老爸爸的遺傳風險

知識新知 09/01/2012


遺傳學研究發現,許多遺傳突變,來自父親的因素多過母親,尤其是年紀大得多的父親,他的小孩有基因突變疾症的機會,似乎也高些。

早在一九三○年代,基因研究先趨者霍丹(J. B. S. Haldane)已發現有長遠血友病病史的家族,其基因遺傳具有某種特性,造成女兒血液無法凝固的突變問題基因,是來自父親的X染色體,而不是來自母親的X染色體。霍丹接著並提出論點,認為比起從母親,小孩從父親身上遺傳更多的突變因子,不過他承認,未來許多年,要證明或反駁該論點的是否正確可能都很困難」。

但是隨著科學研究的進步,這樣的一天已經來到;數十個冰島家族成員的完整基因排序資訊,正是霍丹之前無法找到的證據。另一方面,一篇在《自然》期刊發表的論文指出,父親生小孩的年齡,會決定遺傳給小孩突變基因的多寡。男人在三十多歲、四十多歲甚或更高年紀才生小孩,小孩有更高的機率罹患自閉症、精神分裂症或其他與基因突變相關新種疾病。基因研究知名作家暨基因解碼公司(deCODE Genetics)執行長史帝文森(Kári Stefánsson)表示,「遺傳到的突變基因愈多,愈有可能發生害處」。

在DNA結構定序以前,霍丹已從事多年研究,現在看來,他所提出突變基因多遺傳自父親的論點,是正確的。精子係經由前趨細胞的不斷分裂而製造出來的,而每次分裂都會引發新突變。相反的,女人出生時,已帶著她一生所有的卵子細胞。

史帝文森的公司紀錄了大部分冰島人的基因資訊,該公司比對了七十八組母親、父親及小孩的完整基因排序,試圖找出小孩的基因突變未出現在父母雙方身上的案例,如果能找到,意謂著該基因突變是在卵子、精子或受精卵誕生時自發產生的。這是到目前為止,針對核心家族基因突變遺傳最大規模的研究。

父親遺傳給小孩的新突變基因,數量是母親遺傳給小孩的四倍,平均而言是五十五比十四。父親的年紀,幾乎可決定遺傳給小孩新突變基因的數量多寡,隨著父親年紀增加,遺傳給小孩的新突變基因數,呈指數關係成長。根據史帝文森團隊的估計,三十六歲的男人比起二十歲的男人,前者遺傳給小孩的突變基因數是後者的兩倍,若七十歲才當父親,則遺傳的突變基因數更高達八倍。

研究人員估算,二○一一年在冰島出生的嬰兒,身上有七十個新突變基因,在一九八○年嬰兒出生時則只有六十個新突變基因。其客觀證據為,從一九八○年至二○一一年,為人父的平均年齡從二十八歲上升到三十三歲。

大部分的基因突變是無害的,但是史帝文森研究團隊研究發現,有些基因突變與小孩罹患自閉症及精神分裂症有關。該團隊表示,雖然他們的研究尚無法證實,比起年紀較輕者,年紀較長為人父者,較容易遺傳與疾病發生相關或有害的基因給小孩,從資料看來如此推論相當合理。

先前一些研究指出,小孩被診斷出罹患自閉症的機率,隨著小孩出生時父親年齡愈高而增加。而根據二○一二年發表針對七十八組母親、父親及小孩的完整基因排序的研究結果,發現了數十個與自閉症發生相關的新突變基因,並且發現突變基因來自父親的機率,是來自母親四倍。

此研究結果或可有助解讀,泛自閉症候群病例近年來明顯增加的趨勢。根據美國疾病控制與預防中心在二○一二年的報告,每八十八個美國小孩中,就有一人被診斷出罹患泛自閉症候群,比起二○○七年增加了百分之七十八。病例的增加,或許部分可歸因於更先進及較徹底的自閉症診斷過程,但是加州大學洛杉機分校神經生物學家蓋舒文(Daniel Geschwind)表示,「我認為我們將會發現,地球上若某地區男人年紀很老才為人父,該地區小孩罹患自閉症的機率一定偏高」。

然而,專攻自閉症研究的波士頓麻省總醫院基因學家達利(Mark Daly)認為,為人父年齡的上升,無法完整解釋為何自閉症盛行率的上升。他指出,自閉症與遺傳高度相關,但是大多數案例均非肇因於單一的新突變。因此,一定是因有某些原先就存在於父母親基因的前導因子,將自閉症基因遺傳給小孩,而不是來自精子基因的新突變。

根據歷史資料,男人年紀較長時為人父,並不會因此造成災難性基因突變。從十七到十八世紀整整兩百年間,冰島男人當爸爸的年齡平均是三十四歲到三十八歲,比今日男人當爸爸的年紀要大上許多。鑑於基因突變是物競天擇的基礎,史帝文森提出另一種觀點,「你也可以說,這樣的演化對我們的下一代雖不是件好事,對於全體人類的未來,卻是一件好事。」
【知識通訊評論月刊一一九期】2012.09.01

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