[Science] 不知道自己是双胞胎？试试这项基因检测
[Science] 不知道自己是双胞胎？试试这项基因检测 ——
不知道自己是双胞胎？试试这项基因检测
- 杰西卡·姆迪特
- （Jessica Mudditt）
图像来源，Getty Images
一对同卵双胞胎兄弟参加俄亥俄州特温斯堡（Twinsburg，也可意译为双子堡）的双胞胎节（Credit: Josie Gealer/Getty Images）
杰弗里·克雷格（Jeffrey Craig）幼年时候常常发梦自己有一个同卵孪生兄弟。
他说，“这个梦常常出现，总是一样。在我梦中，有另一个的我在床上躺在我身边。这不是一个陌生人，我知道这是另一个我。有点令人惊讶，但我不害怕，实际还感到很放松。”
克雷格任职澳大利亚默多克儿童研究所（Murdoch Children's Research Institute）副教授期间，获知存在一种“双胞胎消失综合征”，即双胞胎其中一个可能会在母亲腹中生长发育的早期死亡，而父母或医生都不知道，其残体可能留在母亲子宫里，其组织也可能解体，细胞被另一个孪生胎或胎盘所吸收。克雷格获知后，不由得怀疑他幼年这个梦是否另有深意，是否与此有关。
克雷格说，“我开始怀疑我的梦是否为一个久远的记忆，那時我和我的孪生兄弟睡在同一个子宫中。”克雷格现在是澳大利亚迪肯大学医学院（Deakin University School of Medicine）的表观遗传学和细胞生物学讲师，以及澳大利亚双胞胎研究中心（Twins Research Australia）的副主任。
最近科学界有关消失双胞胎的研究或许能帮助他解答这个谜题。这项研究克雷格没有参与，但他参加了同行评审。
一个全球双胞胎研究小组研发了一种检测方法，可以判断一个人在母亲腹中时是否曾经是同卵双胞胎，而不管另一个双胞胎是否还活着，或者出生之前就已消失。该方法的准确率约为60-80%。克雷格认为这是双胞胎研究的一个重大成就。他本人对此方法也非常好奇。
他在电子邮件中说，如果研究人员成功研发出一个可靠的检测方法，确定某些人曾在子宫内失去自己的孪生兄弟（或姐妹），“那我就可以测试我的假设，这即是说，我会做梦，认为有另一个我睡在我身边，是因为我开始有生命的时候是一个双胞胎。”
胎儿怀孕时曾经是双胞胎的几率比许多人意识到的要高，但是生产双胞胎的几率却只有1.3%。根据一项研究，在所有自然受孕的孕妇中，多达12%可能一开始怀的是双胞胎，但其中大约八分之一的双胞胎中有一个会在怀孕期间消失，最后母亲只生下一个孩子。
左撇子的人的几率可能更高，因为双胞胎是左撇子的可能性较非双胞胎的高。一般人中有9%是左撇子，同卵双胞胎中左撇子的比率为15%，异卵双胞胎是12%。
一些专家说，帮助人们发现他们是否曾为双胞胎，或许会对他们的健康有重大帮助，这也可能有助于科学家了解同卵双胞胎及其早期发育情况，因为有关的许多方面仍然神秘无解。
同卵双胞胎参加俄亥俄州双子堡的双胞胎节。同卵双胞胎是指同一枚受精卵分裂为二的双胞胎（Credit: Josie Gealer/Getty Images）
神秘的双胞胎
这些科学家最初并不是想要测试某些人是否在娘胎里曾经是双胞胎。相反，他们最初的目的是研究更为基本的问题：寻找双胞胎的表观基因组的差异。所谓表观基因组是指记录人类基因组并能遗传给后代的一系列化学标记。这项研究能帮助科学家更好地理解同卵双胞胎是如何形成以及形成的原因。
