基本介紹
- 中文名：奇美拉現象
- 外文名：Chimerism
- 套用學科：醫學
- 適用領域範圍：基因DNA檢測
定義,利迪婭案,嵌合體,簡單案例,謎團解開,更多猜測,原因猜測,如何避免,
定義
嵌合體也被叫做奇美拉(chimera)，是指由不同基因型的細胞所構成的生物體，可自發產生或人工產生。1907年，德國植物學家和遺傳學家H.溫克勒把嵌合體比喻為希臘神話中獅首、羊身、蛇尾的神獸，這就是chimera一詞的由來。
嵌合體可以分為兩種，同源嵌合體是嵌合成分來自原屬同一受精卵的嵌合體，大部分由染色體畸變和基因突變(自發或誘發)產生。而異源嵌合體是嵌合成分來自不同的受精卵所產生的嵌合體，比如人的受精卵必須經過無數次的分裂才能發育成胎兒，如果開始的時候，兩個受精卵融和在一起，一起分裂下去，就形成了嵌合體。和同源嵌合體一樣，嵌合成分可以包含不同的染色體或不同的基因。
利迪婭案
這則新聞引自英國《星期日郵報》。早在2002年，兩個孩子的美國母親利迪婭為了申請社會救濟金，進行了DNA親子鑑定測試。不料，測試結果令利迪婭大吃一驚——DNA鑑定顯示，利迪婭不是兩個孩子的親生母親，但卻證實她的男伴的確是孩子們的父親。
利迪婭以為DNA檢測搞錯了，於是她和兩個孩子又接受了3次DNA測試，但結果仍一樣。因為不能證明利迪婭是孩子的母親，她被指控利用別人的孩子詐欺救濟金。當地司法檢舉人隨後要求剝奪利迪婭對這兩個孩子的監護權，並將把兩個孩子送進孤兒院。
為了證明自己是孩子的生母，利迪婭要求在官方證人的監督下生下肚子裡的第三個孩子，然後做DNA親子鑑定，以證明鑑定結果的失誤。剛剛出生的第三個孩子與利迪婭再次接受測試，結果仍然顯示，利迪婭不是孩子的生母。
險些失去孩子的利迪婭終於得到了清白，法庭承認DNA證據中存在失誤，最後判決利迪婭的3個孩子都是她親生的。最終，利迪婭的法律小組終於找出了DNA鑑定出錯的原因，原來，利迪婭身上竟有四組DNA——其中兩組占主導地位，而另兩組只出現在某些器官中，但這組DNA恰好遺傳給了孩子們。當從她的頭髮和皮膚細胞取樣時，測試結果和以往一樣；但從她的卵巢取樣時，她的DNA則和孩子們的完全匹配。
嵌合體
該現象也許也可以被解釋為“嵌合體”。由於缺乏科學論文的闡述，對利迪婭故事的真實性，國內的相關專家很難對這一現象做出判斷。
中科院北京基因組研究所華大方瑞司法物證鑑定中心的鄧亞軍主任，在看到新聞後，與北京基因組研究所所長楊煥明、研究所教授于軍進行了探討。于軍認為：“很難從一則新聞報導判斷產生這種現象的原因。我認為，這個母親可能是一個多倍體，然後發展成為嵌合體，但是首先要取決於從哪裡獲得的樣本，樣本可能顯示一種DNA或者另一種DNA，有時候兩種都顯示。這個事件需要有相關的科學報導才能確信。”鄧亞軍同意于軍的判斷。
人是二倍體動物，每個體細胞中都含有46條染色體，其中22對是常染色體，一對是性染色體(XX或者XY)，每個人攜帶一套DNA。多倍體的生物主要出現在植物中，比如小麥。也可能出現在動物中，但是還未見人有多倍體的報導。理論上說，多倍體的情況對不孕的問題大有影響：如果多倍體在其營養細胞里有奇數的染色體，生殖細胞形成後，如果不能做均等的對分，那么，染色體分配方面的不規律現象就一定要發生，一般就要導致不孕。在植物中，桃屬植物就有這種現象，具有奇數染色體的多倍體，通常不能結果，只有觀賞價值。
鄧亞軍認為，兩種可能發生嵌合體的情況，都不能很好地解釋發生在利迪婭身上的故事。
DNA鑑定失效了嗎？
