智力基因检测靠谱吗？

2017-05-18 08:35:42大医精诚

天赋基因检测争议

基因组科技新进展使得很多疾病的遗传机制与致病基因得以明确。一些新型遗传检测/基因组检测，例如无创产前DNA检测（NIPT），经过临床试验评估后，也开始应用于医学实践。
不过，这其中也出现了一些颇具争议的儿童智力与天赋基因检测。这些检测着实吸引眼球，但也容易让人陷入误区。针对这些情况，笔者想和大家分享一些学科新进展，并希望这些信息能够帮您做出自己的判断。
这次我们先聊聊智力和基因。

智力、大脑与基因

从对生活的观察、以及对历史上一些著名人物及其家庭的了解，我们都会有这样一个印象，就是智力与遗传有关系。现有研究表明，智力与遗传确实有关系。不仅如此，就连学习成绩也与遗传不无关系。例如，英国伦敦国王学院2014年的一项大型双胞胎研究显示，英国中学会考成绩中有六成的决定因素与智力遗传因素有关。
大脑是智力发育的物质基础，也是人体最为复杂的器官。大脑执行多种功能，认知、情感、社会交往能力相互交织协调，贯穿我们的一生。人类大脑包含约1000亿万个神经细胞，这些细胞通过约10万亿个神经通路传递信号。人类基因组DNA编码约2万多个基因，指导蛋白质合成，从而发挥多种生物功能。这2万个基因在大脑中几乎都有表达，且在表达部位与表达时间上又有着精妙的调控。
大脑发育是一个动态发展的过程，从出生前开始，一直到成人期，新知识的学习依然会引起神经通路改变。哈佛大学儿童发展中心研究表明，婴幼儿与成人之间的互动对婴幼儿大脑神经发育非常重要，如果缺乏应答或者不恰当应答，都会影响大脑发育。儿童大脑发育的80%发生在3岁前，因此儿童早期经历至关重要，是奠定孩子未来学习、行为与健康的基础。最终，基因和环境共同决定大脑发育。除了先天的基因与遗传因素，后天的培养和塑造也至关重要。

哪些疾病影响智力？

DNA是奠定一个生命的基础条件，如果DNA存在缺陷，就有可能导致其身体残疾或智力障碍。
我们已经知道，遗传因素是导致儿童重度智力障碍最主要的原因之一。目前50%的重度智力障碍患者有明确的病因，其中唐氏综合征是最为普遍的病因。这个疾病是由于患者体内多出了一条21号染色体所致，也称21-三体综合征。性染色体异常，如脆性X综合征，也可以导致智力障碍，这种异常占重度智力障碍患者的5%左右，在轻度智力障碍者中所占比例更大，可以高达20%。
DNA序列变异和染色体片段变异（如染色体微缺失微重复异常），也可以影响智力发育。荷兰内梅亨大学医学中心对50例重度智力障碍患者，以及他们智力正常的父母进行全基因组测序，发现了84个新发的单核苷酸序列变异及8个的拷贝数变异（CNVs）与重度智力障碍相关，该研究发表在2014年《自然》杂志上。
很多困扰人类的精神疾病，如精神分裂症、躁狂抑郁症／双极失常症、重度抑郁症、自闭症，也是影响智力的一大类重要疾病。现有研究表明，在这些精神疾病中，遗传因素也起了重要作用。例如，2013年发表在《柳叶刀》上的一项大型研究表明，神经分裂症、孤独症、抑郁症等五种精神疾病均有共同的基因基础，涉及的几种基因与钙传导功能有关，后者在神经信号传导中起重要作用。
除了遗传异常外，环境因素，如酒精与毒品等也可以对大脑的神经细胞或者通路造成损伤从而影响智力。

高智商基因是否存在？

在瑞典开展的一项大型双胞胎研究显示，相比于普通智商，高智商在家族性与遗传性方面并无特殊性，并不存在特殊的遗传效应与环境因素效应。科学家们一直也在努力寻找与高智力有关的基因。然而，迄今为止，大型严谨的科学研究却并却没有得出决定性的结论。例如，2013年《科学》报道的一项大型国际研究，通过对超过十万人的基因组分析研究，在其中找到了三个与智商有关的遗传变异，然而它们的影响却并不大，每一个变异的作用仅相当于一个月的教育效果。作者指出，鉴定影响智力或其他行为学性状的遗传变异，可能需要分析上百万人的基因组。不过这项研究告诉我们，智力这样的复杂性状受到多个基因的影响，单个基因所起的作用并不显著。

哪些基因影响智力？

上面介绍了智力发育与遗传和基因有关。那么，我们是否已经知道哪些基因可以影响智力呢？
2001年人类基因组序列解析后，借助于新的疾病基因组研究技术（如新一代测序技术，NGS）和策略（如全基因组分析、全外显子组分析、全基因组关联分析），很多智力发育障碍基因得以明确。目前，约900种疾病会影响人类智力，涉及基因共计约800多个；这些基因在人类基因组上分布广泛（见下图）。其中，X染色体上比例更高，约有100个。这也许可以解释为什么在智商评分中，男性差异程度比女性更大这一现象。
实际上，智力相关基因还远远不止这些，据估算可能多达2000～3500个，数量庞大。在大脑发育的某个阶段，某些基因可能起到重要作用，但总体来看，这些基因无疑都非常重要。目前还没有任何一个基因对智商评估中的一项得分的贡献超多25%。单个基因的影响非常微弱。
这份基因名单可能需要较长时间才能完成。要解开谜团，需要对大样本人群进行全基因组序列分析才能发现。此外，目前已经发现的一些基因，还需要大规模验证，才能明确这些基因和疾病、性状之间的确切关系。这些工作不完成，就很难确定哪些基因和智力有明确的关联。现阶段，对声称能通过基因检测判断儿童智商的检测，都需要打一个问号。

智力基因检测开展情况？是否有用？

我国尚无CFDA获批的智力基因检测产品。美国情况又如何？笔者通过检索，只检索到一款智力发育异常检测商业试剂盒通过了美国FDA审批。这项检测是著名芯片公司Affymerix 所研发的CytoScan Dx Assay，于2014年1月获批，用于对受检者外周血标本进行染色体拷贝数变异（CNV）的检测，适用于对发育迟缓、智力障碍、先天性异常或者畸形患者进行检测。该检测需要与受检者的临床诊断配合使用，数据解读需要专业人士进行。
对智力发育异常进行遗传学检测，可以帮助明确病因。对于育龄夫妇，还可用于生育指导和出生缺陷预防。
除此之外，市场上出现的直接面向普通消费者的检测，试图通过十几个或者几十个智力基因，来定义受检者的智力，缺乏有力的科学依据。笔者也并未检索到基因检测有助于提高智力的研究论文。家长如果根据这些未被验证的检测结果来指导孩子发展规划时，也许会过早定义孩子的未来，需要慎之又慎。
我们已经知道，导致智力差异的原因有两方面：一方面是环境的影响，包括父母培养方法、以及孩子在发育过程中的营养等；另一方面则是基因，它能影响大脑的发育，从而决定个体在智力方面的表现。这两方面也会相互作用，基因也许会影响自我塑造的遗传基础；但学习、实践、社会交往等，也都会塑造我们的大脑。当您的孩子身体健康发育良好时，营造良好的家庭氛围、给孩子树立良好榜样，并给予更多陪伴与关爱，也许是更加实在、有效的做法。

作者简介

王威