科學家找到更多智商相關基因，這意味我們可以操縱智力了？

知識 06-16

上個月，研究人員在《自然-遺傳學》（Nature Genetics）雜誌上公布了一些令人驚奇的發現：他們又找到了40種會對人類智力造成影響的基因，使得已知的智力基因總數達到了52種。

這項研究具有重要意義，因為雖然我們知道智力在很大程度上是可遺傳的，但我們尚不了解智商的生物學細節——為什麼人與人的智商會有如此大的差異？為什麼我們的智力會在生命走向盡頭時流逝？

對於解答這些問題，上述研究是早期的重要一步，它被《紐約時報》譽為「巨大的成功」。

我們以後還會看到更多這樣的發現，研究人員設計了一項名為「全基因組關聯分析」（GWAS）的研究。在該研究中，計算機負責梳理巨大的人類基因組數據集，以期找到其中指示了疾病或性狀（比如智力）的基因變異。隨著越來越多的人進行了基因組測序，以及計算機越來越精於發掘數據當中隱藏的模式，這類研究的數量將會出現激增。

不過，這類研究的核心也隱含了一種深深的不安——那些希望發表種族優越和種群差異言論的人能夠很輕易地濫用這些研究的成果。

這方面的擔憂促使《自然》雜誌發表了一篇社評，強調關於遺傳學和智力的新科研發現沒有得出這樣的結論。「環境影響同樣至關重要。」《自然》雜誌著重寫道，「『智力基因』的存在並不意味著那些缺乏這些基因的人接受教育是一種浪費。遺傳學家在很久之前就證偽了這種謬論。」

此外，這項研究也沒有得出任何結論稱，當比較不同血統的人時，智力存在遺傳差異。如果有什麼的話，該研究表明，產生智力的遺傳學機制要比我們現在理解的更加微妙和複雜。

我們將能越來越好地進行基因作圖，這些基因有的會使我們變得聰明，有的會使我們生病，有的甚至會讓我們掉頭髮。不過，人們對遺傳學和基因決定論的慣有恐懼以及迷思將出現抬頭。除此之外，還會有一種恐懼瀰漫開來，即繪製「理想」人類基因圖譜將導致「設計嬰兒」的誕生，也就是父母可以像按照菜單點菜那樣選擇自己孩子的性狀。

為了深入了解其中的科學知識以及破除迷思，我採訪了阿姆斯特丹自由大學（Vrije Universiteit）的統計遺傳學家丹妮耶勒·波斯杜馬（Danielle Posthuma），她是上述研究論文的高級作者。

大多數性狀是由成百上千種基因共同決定的

而不是只有幾種

雷戈爾·門德爾（Gregor Mendel）

高中教育讓我們對遺傳學有了一個簡單的了解，我們學到，生物可以從親代那裡遺傳到同一基因的多種形式，正如格雷戈爾·門德爾（Gregor Mendel）通過研究豌豆發現的那樣。基因的一個變體可以產生皺皮豌豆，另一個變體則可能產生圓粒豌豆。這並沒有錯，但卻不是全部的真相。

在人類身上，有一些性狀和疾病就是這樣運作的。你的耳垂是緊貼面部還是跟面部分離，這是由一種基因決定的。亨廷頓舞蹈症會造成腦部神經細胞持續退化，它也是由單一基因引起的。

但是，你之為你的大多數性狀——你的身高、你的個性、你的智力——是由一系列基因構成的複雜組合決定的。例如，影響我們智力的基因可能多達1,000種。某些疾病也是由多種基因共同引起的，精神分裂症、肥胖症和抑鬱症的罪魁禍首都不是單一基因。

對於這些性狀，單一基因的作用不會很明顯。「如果你身上的一種智商基因屬於壞的變體，也許的你的智商分數……會比它是好變體時低0.001%。」波斯杜馬說道。

但是，如果你的「壞」基因變體達到100種，或者1,000種，那可能就會產生顯著的影響。

全基因組關聯分析讓科學家開始看到許許多多基因的組合如何以複雜的方式發生相互作用。而且，這種研究需要巨大的數據集來處理所有的遺傳「噪音」，以及找到真正對性狀（比如智力）產生影響的基因變體。

研究人員擁有這樣的數據集，比如包含了50萬名英國人遺傳、健康和行為信息的英國生物銀行（UK Biobank）。

為了這項研究，研究人員提取了7.8萬名被試者完整的基因組信息，而這些人也都接受過智商測驗。然後，研究人員使用一款計算機程序對基因編碼上人與人經常表現出差異的數百萬個位點進行梳理，並從中挑出跟智力有關的區域。

這項研究需要對7.8萬名被試者的930萬個DNA序列進行處理，計算機在不久前才剛剛具備此類研究所需的運算能力，讓研究人員得以擁有稱手的工具，來解開基因和行為之間聯繫的謎團。

最近的一項全基因組分析研究在5.2萬名男性樣本中確認了250個能夠預測男性斑禿的基因位點（你想知道自己有沒有這種基因嗎？）。此外，研究人員也在識別能夠預示特定疾病風險的基因方面取得了一些進展，比如糖尿病、精神分裂症以及抑鬱症。

