发布日期:2025-01-19 15:34 点击次数:164
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莎士比亚说,“女人不仅同男人有天壤之别,女人们之间的区别也匪夷所思!女人啊,真是变幻莫测的生物。”众所周知,女人的心理比男人要复杂,究其原因不仅在于她们的神经系统和身体系统的“软件”更复杂,更在于她们有比男人们更复杂的“硬件”物质基础即X染色体,从基因角度看,要比男性的Y染色体更复杂。性染色体来自于大约3亿年前的一对常染色体,大多数原始基因只保留X染色体上。经过长时间的演化,X染色体大小仍相对稳定,大约有155 Mb的大小,而Y染色体下降到55 Mb。图片
X染色体是人类的23对染色体之一。在正常女性的细胞中,会有1对X染色体,一条来自父亲,一条来自母亲。一条X染色体有 156,040,895 bp (GRCh38),有 804 个基因(CCDS)。
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1890年,Hermann Henking在Leipzig首次发现了X染色体的特殊之处。Hermann 在研究梨形虫的睾丸时注意到,有一条染色体不参与减数分裂。染色体之所以如此命名,是因为它们具有染色的能力(chroma在希腊语中是颜色的意思)。虽然X染色体和其他染色体一样可以被染色,但Hermann 不确定它是否是不同类别的物体,因此将其命名为X元素,在确定它确实是一条染色体后,成为X染色体。
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1901年,克拉伦斯·欧文·麦克朗(Clarence Erwin McClung)首次提出X染色体与性别决定有关。他将蝗虫的研究与Hermann 的研究进行比较后,发现只有一半的精子观察到X染色体。他称这条染色体为附属染色体(accessory chromosome),并(错误地)提出了这是雄性决定染色体的理论。
认为X染色体因其与字母“X”的相似性而命名的想法是错误的。所有的染色体在显微镜下通常呈现为无定形的斑点,只有在有丝分裂时才呈现出清晰的形状。对于所有的染色体来说,这个形状都是模糊的x形。
完全巧合的是,在有丝分裂过程中,Y染色体有两个非常短的分支,在显微镜下看起来是合并的,看起来像Y形的下降部分。
Ross等(2005)、Ohno(1967)等从理论上认为,哺乳动物中的X染色体的部分来源于其他的常染色体(非性别相关),这可以从物种间基因组序列比对中得到证明。
X染色体明显比Y染色体更大,有一个更活跃的常染色质区。进一步比较X和Y,可以发现两者的同源区域。然而,Y的相应区域看起来要短得多,而且缺乏了整个灵长类物种中保守的X染色体的区域,这意味着Y染色体在该区域的基因退化。男性只有一条X染色体,因此男性更容易得与X染色体相关的疾病。
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据估计,X染色体上约10%的基因与一个“CT”(Cancer-testis)基因家族有关,之所以这样命名,是因为它们编码的标志物在肿瘤细胞 (癌症患者)和人类睾丸testis (健康患者)中发现。
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X染色体与智力早在1972年,科学界就有人提出“智力基因在X染色体上”这样的说法。那时候,基因测序还没有实现,研究人员仅仅通过男女智商统计差异的得出的这种猜测。
男女智商统计分布都是高斯分布,但是男人的智商分布的方差要大一些,也就是说IQ特别高的和特别低的男人占的比例要比女人多。不仅如此,智力障碍的遗传病好像对男人更情有独钟,种种迹象表明,智力的遗传和性染色体有着密切的关系。
智力障碍,又称智力缺陷,一般指的是由于大脑受到器质性的损害或是由于脑发育不完全从而造成认识活动的持续障碍以及整个心理活动的障碍。智力障碍的男性要比女性多30%以上。
