近期熱播綜藝《我家那小子》中，兩位年近30的藝人體驗(yàn)了一把基因檢測(cè)項(xiàng)目。一口唾液、一周等回的檢測(cè)報(bào)告給出了對(duì)于他們心理特質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)代謝、運(yùn)動(dòng)能力等的評(píng)估。有趣的是，檢測(cè)報(bào)告還預(yù)測(cè)了兩人的身高，但卻與實(shí)際身高出入不小。

基因檢測(cè)發(fā)展初期一直被用于疾病的診斷，近些年的基因檢測(cè)產(chǎn)品也能為健康人進(jìn)行不同功能的診斷，包括通過(guò)對(duì)比得出宗譜等帶有娛樂(lè)色彩的項(xiàng)目。隨著新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，基因檢測(cè)能夠道出的身體秘密越來(lái)越多。

身高基因發(fā)力像“集體拔河”

要通過(guò)基因預(yù)測(cè)身高，需要先知道哪些基因和身高有關(guān)。過(guò)往對(duì)25萬(wàn)多人進(jìn)行的大量全基因組關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，大約有700個(gè)基因區(qū)域與身高有關(guān)，它們的綜合作用可能決定他長(zhǎng)1米8，還是只長(zhǎng)1米7。

就像集體拔河，700個(gè)人參加“拔河”合力只能“拔高”10厘米，那誰(shuí)是里面發(fā)力最大的呢？

為了縮小范圍，尋找最有“功勞”的基因，全世界的科學(xué)家做了大量的工作。他們有的對(duì)有明顯身高差別的不同種族人群進(jìn)行了全基因組的序列分析，找到群體序列間的差別，確定部分突出基因。有的在對(duì)模型動(dòng)物的疾病研究中“無(wú)心插柳”，觀察到某一基因的突變影響了動(dòng)物的骨骼發(fā)育，認(rèn)為其與身高相關(guān)。

例如，哈佛醫(yī)學(xué)院研究者發(fā)現(xiàn)矮的秘魯人攜帶了一種叫做FBN1基因的等位基因，該等位基因與FBN1通常的DNA序列在1個(gè)堿基上存在差別，這一微小的差別改變了纖維蛋白-1（在結(jié)締組織中提供結(jié)構(gòu)支持）中的一個(gè)氨基酸。攜帶一個(gè)這種突變的人會(huì)矮約2.2厘米，而攜帶2個(gè)這種FBN1突變的人則會(huì)矮4厘米以上。

再例如有研究人員發(fā)現(xiàn)攜帶SPAG17基因定向突變的小鼠脛骨和股骨短于正常小鼠，它們有骨骼畸形和骨礦化缺陷。

不過(guò)上面的研究就像“點(diǎn)名”，難以分離出究竟有哪些基因在人體長(zhǎng)高的過(guò)程中起著決定性作用。而另一些科學(xué)家則希望批量地厘清：影響身高的基因中，究竟有哪些是通過(guò)影響骨骼發(fā)育進(jìn)而影響身高的。

2017年12月5日美國(guó)《電子生命》發(fā)表了哈佛大學(xué)的研究，研究人員對(duì)700個(gè)基因中所有可能的約6萬(wàn)多個(gè)與身高相關(guān)的基因變異體進(jìn)行分析，最終發(fā)現(xiàn)了約900個(gè)基因變異體。這樣基因變異影響身高的密碼可以精確到單個(gè)堿基級(jí)別。

2018年，中國(guó)科學(xué)家在《細(xì)胞》上發(fā)表論文，通過(guò)對(duì)14萬(wàn)余例無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測(cè)數(shù)據(jù)展開(kāi)的群體水平研究，一次性發(fā)現(xiàn)并且驗(yàn)證了48個(gè)與身高以及13個(gè)與BMI（身體質(zhì)量指數(shù)）顯著相關(guān)的基因位點(diǎn)，包括這些位點(diǎn)在內(nèi)的常見(jiàn)突變位點(diǎn)分別解釋了48%的身高遺傳率以及10%的BMI遺傳率。隨著研究的進(jìn)一步深入，科學(xué)家和算法工程師有可能利用這些信息構(gòu)建適合于中國(guó)人的身高預(yù)測(cè)模型，通過(guò)基因數(shù)據(jù)推斷個(gè)人的身高情況。

新技術(shù)可能帶來(lái)新位點(diǎn)

基礎(chǔ)研究為尋找身高與基因的關(guān)聯(lián)奠定了基礎(chǔ)。對(duì)個(gè)人而言，要進(jìn)行實(shí)際測(cè)序，才能獲取每個(gè)個(gè)體不同他人的數(shù)據(jù)。

人基因組測(cè)序的方法叫重測(cè)序（Resequence）。華大智造首席運(yùn)營(yíng)官蔣慧介紹，人類基因組計(jì)劃構(gòu)建出來(lái)參考基因組集，現(xiàn)在每個(gè)人測(cè)基因組的時(shí)候，并不是把個(gè)體的基因組組裝出來(lái)，而是把個(gè)體的基因組測(cè)完后和參考基因組做比較。

對(duì)于有具體功能基因測(cè)序產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，一般不會(huì)對(duì)每個(gè)人進(jìn)行全基因組的測(cè)序，而是針對(duì)具體的功能進(jìn)行確定位點(diǎn)的測(cè)序，再進(jìn)行分析比對(duì)。

