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身高全靠遺傳，後天影響不大？

Wuttichai Suksara來自泰國，18歲就高達2.2米，他是全球最高的排球運動員，要穿56碼的鞋。（東方IC/圖）

（本文首發於2017年4月6日《南方周末》，原標題為《身高全靠遺傳，後天影響不大？》）

最新研究表明，對人類身高有直接和間接作用的基因多達400個。身高幾乎完全是由遺傳決定的。如果說過去的研究只能解釋身高的十分之一的遺傳影響機制，那麽現在的研究可以解釋五分之一的身高遺傳機制了。

人的身高是生物學性狀之一，千百年來，人們認為身高的主要決定因素是遺傳、飲食和環境因素綜合形成的。但是，在人類認識了基因的作用後，開始認為基因在決定身高中占主要作用，於是在人類基因組計劃完成後，開始尋找與身高相關的基因，並且通過尋找這樣的基因，獲得了更多的身高基因與健康、疾病有關的信息和知識。

多基因作用

由美國和世界其他300個科研機構的研究人員對25萬人的基因組進行研究，於2014年10月初步完成了迄今為止規模最大的關於人類身高的全基因組關聯研究（GWAS）項目，並且由美國最大的人體性狀遺傳研究協會（GIANT）公布了這項研究成果。

這項研究發現，對人的身高有直接和間接作用的基因區域多達400個，之前研究人員認為，與人類身高相關的基因區域可能有200多個，但2014年發表的研究結果大大超出了之前的估計。這項研究是從253288個人的基因組中收集並分析數據的。研究人員分析了約200萬個常見基因變異，然後從這些基因中篩選出了697個與身高有關的基因（分布在424個基因區域），是當時與性狀特征和疾病有關的最大數目基因。

參與這項研究的美國波士頓兒童醫院博德（Broad）研究院的約珥·希爾施霍恩（Joel Hirschhorn）博士（也是GIANT協會主任）認為，根據研究結果，可以認為，人類的身高幾乎完全是由遺傳決定的。如果說過去的研究只能解釋身高的十分之一的遺傳影響機制，那麽現在的研究可以解釋五分之一的身高遺傳機制了。

早在2007年，這個研究組就在探索人類身高的遺傳作用時發現了第一個常見身高基因，而2014年發表的研究結果則表明，人類80%的身高突變來自於遺傳，即基因。而且，以往的大規模全基因組關聯研究（GWAS）表明有許多基因影響了身高，這說明大多數遺傳來自常見遺傳突變，而不是稀有突變。但是，由於之前的研究規模不夠大，難以得出明確的結論，但現在能得出結論了。

在發現的與697個與身高有關的遺傳變異都定位在與生長有關的基因中，這與預期相符，但也有一些發現出乎意料。例如，現在證實了以前鑒定的許多基因與骨骼生長調控有關，但也發現有一些基因與兒童不明原因的骨骼異常生長綜合征有關。

例如，mTOR基因是眾所周知的與細胞生長相關基因，但是之前的研究並未將其與人體骨骼生長聯系在一起，現在發現它有這樣的作用。還有一些其他的基因參與了膠原蛋白（骨骼組成部分）和硫酸軟骨素（軟骨組成部分）的代謝，以及生長板中基因活性網絡，生長板（growth plates）是指長骨末端附近的生長組織區域。與骨骼生長有關的基因都決定或影響著身高。

進一步的認識

在2014年的研究結果發表後，希爾施霍恩等人又與加拿大蒙特利爾心臟病研究所、英國倫敦大學瑪麗皇後學院和埃克塞特大學的研究員等近280個其他研究團隊合作完成了另一項更為深入的研究，研究結果於2017年2月1日在線發表在英國《自然》雜誌。

這項研究的主要內容是尋找低頻率發生和罕見發生變化的基因，這些基因變異直接改變蛋白功能，而且往往對身高具有更強大的影響。由於這些基因難以發現，以及它們編碼的蛋白功能的變化也難以測定，因此需要大量的統計學研究人員參與。

這次研究獲得了更多的人的基因，提供基因的誌願者人數達到七十多萬。同時，由於國際團隊的通力合作，研究人員對這些龐大人群的全基因組關聯研究有更深入的發現，初步表明有83種以前未發現的基因在影響人的身高，盡管這些基因的變異是不常見的，但是它們對人的身高的影響比以前發現的基因都要強烈得多。例如，這些基因中的一些可以調節2厘米以上的身高，這種量化作用是從來沒有發現過的。此外，這項研究也發現了幾個以前未知的與身高相關的生物學通道的基因，它們都參與骨骼生長。

這次的研究取得更深入的結果的重要原因是采用不同於2014年研究的新的基因檢測技術。2014年的研究采用的是全基因組關聯研究（GWAS），這種研究方法是可以對大量人群的基因組進行快速掃描，以尋找和追蹤一種特定性狀的標誌物。全基因組關聯研究的優勢是，善於發現常見的基因變異體，但是經測定，幾乎所有鑒定出的基因變異體改變身高不到1毫米。

另外，全基因組關聯研究也有弱點，最大的弱點是並不善於捕捉到不常見的但具有更大影響的基因變異體。而且，全基因組關聯研究追蹤到的基因變異體往往多數位於基因的蛋白編碼部分的外面，這就很難找出和確認它們影響到哪些基因。

研究人員對711428個成年人的基因進行外顯子芯片的檢測，開始時有46萬人參與研究，隨後約有25萬多人用於驗證前期的發現。最終，研究團隊鑒定出83個不常見的與成年人身高相關的變異體。在這83個與身高相關的基因變異體中有51個低頻率變異體（在不到5%的人中發現到），有32個罕見的變異體（在不到0.5%的人中發現到）。

通過這些結果，研究人員認為可以解釋27.4%的身高遺傳力（heritability），而2014年的研究結果能解釋五分之一的身高遺傳機制。24%的這些新發現的基因變異體對身高的影響超過1厘米，而且相比於常見的變異體一般產生的影響，它們產生的影響更大。但是，常見的基因變異體仍然控制著大部分的身高遺傳力。

另外，包括SUSD5、GLT8D2、LOXL4、FIBIN和SFRP4等在內的基因在以前並不知道與骨骼生長有關聯性，現在研究也證明了它們的確影響身高。