站群论坛难道母亲承担着“智力传承”的神圣职责?对美国两千多个家庭的父母及孩子的智商数据统计发现,母亲和孩子之间的智商确实比父亲和孩子的相关性略强。比如,母亲和儿子的智商相关程度为 0.443 (相关性越接近1,两者相关性越强),而父亲和儿子的则为0.411,差了10%的。妈妈与女儿是0.486,爸爸与女儿是0.438(相关度越接近1,两者相关性越强)。目前基因测序发现,跟智力相关的基因多达700+,其中140+在X染色体上。其实大多数还是在常染色体上的。 X染色体上集中了大量与智力相关的基因,听起来好像对于男人来说是不利的。但很多科学家认为,这其实是人类智力进化的一个很大的优势。澳大利亚纽卡斯尔大学的吉莉安·特纳(Gillian Turner)教授认为,人类的智力进化比别的任何遗传特征都要迅速,如果想要尽量快速的把一个基因在人群里传播,把它放在X染色体上是最明智的选择了。X染色体作为性染色体已经有三亿多年的历史了,它的大部分基因都得到了很好的保存,并且在性染色体上一直是主导的位置。所以有人猜测,X染色体上的进化并不主要靠新的基因的产生,而是很大程度上旧的基因产生新的组合。总结一下,虽然X染色体承担了“智力”遗传的巨大任务,但是其他染色体上的智力相关基因也有很多,无男女差别。因此智力培养是先天性因素+后天性努力的结果,不要放弃哟!X染色体与免疫力X染色体还包含了人类基因组中最多的免疫相关基因。80%的自身免疫性疾病发生在女性,急性HIV感染时,女性要比男性少40%的病毒RNA。成年女性要比男性具有更强的先天和适应性免疫反应,这导致女性比男性更快地清除病原体和更有效地接种疫苗,但也增加了她们对炎症和自身免疫性疾病的敏感性,因此不太容易受到许多细菌、真菌、寄生虫和病毒感染,同时更容易发展自身免疫性疾病或恶性肿瘤。图片
加州大学洛杉矶分校的一项研究表明,X染色体上的基因可能有助于解释为什么女性比男性更容易患上多发性硬化症和其他自身免疫性疾病。研究人员发现,一种名为Kdm6a的基因在女性免疫细胞中的表达量高于男性。人类与其他哺乳动物一样,女性平均寿命长于男性,更能抵御败血症、感染或外伤,这源于X染色体。X染色体失活现象图片
本世纪初,随着人类基因组计划的蓬勃发展,越来越多的基因序列编码也得到了破解。科学家们发现,X染色体上的近千个蛋白质编码基因里至少有40%都在大脑里表达,这个比例要高于常染色体,更远远超过Y染色体。也就是说,X染色体对大脑结构,认知能力,智力发育等等都有着巨大的作用。对于男孩来说,他们唯一的X染色体来源于母亲,也就说理论上讲母亲对儿子智力方面的遗传作用也应该是巨大的。对于男人来说,X染色体上编译大脑结构的基因的任务很简单,因为只有一份基因,只管拿去用就好了。其实一般女性有两条X染色体,有一条会惰性化,变成巴尔体(Barr body),这个作用称为X失活性(X inactivation)或里昂化作用(lyonization,以发现者Mary F. Lyon命名)。图片
一条X染色体被“关闭”以避免基因过度表达。在显微镜下可以清楚地看到这一失活的X染色体是紧密的、无形状的黑斑,叫做巴尔氏小体。不论生物遗传了几个X染色体,都只有一个X染色体会活性化,其余皆惰性化,使生物能正常发挥功能,并具有修复功能。现在普遍认为,在女性胚胎发育时期,大部分情况下,不同细胞中选择哪一套X染色体失活的过程是随机的。导致的结果是,大约一半的胚胎细胞来自于母亲的X染色体失活,而另一半是来自于父亲的X染色体失活。所以基因编译大脑结构的时候,一会儿是来自于母亲的X染色体起作用,一会儿却是来自父亲的起作用,随机选择,没有固定的模式,将X染色体基因表达充分的混合。人的X染色体里还有大约15%的基因是可以逃过失活这一劫的。相关内容👉X连锁隐性遗传病基因的杂合突变的女性携带者也会发病?X染色体与男性不育图片
50%的男性不孕症因素可分为四大类:1、下丘脑-垂体轴功能障碍;2、精子发生的数量改变;3、精子发生的质量改变;4、导管阻塞/功能障碍。已知导致男性不育的遗传因素中,无精子症的发生率最高(25%)。图片