同卵双胞胎，也被称为单卵双胞胎，是单一卵子与单一精子受精后早期分裂而形成。要找到卵子分裂的原因相当困难。现在的主要假说指受精卵分裂是随机发生。大自然中只有人类、狗、牛、马和猪，这几类极其少数的物种会有同卵双胞胎。从进化的角度来看，同卵双胞胎的存在没有意义，因为只有生产具有遗传多样性的后代才能提高物种的生存机会。
领导这项研究的阿姆斯特丹自由大学（Vrije Universiteit Amsterdam）双胞胎研究和表观遗传学专家珍妮·范东恩（Jenny van Dongen）说，“我们对人体的了解已很多，但尽管经过多年的研究，我们仍然不知道同卵双胞胎从何而来。这是人类生物学中尚未解开的谜团之一。”
研究人员最初想调查所谓的表观基因（即控制基因的开启或关闭，位于基因顶部的化学标记）在双胞胎形成过程中的作用。因为随着环境或生活方式的变化，人体基因组会添加或删除这些表观遗传标记。表观基因组变化过程的作用已经在创伤研究和癌症预防等不同领域得到了研究。科学家发现人体胚胎刚形成之时，表观遗传变化对人类早期发育至关重要。
特别是DNA甲基化（一种被称为“甲基组”的化学小标签被添加到DNA中的过程）有助于调节胚胎基因的功能，从而促进健康发育。
为了找出不同水平的DNA甲基化是否也在双胞胎的形成中起作用，研究小组分析了英国、澳大利亚、荷兰和芬兰的3046个现有的同卵双胞胎DNA样本的甲基化水平。他们将这一组同卵双胞胎的甲基化模式与作为对照组的另外3396对异卵双胞胎的DNA甲基化模式进行了比较。这确保了这两组双胞胎尽可能相似，都是共用一个子宫的双胞胎，唯一的区别是，同卵双胞胎是由一个分裂的卵子产生。
研究人员在同卵双胞胎的样本中发现了一种典型的甲基化模式，即一种分子特征，或称为表观遗传特征。他们分析同组人在生命不同时间点采集的样本，发现这种模式始终稳定如一。
这种甲基化模式在同卵双胞胎形成过程中的确切作用尚不完全清楚。这可能是卵子分裂留下的一种化学疤痕，也可能是导致受精卵一分为二的原因。
但如同研究报告指出，发现同卵双胞胎表观基因组独有并稳定的特性，从而产生了一个出乎意料的结果：由于同卵双胞胎会一辈子保持某种表观遗传特征，因而可以用此特征来找到出生时另一孪生同胞已消失的同卵双胞胎。
利用这一发现，研究人员开发了一种判断某人是否是同卵双胞胎的算法，然后应用于新的数据集。根据检测得到的数据，这个算法的准确率可达60-80%。
这意味着即使出生几十年后，同卵双胞胎存活的其中一人也可以通过一个简单的颊拭子检测得知自己是双胞胎。
同卵双胞胎和异卵双胞胎的区别并非总是很明显（Credit: Science Photo Library）
范东恩说，“我们不知道这个检测是否100%准确，但我们可以尝试一些东西，比如较复杂的数学算法。”
目前此项检测只适用于同卵双胞胎。非同卵，即异卵双胞胎的形成方式完全不同，异卵双胞胎是一位母亲同时排出两个卵子，各自与不同的精子受精而怀孕。
在基因上，异卵双胞胎的相似如同兄弟姐妹一样。与同卵双胞胎相比，人们对影响异卵双胞胎几率的因素较为了解。例如，已知年龄较大的母亲，以及来自异卵双胞胎常见家庭的母亲，生下异卵双胞胎的可能性较高。种族也是一个因素。尼日利亚人拥有异卵双胞胎的几率最高，为每1000名新生儿中就有40.2个，而日本人的几率最低，每1000名新生儿有10.45人。
失去的双胞胎？
这项检测可以为一系列与双胞胎有关的科学问题提供新的线索，首先，可以较清楚地确定谁是双胞胎。在个人层面上，有助克服因自己身份的不确定性，以及可能曾失去孪生兄弟或姐妹所感受的痛苦。
