近些年,基因檢測(cè)已經(jīng)市場(chǎng)化,很多人紛紛嘗鮮。市場(chǎng)上出現(xiàn)了各類(lèi)基因監(jiān)測(cè)產(chǎn)品,一些基因檢測(cè)公司推出"天才基因"檢測(cè)套餐,聲稱(chēng)通過(guò)唾液樣本就能預(yù)測(cè)兒童的智力上限。我們真的能用基因密碼破譯人類(lèi)的智慧密碼嗎?
一些聲稱(chēng)能檢測(cè)天賦的基因監(jiān)測(cè)產(chǎn)品
基因檢測(cè)測(cè)智商是怎么操作的?
要想知道這東西靠不靠譜,得先知道商家到底是怎么操作的。
一般來(lái)說(shuō),如果你購(gòu)買(mǎi)了一份基因檢測(cè)智力的產(chǎn)品,那過(guò)不了多久,你就會(huì)收到一份基因檢測(cè)的套件。
這個(gè)套件里面有一個(gè)小小的試管、棉簽和一些說(shuō)明書(shū),目的是讓你采集自己的樣本,也就是唾液。采樣是非常簡(jiǎn)單的,你只需要按照說(shuō)明書(shū)的指引進(jìn)行操作,然后將樣本送回實(shí)驗(yàn)室。
之后,工作人員開(kāi)始著手處理它。他們會(huì)使用提取試劑對(duì)口腔拭子中的細(xì)胞進(jìn)行處理,從而提取出其中的 DNA。
接下來(lái),使用基因檢測(cè)試劑盒中的預(yù)混 PCR 反應(yīng)液對(duì)提取到的 DNA 樣本進(jìn)行擴(kuò)增。這一步是基因檢測(cè)的核心步驟,目的是放大與智商相關(guān)的特定基因片段,使其能夠在檢測(cè)中被觀察到。
一般來(lái)說(shuō),商家會(huì)選擇多種與智商相關(guān)的基因進(jìn)行擴(kuò)增,比如:COMT 和 MCPH1 基因(還有其他的,這里不多做介紹了)。其中,COMT 基因與大腦的前額葉皮層有關(guān),這一區(qū)域與認(rèn)知控制和情緒調(diào)節(jié)密切相關(guān);而 MCPH1 基因則與大腦皮層的發(fā)育有關(guān),影響大腦體積和神經(jīng)發(fā)展。這些基因的突變可能會(huì)影響智力的發(fā)展,因此它們成為了基因檢測(cè)中的關(guān)鍵目標(biāo)。
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PCR 擴(kuò)增完成后,使用熒光定量 PCR 儀對(duì)樣本進(jìn)行分析。根據(jù)判斷,實(shí)驗(yàn)人員能夠確定樣本中 COMT 和 MCPH1 基因的變異類(lèi)型,并得出一個(gè)基因評(píng)分。最終,基因檢測(cè)報(bào)告會(huì)綜合樣本的基因評(píng)分,給出關(guān)于智力遺傳特性的分析。
商家的這種方法簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是根據(jù)單個(gè)基因預(yù)測(cè)性狀。這種操作較為簡(jiǎn)單,突出一個(gè)字:快!它主要依賴(lài)于 PCR 擴(kuò)增技術(shù),針對(duì)特定基因的突變位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。它的目標(biāo)是通過(guò) DNA 分析直接識(shí)別出目標(biāo)基因是否存在特定變異,并通過(guò)這種單基因分析來(lái)預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)能力的潛在問(wèn)題。
單個(gè)基因預(yù)測(cè)某方面性狀靠譜嗎?
問(wèn)題來(lái)了,單個(gè)基因預(yù)測(cè)某方面的性狀,靠譜嗎?
可以肯定地說(shuō),不靠譜。因?yàn)閱蝹€(gè)基因往往只能影響智力的一小部分,無(wú)法完整解釋智力的差異。智力的形成不僅僅由一個(gè)或幾個(gè)基因控制,而是通過(guò)多個(gè)基因以及這些基因與環(huán)境因素的相互作用共同決定的。
還是以 COMT 為例,COMT 基因有 Val 型(高活性型)、Met 型(低活性型)等。研究發(fā)現(xiàn),Met 型可能與較好的工作記憶表現(xiàn)相關(guān)。
然而,根據(jù) 2005 年 Andreas Meyer-Lindenberg 的研究顯示,COMT 基因 Val158Met 變異確實(shí)對(duì)大腦前額葉皮層的活動(dòng)有一定的影響,尤其在需要高認(rèn)知負(fù)荷的任務(wù)中。然而,這種影響是微弱的,并且主要依賴(lài)于任務(wù)的性質(zhì)和認(rèn)知負(fù)荷,在低負(fù)荷任務(wù)中幾乎沒(méi)有差異。研究也表明,基因與環(huán)境的交互作用在認(rèn)知表現(xiàn)中起到了至關(guān)重要的作用,因此,單一基因的影響并不足以全面解釋個(gè)體的認(rèn)知能力。
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不止單基因檢測(cè)
多基因檢測(cè)也不靠譜
當(dāng)然也有一些商家會(huì)利用多基因檢測(cè)法來(lái)評(píng)估,而不是單基因檢測(cè)法。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是研究人員已經(jīng)找出許多和智力相關(guān)的基因(就像拼圖塊)。每個(gè)基因的影響就像拼圖塊的大小和形狀。如果某個(gè)基因?qū)χ橇Φ挠绊懕容^大,就給它一個(gè)更大的分?jǐn)?shù);如果影響小,就給它一個(gè)較小的分?jǐn)?shù)。然后,把所有基因的分?jǐn)?shù)加起來(lái),得到一個(gè)總分,這就像是你拼好的智力圖案。前面說(shuō)的單基因,它的影響就像只有一塊拼圖。這么聽(tīng)下來(lái),似乎比前面商家用的方法看起來(lái)好一些。