X染色体在生殖细胞发育中起着关键作用,哺乳动物的X染色体在早期精子发生中表达的基因中很丰富。雄激素受体(AR)基因定位于X染色体的长臂。大约2%的不育男性存在AR基因突变。USP26基因是另一种在X染色体长臂上发现的基因。它在精子形成的早期表达。它参与精子形成过程中的组蛋白的破坏和重建。
X染色体相关疾病
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47, XXX综合征Triple X syndrome
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这是一种性染色体非整倍体疾病(sex chromosome aneuploidy, SCA),与正常的女性核型46,XX相比外多了1条X性染色体。
1959年,Jacobs等首次描述了47, XXX综合征患者,是一位智力正常的35岁女性,继发性闭经6年后被才确诊。此后,相继数百位女性因发育迟缓、心理障碍或者其他不同的表现形式而被报道。根据最近丹麦细胞遗传登记中心统计的数据,47,XXX综合征的发生率在女性中约为11/1000,只有近13%的患者被确诊,这与之前依据新生儿筛查报道的发生率为1/1000和确诊率为10%的数据相接近。这种高发生率低诊断率的可能原因是:①47, XXX综合征女性并没有典型的独特的表型特征;②体格检查、认知行为、生理和心理以及精神等方面的表现形式多样化且症状相对轻微,没有达到目前诊断为相应疾病的标准;③目前关于47,XXX综合征的系统性介绍的资料较少,医者对47,XXX综合征表型认识不充分,容易与其他疾病相混淆不能做出鉴别诊断,导致误诊,或者此疾病合并其他疾病而导致漏诊。
47,XXX综合征的发生是一个不分离事件,具有随机性。90%的不分离事件都为母源性。研究表明母亲年龄33岁时发病概率为1/2500,43岁时上升至1/450。一项关于额外X染色体起源的研究表明,X染色体的不分离事件发生在第一次减数分裂时(meiosis Ⅰ)占70%左右,发生在第二次减数分裂时(meiosisⅡ)占20%左右,还有约10%患者的不分离事件发生在正常二倍体46,XX受精卵形成后,由于细胞有丝分裂过程中X染色体的分离发生差错而形成,这种情况为嵌合型XXX综合征的发生机制,例如45,X/47,XXX。研究表明这些嵌合型XXX综合征的发生率与母亲年龄没有表现出显著的相关性。
更多内容详见👉XXX综合征
47, XXX综合征患者表现出多方面的发育认知精神障碍,大部分症状较轻但表现形式多种多样,可能的机制是什么呢?在每个细胞中只有1条X染色体上的基因可以活跃表达,另外1条X染色体随机失活成为巴氏小体(Barr body)。但失活的X染色体也有部分基因逃逸失活而活跃表达。与Y染色体同源的、位于X染色体末端的拟常染色体1(pseudoautosomal region, PAR1)和PAR2区基因会逃离失活,此外X染色体上还有5%~10%的基因也会逃离失活。因此,47, XXX综合征患者中有2条X染色体会失活,与正常女性一样都只有1条完整的X染色体发挥功能,所以47, XXX综合征患者症状较轻。然而PAR1/2区域中的基因和其他逃离失活的基因在3条X染色体中均被表达。47, XXX综合征相关的表型异常很可能与逃离X失活的基因过表达有关。而逃离失活的基因具有随机性,所以47, XXX综合征患者的表型也变化多样。
羊膜腔穿刺术确诊为47,XXX综合征后,胎儿的存活率较高,99%的胎儿可以存活到出生。因在该综合征中泌尿生殖系统异常情况较常见,妊娠期B超检查需特别关注该部位的发育情况。胎儿确诊为47, XXX综合征的父母无需自责,因为不分离事件的发生是随机的,父母不能做什么来阻止不分离事件的发生。父母再妊娠时,其再发风险<1%。研究表明产前诊断为47, XXX综合征患者的预后较出生后确诊为该疾病患者的预后更好,他们有更好的发育和教育结果且与同龄间可以建立更好的关系,因为尽早干预指导,可以提高患者的生活质量。