研究人員考察的不僅僅是性狀、疾病和行為，他們也在開始分析那些跟基因存在關聯的人生成果。

《自然》雜誌在2016年發表的一篇論文稱，研究人員發現了74個跟受教育程度有關的基因位點（論文作者提到，這些基因似乎跟神經元的形成有關）。

再一次，這些關聯是非常微弱的——研究發現，這74個基因變體只能對任意兩個人受教育程度差異的3%做出解釋。如果你沒有這些基因變體，那也不是說你一定會比別人早離開學校。

但儘管如此，一旦你開始考察大規模人群，這些基因變體的細微影響就會顯得非常顯著。

值得注意的是，波斯杜馬的研究只針對擁有歐洲血統的人。「我們在歐洲人身上得出的結論並不一定能夠（推及）亞洲人或南美人，（抑或其他任何種群）。」她說，「這些東西經常遭到濫用。」

也就是說：那些在歐洲人中間製造差異的基因變異並不一定等同於在其他不同血統種群中間製造差異的基因變異。

所以，如果你對某個非洲人的DNA進行了檢測，發現其中缺少這些基因，那麼你據此推斷這個人的智力較低就是極端不負責的（再次強調，跟智力存在關聯的基因位點可能還有成百上千個，而我們尚未找到它們）。

理解智力的遺傳學機制

是理解其生物學機制的關鍵

波斯杜馬識別智力基因的研究工作並不是要預測嬰兒長大之後會有多麼聰明，她不認為我們可以單靠DNA做出關於一個人受教育程度或智力發育的準確預測。這些研究工作是為了對智力的生物學機制進行逆向工程。

基因負責為蛋白質編碼，蛋白質然後會跟其他蛋白質相互作用。研究人員可以按照這條路徑一路追蹤，直抵行為的層次。在這條路徑的某個地方，研究人員有可能進行干預以阻止一些事情，比如跟衰老有關的認知衰退以及阿茲海默症的發作。

「我們終於開始看到基因跟行為之間強大和可靠的關聯。」波斯杜馬說，「下一步將是，我們如何證明這個基因真的作用於疾病，以及它的工作機制是什麼？」

此外，理解智力的生物學機制也可能為治療神經退行性疾病的個性化方案引領道路。兩個患有阿茲海默症的病人可能存在不同的潛在遺傳原因，「搞清楚哪些基因導致了疾病，然後你或許就能對治療方案進行定製。」

隨著越來越多的全基因組研究得以展開，研究人員將能更好地給人們打出「多基因風險分數」，以評估他們對特定性狀和疾病的敏感性，從而讓我們能夠進行早期干預。

有些人擔憂這些數據會遭到濫用，特別是越來越多的人進行了商業性的基因測序。

「很多人擔憂保險公司會使用這種技術。」波斯杜馬說，「也就是他們會窺視人們的DNA，然後說：『那個，你吸煙成癮的風險非常高，所以我們希望你支付更多的保費。』或者，『你因癌症英年早逝的風險很高，所以你必須在年輕時支付更多的保費。』當然了，這些都還是無稽之談。」情況太過複雜，我們還無法做出這樣精確的預測。

為什麼「設計」天才嬰兒會複雜到無法實現

我們現在擁有強大的基因編輯工具。CRISPR/Cas9技術讓我們有可能切除特定的基因片段，並用另一個片段取而代之。遺傳工程已經發展到科學家可以利用定製DNA從頭開始構建完整的生物體。

我們很容易在這裡浮想聯翩：全基因組研究將讓我們能夠更容易地預測哪些基因能夠帶來特定的人生成果；遺傳工程將讓我們能夠更容易地為個體添加我們想要的任何基因。這不就是設計嬰兒的完美配方嗎？

波斯杜馬呼籲在這裡保持謹慎態度，並表示這樣的結論與實際的研究狀況相去甚遠。

假設我們想「設計」一個擁有卓越智慧的人，是不是只要挑選出52種智力基因的「正確」變體，然後「嘭」的一聲，我們就能製造出愛因斯坦式的天才？

不，遺傳學遠比這複雜。

首先，影響智力的基因可能有數千種，且尚待我們去發現。其次，這些基因相互作用的方式不可預測。一種能夠提升你智力的基因可能也會增加你罹患精神分裂症的風險，或者是稍稍改變你的其他一些性狀。在基因組的各個地方，我們能夠看到種種權衡取捨和反饋迴路。

「如果你必須從頭開始構建一個人，那你必須加入所有這些微效應。我想我們還做不到這一點。」波斯杜馬說，「理解其中的動態關係是極其困難的。」

人類大概擁有2萬個基因，它們由大約30億個鹼基對組成。「我們將永遠無法根據DNA全面預測一個人會變成什麼樣子。」波斯杜馬如是說。這件事太複雜了，太難理清了，而且還深受我們環境的影響。

「所以，或許你有很大的可能會患上抑鬱症，但卻只有在經歷離婚這種事情時才會發生。」她說道。誰能預測這些事情呢？

波斯杜馬還警告說，有一些事情是全基因組學研究無法做到的。比如，這些研究無法發現非常非常罕見的基因變異（想想看：如果5萬人中只有1人擁有導致某種疾病的基因，那看起來只會像是「噪音」）。「就精神分裂症而言。」她說，「我們知道某些（基因）變體能夠讓你罹患精神分裂症的風險降低或增加20倍，但這些變體在種群中是非常罕見的。」

此外，這些研究也不能用來對大規模種群之間的差異進行概括歸納。

遺傳學現在是一門大數據科學