加州大学富勒顿分校（California State University, Fullerton）心理学教授南希·L·西格尔（Nancy L Segal）是研究双胞胎的专家，发表了有关被分开的双胞胎研究的新著《刻意分开》（Deliberately Divided ）。她说，“就诸多方面而论，这可以说是生物学的一个重大突破。”
“首先为同卵双胞胎的生物学过程提供了新的认识。其次有助于识别同卵双胞胎其一死亡但另一存活的个案。另外在无法立即作DNA检测情况下，能够确认同卵双胞胎出生时怀疑被人调换的案子。”
西格尔经常收到一些人的电子邮件，他们想知道自己是否曾有过失去的双胞胎。
西格尔说，“一些人告诉我，他们一直在接受治疗，后来意识到问题的根源在于他们有一个出生时已死的同卵双胞胎。他们说为此感到失落。这些人对此真的很在意。”
参与开发该检测的研究员范东恩已经收到了大约30封想要检测者的电子邮件。有的是母亲说，她们在怀孕期间有流产的迹象，怀疑自己失去了一个双胞胎儿。其他只是直觉认为自己可能有失去的孪生同胞。
加拿大英属哥伦比亚大学（University of British Columbia）名誉教授朱迪思·霍尔（Judith Hall）从事双胞胎研究已有50年，是遗传学和儿科学领域的世界级权威。她的女儿认为自己是同卵双胞胎，不过霍尔怀孕时没有任何迹象。
霍尔直言道，“她知道自己有一个双胞胎姐妹。她是做梦知道的。”
不过西格尔怀疑人们对失去的孪生同胞能够有产前的记忆。
她说，“这个想法很浪漫。但我是一名科学家，对这一可能性我持开放态度，但到目前为止我还没有看到任何事实证明。在我研究过的所有一出生即与孪生同胞分开养大的双胞胎中，没有一个意识到自己是双胞胎出生。（知道真相后）他们和我们一样感到惊讶。”
什么时候变成一胎？
双胞胎其一消失的原因有各种各样的假说。
西格尔说，“可能是某个胎儿出了问题，或者可能是母亲没有足够的孕育空间。人类子宫是为一个而不是两个胎儿设计的。这可能只是为了确保双胞胎中活下来的那个能够健康孕育。”
如果双胞胎其一在怀孕12周之前消失，怀孕的母亲有很大可能不知道，因为很少会在这样早的时间做超声波检查。
范东恩说，“在医学术语中，这被称为‘双胞胎消失综合征’，因为在早期的超声波检查中能听到两个心脏跳动声，但后来其中一个会消失不再听到。不过，怀孕期失去双胞胎其中一个胎儿的母亲宁愿称其为死产。”
有时能够看到双胞胎中死去那个的残骸。有的10周之前死亡的胎儿会枯干如木乃伊，称为“纸片胎”（paper doll fetus），是一种罕见的妊娠现象。这个已死的胎儿是在活着的双胞胎的膜和子宫壁之间被压平。每12,000宗怀孕就会发生一例。
双胞胎研究员克雷格说，“像一小块羊皮纸，看起来像小婴儿。”
更罕见的是胎中胎（fetus-in-fetu），或称“寄生双胞胎”（parasitic twin），即双胞胎中的一个被另一个吸入体内，而且另一个体内会一直保留被吸入双胞胎的残体。
范东恩说，“通常，寄生残体是一个类似脊椎的结构。还可能有毛发和肢体的某些部分。”
胎内胎极其罕见。每50万个生产的婴儿中约有一例，迄今全球报告的胎内胎病例也只有200宗。
克雷格说，“如果某人觉得体内可能长了个肿块，待他们成年后去检查，发现X光片显示原来是有个双胞胎藏在他们的腹腔中，你可以想象，那会是如何的震惊。”
