Эффект отцовского возраста — это статистическая связь между возрастом отца при зачатии и биологическими эффектами на ребенка. [1] Такие эффекты могут быть связаны с массой тела при рождении , врожденными нарушениями, продолжительностью жизни и психологическими результатами. [2] Обзор 2017 года показал, что, хотя серьезные последствия для здоровья связаны с более высоким возрастом отца, общее увеличение проблем, вызванных отцовским возрастом, невелико. [3] Средний возраст отца при рождении достиг самой низкой точки между 1960 и 1980 годами во многих странах и с тех пор увеличивается, но не достиг исторически беспрецедентных уровней. [4] Рост отцовского возраста не рассматривается как серьезная проблема общественного здравоохранения. [3]
Генетическое качество спермы, а также ее объем и подвижность могут снижаться с возрастом [5], что привело к утверждению популяционного генетика Джеймса Ф. Кроу о том, что «наибольшую мутационную опасность для здоровья генома человека представляют фертильные мужчины старшего возраста» [6] .
Эффект отцовского возраста впервые был неявно предложен врачом Вильгельмом Вайнбергом в 1912 году [7] и явно психиатром Лайонелом Пенроузом в 1955 году [8]. Исследования на основе ДНК начались совсем недавно, в 1998 году, в контексте тестирования отцовства.
Доказательства эффекта отцовского возраста были предложены для ряда состояний, заболеваний и других эффектов. Во многих из них статистические доказательства ассоциации слабы, и ассоциация может быть связана с сопутствующими факторами или поведенческими различиями. [9] [3] Условия, предложенные для демонстрации корреляции с отцовским возрастом, включают следующее: [10]
Пожилой возраст отца может быть связан с более высоким риском некоторых нарушений одного гена, вызванных мутациями генов FGFR2 , FGFR3 и RET . [11] Эти состояния включают синдром Аперта , синдром Крузона , синдром Пфайффера , ахондроплазию , танатофорическую дисплазию , множественную эндокринную неоплазию типа 2 и множественную эндокринную неоплазию типа 2b . [11] Наиболее значимый эффект касается ахондроплазии (формы карликовости ), которая может возникнуть примерно у 1 из 1875 детей, рожденных от мужчин старше 50 лет, по сравнению с 1 из 15 000 в общей популяции. [12] Однако риск ахондроплазии по-прежнему считается клинически незначительным. [13] Гены FGFR могут быть особенно подвержены эффекту отцовского возраста из-за эгоистичного отбора сперматогониев , при котором влияние сперматогониевых мутаций у пожилых мужчин усиливается, поскольку клетки с определенными мутациями имеют селективное преимущество перед другими клетками (см. § Мутации ДНК). [14]
В нескольких исследованиях сообщалось, что пожилой возраст отца связан с повышенным риском выкидыша . [15] Сила этой связи различается в разных исследованиях. [16] Было высказано предположение, что эти выкидыши вызваны хромосомными аномалиями в сперме стареющих мужчин. [15] Также предполагалось, что повышенный риск мертворождения для беременностей, отцовство которых произошло у мужчин старше 45 лет. [16]
Систематический обзор, опубликованный в 2010 году, пришел к выводу, что график риска низкого веса при рождении у младенцев в отцовском возрасте имеет форму «блюдца» (U-образную); то есть самые высокие риски возникают при низком и высоком отцовском возрасте. [17] По сравнению с отцовским возрастом 25–28 лет в качестве референтной группы, отношение шансов для низкого веса при рождении составило приблизительно 1,1 при отцовском возрасте 20 лет и приблизительно 1,2 при отцовском возрасте 50 лет. [17] Не было никакой связи между отцовским возрастом и преждевременными родами или с рождением детей с малым весом для гестационного возраста . [17]
Шизофрения связана с пожилым возрастом отца. [18] [19] [20] Некоторые исследования, изучающие расстройства аутистического спектра (РАС) и пожилой возраст отца, продемонстрировали связь между ними, хотя также наблюдается увеличение с возрастом матери . [21]
В одном исследовании риск биполярного расстройства , особенно для раннего начала заболевания, имеет J-образную форму, с самым низким риском для детей отцов в возрасте от 20 до 24 лет, двукратным риском для более молодых отцов и трехкратным риском для отцов >50 лет. Аналогичной связи с возрастом матери не наблюдается. [22] Второе исследование также обнаружило риск шизофрении как у отцов старше 50 лет, так и у отцов моложе 25 лет. Было отмечено, что риск у более молодых отцов затрагивает только детей мужского пола. [23]
Исследование 2010 года показало, что связь между возрастом родителей и психотическими расстройствами сильнее с возрастом матери, чем с возрастом отца. [24]
Обзор 2016 года пришел к выводу, что механизм, лежащий в основе сообщаемых ассоциаций, все еще не ясен, с доказательствами как отбора лиц, склонных к психиатрическим заболеваниям, в позднее отцовство, так и доказательствами причинных мутаций. Обсуждаемые механизмы не являются взаимоисключающими. [25]
