自1978年第一個“試管嬰兒”誕生以來，已有超過三百萬的兒童藉助生殖技術出生。他們中的大多數人都是健康的。但作為一個群體，他們患有低出生體重的風險更高，而低出生體重與以後的肥胖、高血壓和2型糖尿病有關。
費城坦普爾大學醫學院的遺傳學家卡門·薩皮恩扎（Carmen Sapienza）正在研究兩組兒童——一組是自然受孕的兒童，另一組是透過輔助生殖技術受孕的兒童——以識別他們之間的表觀遺傳學差異（基因表達的變化是由DNA序列本身突變以外的分子機制引起的）。他特別感興趣的是一種稱為“DNA甲基化”的染色體修飾，他在2月22日舉行的美國科學促進會年會上介紹了他的研究。“我們發現，透過輔助生殖出生的兒童，其中5%到10%的染色體修飾存在差異，這改變了附近基因的表達，”薩皮恩扎說。在兩組之間表達不同的幾個基因與慢性代謝紊亂有關，例如肥胖和2型糖尿病。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
因為我們每個細胞都具有相同的DNA，所以我們的身體具有諸如DNA甲基化之類的機制來控制哪些基因在某些細胞型別中表達——這一過程稱為基因組印跡。當一個甲基（一個附有三個氫原子的碳原子）與胞嘧啶分子（構成DNA的四個核苷酸之一）結合時，它會告訴細胞的轉錄機制不要轉錄該基因。“這很重要，因為並非所有相同的基因都可以在每個細胞中表達，”薩皮恩扎解釋說。“腎臟中的DNA甲基化與肝臟中的DNA甲基化不同，”他說。這就是使每個器官獨一無二的原因。
但是該機制並不完美：“如果你觀察腫瘤，它們往往總體上具有低甲基化，但在某些基因中具有高甲基化，”薩皮恩扎說。“如果你在正常人群中觀察並詢問有多少人的[編碼胰島素樣生長因子2的基因中存在甲基化缺陷]，大約是5％。但是，如果你去[胃腸]診所並挑選出所有患有結腸癌的人，那麼現在就像三分之一。”
薩皮恩扎說，輔助生殖導致甲基化和基因表達發生改變的第一個線索來自2001年的動物克隆研究。“他們意識到體外受精導致了大型後代綜合徵[其特徵在於大的、功能失調的胎盤]和心臟缺陷，”他說。“當你使用動物模型並進行輔助生殖中常用的操作時，答案是肯定的——它會影響DNA甲基化。”
甲基化缺陷還會導致罕見的染色體疾病安格曼綜合徵和貝克威思-威德曼綜合徵——這兩種複雜的先天性疾病均以出生體重異常為特徵。透過輔助生殖，它們的風險增加了多達五倍——從15,000-20,000分之一躍升至4,000分之一，薩皮恩扎說。
造成甲基化缺陷的原因是生殖技術還是不孕症的某些副產品仍然未知，但薩皮恩扎計劃在未來的研究中找出答案。“有一部分透過輔助生殖技術生育孩子的人在輸卵管結紮之前是可生育的。您可以將他們的孩子與不孕父母的孩子進行比較，以確定生育能力是否存在問題。這就是我們嘗試的方法，”他說。他沒有推測哪一個是更可能的罪魁禍首，而是說許多事情，例如基因突變，都可能導致甲基化缺陷，從而可能導致不孕症。“輔助生殖技術顛覆了這些[缺陷]，”他說。
薩皮恩扎說，下一步是重複這項研究，研究更多的基因。目前的研究檢查了近800個基因，但他想研究全部54,000個基因。他還希望長期監測這些兒童，以確定他們是否在日後患有更高的肥胖或糖尿病風險。他說，目標不是讓父母擔心，而是讓人們意識到自己的遺傳傾向，並鼓勵他們保持健康。