Dvojčata, aneb o abnormálním oplození

Na počátku životní cesty každého z nás byly nejprve dvě pohlavní buňky. U člověka vede oplození standardně k vývoji jednoho lidského jedince. Někdy ovšem cosi proběhne mírně odlišně a nenarodí se jedno, ale hned dvě děti (nebo vzácně i více). Jaké jsou ale všechny možné kombinace, které mohou vzniknout během oplození? A se kterými kombinacemi to nakonec dopadne špatně?

Normální oplození

Nejprve krátce a jednoduše shrňme průběh normálního oplození. Na počátku nového lidského jedince stojí splynutí dvou pohlavních buněk - vajíčka (ženská pohlavní buňka) a spermie (mužská pohlavní buňka). Každá z těchto buněk nese poloviční - haploidní chromozomální výbavu. Vajíčko může nést pouze kombinaci 23,X, zatímco spermie může nést jak kombinaci 23,X tak i 23,Y. Po splynutí vzniká buňka - zygota opět s diploidní chromozomální výbavou. Karyotyp 46,XX podmiňuje vznik ženského pohlaví, karyotyp 46,XY podmiňuje vznik mužského pohlaví (důležitá je přítomnost pohlavního chromozomu Y).

V průběhu normálního cyklu dochází k ovulaci pouze jednoho vajíčka. Spermií může k vajíčku proniknout řádově mnohem více, ovšem pouze jedna za normálních okolností proniká do vajíčka a předává svou část genetické informace. Z jedné zygoty se dále vyvíjí jeden lidský jedinec.

Vznik dvojčat

Existují dva základní typy dvojčat - a to sice jednovaječná (monozygotní) a dvojvaječná (dizygotní). Již název sám napovídá o mechanizmu jejich vzniku.

Monozygotní dvojčata vznikají pouze z jedné zygoty. Nastala tedy situace, kdy v průběhu časného embryonálního vývoje došlo k rozdělení budoucího zárodku (sestávajícího se třeba jen z několika buněk) na dvě plnohodnotné části. Z těchto částí se nadále vyvíjejí dvě embrya. Jelikož vznikly z jedné zygoty - nesou monozygotní dvojčata stejnou genetickou výbavu a mají stejné pohlaví (jak si později ukážeme, může mít i toto základní pravidlo určité výjimky). Fenotypově jsou si velmi podobná a mohou mít i podobné povahové rysy.

Dizygotní dvojčata naopak vznikají ze dvou samostatných zygot, přičemž každá zygota vznikla z jednoho vajíčka a z jedné spermie. Během ovulace tedy muselo dojít k uvolnění ne jednoho, ale hned dvou vajíček. Takováto dvojčata nemají stejnou genetickou informaci, a proto nemusejí mít stejné pohlaví a navíc si nemusejí být ani podobná. Sklon k rození dizygotních dvojčat může být do jisté míry dědičně podmíněný a šířit se v ženské linii rodu; jsou známé i geografické rozdíly.

Existují další dva - víceméně teoretické způsoby vzniku dvojvaječných dvojčat. Jako superfekundace se označuje případ, kdy jsou oplozena dvě vajíčka z jednoho cyklu - každé ovšem spermií od jiného muže. Jako superfetace se označuje mechanizmus, kdy dojde k oplození dalšího vajíčka již v průběhu těhotenství. Uplatnění těchto mechanizmů v reprodukci člověka však zůstává sporné.

Dvojčata a plodové obaly

V průběhu těhotenství získáváme relativně nejvíce informací o plodu (respektive o plodech) pomocí ultrazvukové diagnostiky. Ačkoliv nemůžeme přesně rozhodnout o tom, zda se jedná o dvojčata monozygotní či dizygotní, může nám vztah plodů a plodových obalů poměrně dost napovědět:
Dvojčata monochoriální monoamniální: mají společný amnion i chorion; jedná se o monozygotní dvojčata

Dvojčata monochoriální biamniální: mají společný chorion, ale každé dvojče má svůj vlastní amnion; opět se jedná o monozygotní dvojčata

Dvojčata bichoriální biamniální: každé dvojče má vlastní jak amnion, tak i chorion; většinou se jedná o dizygotní dvojčata