Обзор 2017 года пришел к выводу, что подавляющее большинство исследований подтверждают связь между более старшим возрастом отца и аутизмом и шизофренией, но существуют менее убедительные и также противоречивые доказательства связи с другими психическими заболеваниями. [3]
Возраст отца может быть связан с повышенным риском рака молочной железы [26] , но эта связь слаба и существуют искажающие эффекты. [10]
Согласно обзору 2017 года, имеются последовательные доказательства увеличения заболеваемости острым лимфобластным лейкозом у детей с возрастом отца. Результаты по ассоциациям с другими детскими видами рака более неоднозначны (например, ретинобластома ) или в целом отрицательны. [3]
Высокий возраст отца был предложен как фактор риска развития диабета 1 типа , [27], но результаты исследований противоречивы, и четкая связь не установлена. [28] [29]
Похоже, что эффект отцовского возраста может существовать в отношении синдрома Дауна , но он очень мал по сравнению с эффектом материнского возраста . [30] [31]
Обзор 2005 года обнаружил U-образную связь между возрастом отца и низким коэффициентом интеллекта (IQ). [32] Самый высокий IQ был обнаружен у отцов в возрасте 25–29 лет; отцы моложе 25 и старше 29 лет, как правило, имели детей с более низким IQ. [32] Также было обнаружено, что «по крайней мере полдюжины других исследований ... продемонстрировали значимую связь между возрастом отца и человеческим интеллектом». [32] Исследование 2009 года изучало детей в возрасте 8 месяцев, 4 лет и 7 лет и обнаружило, что более высокий возраст отца был связан с более низкими баллами почти во всех использованных нейрокогнитивных тестах, но что более высокий возраст матери был связан с лучшими баллами в тех же тестах; [33] это был обратный эффект по сравнению с тем, что наблюдалось в обзоре 2005 года, который показал, что материнский возраст начал коррелировать с более низким интеллектом в более молодом возрасте, чем возраст отца, [32] однако два других прошлых исследования согласовались с результатами исследования 2009 года. [24] В редакционной статье, сопровождающей статью 2009 года, подчеркивалась важность контроля социально-экономического статуса в исследованиях отцовского возраста и интеллекта. [34] Исследование 2010 года, проведенное в Испании, также обнаружило связь между пожилым отцовским возрастом и умственной отсталостью. [24]
С другой стороны, более поздние исследования пришли к выводу, что ранее сообщавшиеся отрицательные ассоциации могут быть объяснены сопутствующими факторами, особенно родительским интеллектом и образованием. Повторный анализ исследования 2009 года показал, что эффект отцовского возраста можно объяснить, сделав поправку на материнское образование и количество братьев и сестер. [35] Шотландское исследование 2012 года не обнаружило значимой связи между отцовским возрастом и интеллектом после корректировки того, что изначально было обратной U-ассоциацией как на родительское образование и социально-экономический статус, так и на количество братьев и сестер. [36] Исследование 2013 года с участием полумиллиона шведских мужчин скорректировало генетическое искажение путем сравнения братьев и не обнаружило никакой связи между отцовским возрастом и IQ потомства. [37] Другое исследование 2014 года обнаружило изначально положительную связь между отцовским возрастом и IQ потомства, которая исчезла при корректировке на родительский IQ. [38]
В статье 2008 года была обнаружена U-образная связь между возрастом отца и общим уровнем смертности среди детей (т. е. уровнем смертности до 18 лет). [39] Хотя относительные показатели смертности были выше, абсолютные цифры были низкими из-за относительно низкой частоты генетических аномалий. Исследование подверглось критике за то, что оно не учитывало материнское здоровье, которое могло бы оказать большое влияние на детскую смертность. [40] Исследователи также обнаружили корреляцию между возрастом отца и смертью потомства от травм или отравлений, что указывает на необходимость контроля социальных и поведенческих факторов. [41]
В 2012 году исследование показало, что больший возраст отцовства имеет тенденцию увеличивать длину теломер у потомства на протяжении двух поколений. Поскольку длина теломер влияет на здоровье и смертность, это может влиять на здоровье и скорость старения у этого потомства. Авторы предположили, что этот эффект может обеспечить механизм, с помощью которого популяции обладают некоторой пластичностью в адаптации долголетия к различным социальным и экологическим контекстам. [42]
Родители не решают, когда размножаться, случайным образом. Это означает, что эффекты отцовского возраста могут быть искажены социальными и генетическими предикторами репродуктивного времени.