一项对47, XXX综合征患者的长期跟踪调查显示,其后代患染色体异常状况的概率并未显著提高。有一种假设认为,在减数分裂过程中,虽然个体可能会产生不同核型的卵子,但只有核型为23,X的卵子能够正常减数分裂并存活下来,所以47,XXX综合征患者的后代并没有显著的染色体异常现象。
47,XYY综合征更多内容详见👉遗传咨询:XYY综合征——很man的一种病XYY染色体是一种人类男性的性染色体疾病,正常的男性性染色体是XY,而XYY三体者多出一条Y染色体,所以又称“超雄综合征”(super-man syndrome)47,XXY综合征Klinefelter综合征
Klinefelter综合征(KS)又称克氏综合征/先天性睾丸发育不全/曲细精管发育不全/原发小睾丸症/,是男性不育中最常见的染色体异常。是最常见的性染色体非整倍体,新生儿中的发生率约为1/660。
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1942年,Klinefelter等首先报道了该综合征;1956年,Bradbury等发现患者体细胞内的X染色质呈阳性;1959年,Jacob等证实患者的核型为47,XXY,即较正常男性多出一条X染色体,因此又称为XXY综合征。本综合征在新生男婴中的发病率为1/1 000~1/500,在男性不育患者中占10%。多余的1条X染色体源自父亲和母亲的概率大约各为50%。目前没有证据显示 47,XXY中多余的X染色体的亲本来源对患者表型有显著影响。高龄母亲(≥35岁)生育47,XXY后代的风险增加。克氏综合征是男性不育症的主要原因之一,其主要临床症状为身材高大、睾丸发育障碍和不育。克氏综合征患者在幼年期和儿童期无明显异常。在青春期后期,克氏综合征患者的睾酮生成低于正常,引起睾丸发育不良,因此又称为先天性睾丸发育不全综合征,其各种临床症状也是在青春期之后开始逐渐显现。
克氏综合征患者的主要临床特征有:身材瘦高;小睾丸或隐睾,精曲小管萎缩并呈玻璃样变性,缺乏生成精子的能力导致无精症;睾酮水平低下致第二性征发育不良,大部分患者喉结不明显、无胡须、体毛稀少,阴毛呈女性分布、稀少或无毛,皮下脂肪丰富、皮肤细嫩,部分患者出现乳房发育;少数患者有轻度到中度智力障碍,存在语言困难和阅读障碍;一些患者有社交障碍。乳腺癌发病率较正常男性高20~50倍。
由于克氏综合征患者在生命早期没有明显的异常症状,因此在青春期以前确诊的患者不到10%。虽然青春期第二性征发育不良和瘦高身材都是克兰费尔特综合征患者的典型症状,但瘦高身材一般会被忽略,只有少部分患者因小睾丸或乳房异常发育会被怀疑是克氏综合征。大多数克兰费尔特综合征患者是在不育的背景下检测出来的。临床上若发现身材瘦高、性发育异常等特征性症状的不育症患者,特别是伴有异常激素水平和无精症等,应考虑克氏综合征。
克氏综合征大多为新发病例,最常见的染色体核型为47,XXY,源于减数分裂X染色体不分离,其中父源性的减数分裂不分离几乎都发生于减数分裂Ⅰ期,母源性的减数分裂不分离大多发生在减数分裂Ⅰ期,少部分发生在减数分裂Ⅱ期;嵌合型核型约占15%,主要为47,XXY/46,XY,源于性染色体在胚胎早期发育时的不分离。
生育过克氏综合征患儿的夫妇再次生育患儿的发病风险比无克氏综合征患儿生育史的夫妇略高,再次妊娠时应进行产前诊断以降低其生育患儿的风险。另外,该综合征的发生也随母亲年龄的增长而增加,所以高龄孕妇妊娠时也应考虑产前诊断以减少生育克氏综合征患儿的风险。
克氏综合征是染色体异常导致的,所以并没有根治的方法,目前对克氏综合征患者的治疗原则主要是对症治疗。
