1700230044
基因：不平等的遗传 [:1700229243]
1700230045
基因和环境的相互作用——以智商为例
1700230046
1700230047
在一些情况下，基因和环境之间的相互作用是显而易见的。在以狩猎采集为生的环境中，食物资源十分分散，而且时有时无，那么有一类基因的功能就显得极其重要了，即在摄取能量后能加快脂肪积累。但是，放到食物廉价充足的现代社会中，这一基因型虽然生理机能没有变化，但可能导致肥胖症或代谢综合征。在这两种情况下，尽管基因发挥着同样的功能，但环境最终导致了表型上的不同结果。类似地，有一种基因型能够促使人们敢于冒险，这对以捕猎为生的远古人类当然很有用处，但是放到现在，它与犯罪的关系更为紧密。再者说，虽然环境并不一定会影响基因的内在生理机能（也不是不可能），但它却能够影响基因实现的结果。1这些事例迫使我们意识到，当我们在研究基因对行为的影响时，忽略环境因素是一个致命的错误。一方面，如果我们研究的是非常基础的且与社会及环境无关的生理机能（例如，某种蛋白质编码序列的一个位点由CCC替换成了CGC，从而导致胰岛素合成的变化），那么只关注基因型是有益的；另一方面，对于受社会因素影响的结果，上述例子表明，单单强调基因的作用是站不住脚的，基因与环境之间普遍存在着相互作用。2
1700230048
1700230049
在与基因环境有关的文献中，一个明确的主题是，我们应该去研究先天因素和后天因素之间的联系，而不是去探讨这两者应当舍谁留谁。通过下面的讨论，也许这个观点就会更清晰地体现出来。我们不会说基因X的功能是Y，而是会说，在环境A的作用下，基因X可能会发挥Y功能，而在环境B的作用下，它可能就会发挥W的功能了。这种相互作用实际上是双向的。基因X在环境A下的作用可能要看基因组的某个位点上的碱基是A还是T。这些差异往往是通过追踪一种基因型在一系列环境下产生的标准反应来表现的。如图7.1所示，在一系列环境的影响下，A基因型和B基因型产生的假想的表型结果。除非两条曲线平行，否则标准反应的差异就表明基因与环境存在相互作用。无论我们怎么画，给它起什么名字，它所表达的含义都是一样的：基因型对行为的影响取决于环境，环境对行为的影响取决于基因。而且，在一定程度上，我们会根据基因型主动地选择和塑造自身的环境（也就是说，某位点为A碱基的基因携带者寻找的环境可能与该位点为T的人不一样），这就使问题变得更加复杂了。
1700230050
1700230051
1700230052
1700230053
1700230054
图7.1 基因—环境的交叉交互效应的假想后果
1700230055
1700230056
那么，基因与环境之间的相互作用在社会经济结果中扮演什么样的角色呢？值得一提的是，关于智商和经济地位遗传力的早期研究曾指出一个有趣的发现。我们在第二章提到过，有学者认为，我们应该为建设一个新世界而奋斗，社会经济成功的衡量标准完全由遗传决定。换言之，要尽量把遗传力提高到100%。正如支持者所看到的那样，任何社会因素尤其是家庭背景所造成的影响，都是低效而不公平的。反对这种观点的人则认为，如果遗传力真正达到了100%，那将是一场可怕的噩梦。实际情况（至少根据之前双生子研究来看）是这个遗传天堂已经在某些人身上或多或少地实现了，但对其他人则仍然是遥不可及的梦想。
1700230057
1700230058
心理学家艾瑞克·特克海默（Eric Turkheimer）认为，基因效应没有平等可言。3他注意到，与出生于优渥家庭的双生子相比，遗传因素对贫困家庭双生子智力的解释力更弱。换言之，越是往社会阶级的上层走，同卵双生子与异卵双生子（双生子模型中度量遗传效应或遗传力的指标）的差别就越大。根据特克海默对这些结果的解释，出生于优渥家庭的孩子能够接触到各方面的资源，不论是经济上的还是非经济上的，从而确保他们能完全激发遗传潜能，至少在智力方面看是这样的。社会不利因素会消除遗传上的优势，而这些优势本会在一个机会平等的社会中“自然地”出现，于是能力上的先天差异被消除，社会底层的情势越发恶化，因此对贫困家庭的双生子来说，基因的优劣毫不重要。
1700230059
1700230060
