3.8.3. Биология близнецовости

Дизиготные близнецы. Большинство млекопитающих (грызуны, хищники, некоторые копытные) имеет многочисленный помет. Во время овуляции яичники выделяют одновременно несколько яйцеклеток, каждая из которых может быть оплодотворена одним спермием. У мартышек регулярно рождаются дизиготные (ДЗ) близнецы. У высших копытных (лошадей и крупного рогатого скота) и высших приматов, включая человека, при овуляции образуется, как правило, только одна яйцеклетка, но иногда бывают исключения. Если одновременно созревают два ооцита, то при оплодотворении двумя разными спермиями возникают дизиготные близнецы. Полиовуляция приводит иногда к образованию тризиготных троен и квадризиготных четверен. Но так возникают не все тройни, четверни и пятерни.

ДЗ близнецы не обязательно должны иметь всегда одного отца. Два ооцита могут быть оплодотворены спермиями разных мужчин, с которыми мать имела половые сношения в период овуляции. Представляет интерес один случай, имевший место в нацистской Австрии [681].

На момент обследования разнополым близнецам было 25 лет. Их официальный отец был евреем. В это время Австрия вошла в состав нацистской Германии и, чтобы освободить своих детей от "позора" быть полуевреями, мать сообщила о внебрачных отношениях в момент зачатия близнецов. Помимо всех членов семьи был обследован и половой партнер. Определение групп крови ABO и MN (единственных систем, введенных в то время в практику) дало следующие результаты:

Если считать эти данные точными, можно сделать следующие выводы:

1. Отцом девочки не может быть муж этой женщины, поскольку ни от него, ни от матери она не могла унаследовать аллели A и N.
2. Отцом мальчика не может быть половой партнер матери, поскольку ни он, ни мать не несут аллеля B.

Теоретически общим отцом обоих близнецов мог быть третий мужчина (в частности, с группой крови AB, MN), но антропологические данные свидетельствовали о сильном сходстве мальчика с официальным отцом, а дочери - с предполагаемым. Данные о близнецовых парах с двумя отцами публиковались и позже. Они были получены в ходе судебных экспертиз по исключению отцовства. Например, описан случай, когда один из отцов был негром, а другой - белым.

Очень часто между кровеносными сосудами двух МЗ эмбрионов образуются анастомозы. У дизиготных близнецов это бывает редко и может привести к взаимному переливанию стволовых клеток крови, поскольку на ранних стадиях развития эмбрионы иммунологически толерантны друг к другу. В результате рождаются близнецы, которые оказываются химерами (гибридами) с двумя популяциями генетически разных клеток крови [632, 828]. У крупного рогатого скота сосудистые анастомозы между ДЗ близнецами - явление обычное. Оно обусловливает частичную половую трансформацию (и бесплодие) самок в разнополых близнецовых парах.

Монозиготные близнецы. Намного интереснее образование монозиготных (МЗ) близнецов. В определенном смысле можно сказать, что они представляют собой результат крайнего варианта нормальной дупликации. У человека менее резко выраженные варианты дупликаций приводят к появлению "сиамских близнецов" или двухголовых уродов. Как правило, такие случаи лета льны.

Однако некоторые необычные типы близнецов иногда выживают. Например, стали широко известными "сиамские близнецы" Чанг и Энг (рис. 3.71), родившиеся в Таиланде в 1811 г. В возрасте 18 лет они приехали в Соединенные Штаты Америки и жили тем, что участвовали в курьезных шоу. Позже они женились на двух сестрах. У Энга было 12 детей, а у Чанга-10. Они поселились в штате Каролина и выращивали табак. В возрасте 61 года у Чанга произошел инсульт, и спустя два года он умер от бронхита. Энг, который был здоров до того момента, пока был жив брат, прожил после его смерти только два часа. Чанг и Энг оказались связанными тканевой перемычкой шириной около 10 сантиметров, простирающейся от нижнего конца грудины почти до пупка. При постмортальном исследовании было установлено, что эта перемычка содержала печеночную ткань, связывающую две печени. Следовательно, любая хирургическая попытка разделить братьев вряд ли была бы успешной в 1872 г. В настоящее время разъединяют даже более обширные связи между такими близнецами.

Рис. 3.71. Сиамские близнецы Чанг и Энг. (По Lotze, 1937.)