國內媒體在援引《星期日郵報》的報導時，還提及了美國東卡羅萊納大學基因學教授查爾斯·波克拉吉博士的說法，他相信有10%到15%的正常人攜帶至少四組DNA。
記者通過電子郵件聯繫查爾斯教授，確認他是否說過此話。教授在郵件中告訴記者，他接受過LondonMail的一位記者採訪，談到過chimera現象，但他還沒有收到過他們的報紙，無法知道報導的具體情況。但他否認了上述說法。查爾斯教授在郵件中這樣寫道：“我當時是這樣說的：1/8單個出生的胎兒是雙生卵的唯一的倖存兒。天生的‘奇美拉’是雙胞胎，許多成功出生的雙胞胎是‘奇美拉’。所以那些雙生卵中唯一倖存的個體很可能是奇美拉，所以奇美拉在人群中發生的頻率很可能高達10%到15%，不是至少，而是很可能占那么多的比例。”
當被問及利迪婭的故事是不是人類中發生的第一起時，查爾斯告訴記者，雖然這非常值得去弄清楚，但估計沒有辦法確認。要確認第一起被診斷出的“奇美拉”還是第一起見報的“奇美拉”，那就要翻閱許多文獻，同時那些文獻的文字是人類可辨識的。
查爾斯教授還在郵件中說，“奇美拉”不是很容易被發現，但經常發生，而且大多數永遠不會被發現。比如，你是一個“奇美拉”，雖然有兩種不同的DNA，但若身體內的細胞都正常，你的“奇美拉”現象就很不容易被發現。更多的情況是，沒有人會知道你是奇美拉，除非一個或兩個細胞系都不正常，導致某些反常現象，我們出於身體健康的原因，必須檢測你的身體，然後我們才有可能發現你細胞類型中的嵌合體結構。如果一個人有兩種不同的性細胞系，它們不會總是、但有時會在性發育過程中產生異常現象。當我們檢測性發育過程中的異常時，我們可能會發現嵌合體。(有人告訴我，用作實驗的雙性的“奇美拉”老鼠總是發育成正常的雄性老鼠。如果這點對於人類來說也是真的，“奇美拉”就更難在人體中被發現。)甚至，當嵌合體存在，因為它而產生的異常也存在，我們也不能總是找到混合的細胞。通常我們採取血樣，但採取血液的組織可能並不具嵌合性，而另一些組織是“奇美拉”。如果我們無法從血液中找到我們想要的結果，有時候我們就從皮膚上採取樣本。但有時我們能在皮膚上發現“奇美拉”，有時卻發現不了，甚至當我們根據觀察到的異常多少確定它在哪個地方時，我們也發現不了它。
比如這樣一起案件，夫妻雙方都知道男方是孩子唯一的父親，但局外者要求證據。DNA測驗顯示，孩子和父親只有一半基因吻合。這名男子知道他是孩子的父親，但DNA實驗室說他不是。如果他們沒有絲毫關係的話，不可能有一半的DNA吻合。另一半應該是和這名父親的兄弟、真正意義上的基因父親完全吻合，但沒有任何孩子的叔叔出生。情況很可能是，他的父親在“製造”他兒子的那天攜帶了兩種類型的精子，其中一些是從他未出生的二卵雙生的兄弟那裡發展來的。(50年後，第二種細胞系將不再被發現。)這種情況一定會在其他親子關係或者罪犯調查的事件中發生。如果檢測顯示有一半基因相吻合，另一部分不同的等位基因和直系親屬(孿生兄弟姐妹、父母和後代)吻合，那他們不可能沒有親緣關係。
要不是著名的華裔偵探李昌鈺舉證了更多的證據，辛普森將永遠失去自由。如果利迪婭觸犯法律，她的特殊體質必然會給偵破工作帶來麻煩，如果有很多“利迪婭”存在，DNA鑑定技術在刑偵中的作用，會被否定嗎？
“從英美國家的犯罪人群DNA資料庫比對情況來看，也沒有聽說過類似事情。”據鄧亞軍的了解，還未曾聽說過因為有人攜帶兩套DNA而無法鑑定身份的事件發生。
