关于H-Y抗原和Y染色体的关系,目前各家的看法如下:

第一种假说:H-Y抗原是位于Y染色体上的初级雄性决定基因的产物。

Boczkowski(1971)假定在X染色体上有睾丸分化因子(TDF)和睾丸抑制因子(TIF)。雄性的TIF受到位于Y染色体上的抑制因子的阻遏,于是睾丸得到发育。雌性则是TIF抑制了TDFX染色体上还有卵巢分化因子(ODF),女性的卵巢发育即受其诱导。

Boczkowski的理论认为,这种初级雄性决定基因就是Y染色体上TIF的抑制因子的基因。根据Sieber(1973)和我们的发现,这一座位想必位于Y染色体长臂近端。可是Koo等(1977)测定了17例Y染色体结构异常患者的H-Y后得出结论,认为在大多数情况下H-Y的座位位于Y染色体短臂,但在某些情况下,可能位于Y染色体长臂的近端。这些相互矛盾的发现可用着丝粒两侧倒位来解释,同时在着丝粒周围有多个H-Y基因,也可用以解释Y结构异常病例中发现的不同情况。事实上,与基因剂量效应相当的XX个体(XX男性,XX真两性畸形)不同程度的性逆转,也提示了存在多份H-Y基因。人们可以看到,Y染色体的割裂和(或)易位,都将引起不同程度的性逆转。

XYY男性比正常XY男性出现更多的H-Y抗原,这一事实也支持H-Y结构基因位于Y染色体上。最近有一篇报道说发现了一个Y染色体短臂等臂染色体的携带者,此人的H-Y抗原的量也增加一倍,这指出了H-Y基因是在短臂上。

第二种假说:H-Y抗原在常染色体上有一个座位(Welt,1979)

靠近Y染色体着丝粒附近的一个座位,通过阻遏X染色体的抑制因子,起到作为这种常染色体基因诱导因子的作用。

这种理论能解释男性的所有性别分化异常病例。

XX男性:由于H-Y座位发生了显性突变,X染色体的抑制因子失雄作用,H-Y将得到表达。

3.3.1

实上,XX男性是H-Y+。这情况类似Cattanach(1971)报道的、带有常染色体显性Sxr基因(性逆转基因)的XX小鼠,这种小鼠也是HY+

可是不能排除有很少一点Y染色体物质易位到了常染色体上。对人类XX男性由来的这一机制曾进行过广泛的讨论。Madau(19741976)和Walker(1974)首次在细胞遗传学上查出了Y易位到X. Wachtel(1974)和Pescia以及Jotterand(1977)报道了同样的病例。最后Evans等(1979)分析了12例XX男性的核型,发现其中8例是Y易位到X. Dela Chapelle等(1979)研究了另外5例XX男性,未实他们的发现。

XX男性起源的第三种可能是有一种隐藏的带有Y染色体的细胞系。Hecht等(1966),Palutke等(1973),Bartsch-Sandhoff(1974),Dosik等(1976),Kaser等(1977),Miro等(1978)都报道过嵌合体的证据。Rios等(1975)证明带有Y染色体的细胞系的丢失。可能这三种起源模式都是存在的。Evans等(1979)认为,70%的病例看来起因于X-Y互换,20%来自嵌合体,其余10%来自基因突变。至少家族性的XX男性病例和XX真两性畸形必定是起因于显性或隐性的基因突变。

XY单纯性性腺发育不全(PGD)。这种情况像是起因于一种X染色体突变,健康的XX女性把它传递给XY后代,结果后代是女性表型但不育。Espiner等(1970)发表了一个有5个XY女性的家系,这些人分别从3个母亲那里遗传到这种情况。German等(1978)报道了一个家系,其中有3个母亲生下了4个XY女性。Cohen和Shaw(1965),Chemke等(1970),Fleishman等(1976)报道了其它的家族性病例。Frasier等(1964)描述过同卵双生子的XY单纯性性腺发育不全PGD)。Sternberg等(1968)描述过3个有亲戚关系的妇女同患此症。

Ghosh等(1978)检测了罹患XY-PGD的两姊妹的H-Y抗原,发现为阴性;Wolf(1979)检测了另外两姊妹,发现为阳性。非家族性H-X+H-Y-病例也都有过报道

显然有两种不同形式的XY-PGD,分别由X染色体上不同的突变所引起。在H-Y-病例中,H-Y抗原的产生受到X染色体突变的抑制,所以X - 抑制因子不能被Y诱导因子所占据。

3.3.2

H-Y+病例中,由于突变使X抑制因子不再是抑制因子,并使Y诱导因子失去作用◆于是H-Y抗原得以表达:

这种解释不能说明这一事实,即尽管出现H-Y抗原又有完整的Y染色体,但却不出现睾丸的发育,或至少不进行下去。

Wolf(1979)认为,对H-Y+XY-PGD起源的另一解释是:可能性腺专有的H-Y抗原受体有缺陷,作为病因的突变可以是X连锁的,也可以是常染色体隐性的。

3.3.3

XY-PGD中H-Y-病例的情况同XY雌性森林鼠Myopus Schisticolor相似,这种雌鼠也是H-Y-,但因为生殖细胞系有2条X染色体所以是可育的。之后,Herbst等(1978)观察到这种XY雌鼠的X短臂比“正常”X的短一些,这促使研究者们去寻找X染色体的微小异常,以模拟人类XY-PGD的X染色体突变。在XY-PGD病例的性腺组织学切片中只发现未分化的性腺组织,杂以偶然可见的曲精细管结构和残留的间质细胞及支持细胞。Simpson(1970)指出,某些XY-PGD病例早能带有未发现的XO细胞系。这些病例实际上是混合性腺发育不全,主要与家族性病例有关。

XX单纯性性腺发育不全。XX-PGD实际上不属于本文范围,在此只简略地提一下。

XX-PGD似乎是由常染色体隐性突变所引起,因为很多病人是同胞都发病而且双亲是近亲结婚的。该隐性基因可能激活生殖细胞中的第二条X染色体,基因发生突变会阻止第二条X染色体的活化,结果生殖细胞将出现闭锁,如同Turner氏综合征所发生的情况。

应考虑这一综合征可能还有其它病因,因为MC Donongh(1977)报道同卵双生子的病情并不同,也许双生子中的一个在X染色体上有很小的缺失。

XO男性。这是极罕见的,似乎只有4例见于文献。经H-Y抗原检测,其中两例是阳性。如果发现了家族性病例,那么就像XX男性一样,病因可能是使X抑制因子失活的常染色体突变。XO/XY嵌合体或含有一些H-Y基因的Y染色体物质发生了易位,这两种情况看来同样有可能。事实上Koo等(1976)在H-Y+XO男性里观察到一例22 g+。笔者认为是Y染色体物质的易位。

动物界里也有XO雄性的类似情况。鼹鼠Ellobius lutescens的雄性和雌性都具XO核型,可是雄性为H-Y+雌性为H-Y-这些动物的雄性表型可能是由于常染色体突变导致了X抑制因子失活,或如Castro-SiernWolf(1968)提出的,是由于H-Y基因结合到了一条常染色体上。

第三种假说:H-Y基因位于X染色体上并受位于Y染色体上的激活因子的诱导(Ohno,1969)按此假说,人类中的XY-PGD和森林鼠(Myopus Schisticolor)XY雌鼠都很容易用X染色体的突变来解释。但假定H-Y的座位于X染色体上就不能解释XX男性。Dela Chaplle(1977)描述了个家系,其内两表兄弟都是XX男性,他们的父亲和祖父是亲戚,这就不能用X突变来解释。因为他们的母亲是H-Y+,虽然滴度较低,他们的双亲对这一病情都起作用,这意味着必定是常染色体隐性遗传。此外,两个XX男性中的一个有正常的XX姊妹以及一个也是XX男性的远亲,这个远亲是十代之内的亲戚,其中五代是女方的亲缘关系。Fraccaro(1979)等报道了两例XX真两性畸形,因为母亲是H-Y-,而且4个同胞中只有2人发生了性逆转,所以排除了X连锁的突变。笔者认为是一种有不同表现度的显性突变。

单个的XO男性可能起因于X染色体突变,在没有Y染色体的情况下,这一突变使H-Y得以表达引起睾丸发育。在鼹鼠(Ellobius lutescens)里,XO雄性的X染色体也能以某种方式发生改变,使H-Y得以表达;而XO雌性的X染色体则保持不变。Nagai和Ohno(1977)把这种现象解释为形成睾丸的H-Y基因掺入了进化的进程。

在没有Y染色体的情况下,一个常染色体基因突变是否能导致睾丸的发育,动物界的一个实例也许有助于回答这个问题。在山羊Saanen里,一个常染色体显性基因突变在杂合子里产生无角性状。纯合状态下,这突变使XX个体的睾丸发育。未发现有Y - 常染色体易位的证据。Wachtel等(1978)证明这些山羊是H-Y+,抗原表达低于正常雄性。Dela Chapelle等(1978)发现了3个有亲族关系的XX男性,他们的母亲们表现出减少的H-Y滴度:可以设想,杂合状态的突变不会使H-Y滴度高到足以引起XX个体男性化;纯合状态下,滴度水平之高足以引起男性化。De la Chapelle认为有一种机制使决定雄性的H-Y基因的一些复本易位到常染色体上,也可设想有一种常染色体隐性遗传,使在杂合状态下H-Y抗原的活力有所残留。

美洲狗Cocker spanial中的一个正常雌性,推测是这种突变的杂合子(或Y - 常染色体易位),为H-Y+,但能育,并证实在其卵巢里有睾丸组织。至于山羊Saanen,对H-Y抗原在杂合无角的非雄性化雌体中的决定作用是有争议的。但Wachtel等(1978)发现这种动物的H-Y抗原表达有所减弱,Da la Chapelle等(1978)在另一动物都未能发现H-Y抗原。要下结论还必须检查更多的例数。近来Eicher等(1979)报道在研究14例性别转变者的H-Y决定作用时有意外发现。7例雄性向雌性的性别转变者中间有4例是H-Y-7例雌性向雄性的性别转变者里,有6例为H-Y+。这些发现如获证实将不仅能进一步阐明性别转变者的病因学和性别决定问题,而且能进一步阐明H-Y抗原的功能、表达、在染色体上的位置及其在性别决定中的作用。

另一种可能的解释是体细胞的H-Y受体有缺陷。迄今为止都认为体细胞上根本不存在H-Y受体,因为体组织不结合H-Y抗原。但Ohno(1977)和Beutter等(1978)认为,P2-m - 主要组织相容性抗原复合体可能是H-Y抗原的另一个固着位置,虽然固着程度很低。这种抗原复合体在雌雄性性别中是相同的。此外,人脑可能有H-Y抗原的受体。

H-Y-雄性性别转变的起因也可能是H-Y结构基因有缺陷,涉及了H-Y抗体结合位点。由于不能与H-Y抗体结合,于是表现为H-Y阴性。

可以假设,H-Y+雌性性别转变者性腺受体的缺陷,类似于被认为是造成H-Y+单纯性性腺发育不全的情况。第二种缺陷可能与X抑制因子基因有关。与XY-PGD雌性相反,雌性性别转变者有两X染色体,可解释雌性内外性器官的正常分化。雌性性别转变者的雄性性别认定也归因于存在第二条正常的X染色体,它使H-Y抗原得以同脑细胞的受体反应。X染色体的一段缺失涉及两个座位是最有可能的一种解释。

为确定Eicher等(1979)的发现,有必要作进一步研究。我们的实验室正同巴塞尔大学精神病门诊部J. Wyler博士),巴塞尔大学医学院内分泌系(B. Noelpp博士),西德弗赖堡大学人类遗传所(V. Wolf教授)协作进行这项研究。

到目前为止,唯一已得证实的事实是Y染色体对男性发育具有强力的直接或间接的影响。

[Human Genetics,1980年55卷2期]