Исследование моделирования пришло к выводу, что сообщаемые в эпидемиологической литературе эффекты отцовского возраста на психические расстройства слишком велики, чтобы их можно было объяснить только мутациями. Они пришли к выводу, что модель, в которой родители с генетической предрасположенностью к психиатрическим заболеваниям, как правило, позже воспроизводят потомство, лучше объясняет литературу. [9]
Более поздний возраст родительства также связан с более стабильной семейной обстановкой, при этом родители старшего возраста реже разводятся или меняют партнеров. [43] Родители старшего возраста также, как правило, занимают более высокое социально-экономическое положение и сообщают о том, что чувствуют себя более преданными своим детям и удовлетворенными своей семьей. [43] С другой стороны, риск смерти отца до того, как ребенок станет взрослым, увеличивается с возрастом отца. [43]
Чтобы скорректировать генетическую предрасположенность, некоторые исследования сравнивают родных братьев и сестер. Дополнительно или альтернативно, исследования статистически корректируют некоторые или все из этих смешивающих факторов. Использование сравнений братьев и сестер или корректировка большего количества ковариатов часто изменяет направление или величину эффектов отцовского возраста. Например, одно исследование, основанное на данных финской переписи, пришло к выводу, что увеличение смертности потомства с возрастом отца можно полностью объяснить потерей родителей. [44] С другой стороны, популяционное когортное исследование, основанное на 2,6 миллионах записей из Швеции, показало, что риск синдрома дефицита внимания и гиперактивности был положительно связан только с возрастом отца при сравнении братьев и сестер. [45]
Существует несколько предполагаемых цепочек причинно-следственных связей, в соответствии с которыми увеличение возраста отца может привести к последствиям для здоровья. [16] [46] Существуют различные типы геномных мутаций с различными механизмами мутаций:
Теломеры — это повторяющиеся генетические последовательности на обоих концах каждой хромосомы, которые защищают структуру хромосомы . [ 47] По мере того как мужчины стареют, большинство теломер укорачиваются, но теломеры сперматозоидов увеличиваются в длину. [16] Потомство отцов старшего возраста имеет более длинные теломеры как в сперме, так и в лейкоцитах . [16] [47] Большое исследование показало положительное влияние возраста отца, но не независимое влияние возраста матери на длину теломер. Поскольку в исследовании использовались близнецы , оно не могло сравнивать братьев и сестер, которые были несогласны по возрасту отца. Было обнаружено, что длина теломер наследуется на 70%. [48] Что касается мутации микросателлитной ДНК, также известной как ДНК с коротким тандемным повтором (STR), опрос более 12 000 семей, прошедших тестирование на отцовство, показывает, что частота мутаций микросателлитной ДНК как у очень молодых отцов-подростков, так и у отцов среднего возраста повышена, в то время как возраст матери не оказывает никакого влияния. [49]
В отличие от оогенеза , производство сперматозоидов является пожизненным процессом. [16] Каждый год после полового созревания сперматогонии (предшественники сперматозоидов ) делятся мейотически примерно 23 раза. [46] К 40 годам сперматогонии претерпят около 660 таких делений по сравнению с 200 в возрасте 20 лет. [46] Иногда ошибки копирования могут происходить во время репликации ДНК , предшествующей этим делениям клеток, что может привести к новым ( de novo ) мутациям в ДНК сперматозоидов. [14]
Гипотеза эгоистичного отбора сперматогониалов предполагает, что влияние сперматогониальных мутаций у пожилых мужчин еще больше усиливается, поскольку клетки с определенными мутациями имеют селективное преимущество перед другими клетками. [46] [50] Такое преимущество позволило бы мутировавшим клеткам увеличиваться в количестве посредством клональной экспансии. [46] [50] В частности, мутации, которые влияют на путь RAS , который регулирует пролиферацию сперматогониалов, по-видимому, дают конкурентное преимущество сперматогониальным клеткам, а также приводят к заболеваниям, связанным с отцовским возрастом. [50]
За последние два десятилетия накопились доказательства того, что потеря беременности, а также снижение уровня успешности вспомогательных репродуктивных технологий связаны с нарушением целостности хромосом спермы и фрагментацией ДНК . [51] В недавнем систематическом обзоре было показано, что пожилой возраст отца связан со значительным увеличением фрагментации ДНК (где 17 из 19 рассмотренных исследований показали такую связь). [52]
Производство сперматозоидов включает метилирование ДНК , эпигенетический процесс, который регулирует экспрессию генов . [46] Неправильный геномный импринтинг и другие ошибки иногда происходят во время этого процесса, что может повлиять на экспрессию генов, связанных с определенными расстройствами, увеличивая восприимчивость потомства. Частота этих ошибок, по-видимому, увеличивается с возрастом. Это может объяснить связь между возрастом отца и шизофренией.; [53] Возраст отца влияет на поведение потомства, возможно, через эпигенетический механизм, рекрутирующий транскрипционный репрессор REST. [54]