在醫學上，器官移植也會牽涉到DNA配型的問題，但利迪婭這樣的特殊人反而會“受益”。美國貝勒醫學院分子遺傳實驗室的研究員李天宏告訴記者，雖然他認為攜帶兩套DNA的人不可能常見，但從理論上講，一個人身上有兩組DNA是可能的，攜帶兩套DNA的人將獲得更加寬泛的選擇對象，器官捐贈者與她配型成功的幾率更大。
簡單案例
一位52歲的婦女去看病，她看上去非常苦惱。因為實驗顯示出的結果令人難以置信。雖然她是和丈夫正常懷孕生下了他們的孩子，毫無疑問，她的丈夫是孩子們的父親，但如今三個已經長大的兒子中有兩個被檢驗出並非是她的孩子，即她不是他們生物學上的母親，好像她是生下了別人的孩子。
這美國麻薩諸塞州波士頓的貝斯以色列女執事醫療中心(Beth Israel Deaconess Medical Center)一位叫瑪戈特·克拉絲高的大夫親身經歷的病歷。這個病人，我們就叫她簡吧，要做腎移植手術，所以醫生就對她的家人進行血液檢查，看有沒有人適合做捐贈人。簡本來正翹首以待，沒想到結果出來後，她仿佛受了一悶棍，檢驗報告說，她仨個兒子中有兩個不是她的，這到底是怎么一回事呢？
謎團解開
克拉絲高和她的研究小組花了兩年時間揭開了這個謎團。最終他們發現簡是個“奇美拉”。奇美拉(Chimera)是希臘神話中的一個怪物，是個獅頭、羊身、蛇尾的嵌合體女怪。簡就是這樣一個奇美拉式的個體嵌合體。實際上她是兩個人，即她和她不相同的孿生姐妹的嵌合體，這兩個個體在子宮裡融合變成了一個個體，所以她身體的一些部分緣自雙胞胎中的一個人，而另一些部分緣自另一個人。這聽起來像是天方夜潭，但是簡併不是唯一的例子，據統計，已有30 例嵌合體的報導，實際上的數目可能遠比這個數字高，因為有人可能根本不知道自己不尋常的身世。
簡是個極端的例子，最初研究人員都被搞懵了。實驗分析的是簡和她孩子們的“組織類型”，這種實驗是基於叫做人白細胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)聯合體的一套基因，這些基因編碼很多不同的免疫蛋白，包括免疫細胞用來區分機體組織和外來物質的細胞表面蛋白。對於每一個HLA基因而言，都有幾百個不同的版本，或者叫等位基因，正因為如此，每個人的等位基因組合都是唯一的。但是，由於這些基因是成群緊密排列在第六染色體上的，它們傾向於在一個叫做單型的染色體區段上一塊遺傳，每個人都遺傳兩個HLA的單型，分別來自各自父母。
一般來說，兩個人的HLA單型越相匹配，則他們之間進行移植產生排斥反應的風險就越低。如果你需要做移植手術，很明顯，你應該在近親中中尋找相似單型，比如你的同胞就有1/4的可能與你的單型匹配，而你的孩子至少遺傳有50%你的HLA基因。
面對簡奇怪的化驗結果，研究人員首先考慮的是再檢查一遍簡和她直系親屬的HLA基因。他們鑑定出簡的單型為1型和3型，簡的丈夫5型和6型。然後他們再核查簡兒子們的單型，證實他們的實驗結果沒有問題，三個兒子都具有他們父親的一個單型，但只有一個兒子具有簡的單型，其餘兩個兒子有一個不知來源的單型，標定為2型。
所以，很明顯這只能解釋為簡不是她兩個兒子生物學意義上的母親，可是，他們的確是簡自然懷胎所生，這到底是怎么一回事呢？一種可能就是兩個孩子都是在出生時給人抱錯了，但是抱錯在一個家庭中出現兩次的可能很小，再加上兩個兒子都有他們父親的單型，所以抱錯是說不通的。
情急之下，克拉絲高將她的實驗數據寄給了她的同事，詢問他們有何高見。很快全世界的研究人員都在琢磨這個難題了，為什麼組織分型化驗確認了孩子父親的身份，卻排除了母親的身份呢？克拉絲高推測，這種情形只能用母親是奇美拉來解釋。
更多猜測