“每個(gè)人的基因組是有差異的，與統(tǒng)一的參考模板比對(duì)，會(huì)讓很多差異難以體現(xiàn)，比如除開(kāi)在單堿基上的突變，還可能存在一些個(gè)體獨(dú)有的序列難以發(fā)現(xiàn)。”蔣慧說(shuō)，未來(lái)隨著基因測(cè)序成本的降低，如果每個(gè)人都進(jìn)行從頭測(cè)序，也就是真正的個(gè)人自己的基因組，將可以反應(yīng)個(gè)體的信息，會(huì)是一個(gè)重要的跨越，很可能發(fā)現(xiàn)更多不同的信息。

相似的研究正在進(jìn)行，《自然》曾發(fā)表一項(xiàng)由波士頓兒童醫(yī)院、博德研究所、倫敦瑪麗女王大學(xué)等近280個(gè)研究團(tuán)隊(duì)共同完成的大規(guī)模研究，不采用傳統(tǒng)的全基因組關(guān)聯(lián)分析技術(shù)，改為采用外顯子芯片技術(shù)。因?yàn)榍罢唠m然能夠成功挖掘出常見(jiàn)的基因突變但不能篩選出相對(duì)罕見(jiàn)卻影響顯著的遺傳變異，且分析范圍不包括更有潛力的非編碼區(qū)域。

通過(guò)新技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)找到了83個(gè)罕見(jiàn)的遺傳變異，它們被證實(shí)會(huì)直接影響蛋白質(zhì)表達(dá)，從而顯著影響人類身高。其中24個(gè)基因變異對(duì)身高的影響超過(guò)1厘米。

數(shù)據(jù)分析考驗(yàn)?zāi)Ｐ秃筒呗?/p>

一個(gè)生物的表型是多個(gè)因素綜合作用的結(jié)果，比如身高，不僅與骨骼發(fā)育有關(guān)，還與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、生長(zhǎng)素的分泌等其他因素相關(guān)，那么其他關(guān)聯(lián)的基因是否要進(jìn)行檢測(cè)，并以多少權(quán)重加入到算法和模型的構(gòu)建中，對(duì)于不同的測(cè)序分析公司來(lái)說(shuō)應(yīng)該是不同的。

檢測(cè)是基礎(chǔ)，但數(shù)據(jù)分析是關(guān)鍵。

到數(shù)據(jù)分析、出報(bào)告的階段，基因檢測(cè)已經(jīng)走出了生物學(xué)的范疇，而進(jìn)入了模型構(gòu)建、信息處理等信息學(xué)的范疇。

《我家那小子》中的專家表示，目前酒精代謝的檢測(cè)是相對(duì)較準(zhǔn)的。但就是這樣一個(gè)關(guān)聯(lián)基因較少、位點(diǎn)確切的檢測(cè)要想更準(zhǔn)確或者反應(yīng)更多的東西，算法程序也不能是“單線程”，歸根結(jié)底，人體是錯(cuò)綜復(fù)雜的整體。

“華大開(kāi)發(fā)出的對(duì)酒精代謝的‘微醺’檢測(cè)最初檢測(cè)的也是與酒精代謝相關(guān)的位點(diǎn)。”華大基因工程師郭瑞東介紹，但在升級(jí)后的“微醺”里，還包括了更多位點(diǎn)。有一個(gè)屬于FTO基因，當(dāng)初設(shè)計(jì)微醺時(shí)，認(rèn)為該基因是與酒精的味覺(jué)相關(guān)的。不過(guò)在2015年9月份，研究者們?cè)跈?quán)威期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)》的一篇論文上發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)TO基因的不同會(huì)影響前脂肪細(xì)胞的線粒體產(chǎn)熱機(jī)制，從而細(xì)胞自發(fā)地由能量消耗的棕色脂肪細(xì)胞（好的）轉(zhuǎn)換為能量存儲(chǔ)的白色脂肪細(xì)胞（使你變胖的元兇）。

看到這則報(bào)道，微醺團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家想到在已有的微醺產(chǎn)品中，是要求用戶填寫(xiě)其身高體重的，既然也測(cè)了FTO基因，那為什么不能拿微醺的數(shù)據(jù)去驗(yàn)證一下這個(gè)發(fā)現(xiàn)呢？于是他們計(jì)算了微醺用戶的BMI與其FTO基因的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果顯示，微醺的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了新英格蘭醫(yī)學(xué)上的結(jié)論。

因此，對(duì)于基因數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，挖掘是一門充滿想象的“藝術(shù)”。

“科學(xué)上對(duì)許多基因的功能的研究還不夠透徹，一個(gè)基因可能與多項(xiàng)功能相關(guān)，因此基因檢測(cè)的預(yù)言準(zhǔn)確性更多停留在統(tǒng)計(jì)意義上。”郭瑞東表示，但不管檢測(cè)的結(jié)果是否符合預(yù)期，基因檢測(cè)產(chǎn)品都會(huì)為個(gè)人給出個(gè)性化的信息。讓基因給出建議，是基因檢測(cè)產(chǎn)品的最大價(jià)值所在。

聽(tīng)取基因檢測(cè)建議的最著名例子，是好萊塢女星安吉麗娜·朱莉通過(guò)基因檢測(cè)，選擇切除乳腺手術(shù)降低患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。她的做法是否妥當(dāng)有無(wú)過(guò)激，觀點(diǎn)不一。但無(wú)論基因檢測(cè)給出的建議是什么，在具體實(shí)施方面必須聽(tīng)取專業(yè)意見(jiàn)是毋庸置疑的，畢竟如果根據(jù)建議進(jìn)行干預(yù)，一旦需要尋醫(yī)問(wèn)藥，則是進(jìn)入診療階段，需要兼顧資質(zhì)和規(guī)范。