Обзор 2001 года по изменению качества спермы и фертильности в зависимости от возраста мужчин пришел к выводу, что у пожилых мужчин был меньший объем спермы, меньшая подвижность сперматозоидов, меньший процент нормальных сперматозоидов, а также меньшие показатели беременности, большее время до беременности и большее бесплодие в определенный момент времени. [55] При контроле возраста партнерши, сравнения между мужчинами моложе 30 и мужчинами старше 50 лет обнаружили относительное снижение показателей беременности от 23% до 38%. [55]
Обзор 2014 года показал, что увеличение возраста мужчин связано со снижением многих характеристик спермы, включая объем спермы и процент подвижности. Однако этот обзор также обнаружил, что концентрация спермы не снижается с увеличением возраста мужчин. [56]
Некоторые классифицируют эффект отцовского возраста как один из двух различных типов. Один эффект напрямую связан с пожилым возрастом отца и аутосомными мутациями у потомства. Другой эффект является косвенным эффектом в отношении мутаций на Х-хромосоме, которые передаются дочерям, которые затем подвергаются риску рождения сыновей с Х-сцепленными заболеваниями. [57]
Врожденные дефекты признавались у детей пожилых мужчин и женщин даже в древности. В шестой книге « Государства » Платона Сократ утверждает , что мужчины и женщины должны иметь детей в «расцвете сил», который , как утверждается, составляет двадцать лет у женщины и тридцать у мужчины. Он утверждает, что в предлагаемом им обществе мужчинам следует запретить становиться отцами детей в возрасте пятидесяти лет и что потомство от таких союзов следует считать «потомством тьмы и странной похоти». Он предлагает применять соответствующие наказания к преступникам и их потомству. [58] [59]
В 1912 году немецкий врач Вильгельм Вайнберг был первым человеком, выдвинувшим гипотезу о том, что ненаследственные случаи ахондроплазии могут быть более распространены у детей, родившихся последними, чем у детей, родившихся ранее у тех же родителей. [60] Вайнберг «не делал различий между возрастом отца, возрастом матери и порядком рождения » в своей гипотезе. В 1953 году Крут использовал термин «эффект отцовского возраста» в контексте ахондроплазии, но ошибочно считал, что это состояние представляет собой эффект материнского возраста. [60] [61] : 375 Эффект отцовского возраста для ахондроплазии был описан Лайонелом Пенроузом в 1955 году. На уровне ДНК эффект отцовского возраста был впервые зарегистрирован в 1998 году в обычных тестах на отцовство. [62]
Научный интерес к эффектам отцовского возраста актуален, поскольку средний отцовский возраст увеличился в таких странах, как Великобритания, [63], Австралия [64] и Германия, [65], а также потому, что в Соединенных Штатах в период с 1980 по 2006 год увеличились показатели рождаемости для отцов в возрасте 30–54 лет. [66] Возможные причины увеличения среднего отцовского возраста включают увеличение продолжительности жизни и увеличение показателей разводов и повторных браков. [65] Однако, несмотря на недавнее увеличение среднего отцовского возраста, самый старый отец , задокументированный в медицинской литературе, родился в 1840 году: Джорджу Айзеку Хьюзу было 94 года на момент рождения сына от его второй жены, в статье 1935 года в Журнале Американской медицинской ассоциации говорилось, что его фертильность «была определенно и утвердительно проверена медицинским путем», и в 1936 году в возрасте 96 лет у него родилась дочь. [65] [67] [68]
Американский колледж медицинской генетики рекомендует проводить акушерское УЗИ на 18–20 неделе беременности в случаях позднего отцовского возраста для оценки развития плода, но он отмечает, что эта процедура «вряд ли выявит многие из интересующих состояний». Они также отмечают, что не существует стандартного определения позднего отцовского возраста ; [11] он обычно определяется как возраст 40 лет или старше, но эффект увеличивается линейно с возрастом отца, а не проявляется в каком-либо конкретном возрасте. [69] Согласно обзору 2006 года, любые неблагоприятные эффекты позднего отцовского возраста «должны быть взвешены с потенциальными социальными преимуществами для детей, рожденных от отцов старшего возраста, которые с большей вероятностью продвинулись в своей карьере и достигли финансовой безопасности». [63]
Генетик Джеймс Ф. Кроу описал мутации, которые оказывают непосредственное видимое воздействие на здоровье ребенка, а также мутации, которые могут быть скрытыми или иметь незначительные видимые воздействия на здоровье ребенка; многие из таких незначительных или скрытых мутаций позволяют ребенку размножаться, но вызывают более серьезные проблемы у внуков, правнуков и последующих поколений. [6]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )