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頂級期刊《自然》(Nature)最近發(fā)布了一項“顛覆”的研究[1],標題為《母體鐵缺乏導致雄性小鼠胚胎發(fā)生雌性化轉(zhuǎn)變》(Maternalirondeficiencycausesmale-to-femalesexreversalinmouseembryos)。
這項研究令不少人感到震驚,這是孕婦缺鐵會讓肚子里的男孩變女孩的意思嗎?性別不是從受精卵形成的那一刻就決定了嗎?XY染色體不好使了?高中生物知識被推翻了?
別著急震驚,更不要根據(jù)這個標題在生兒生女上動別的心思??赐暄芯績?nèi)容,你就會發(fā)現(xiàn)標題所表達的其實是另一個意思。
這項研究發(fā)現(xiàn)了什么?
基礎的生物學知識告訴我們,遺傳物質(zhì)在很大程度上決定了我們的生理特征。然而現(xiàn)實生活中,即便是遺傳物質(zhì)幾乎完全一致的同卵雙胞胎,也會出現(xiàn)一些無法完全用 DNA序列解釋的區(qū)別。因為基因并不是那種一旦擁有,就能自動穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的機器,它們的工作效率還會受到多種因素的影響。
有些因素能大幅提高某個基因的工作效率,有些因素則相反,這使得同一款基因的表達水平可以出現(xiàn)巨大的差異,進而導致截然不同的結(jié)果。針對這一現(xiàn)象有個專門的研究領(lǐng)域叫做“表觀遺傳學”,而《自然》的這篇論文就圍繞基因的表觀遺傳學展開。
胚胎的早期發(fā)育中,會首先形成沒有性別特征的原始生殖腺,稱為未分化性腺。未分化性腺發(fā)育到一定程度后,如果胚胎中攜帶 Y染色體,那么Y染色體上的性別決定基因Sry就會促使未分化性腺向睪丸分化;如果沒有Y染色體,未分化性腺則會自然發(fā)育為卵巢。
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研究者們發(fā)現(xiàn),在雄性小鼠的原始性腺向睪丸分化的關(guān)鍵時期內(nèi),性腺中的鐵代謝途徑會被特別激活。負責攝取鐵和生成亞鐵離子的基因明顯更活躍,而負責排泄鐵的基因則正好相反。性腺細胞的細胞質(zhì)和細胞核中也出現(xiàn)了亞鐵離子的蓄積。很顯然,在雄性胚胎性腺分化的關(guān)鍵時期,性腺細胞內(nèi)的鐵變多了。
那么,這是否意味著鐵對于睪丸的分化有著特殊的意義呢?
為了驗證這一猜想,研究者們展開了進一步的實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),和鐵攝入有關(guān)的基因真的能影響性別決定基因 Sry的表觀遺傳調(diào)控,適度的鐵平衡是原始性腺細胞向雄性特征分化的必要條件。
細胞實驗證實,缺鐵會讓 Sry基因無法正常表達,從而使得原始性腺向卵巢發(fā)育。而如果及時補充足夠的鐵,或者修改基因強行讓Sry表達,則可以逆轉(zhuǎn)這一結(jié)果,重新讓原始性腺向睪丸分化。
動物實驗發(fā)現(xiàn),在胚胎性腺分化的關(guān)鍵時期用鐵螯合劑造成母鼠急性缺鐵后,所誕生的 72只XY小鼠中,有4只具有兩個卵巢,1只具有一個卵巢和一個睪丸;但如果只是在懷孕前和孕早期給母鼠飼喂缺鐵飲食,使得母鼠在胚胎性腺分化關(guān)鍵時期缺鐵性貧血,雖然也會導致胎兒缺鐵,但最終所產(chǎn)下的58個XY小鼠的性腺均發(fā)育正常。
總的來說,這項研究的發(fā)現(xiàn)是:缺鐵可以通過干擾 Y染色體性別決定基因Sry的表觀遺傳學特征影響雄性小鼠生殖系統(tǒng)的胚胎發(fā)育,簡單來說就是缺鐵可能會導致雄性小鼠胎兒的性腺發(fā)育成卵巢而不是睪丸,也就是文章標題所說的“母體鐵缺乏導致雄性小鼠胚胎發(fā)生雌性化轉(zhuǎn)變”。
這一轉(zhuǎn)變只是干擾了雄性小鼠性腺的正常發(fā)育,不能粗暴地理解為“母體缺鐵會讓肚子里的男孩變成女孩”。
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孕婦需要為此擔心嗎?
不必太擔心。
僅從這個研究的結(jié)果來看,雖然細胞實驗可以充分證實缺鐵給雄性小鼠的性腺發(fā)育帶來的影響,但當實驗在動物身上進行時,即便是在用鐵螯合劑造成母體極度缺鐵的極端情況下,72只XY小鼠中也只有4只出現(xiàn)了兩個卵巢,1只具有一個睪丸、一個卵巢。而當研究者使用缺鐵膳食造成母鼠缺鐵性貧血時,58個XY小鼠的性腺發(fā)育均未受到干擾。
這說明,當小鼠母體在孕育雄性胎兒時,胎兒的性腺發(fā)育環(huán)境很難出現(xiàn)細胞實驗中那種絕對缺鐵的情況,所以缺鐵對于雄性胚胎性腺發(fā)育的風險理論上確實存在,實際上發(fā)生率卻并不高。
再者,這項研究只是陳述了在細胞實驗和小鼠實驗中發(fā)生的現(xiàn)象。人類身上是否會出現(xiàn)同樣的情況,其實還需要進一步的研究證實。
從人類的流行病學調(diào)查結(jié)果來看,WHO公布的2023年數(shù)據(jù)顯示,35.5%的孕婦患有貧血[2]。其中,缺鐵是最常見的貧血原因之一[3]。還有一部分孕婦雖然沒有達到缺鐵性貧血的診斷標準,身體也已經(jīng)處于鐵缺乏的狀態(tài)。綜合起來,妊娠早期處于缺鐵狀態(tài)的孕婦其實是一個相當龐大的群體。然而在孕婦缺鐵的情況如此廣泛存在的現(xiàn)狀之下,新生兒XY染色體并發(fā)女性表型卻是一種極為罕見的情況。
德國的一項流行病學研究計算出德國每年每10,000名新生兒中有2例生殖器不明[4],而XY染色體并發(fā)女性表型只是眾多“生殖器不明”情形中的其中一種情況。這樣的懸殊對比也足以證明,由人類孕婦的缺鐵導致男性胎兒性腺發(fā)育異常的風險并不高。所以,單就《自然》的這篇研究而言,絕大多數(shù)人其實不必太擔心出現(xiàn)類似的后果。
不過,雖然不用過分擔心鐵缺乏會讓男性胎兒睪丸發(fā)育異常,出于對孕婦和寶寶(無論男女)健康的考慮,鐵缺乏仍然是一個需要認真應對的問題。
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缺鐵性貧血
需要認真應對
除了血紅蛋白中的鐵,人體中還有額外存量的儲備鐵作為備用以防不時之需。當被診斷為“缺鐵性貧血”時,不僅意味著血紅蛋白不足,還意味著儲備鐵的耗盡。而即便沒有達到缺鐵性貧血的診斷標準,如果鐵儲備低下,身體其實也是處于缺鐵狀態(tài)的。
2025年5月27日,在頂級醫(yī)學期刊《美國醫(yī)學會雜志》(JAMA)上發(fā)表的一篇關(guān)于成人缺鐵的綜述[5]中,把鐵儲備不足和缺鐵性貧血這兩種情況統(tǒng)稱為絕對性鐵缺乏(與功能性鐵缺乏相對,后者指鐵供應充足但由于炎癥等原因無法正常利用)。
該綜述指出,絕對性鐵缺乏影響著全球約20億人,無論是否達到貧血標準,絕對性鐵缺乏均可導致疲勞、易怒、抑郁、注意力不集中、不安腿綜合征(32%~40%)、異食癖(40%~50%)、呼吸困難、頭暈、運動不耐受以及心力衰竭惡化等后果。癥狀發(fā)生率根據(jù)年齡、自身原有的疾病以及缺鐵的嚴重程度和發(fā)展速度而有所不同。
而由于懷孕后生理性的血液稀釋,和孕育胎兒時對鐵元素的消耗增加,孕婦發(fā)生缺鐵性貧血的風險本身就高于其他人[6]。妊娠期缺鐵除了同樣面臨一般成年人缺鐵的風險外,更會增加胎盤早剝、產(chǎn)后出血、胎兒發(fā)育不良等不良生育結(jié)局,危害孕婦和胎兒的身心健康[6,7]。所以,科學備孕和按時產(chǎn)檢、遵醫(yī)囑認真補鐵一直是很重要的、需要認真應對的事情。