但是如果父親是嵌合體又怎樣呢？克拉絲高說：可以想像我們也可以排除事實父親的生物學身份。這在當一種細胞系總在血液中呈主導地位時特別有可能發生的。動物實驗表明嵌合體的確很常見。
更有甚者，克拉絲高指出，由於當代授精技術增加了雙胎率，嵌合體的例子有增加趨勢。促排卵藥物能促使婦女在同一時間排出一個以上的卵子，又比如很多人工受精診所還在向子宮內植入超過一個的胚胎。而事實是這些胚胎在實驗室的試管杯盤中密切接觸或者在被轉移到子宮內的時候都可能促進胚胎間的融合。根據英國愛丁堡大學一個研究小組的報告，1998年，他們發現了一個由一個男胚和一個女胚意外融合而產生的試管嬰兒奇美拉的病歷，這個孩子外表為男性，但是他左邊內在的繁殖系統卻發育出了卵巢和輸卵管。
與此同時，簡的謎團也解開了，而且還是個歡喜的結局。因為她的身體裡含有雙重正常數量的HLA單型，這就意味著她找到合適捐腎者的機會更多了。
但是故事並沒有完結，越來越多的證據表明，一種形式與另一種形式的奇美拉可能並不是那樣不同，事實上，一些研究人員認為，我們中的絕大多數人，就算不全是也有不少這種或那種形式的奇美拉。我們不是由單一遺傳細胞系所組成的純血個體，我們的身體是細胞混血的，含有大量從我們母親，甚至從我們的祖父母或同胞而來的大量細胞，這看上去可能有些不可思議，我們的體內竟然涌動著大量別人的細胞，但是你應該感謝這些外來細胞正是它們讓你保持了健康。
原因猜測
在懷孕期間，母親的血液與胎兒的血液是分開循環的。但是，一些母體細胞還是可以透過胎盤進入胎兒體內的。而母親也可以獲得一些胎兒的細胞。實際上，大約80%到90%的孕期婦女攜帶她們孩子的細胞或DNA，50%的婦女在孩子出世後幾十年內血液內仍攜帶孩子的細胞或DNA，這種情況叫微嵌合體。如果一位母親生育了一個以上的孩子，那么，長子的細胞可能就會進入次子的體內，而雙生子特別是當他們共享一個胎盤時可以互換細胞。
所以，女性體內既有從她們母親也有從她們孩子而來的細胞。事實上，從90年代中期起人們就開始注意胎兒細胞存在於母體血流中的情況。但自21世紀起才有人開始調查母親細胞進入胎兒體是多么普遍的情形。研究人員已經在成年女性血液內找到了母體細胞。
在一項研究中，研究人員抽取了32個健康女性的血樣，發現22%的人攜帶有他們母親的白血球，這些母體的細胞相對比例是很少的，大約每百萬個血細胞中有50個。但是研究人員指出，更廣泛的血液以及其他組織如骨髓化驗將揭示婦女中微嵌合體的真實比例，研究人員認為，不論男女，這種奇美拉的現象還都是挺普遍的。
這種現象提出了一個問題，這就是為什麼入侵的細胞沒有被免疫系統消滅？這些外來細胞在它們的新主體內分裂增殖嗎？為什麼母子互換細胞？這只是一種意外呢還是有某種目的呢？
對於胎兒細胞進入母體，研究人員指出他們並不知道這到底有沒有特定目的，但這裡有一個重要因素就是，這些細胞促使母親的免疫系統可以耐受她的胎兒。因為，懷胎十月就仿佛是接受了一個器官的移植。器官移植專家已經了解微嵌合體也產生於某種情況下，即當移植器官中的白血球混入受者的體內時可以促進主體接受移植的器官。而且，研究人員認為，這種對胎兒細胞長期耐受的故障可能就是婦女某些自體免疫疾病的原因。但是，還沒有人知道胎兒細胞是否對母體有長期作用。
至於母親的細胞進入胎兒，研究人員認為，可能對保持未出生孩子的健康有重要作用。母親的細胞可能並不是被動地留在你的體內，它們可能對修復孩子的組織起著積極的作用，特別是當小孩尚在子宮裡的時候。有證據表明有未知類型的母體細胞越過胎盤然後改頭換面變成了不同的細胞進而成了胎兒身體的一部分。
