尽管男性生育年龄通常远晚于女性,但晚育可能增加后代遗传性疾病风险。
惠康桑格研究所研究人员首次揭示,精子细胞中的有害遗传变化会随男性年龄增长而显著增多。
该团队利用伦敦国王学院"英国双胞胎队列"(以丰富数据著称)的精子样本开展研究,指出这一发现为探索生活方式与环境因素如何影响遗传风险提供了新方向。
惠康桑格研究所所长、遗传学家马特·赫尔尔斯教授在声明中表示:"我们的研究揭示了随父龄增长而加剧的隐性遗传风险。某些DNA变化不仅在睾丸内存活,反而不断增殖,这意味着晚育父亲可能无意中将更高风险的有害突变传递给子女。"
惠康桑格研究所研究作者马修·内维尔向《新闻周刊》透露:"30岁出头男性约50分之1的精子携带潜在有害突变,到60岁时升至约20分之1。因此,尽管多数精子仍健康,但突变传递风险随年龄持续上升。"
与构成结缔组织、骨骼和器官的普通细胞不同,精子和卵子中的DNA突变会直接遗传给后代。
过去因DNA测序技术精度不足,难以准确量化精子中遗传变化的增强程度。
本研究采用超精准的NanoSeq DNA测序技术,对81名24至75岁健康男性的精子进行"前所未有"的精准分析。
内维尔解释道:"我们使用名为双链测序的超精准方法,通过读取DNA双链确认真实突变。这使我们能检测极罕见突变,并证明'自私选择'现象遍布整个基因组,而非仅限于少数已知基因。"
结果显示,30岁出头男性约2%的精子携带致病突变,而中年(43-58岁)及老年男性(59-74岁)该比例升至3%-5%。
研究还发现,70岁男性高达4.5%的精子携带致病突变。
内维尔阐述年龄增长与遗传风险关联的两大机制:"首先,包括精子在内的所有细胞会随时间积累突变;其次也是本研究核心——某些突变赋予精原干细胞微小生长优势。这些'自私'细胞分裂更活跃,逐渐占据睾丸局部区域,导致突变在精子中随年龄日益普遍。此类自私突变几乎均导致疾病。"
团队鉴定出40个在精子生成过程中易受DNA变化青睐的基因。内维尔指出,尽管其中13个基因已被关联此过程,但"研究证明该现象远比先前认知更广泛"。
他表示:"我们考察了所有已知单基因遗传病,病症类型多样。在睾丸中适应性更强、随年龄增长最显著的突变,往往影响与严重神经发育障碍及癌症易感综合征相关的基因。"
内维尔补充道,除遗传风险外,这些突变还可能影响妊娠成功率:"我们发现的部分有害突变或导致受精失败或妊娠流失。多数突变看似不影响活产,但具体平衡仍是研究焦点。"
研究团队期望,通过阐明DNA变异在精子中的发生机制及选择规律,能提升生殖风险评估水平,并推动环境与生活方式对后代遗传风险影响的深入研究。
内维尔提及:"哈佛医学院合作团队从已传递给子女的突变角度开展相关研究,其发现与我们高度一致。另有一项采用相同测序技术的口腔细胞研究也观察到促进生长的突变模式,这为癌症早期发展及健康组织中突变作用提供了新见解。"
惠康桑格研究所课题组长拉希莱·拉巴里在声明中强调:"普遍认为生殖系突变率低意味着其受充分保护,但男性生殖系实为动态环境,自然选择可能青睐有害突变,有时将影响下一代。"
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