Факторы, вызывающие у человека разделение зиготы на ранних стадиях дробления с образованием МЗ близнецов, пока неизвестны. В экспериментальной эмбриологии еще много десятилетий назад такие близнецы были получены у амфибий, а недавно их удалось получить и у млекопитающих (разд. 4.7.1). Неоднократно обсуждался вопрос о зеркальном сходстве МЗ близнецов у человека. Поскольку в эксперименте у животных можно получить резко выраженную асимметрию, та асимметрия, которая обнаруживается в некоторых МЗ парах человека, вряд ли является неожиданной.

Иногда (очень редко) близнецы образуются в результате одновременного оплодотворения разными спермиями ооцита и его полярного тельца (разд. 1.2.24). В одном таком случае вместе с нормальным ребенком родился близнец-урод без сердца. Аномальный близнец возник в результате оплодотворения другим спермием первого полярного тельца, на что указывали гетероморфные варианты хромосом и HLA-гаплотипы [577].

Частота многоплодия [50]. В табл. 3.26 приведены частоты рождений МЗ и ДЗ близнецов в разных популяциях. Долю МЗ близнецов вычисляли с помощью дифференциального метода Вайнберга, в основе которого лежит тот факт, что МЗ близнецы всегда однополые, а среди ДЗ близнецов однополых только половина. Следовательно:

Таблица 3.26. Частота многоплодных рождений (Propping, Krüger, 1976 [842])

Этот метод дает лишь приближенные оценки, поскольку иногда рождается больше мальчиков, чем девочек. Кроме того, имеются некоторые пока неподтвержденные данные, что однополые ДЗ близнецы встречаются чаще, чем можно ожидать. Возможно, это вызвано тем, что различия во времени овуляции и полового акта влияют на первичное соотношение полов. Однако можно вполне уверенно предполагать, что эти отклонения малы. Следовательно, данные табл. 3.27 являются достаточно хорошим приближением к реальной ситуации.

Таблица 3.27. Частота врожденных уродств у близнецов и одиночек на 1000 рождений [843]

Если частота рождения МЗ близнецов мало меняется от популяции к популяции, то частоты рождения ДЗ близнецов различаются существенно: наибольшая обнаружена среди негров Африки, причем в разных племенах она варьирует. Так, в племени Йоруба в Нигерии частота близнецов составляет обычно 4,5%, но 4,2% из них - дизиготные. В США ДЗ близнецы рождаются чаще среди негров, чем у белых. В Европе частота дизиготности составляет примерно 8/1000 рождений. Но и здесь в отдельных популяциях также наблюдаются более высокие частоты. Например, на Аландских островах в период с 1900 по 1949 г. частота многоплодных родов составляла 15,2/1000. Самая низкая частота близнецов обнаружена в монголоидных популяциях, особенно в Японии. Отметим, что различия в частотах ДЗ близнецов сохраняются между основными расовыми группами и в том случае, если первичные данные коррегируют с учетом возраста матери и порядка рождения близнецов.

Факторы, влияющие на частоту рождения близнецов: возраст матери и порядок рождения. Вероятность рождения близнецов повышается с возрастом матери. Это увеличение касается исключительно ДЗ близнецов, что было установлено еще Вайнбергом в 1921 г. Последующие работы подтвердили влияние возраста матери и показали, что частота рождения ДЗ близнецов повышается практически от нулевой в пубертатном периоде на 0,7-0,8% за год до 35-39 лет, а затем постепенно падает [781; 842; 747]. Влияние возраста матери объясняется, вероятно, повышением уровня гонадотропина (ФСГ), что приводит к учащению полиовуляции. Например, у женщин племени Йоруба, родивших по две пары близнецов, обнаружены самые высокие уровни ФСГ, тогда как у матерей одиночно рожденных детей - самые низкие уровни. Эта гипотеза подтверждается тем фактом, что многие женщины, которых лечили гонадотропными гормонами от бесплодия, связанного с ановуляторными циклами, родили близнецов. С другой стороны, прекращение приема противозачаточных пилюль не влияет на частоту близнецовости [787]. Снижение частоты ДЗ близнецовых рождений в последней фазе репродуктивного периода может быть связано с функциональными нарушениями, которые препятствуют полиовуляции, несмотря на высокие уровни ФСГ. Частота рождения ДЗ близнецов повышается не только с возрастом матери, но и с порядковым номером рождения.