有一種攻擊心肌叫做新生兒紅斑狼瘡綜合症的自動免疫疾病，當解剖這種嬰兒的屍體時，研究人員驚奇地發現，嬰兒心臟中的心肌細胞只能從其母親而來。研究人員雖然尚不清楚這些母體細胞是如何到達那裡的，但他們認為好像是母親的血液幹細胞流到了發育胎兒的心臟處然後再轉化為胎兒的心肌細胞。
問題是，這些母體細胞是乾什麼用的？它們是孩子自體免疫疾病的起因呢還是它們在試圖干預這一疾病？一種可能就是母體細胞的存在激發了孩子的免疫系統導致它攻擊其自身的心臟。母親和孩子其實是相互耐受的，一旦這種平衡被打破，胎兒的免疫系統就將母親的細胞當成外源物質來襲擊了，在交火中就把胎兒自己的心臟細胞當成靶子了。
但是，研究人員還有一種更加積極的解釋。這就是母體細胞在試圖修復損壞的器官。雖然研究結果尚不能告訴我們那種解釋是正確的，但有一點可以肯定的，就是這種健康人群中普遍存在的微嵌合體現象肯定對我們的機體具有有益的功用。
所以，微嵌合體或者叫微奇美拉現象不僅將讓免疫學家重寫他們的教科書，而且促使我們以新的視角重新審視我們自己。與其說我們是一個孤立的個體，不如說我們是由很多很多個體組成的一個集合體。在某一水平上，你就是你，一個有著你自己思想和感情的人。但在放大到另一視野上，你就是一個由各種細胞組成的一個超級群體，這些細胞有些協作，有些競爭。再將鏡頭轉到你的基因組水平上，你就會發現個體的染色體和基因的衝突全都是為了通過下一輪的自然選擇，這才是所有問題的關鍵。
如何避免
“要完全避免‘奇美拉’現象，我們必須避免生許多孩子”，查爾斯教授說，天生的人類“奇美拉”是二卵雙生的雙胞胎。有許多因素影響生雙胞胎的機率。如果你想避免生雙胞胎，作為中國人是很幸運的一件事。因為東亞的父母親比歐洲或者非洲的父母親通常少生雙胞胎，但隨著年齡的增長或者服用多胎丸很容易增加生雙胞胎、甚至多胞胎的可能性。所以年輕、健康的母親，在幸福的生理、心理和性生活的環境下，就會有最健康的寶寶和最低的生雙胞胎的可能性。
查爾斯教授曾就此話題在2005年10月27日牛津大學出版的期刊《人類繁殖》(HumanReproduction)上發表過題為“奇美拉，雙胞胎和前中線不對稱的胚胎髮育”(Embryogenesisof chimerastwins and anterior midline asymmertries)一文。
但更多的人傾向於相信，擁有兩套不同DNA的人是極少數。“如果這種情況很多見，那就太可怕了。”作為DNA鑑定專家，鄧亞軍的工作是利用DNA技術進行親子鑑定、個體身份辨認等，印尼海嘯後，她與其他的中國科學家一起承擔了海嘯遇難者屍體的辨認工作。“但是從目前我們已經完成的幾千例親子鑑定的案件來看，還沒有發現此現象。”鄧亞軍說，所以沒有必要過分擔心。
“DNA鑑定是目前最準確的親權鑑定方法。”鄧亞軍說，“但是由於等位基因突變，有的時候，如果不做進一步的驗證可能會出現錯誤的結論。”目前為止，只有少數特殊的情況才可能影響DNA檢測的準確性，鄧亞軍提到一種極限情況：雙胞胎的兄弟和另外一對雙胞胎的姐妹結婚，那么他們的孩子，無法判定究竟是哪一對夫婦所生。
另一項主要依靠DNA技術的工作是法醫鑑定。在轟動美國的辛普森殺妻案中，血液DNA鑑定結果決定了橄欖球巨星辛普森的命運。辛普森被指控在家裡謀殺了自己的前妻和男友，警方在辛普森家裡發現了一隻血手套、一隻血襪子，同時從辛普森的汽車裡提取到了血跡。經DNA技術鑑定，辛普森車上的血跡，手套上、襪子上的血痕、辛普森本人的血液，與案發現場的血跡一致。