但事實(shí)證明,多基因檢測(cè)預(yù)測(cè)智商的方法依然不是非??孔V。2018 年,Savage 的研究結(jié)果仍表明,多基因評(píng)分的解釋能力有限。該研究使用了來(lái)自多個(gè)大型 GWAS 的智力相關(guān)數(shù)據(jù),并整合了來(lái)自不同人群的基因型數(shù)據(jù),總樣本量達(dá)到了 28 萬(wàn)人。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),多基因評(píng)分能夠解釋智力差異的約 5%到 10%,也就是說(shuō),通過(guò)基因評(píng)分,研究者能夠預(yù)測(cè)個(gè)體在群體中的智力差異的一小部分。這是一個(gè)相對(duì)較小的解釋力,意味著盡管有大量與智力相關(guān)的基因,基因本身的貢獻(xiàn)仍然很有限。
研究還表明,約 90%的智力差異不能通過(guò)多基因評(píng)分解釋。這些差異很可能與環(huán)境因素(如教育、家庭背景、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)等)有關(guān)。這強(qiáng)調(diào)了環(huán)境對(duì)智力的決定性作用,以及基因與環(huán)境相互作用在智力形成中的重要性?;蚩赡転閭€(gè)體提供某種潛力,但環(huán)境因素在智力的最終表現(xiàn)中同樣起著關(guān)鍵作用。
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類(lèi)似的觀點(diǎn)出現(xiàn)在 2021 年一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),盡管多基因評(píng)分能夠?qū)θ后w的智力分布做出預(yù)測(cè),但個(gè)體差異較大,且無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)個(gè)體的智力水平。換句話說(shuō),基因評(píng)分并不是智力的決定因素,而只是眾多影響因素中的一部分。
在 2003 年 Turkheimer 的研究中,研究者提出研究則提出,社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位和環(huán)境因素可能會(huì)對(duì)智力的遺傳影響產(chǎn)生重要的調(diào)節(jié)作用。
研究者使用了雙胞胎研究設(shè)計(jì),分析了來(lái)自美國(guó)的雙胞胎樣本,其中包括了一對(duì)同卵雙胞胎和異卵雙胞胎。研究者使用雙胞胎樣本是因?yàn)橥央p胞胎在遺傳上非常相似,而異卵雙胞胎的遺傳相似度較低。因此,比較這兩類(lèi)雙胞胎的智力表現(xiàn),可以幫助分辨遺傳因素與環(huán)境因素在智力中的作用。
研究發(fā)現(xiàn),在高收入家庭中,遺傳因素對(duì)智力的影響占據(jù)主導(dǎo)地位。換句話說(shuō),在這些家庭中,智力差異主要由遺傳決定。數(shù)據(jù)分析表明,在高收入家庭中,遺傳的貢獻(xiàn)高達(dá) 60%至 70%,而環(huán)境的影響相對(duì)較小。
在低收入家庭中,情況則大不相同。研究顯示,環(huán)境因素對(duì)智力的影響遠(yuǎn)大于遺傳因素。在這些家庭中,智力的差異主要來(lái)源于家庭和社會(huì)環(huán)境,而遺傳對(duì)智力的貢獻(xiàn)顯著減少。數(shù)據(jù)分析表明,環(huán)境的貢獻(xiàn)在低收入家庭中可能達(dá)到 70%,而遺傳的貢獻(xiàn)下降至 20%左右。研究強(qiáng)調(diào),在低收入家庭中,環(huán)境因素的貢獻(xiàn)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)遺傳因素。如果在孩子成長(zhǎng)的早期,能夠進(jìn)行更有效的教育干預(yù),研究顯示能夠提高約 15%的智力得分,表明環(huán)境因素能夠彌補(bǔ)基因的不足。
從當(dāng)前的研究結(jié)果來(lái)看,基因檢測(cè)并不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)智商。雖然基因?qū)χ橇τ酗@著影響,基因檢測(cè)只能預(yù)測(cè)智力差異的一部分,且精度仍然較低。智力的形成是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果,環(huán)境因素在其中扮演著不可忽視的角色。智力的可塑性意味著,通過(guò)教育、社會(huì)支持和適當(dāng)?shù)沫h(huán)境干預(yù),個(gè)體的智力可以得到有效提升。
即便你做了基因檢測(cè),收到了檢測(cè)報(bào)告,也不應(yīng)該視其為命運(yùn)的判決書(shū),而應(yīng)視其為打開(kāi)潛能的路線圖。人類(lèi)智慧的真正密碼,永遠(yuǎn)寫(xiě)在不斷突破的求知路上。
參考文獻(xiàn)
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[4]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14629696/
策劃制作
作者丨蘇澄宇 科普創(chuàng)作者
審核丨葉盛 北京航空航天大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院教授
策劃丨何通
責(zé)編丨何通
審校丨徐來(lái)、林林
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