Генетические факторы. В начале нашего столетия Вайнберг [934; 935] установил, что появление близнецов ограничено определенными семьями, но такое семейное накопление (или кластеризация) справедливо только для ДЗ пар. Если провести необходимые поправки на возраст матери, уже родившей близнецов, вероятность повторных рождений у нее ДЗ близнецов оказывается примерно в 4 раза выше частоты близнецовых пар этого типа в популяции. Повышена также и вероятность родить ДЗ близнецов для родственниц такой женщины: для ее родных сестер он равен ее собственной вероятности. С другой стороны, для ДЗ близнецов мужского пола и отцов ДЗ близнецов эта вероятность не увеличивается. Тип наследования, по-видимому, мультифакториальный, а уровень гонадотропина может быть основной генетически детерминированной причиной.

Что касается МЗ близнецов, то нет никаких данных, свидетельствующих о генетической обусловленности этого типа многоплодия. Повторная вероятность для матерей МЗ пар не превышает среднюю популяционную вероятность. Интересно, что матери ДЗ близнецов в среднем примерно на 1-2 см выше, чем матери либо МЗ, либо одиночно рожденных детей [613].

Снижение частоты рождения близнецов в индустриальных странах. В течение последних лет почти во всех индустриальных странах наблюдается снижение частоты многоплодия. Следовательно, старое правило, в соответствии с которым одно рождение близнецов приходится на 80 одиночных рождений, вряд ли справедливо. Например, в сегодняшней Западной Германии приходится менее одного рождения близнецов на 100 одиночных рождений, что показано на рис. 3.72. Такое снижение наблюдалось во время первой мировой войны (1914-1918 гг.) и после кратковременного повышения в конце 30-Х гг. вновь стало резко выраженным после 1945 г. Обычно это объясняют влиянием возраста матери. Среднее число беременностей в этот период снижалось, т. е. большинство беременностей приходилось на возраст, в котором вероятность родить близнецов ниже. Однако одного этого допущения недостаточно, оно объясняет лишь малую часть наблюдаемого снижения частоты рождения близнецов. Принимая во внимание известные физиологические и генетические данные, представляет, по-видимому, интерес следующая гипотеза [842].

Рис. 3.72. Снижение частоты многоплодных родов в Германии за последние годы. Снижение происходит полностью за счет ДЗ близнецов [842]

Полиовуляция коррелирует со способностью к оплодотворению, т. е. с вероятностью (в расчете на один половой акт) зачатия ребенка. Один общий фактор-уровень ФСГ - влияет как на полиовуляцию, так и на способность к оплодотворению. Раньше женщины, способность к оплодотворению у которых была высокой, вносили в среднем больший вклад в уровень рождаемости, повышая тем самым число рождений ДЗ близнецов. В настоящее время количество детей в основном регулируется родителями, и значение биологической способности к оплодотворению для реального воспроизведения уменьшается. Следовательно, число рождений ДЗ близнецов также снижается. Эта гипотеза подтверждается статистическими данными: например, в 1946 г. в США частота близнецов резко возросла. Известно, что за год до этого многие военнослужащие вернулись домой и контроль рождаемости практиковался, по-видимому, не так широко. Как показано на рис. 3.72, в конце 30-х гг. в Германии наблюдался рост частоты близнецов. Как раз в это время нацистская пропаганда призывала к созданию больших семей, что вело к соответствующему повышению уровня рождаемости. Кроме того, матери внебрачных детей, которые могли представлять подгруппу женщин с высокой способностью к оплодотворению, имели высокий уровень многоплодия. С этой точки зрения расовый градиент в частотах многоплодия (черные-белые-желтые), возможно, был следствием естественного отбора на способность к оплодотворению. В Африке высокая детская смертность привела к необходимости в полной мере использовать репродуктивную способность женщины, тогда как в Японии контроль за рождаемостью практикуется столетиями, что, вероятно, снизило селективное преимущество высокой способности к оплодотворению.

Частота многоплодных рождений. Правило Геллина, в соответствии с которым частота рождений близнецовых двоен = t, троен = t² и т. д., справедливо лишь очень приближенно. Возможны все комбинации моно-, ди-, тризиготности и т. д., например, в знаменитой семье Дионне из Канады все пятеро близнецов - монозиготные.