Dvojčata v průběhu těhotenství

Přestože novorozená dvojčata mohou rodičům přinést hned dvakrát více radosti - přináší porodníkům vícečetná gravidita naopak více starostí. Vícečetné gravidity jsou obecně zatížené vyšším rizikem nižší porodní hmotnosti, předčasného porodu i vrozených vývojových vad (diskutováno dále). Více riziková jsou z porodnického pohledu monozygotní dvojčata. Specificky se u nich může vyskytnout například syndrom fetofetální transfuze (Twin to Twin Transfusion Syndrome - TTTS), kdy mezi krevními oběhy monozygotních dvojčat existuje určité spojení, což vede k asymetrickému toku krve a tudíž k přetěžování jednoho dvojčete velkým objemem krve a naopak k ischemizaci u dvojčete druhého. V léčbě tohoto stavu se dají použít některé moderní terapeutické metody - například ozáření patologických cévních spojek pomocí laseru.

Vrozené vady u dvojčat

Poslední studie věnovaná vrozeným vadám u dvojčat v České republice zjistila (v souladu se zahraničními studiemi) statisticky významně vyšší (p<0,001) výskyt vrozených vad u dvojčat oproti jedináčkům. Významně více byly u dvojčat nalezeny tyto vrozené vady (p<0,001): kongenitální hydrocefalus, vrozené vady srdeční přepážky (defekt síňového septa, defekt komorového septa, defekt atrioventrikulárního septa), Fallotova tetralogie, vady srdečních chlopní (atrézie/stenóza), koarktace aorty, rozštěp rtu, rozštěp patra a rozštěp rtu a patra, vrozené vady jícnu (atrézie, stenóza, píštěl), anorektální malformace, hypospádie, vrozená hydronefróza, polydaktylie, syndaktylie. Významnost na hladině p<0,01 byla nalezena u následujících vrozených vad: spina bifida, syndrom hypoplázie levého srdce, atrézie/stenóza duodena, brániční kýla a Downův syndrom.

Dvojčata a asistovaná reprodukce

IVF (in vitro fertilizace) a metody asistované reprodukce obecně určitě významně přispěly ke stále rostoucímu počtu novorozených dvojčat. Dříve bylo relativně běžným postupem transportovat do dělohy dvě a více embryí (získaných v procesu IVF), aby se tak zvýšila celková „výnosnost" této metody. Takovýto postup ovšem vedl k vysokému výskytu vícečetných těhotenství ve skupině dětí narozených po IVF oproti normální populaci. Proto se ve většině center reprodukční medicíny dnes již transportují maximálně dvě, ale stále častěji již jen jedno embryo. Dokonce se zdá, že embrya zavedená v rámci IVF mají větší potenciál k dalšímu dělení, což může vyústit i ve vznik monozygotních dvojčat z jediného embrya.

V souvislosti s léčbou neplodnosti je ještě možné zmínit vyšší riziko narození dvojčat po hormonální stimulaci cyklu (ovulace více vajíček naráz) i v rámci oplodnění přirozenou cestou.

Monozygotní dvojčata různého pohlaví

Vzácně se v odborné literatuře objevují i případy, kdy byla pozorována monozygotní dvojčata opačného pohlaví. Příčinou tohoto fenoménu jsou především abnormality pohlavních chromozomů. Pokud z jedné zygoty vzniknou dvě embrya, může v jednom embryu teoreticky dojít ke ztrátě jednoho pohlavního chromozomu. Například ze zygoty s karyotypem 46,XY se může narodit zdravý chlapec (karyotyp 46,XY) a dívka s Turnerovým syndromem - z embrya, u kterého došlo ke ztrátě chromozomu Y (karyotyp 45,X). Popsány byly také případy, kdy byla aneuploidní původní zygota (například 47,XXY) a následně došlo ke ztrátě nadpočetného chromozomu v obou embryích, které ze zygoty vznikly. Pohlaví jedince navíc může ovlivnit i zastoupení buněčných linií s odlišným karyotypem (mozaika 46,XY/46,XX).

Mola hydatidosa

Mola hydatidosa (český výraz - zásněť hroznovitá) je specifická porucha prenatálního vývoje vzniklá na základě abnormálního oplození. Morfologicky mají tyto útvary multicystický vzhled, samotný plod nemusí být vůbec přítomen. Obecně jsou moly řazeny mezi abnormality trofoblastu.
Kompletní mola má diplodiní chromozomální výbavu se 46 chromozomy (nejčastěji 46,XX). Vzniká jako následek oplození „prázdného" vajíčka (bez chromozomální výbavy) dvěma spermiemi. Alternativně může být vajíčko oplozeno pouze jedinou spermií - pokud jsou chromozomy této spermie následně zduplikovány. Jelikož pouze paternální genetická výbava neumožňuje normální vývoj (epigenetické mechanismy) - nedochází k vývoji plodu, ale vzniká právě kompletní mola.

Parciální mola má triploidní chromozomální výbavu se 69 chromozomy. Mechanizmů vzniku této abnormality je hned několik, typicky se nabízí oplození normálního vajíčka hned dvěma spermiemi zároveň. V tomto případě se mimo vlastní tkáň moly vyvíjí i malý - života neschopný plod. Triploidie obecně je poměrně častá jako příčina spontánních potratů v prvním trimestru těhotenství. Vzácně mohou takovéto plody přežívat i do dalších fází těhotenství, vyznačují se především výraznou růstovou retardací. Triploide však není u člověka slučitelná se životem.

Srostlá dvojčata

Velmi vzácně se mohou vyskytnout i případy srostlých či siamských dvojčat. Srostlá dvojčata jsou obecně symetrická (kdy jsou obě dvojčata přibližně stejně velká) či asymetrická (kdy je jedno dvojče zřetelně menší než druhé). Etiologicky se jedná vesměs o relativně pozdě rozdělená monozygotní dvojčata, kdy samotné rozdělení bylo neúplné a dvojčata tvoří jeden celek. Dvojčata mohou být spojena prakticky všemi možnými rovinami svých těl, například hrudníky, bříšky nebo dokonce i hlavičkami. Mohou spolu sdílet i některé orgány. Většinu těchto případů je dnes možné poměrně časně diagnostikovat v rámci prenatální diagnostiky (ultrazvuk) a po dohodě s rodiči tato těhotenství uměle ukončit. Poporodní vývoj takovýchto dvojčat je totiž nejistý a operační rozdělení dvojčat je většinou extrémně náročné a zatížené vysokou morbiditou i mortalitou operovaných dvojčat.

Chimérismus

Rovněž velmi vzácný fenomén. Chiméra je v biologické terminologii takový jedinec, který je tvořen dvěma nebo více buněčnými liniemi, které pochází z různých jedinců. Liší se tak od mozaiky, kdy různé buněčné linie pocházejí z jedné zygoty a vznikly až během vývoje jedince (například chromozomální mozaika 46,XX/45,X vzniklá chybným rozdělením - ztrátou X chromozomu v jedné buněčné linii). V případě chiméry stojí obecně na počátku takovéhoto jedince dvě zygoty. Klasický případ - tzv. tetragametická chiméra - vzniká ze čtyř pohlavních buněk. Dvě vajíčka uvolněná během jedné ovulace jsou oplozena - každé jednou spermií. Dále by se mohla vyvíjet normální dvojvaječná dvojčata, ovšem vzhledem k velmi blízké nidaci obou zárodků v děloze dojde k „promísení" jejich buněk a následně se vyvíjí pouze jeden zárodek, ze kterého se vyvine jeden jedinec. Problémy mohou nastat, pokud došlo ke „smísení" dvou embryí různého pohlaví. Potom závisí na uplatnění jednotlivých buněčných linií na budoucí stavbě těla, ovšem je zde velké riziko, že takovýto jedinec bude vykazovat určité známky pohlavní obojetnosti - tedy hermafroditismu.

Existují i další možné příčiny vzniku chimérického organizmu, například oplodnění druhého pólového tělíska další spermií, jsou popsány i mechanizmy vzniku partenogenetických či androgenetických chimér, kdy se na genetické výbavě jednoho embrya podílí pouze maternální nebo naopak pouze paternální chromozomy.

Autor: Antonín Šípek

Literatura
1.Čech, E. et al.: Porodnictví. 2., přeprac. a dopl. vyd. Grada, Praha, 2006, 544 s.
2. Malan, V., Vekemans, M., Turleau, C.: Chimera and other fertilization errors. Clin Genet, 2006, 70(5), s. 363-373.
3.Zech, N. H., Wisser, J., Natalucci, G. et al.: Monochorionic-diamniotic twins discordant in gender from a naturally conceived pregnancy through postzygotic sex chromosome loss in a 47,XXY zygote. Prenat Diagn. 2008, 28(8), s. 759-63.
4.Šípek A., Gregor V., Horáček J. et al.: Incidence vrozených vad u dětí z jednočetných a dvojčetných gravidit v České republice - aktuální data. Čes. Gynek. 2009, 74(5) s. 369-382.