应用激素替代疗法可以有效地改善克氏综合征患者的症状。睾酮替代疗法应从青春期早期开始进行,可以通过注射、皮肤贴剂或凝胶给药。睾酮治疗可以促进并维持第二性征的发育,促进患者变声、增加面部或身体的毛发、增加肌肉质量和阴茎大小等。成年期长期进行的睾酮治疗也有助于解决与克兰费尔特综合征相关的其他一些问题,如骨质疏松、情绪低落、性欲降低、自尊心低、能量水平低等。但睾酮治疗不能治疗已经闭锁的性腺细胞和已经增大的乳房。考虑到患者的心理原因,对于已经发育的乳房应采用手术进行矫正以帮助恢复男性体态,乳房切除还可以降低患者罹患乳腺癌的风险。存在较为严重的语言阅读和拼写方面障碍的患者,应考虑特殊教育。
成年的克氏综合征男性通常生育力低下。近年来得益于辅助生殖技术的发展,男性患者可通过睾丸穿刺取精和卵胞浆内单精子显微注射技术生育后代。2016年一项临床研究显示,16~30岁的男性患者通过睾丸穿刺获取精子的成功率为40%~70%;精子获取后的成功受精率接近50%。一项胚胎植入前遗传学诊断发现,男性患者后代胚胎性染色体非整倍体的概率约为该中心胚胎植入前遗传学检测(preimplantationgenetictesting, PGT)周期平均值的2倍。因此,男性患者的伴侣妊娠后需行产前遗传学诊断。
48,XXYY综合征由男性体内的细胞中,有一条多余的X染色体和一条多余的Y染色体而诱发的。X染色体上多余的遗传物质会干扰男性的性功能发育,使得睾丸功能异常,青少年或成年男子患者体内的睾酮素水平会比正常值偏低。多余的X和Y染色体的假常染色体区域内有多余的基因拷贝,会使得患者出现48,XXYY综合征的一些典型症状。假性肠梗塞的典型症状是:消化道壁的肌肉收缩,机体对其调节失灵,食物消化不畅,都是由X染色体上的遗传物质变异而导致的。48,XXYY综合征是一种罕见的性染色体非整倍体疾病,其特征是男性染色体核型中存在一条额外的X和Y染色体,在男性中的发病率为1/18000 ~ 40000。
致病机制
目前普遍认为最主要的致病机制是由于患者父亲在减数分裂Ⅰ期和Ⅱ期连续两次性染色体不分离,产生了 25,XpYpYp 精子,与正常的 23,Xm 卵细胞结合后形成了 48,XmXpYpYp 。
已报道的文献中共有11例XXYY患者接受了性染色体亲本来源检测,结果显示所有病例中多余的X和Y染色体均为父本来源。
Hager等(2012)研究中,发现有少量的 48,XXYY 患者具有两条相同的来源于母亲的X染色体,由此推测可能是 46,XmYp 胚胎在早期有丝分裂期间发生性染色体不分离,从而形成了 44,OO 与 48,XmXmYpYp 两种细胞,前者由于缺少性染色体而凋亡,而后者继续发育成个体;又或者是父母的生殖细胞性染色体在减数分裂过程中同时发生了不分离,24,YpYp 的精子与 24,XmXm 的卵细胞结合形成 48,XmXmYpYp 的受精卵并发育成个体。
临床表型
1960年,Muldal等首次报道,1989年,国内赵莹等报道了两例48,XXYY综合征患者。至今已有60年,但国内的研究报道并不多,非嵌合体的48,XXYY病例报道不到60例。
48,XXYY综合征曾被认为是克氏综合征(Klinefelter syndrome, KS)中的一种,但经过多年的研究发现,48,XXYY综合征患者在生理、神经发育和社会心理上的症状与KS有显著的差异。48,XXYY综合征患者有一条带有正常功能的SRY基因的Y染色体,因此XXYY患者表现为男性。
48,XXYY患者的一些临床特征与KS相似。如平均身高明显高于同龄普通人平均水平,但48,XXYY患者往往会比KS患者更高;48,XXYY患者在青春期后都会出现高促性腺激素性性腺功能减退症、无精子症,睾丸体积小,一般小于4 mL;部分患者还会出现男性乳房发育、体毛稀疏、肌肉含量和骨密度下降等症状,主要与患者体内E2的升高程度与睾酮缺乏程度有关。
在神经发育和社会心理方面,48,XXYY患者的症状与KS相比会更加严重:48,XXYY患者平均智商更低,普遍患有学习障碍、言语和运动发育迟缓;有84%的患者患有颅脑畸形;73%的患者在精细运动的灵活性和协调性上有更严重的缺陷,但在视觉感知能力上要比正常人更好;71%的患者患有意向性震颤,症状会随着年龄的增长而恶化。