在异卵双胞胎的个案中，死去的双胞胎的遗传物质可能会进入另一个存活的双胞胎内。2015年就发生一个引人注目的病例，一名男子接受生育治疗时，发现他的精子只有90%是他自己的，另外10%则属于他已死的异卵双胞胎兄弟。当他和他的异卵双胞胎兄弟还在母体子宫时，他吸收了双胞胎兄弟的一些细胞，实际上成为他和他双胞胎兄弟的混合体。
科学界曾经认为，在发育早期，双胞胎或三胞胎之间的细胞传递是非常罕见的现象，但实际上并不是那么罕见。大约8%的异卵双胞胎和21%的三胞胎会有两种血型：这使他们成为奇美拉嵌合体（chimera，希腊神话中一种狮头羊身蛇尾的怪物），即两种细胞系统融合的生命体。
同卵还是异卵？
甚至同卵双胞胎和异卵双胞胎之间的区别也不像人们曾经认为的那么明显。例如，人们曾经认为同卵双胞胎总是共用一个胎盘，而异卵双胞胎各有自己的胎盘。
悉尼的数字营销业者克莱尔·周（Claire Chow）在怀孕10周时做了超声波检查，她被告知有两个羊膜囊和两个胎盘，因此她怀的是异卵双胞胎。
但当她的女儿玛德琳（Madeline）和米娅（Mia）出生时，她注意到两个女儿看起来完全一样。唯一的区别是玛德琳的脸比较圆，米娅的鼻子上有一个小斑点。在两个女孩成长期，陌生人看到都会说她们长得“实在太像”了。到四岁时，这对双胞胎做了DNA检测，结果显示两人的DNA是99.99%相同。
双胞胎节已经举办超过40年（Credit: Getty Images）
克莱尔说，“两个女孩各在脸的相反一边有一个完全相同的雀斑。她们有相反的斜眼。都是右撇子，但玛德琳更小的时候用的是左手。”
25%的同卵双胞胎会有这种镜像特征，因此称为镜像双胞胎。镜像双胞胎的胎记、器官和惯用手都会相反，如果一个是左撇子，另一个就可能是右撇子。
同卵双胞胎还有一个可彼此救命的特性。他们可以彼此移植器官而不需要人为抑制免疫系统。他们的身体一般可轻易接受对方的器官。
一出生即需检测？
考虑到同卵双胞胎如此重要的属性，克雷格和西格尔主张所有双胞胎出生时都做DNA检查，以查明他们是同卵还是异卵。
西格尔说，“有些人认为对双胞胎进行DNA检查没有必要，但我认为他们被误导，因为这个检测能揭示有关身世的深刻信息。”
今后如果能检测出某些一胎独生的人实际本是双胞胎，这可能会给整个生物学研究和医疗领域带来突破。
霍尔目前正试图获得资金，将这项新检测用于患有神经管缺陷和关节挛缩等先天性畸形症状的一胎独生子。因为同卵双胞胎患这些疾病，以及脑瘫的几率较高，因此对这些患者做表观遗传特性检测，有可能发现这些患者在妊娠时本是同卵双胞胎。
范东恩说，“我们还不完全了解脑瘫的病因。如果我们能确定大量脑瘫患者曾经有过同卵双胞胎兄妹，那么我们可能会找到更好的治疗靶点。”
范东恩的研究团队已公布了检测算法，以便其他人可以使用。
曾经常常梦到自己有一个消失的孪生同胞的克雷格，打算在检测方法的准确率提高后去做检测。
他说，“我认为我会有一个孪生同胞。我是家里最大的孩子，天生孤僻。我记得上幼儿园的时候，就常躲在小屋子后面。如果我有一个双胞胎兄弟，我可能会比较善于社交，因为有一个双胞胎兄弟可以教我如何与人交往。”
然而，对于最终得到答案后会怎么样，克雷格仍然感到很困惑。他说，“问题是，这对我意味着什么？我的父母又如何？会给我们带来伤痛吗？我必须认真考虑我是否需要这些信息。不过也许好歹会有个了结吧。”
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