过程中进行监视取证,并对新出生的婴兒进行了DNA检测。结果,她和自己怀胎十月、刚生下的第3个孩子竟然也不存在母子关系。检察官怀疑丽迪雅可能在从事某种代孕交易,或涉嫌拐卖儿童,这对丽迪雅来说无异于晴天霹雳。一旦罪名成立,丽迪雅不仅将彻底失去3个孩子的抚养权,而且还将面临牢狱之灾。不过,由于丽迪雅坚称孩子是自己所生的,而且她的产科医生也出庭证明丽迪雅的确是3个孩子的生母,同时,检察官也没有找到任何证据证明其涉及其他犯罪,所以法官有些犹豫不决。到底是丽迪雅在说谎,还是她的DNA在“说谎”呢?

骨髓移植是产生微嵌合的常见途径

当然,科学的问题还得由科学的方法来解决。恰在此时,丽迪雅的律师看到一篇不久前发表在著名医学期刊《新英格兰医学杂志》上的刊文,这下所有人心中的谜团都被揭开了。原来,在距丽迪雅2000多千米之外的另一位妈妈,也面临相同的遭遇。52岁的凯伦·基冈是来自美国马萨诸塞州波士顿市的一名教师,因为肾衰竭需要进行肾移植手术。在第一次肾移植手术失败后,医生希望从其家属身上找到合适配型的肾脏供体,以进行新的移植。当医生对凯伦和她的3个儿子进行人体白细胞抗原检测后,居然发现凯伦的两个儿子不是她“亲生”的,只有小儿子与她的白细胞抗原吻合,这完全出乎凯伦一家的意料。

有医生认为,她可能是一个人类嵌合体,为此医生们联合哈佛大学等机构的科学家对凯伦及其家属进行了一系列检测,包括甲状腺、膀胱等内脏组织的检测。最终确认,除了血液之外,凯伦每个人体组织都可能含有两种遗传来源不同的细胞,只是在不同组织中两种细胞含量不同,总有一种占优势,比如头发、皮肤的主体细胞与血液细胞来源一致,而甲状腺和膀胱组织中的主要细胞则是另一种遗传来源的细胞。

由此,科学家推测,在凯伦的母亲受孕之初,可能有两个卵子都接受了不同的精子完成受精。一般在这种情况下会形成异卵双胞胎,但是这两个独立的受精卵却在着床之前罕见地融合在一起,形成了四配子异源嵌合体,最后导致凯伦体内一些组织(包括生殖系统)含有两种遗传来源不同的细胞,而且来源于凯伦双胞胎“姐妹”的卵细胞占优势,导致凯伦为她的双胞胎“姐妹”生下了两个儿子。

受到该案例的启发,丽迪雅的律师也高度怀疑丽迪雅可能是嵌合体。于是,该律师向法院申请再次对丽迪雅进行内脏器官的DNA检测。医生通过分析丽迪雅子宫涂片发现,她的子宫并不是“自己”的,而是她的异卵双胞胎“姐妹”的。也就是说,丽迪雅也是四配子异源嵌合体,同样是由2个独立受精卵融合而来,只是嵌合模式与凯伦的稍有不同,即丽迪雅的生殖系统主要来自她异卵双胞胎“姐妹”的贡献。据医生推测,其中一个胚胎可能因为某种原因在胚胎发育早期便死亡了,但是它的部分细胞(比如可以发育成生殖系统的细胞)被另一个胚胎吸收,得以重生。至此,谜团解开。

这种四配子异源嵌合体非常罕见,目前全世界已报道的案例不超过100例。而且这种嵌合体一般不为人知,因为大多数嵌合体患者身体机能各方面包括繁育能力表现都比较正常,也不存在健康风险,只在少数情况下存在不育等问题。2019年4-8月,德国、韩国和伊朗的研究人员各自报道了一例四配子异源嵌合体,他们均含有两套基因组,其中有两例都是不育的双性人。

爱的陪伴

这些天生的四配子异源嵌合体本质上来源于双胞胎或多胞胎发育早期融合,不过在存活的双胞胎或多胞胎体内更多的是血液嵌合,即含有多种血型,而且这种血液嵌合并不少见。据荷兰的一项研究显示,在双胞胎中有约8%的血液嵌合,而三胞胎的血液嵌合率更高,达到21%。这种嵌合体之所以含有对方的血液细胞,可能是由于双胞胎或多胞胎在发育早期,通过胎盘或者血管融合发生了细胞的渗透。

其实,这种嵌合体属于微嵌合,在母亲与孩子身上更为常见。换句话而言,母亲身上可能含有孩子的细胞,而孩子身上也可能携带有来自母亲的细胞。这些细胞同样是通过胎盘渗透到对方的体内,其中有一些细胞属于祖细胞或干细胞,能自我更新和分化,因此这些微嵌合细胞可长期在对方的身体内存活。这种微嵌合细胞一般随着时间推移,会慢慢减少,直至消失。但是有些胎儿细胞甚至会伴随一生。

胎儿的细胞不仅能进入母亲的血液中,而且能通过母亲的循环系统运输到肝脏、心脏、肺脏、脾脏甚至大脑等各种组织器官。2012年,美国弗雷德哈金森癌症研究中心的科学家对59位已故女性的大脑进行Y染色体特异基因的检测,这些女性的死亡年龄在32岁到101岁之间,都曾生育过。按常理来说,这些女性的大脑样品中不应该检测出男性特异基因,结果研究人员在60%以上的样品中都检测到了该基因,表明这些女性曾携带了其儿子胎儿时期的细胞。有研究显示,胎儿细胞可以预防母亲罹患乳腺癌,并能够帮助母体进行组织修复。但同时也可能增加母体罹患结肠癌和自身免疫性疾病的风险。至于胎儿细胞进入母体大脑究竟是利是害,目前尚不清楚。

同样的,子女体内也会接纳来自母亲的细胞。有研究表明,子女出生后母体细胞仍然会存在于子女体内,包括外周血和各组织器官均能检测到母体细胞。即使到了成年阶段,母体细胞仍然有可能在子女体内存活。美国一项针对儿童和成年人的研究表明,55%的受试者在外周血中可检测到母体细胞。

恩赐的细胞

人体内的另一种微嵌合现象,一般来自用于救命的骨髓移植或造血干细胞移植。

妈妈和孩子可能长时间互相携带对方细胞

双胞胎经常会携带对方的细胞

20世纪50年代末期,骨髓移植开始逐渐成为一项成熟的器官移植技术。医生将配型成功的骨髓供体移植到自身免疫性疾病、白血病等血液疾病患者的体内,可成功延长患者生命,甚至治愈某些致命性疾病。目前,全世界已實施的骨髓移植手术超过100万例。

骨髓供体一般来自患者的近亲属,如父母子女或兄弟姐妹,也有配型成功的非血亲供体。由于骨髓中含有造血干细胞,可以生成各种红细胞和具有免疫功能的白细胞,这就让患者体内拥有了两种来源的血细胞。除了骨髓移植,造血干细胞移植、外周血干细胞移植、脐带血移植等,都会产生像骨髓移植供体一样的微嵌合现象。有一些骨髓移植患者体内的外来细胞含量较少,而另一些患者体内骨髓供体占优势,甚至会因此改变血型。这一现象有可能给司法鉴定带来一些麻烦,但只要在司法鉴定之前进行造血干细胞移植的排除,相关问题也就迎刃而解了。

其实,人类的嵌合体现象并不神秘,极为常见,只是我们平时很少关注而已。人类嵌合体既有天生的,也有外来的,不管何种来源,都让人不由感叹生命的神奇和伟大。

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