凭直觉来说，这个理论是有道理的。在种族歧视的社会中，只要你是黑人，就无法上大学或者找到一份好工作。早在1967年，这种与种族相关的情况就被发现了。当时，社会学家奥蒂斯·达德利·邓肯（Otis Dudley Duncan）和皮特·布劳（Peter Blau）发明了“不正当平等”（perverse equality）一词，用来描述非裔美国人的阶级背景对事业成就影响较小的情况。4种族歧视不仅会压制黑人苦工的子女，同样也会压制黑人医生的子女。与此同时，象征性包容（tokenism）确保了每一代黑人中间都会出现杜波依斯所谓的“天才的1/10”，也就是一批黑人职场精英，而他们的前途受身份背景的影响并不大。
1700230061
1700230062
尽管特克海默谈论的是智商分数的高低，而布劳和邓肯谈论的是职场出路，但他们的观点可谓若合符契，5他们的核心观念介于先天论和后天论之间。白板理论是纯粹的后天论思想，是“左派”学者内流行的观点。特克海默认为遗传因素极为重要，但他的理论也承认环境扮演着独特的关键角色。直观地说，特克海默的理论表明，资源再分配不仅能促进结果的平等化（换言之，让底层子弟也有出头之日），而且通过释放低收入个体身上未充分利用的遗传潜能，经济效率会有大幅提升。这样，从公共财政的角度来看，资源再分配不会赔本，甚至可能有赚头。6
1700230063
1700230064
但是这些关于基因与环境相互作用的结论真的是准确的吗？也许对于处在社会底层的人来说，并不是环境差异的影响比较大，而是他们的遗传效应本身就比较弱。也就是说，要是贫困家庭本身的遗传变异就不显著呢？这样的话，异卵双生子的基因相似度就会超过50%，与同卵双生子的差异更小，同样会产生特克海默归因于环境因素的现象。此时，这一情况的发生就是由于贫困群体中正选型婚配的比例较高。7虽然观察到的结果可能是一样的，但是其含义会大不相同，并且可能也表明，我们应当干预的是婚配制度而非教育制度。
1700230065
1700230066
在双生子模型的研究过程中，我们很难知道究竟会发生什么，因为他们的基因型是我们推断而非测量出来的，所以我们仅仅是假设同卵双生子之间的基因型相似度比异卵双生子高，看上去似乎合理。问题是，他们的基因型究竟相似到什么程度？具体来说，异卵双生子之间的基因型有多相似？这个问题的答案会因为社会经济地位的不同而改变吗？总体来讲，社会、经济地位低的家庭中的异卵双生子的相似度超过了50%，这可能是因为在低社会经济地位的人群中，基因分选，或者说正选型婚配现象更加普遍，从而导致在这一人群中遗传效应的作用较弱。实际情况也可能与特克海默所假设的一样，即不论社会、经济地位的高低，基因分选的结果大体一样，而且在环境因素相同的情况下，遗传效应的结果也一样。如果不直接测量基因组或是环境因素，我们就无法区分这两种看上去都有道理（但政策意义不同）的解释，因为在双生子模型中，我们的确无法知道各个子群体遗传变异（正选型婚配）程度到底有多大。8
1700230067
1700230068
接下来，我们就应该去测量之前没有测量过的，用来预测学习成绩的遗传变量，并确定相比社会、经济地位低的家庭，在社会、经济地位高的家庭中，这个遗传变量是否能更准确地预测学习成绩。为了测定学习成绩背后的这个决定因素，我们需要根据现有数据构造一个新变量，以测定教育程度的遗传潜力。
1700230069
1700230070
为了构造这个变量，研究人员利用10万名研究对象的基因型和受教育程度的数据，进行了全基因组关联分析，测量遗传变异对预测个体受教育程度的总体影响。正如在前面章节所讨论过的，该分析能够梳理出研究对象的基因组信息，进而发现在受教育程度高的人群中，哪些基因变异出现的比例更高。将所有能够预测受教育程度的基因型联系在一起，我们就会得到一个多基因分数，然后可以将它用到其他数据集上，只要该数据集包含全基因组和在学校受教育结果的信息，就能够进一步分析多基因分数与教育程度之间的潜在机制（只要新数据集中的对象的血统基本相同）。GWAS的初步结果较好。在对上万人进行的检验中，它能够解释教育程度差异的2%~3%。根据双生子模型的相关研究，教育程度的遗传力将近40%，因此GWAS的初步结果也存在着上文谈过的遗传力缺失问题。但这是一个好的开始，而且如前所述研究成果一直在改善。
1700230071
1700230072
于是，凭借在两个独立样本基础上构建出的多基因分数，我们尝试通过两个相关的问题来检验特克海默的理论（以及与它并立的假设，即社会经济地位不影响遗传力）。第一个问题是，多基因分数的分布（即被试分数的差异程度）是否会随着社会阶级背景（由父母双方或一方的教育程度衡量）而变化？我们可以借此评判，随着社会经济地位变化的是否可能是遗传状况，而不是环境状况。第二个问题是，不管什么原因，教育多基因分数的实际影响是否会随着阶级背景而变化。
