“半同卵双胞胎”到底是怎么回事？

　　本文专家:孟尧，上海交通大学医学院医学博士

　　能够一次拥有两个宝宝，是许多想当爸爸妈妈的人梦寐以求的福气。但实际上，人类双胞胎的自然发生率并不低：全世界范围内，平均每80个活产儿中就有1对双胞胎，也就是说，平均每40个小孩中会存在1个双生子。然而由于种族或者地理差异，双胞胎的自然发生率差异很大，亚洲为6‰，欧美国家为10-20‰，非洲高达40‰。

　　最近，著名医学期刊《新英格兰医学杂志》发布了一篇新论文，内容是澳大利亚科学家Michael Gabbett发现了一对“半同卵双胞”龙凤胎，他们来自母亲的基因完全一样，来自父亲的基因却只重合一部分。

　　那么这个“半同卵双胞胎”到底是怎么回事呢？与同卵双胞胎和异卵双胞胎又有何不同呢？下面就为大家解答一下。

　　双胞胎形成的“第三种方式”

　　一般意义上双胞胎被分为两类：同卵双胞胎和异卵双胞胎。

　　同卵双胞胎为1个卵细胞和1个精子结合生成的受精卵分裂并独立发育而来，双胞胎的基因几乎完全相同，因此他们性别一致，外表看起来也一模一样。

　　图 | 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. 孟尧裁剪、整合、标注

　　异卵双胞胎则为两个完全不同的受精卵发育而来。理论上，异卵双胞胎共享50%相同基因，这与普通的兄弟姐妹之间共享50%相同基因没有什么区别，因此他们可以是性别不同的龙凤胎，外表也各有特点。这也是为什么有的双胞胎长得像有的不像的原因。

　　图 | 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. 孟尧裁剪、整合、标注

　　从上面两种情形来看，双胞胎基因相似度要么是100%（同卵双胞胎），要么是50%（异卵双胞胎）。那么介于两者之间的情况会存在吗？这次的发现用事实告诉我们真的存在——这对“半同卵双胞”龙凤胎的基因相似度为89%。那这到底为什么呢？

　　图 | 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. 孟尧裁剪、整合、标注

　　为什么会出现“半同卵双胞胎”？

　　起初，这位28岁的准妈妈在孕6周的超声报告显示宫内含有一个胎盘两个羊膜囊，诊断为“同卵双胎”。然而孕14周的报告让人大吃一惊：双胞胎宝宝居然是龙凤胎！随后的基因检测发现，两个胎儿来自母系的基因100%相同，来自父亲的基因为嵌合体有77.7%相同。总体而言，他们的基因相似度达89%。也就是说，两个宝宝有一套共同的母系基因，而共享两套父系基因。

　　图 | 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. 孟尧裁剪、整合、标注

　　参考之前的研究，这种情况的发生存在两种可能性。第一种可能性是，卵细胞在受精之前分裂为两个卵细胞，但并未完全分开，随后分别和不同的精子完成受精过程。卵细胞发生分裂的情况——卵细胞孤雌生殖激活——确实存在，但要么不受精发展为胚胎样畸胎瘤，要么失去重塑精子染色质的能力而停止妊娠。

　　图 | 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. 孟尧裁剪、整合、标注

　　第二种可能性是科学家曾提出的“异源细胞分裂”学说，也是此次发现者Michael Gabbett更认同的解释：2个精子同时和1个卵母细胞结合形成三倍体受精卵，在“三极纺锤体”的作用下分裂为3种二倍体细胞，两种均含有一套父系和一套母系的染色体，这两种细胞继续发育成两个胚胎；而另外一种含两套父系的染色体，在发育过程中生长停滞死亡，由此发育而来的双胞胎也被称为“半同卵双胞胎”。

　　图 | 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. 孟尧裁剪、整合、标注

　　这种情况实为罕见，因为Michael Gabbett团队随后对既往诊断为“异卵双胞胎”的968对双胞胎进行检测，并未发现半同卵双生的证据。

　　“半同卵双胞胎”的发育情况如何？

　　由于半同卵双胞胎发育自同一个三倍体受精卵，因此这两个胎儿几乎不可避免地出现了嵌合状态：两者体内均检测到46,XX/46,XY核型，只不过比例不同。XX/XY嵌合比例接近的发育为男孩（47：53），而比例较大的发育为女孩（90：10）。

　　起初，两个小宝宝出生阿普加评分良好，且超声检查未见生殖系统异常表现。然而女宝宝在出生时发生下腔静脉栓子脱落导致右上肢紫癜，肝素治疗无效后进行手术截肢。3岁体检时发现性腺发育异常，这将增加未来罹患癌症的风险，因此医生进行了预防性卵巢切除术。除此之外，这对双胞胎发育正常。

　　图 | 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. 孟尧裁剪、整合、标注

　　实际上，早在2007年美国科学家Vivienne Souter就报道了全球第一对半同卵双胞胎，但他们是在出生后才被确认为半同卵双胞胎。两个宝宝也表现了不同程度的嵌合核型，男宝宝发育正常，而另一个宝宝则表现为真两性畸形。

　　这一事件提醒着我们，自然界很奇妙，我们要时刻保持开放的态度看世界，学会接受新奇事物的诞生。最后希望这些半同卵双胞胎宝宝能够健康成长！