与KS不同的是,48,XXYY 患者通常会有面部特征,但需要注意个体间会有不同程度的差异,常见的面部特征有眼距过宽、斜视、上睑裂、内眦赘皮等,成年后常有长面部、眉毛突出和双颞部狭窄。
48,XXYY患者有先天性畸形如先天性心脏缺陷、先天性髋关节发育不良、腹股沟疝和(或)隐睾、尺桡骨关节早闭、腭裂、马蹄足、肾发育不良等的比例(56%)比 KS 患者(18%)高。
者其他常见的临床症状还有骨质疏松、肌张力减退、脊柱侧弯、尾指屈指、扁平足、牙齿发育问题、Ⅱ型糖尿病、食物/环境过敏、哮喘、阻塞性睡眠呼吸暂停、癫痫发作、复发性中耳炎、深静脉血栓/肺栓塞风险增加和非霍奇金淋巴瘤死亡率增加等;还有一些症状如甲状腺功能减退、胃食管反流疾病、腿部溃疡、静脉曲张、便秘、高胰岛素、高泌乳素等也有少量病例报道。
Tartaglia等(2011)的研究病例中,有超过70%的 48,XXYY 患者出现注意力缺陷多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder, ADHD),明显高于KS患者ADHD的发病率(35%~45%),超过一半的48,XXYY患者服用过一种以上的抗精神病药物,有大约三分之一的48,XXYY 患者在青春期或以后因行为异常或精神问题需要住院治疗。48,XXYY 患者患有自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)如语言障碍和社交困难的可能性是普通男性人群的20倍,是患者的4.8倍。与普通人和KS患者相比,48,XXYY 患者患有其他情绪症状如情感不成熟、焦虑、强迫行为、冲动、行为失调和抽动障碍等更加常见。刘永章等(2003)对48,XXYY综合征患者的睾丸活检病理检查,发现睾丸组织严重纤维化增生,破坏血睾屏障及导致非特异性屏障增厚,生精功能发生严重程度的障碍,从而导致男性不育。胡强等(2012)报道一例48,XXYY综合征患者,男,25岁,已婚1年不育,该男子身高178cm,体重48kg,眼裂小,眼距较宽,上半身短于下半身,指距小于身高,肤色较黑,四肢及手指较长,肌肉尚发达,喉结正常,声音尖,胡须稀少,双侧乳房对称,阴毛稀少,阴茎发育可,阴茎自然情况下长约7cm,双侧睾丸大小约有4mL,质韧,心肺腹检查未见异常,三次精液检查分析均未见精子。治疗
目前普遍采用与KS相似的睾酮补充疗法(testosteronesupplementation therapy, TST)治疗患者的性腺机能减退症。经过标准剂量的睾酮治疗后,大多数的 48,XXYY 综合征病例的性腺机能减退症相关症状会有所改善或者没有继续恶化。但 Lee等(1996)报道了一名 31 岁的 48,XXYY 综合征患者的精神分裂症症状在 TST 治疗后有所恶化。
此外,应对 48,XXYY 综合征患者进行全面的神经发育评估,筛查常见的症状如学习障碍、ADHD、ASD、情绪障碍、抽动障碍和其他心理健康问题,针对患者的行为和精神症状进行行为干预、教育支持和药物治疗。
至2022 年3月国内报道的非嵌合体型 48,XXYY 病例共56例病例,发现有 20%的病例是在产前诊断发现的;11%的患者在 10 岁前因先天畸形、认知障碍、早期言语和运动发育迟缓等症状就医从而进行染色体检查并确诊;近 70%的病例是在青春期后因性征发育异常、智力低下或成年后因生育问题而就医并确诊,往往已错过最佳治疗时机。
特纳综合征更多内容详见👉遗传咨询丨什么是特纳综合征?当某位女性的体细胞中存在一条正常的X染色体,而另一条性染色体发生缺失或是结构发生变异,就会诱发特纳综合征。在新生儿出生前后,此类遗传物质的缺失会影响患者的身体发育,使其身材矮小,卵巢功能异常以及其他一些特纳综合征的典型症状。约有一半的特纳综合征患者有单体X染色体(45,X),即患者体内的每只细胞中仅有一份X染色体拷贝,而不是正常情况下的两条性染色体。参考文献就不列,很多,如有需要私信作者,如错误请批评指导。 本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报。