1700230073
1700230074
第一个问题的回答是“不会”，该分数的分布不会随着社会背景差异而变化。在弗雷明翰心脏研究（Farmingham Heart Study）和明尼苏达双生子家庭研究（Minnesota Twin Family Study）两个数据集中，无论双亲学历高低，子女初始分数的标准差都是一样的。9截至目前，证据有利于特克海默的基因环境相互作用论。有一种观点认为，对于贫困家庭的孩子来说，遗传效应较弱不是因为基因差异，而是由于环境差异。上述结果与其是一致的。
1700230075
1700230076
然而，我们接着检验了父母教育程度是否会改变后代的多基因分数，结果发现不会。虽然这一检验并不完善，10但其结果表明，不管家庭的社会、经济地位高低，其子女的遗传优势（或劣势）的影响大小都是近似的，这就与特克海默双生子研究的结论截然不同。11
1700230077
1700230078
尽管多基因分数这套方法的优势在于能够进行直接测量，但它仅仅分析了总体遗传效应的一小部分，这是一个致命的缺陷。12由于该分数是通过对各个人群在不同环境下的情况进行“元”分析得到的，所以它可能只描述受环境影响最小的那一部分遗传效应。换言之，多基因分数所能反映出的遗传效应，是在众多研究得到的数据集中最相似的那一部分。例如，最初的多基因分数系统使用了54个数据集，由于我们获得的遗传测量数据是根据在一系列不同环境下的平均结果得到的，因此我们使用的遗传标签很可能与环境差异无关，13所以说，当我们运用这套系统去检验基因与环境之间的相互作用时，肯定会失败。然后我们可能会认为，在任何环境下都起作用的基因型，不会表明基因与环境之间的相互作用。如果有一种基因能够使得人们的合作性加强，竞争性减弱，那么拥有它的人就会在瑞典、挪威这样的国家中取得更好的学习成绩，但要是放到美国、澳大利亚这样竞争激烈、自由放任的资本主义国家，该基因就会对学习成绩造成消极影响。在上述两种社会背景下，该基因的确都能预测个人教育成就，但是如果用这套有缺陷的分数系统去分析，结果是效应为零，因为正好正负相抵了。然而，这正是我们想要寻找的，能反映基因和环境相互作用的基因型。
1700230079
1700230080
为了让多基因分数系统更好地用于基因环境相互作用的研究，我们可以改变测量对象。以往采用的是对某结果（如教育）平均水平的预测能力最好的一种分数，现在我们想要构造的，则是能最好地预测对环境的敏感性的分数。尽管这种方法还处于发展阶段，但我们首先要做的，就是运用全基因组关联分析去预测一种表型内部的差异，而不是这种表型的平均水平。此方法通常被称作基于体素的全基因组关联分析（voxelwise Genome-Wide Association Study，VGWAS），目前是一个热门科研领域。14
1700230081
1700230082
因此，虽然我们还远没有破解不同阶级间基因效应差别的谜团，但至少可以通过这些多基因分数研究的结果清楚认识到，刚发现不同人群间——不管是按照种族、阶级、地理还是家庭划分——的基因效应存在差别，就假设其反映了“真实的”基因与环境互动关系，这种做法多么愚蠢。
1700230083
1700230084
理解遗传和环境之间的相互作用已经够复杂了，更麻烦的是，两者的关系似乎是一种非常复杂的动态反馈回路，因此很难分清谁是因，谁是果。15毕竟，只要人们（尤其是父母）对生活的地点、方式和邻居有一定的选择能力，那么基因型就会反映到对环境的选择上。把基因与环境之间的相互作用从不同基因之间的相互作用，或者从不同环境之间的相互作用之中分离出来并非易事，但是这对于理解人类行为的起源和正确评判政策的好坏都起着至关重要的作用。
1700230085
1700230086
特克海默通过对双生子模型进行社会经济地位分层分析，说明了基因与环境之间的相互作用，在这方面他是一位先驱人物。然而直到20年后，第一篇从分子层面测量基因与环境相互作用的文章才被发表。该文作者在新西兰南岛的达尼丁进行了一项独特的研究，研究对象均出生于同一时期，他们首先选取了多个基因，然后宣称这些基因的效应会随着环境的变化而变化。这是一支跨学科团队，成员包括临床心理学家特里耶·莫菲特（Terrie Moffitt）、发展心理学家艾弗谢罗姆·凯蒲赛（Avshalom Caspi），以及多名心理学家和遗传学家，他们的目的是去探讨面对同样的暴力和虐待，为什么有些孩子受到的负面影响就比较小。适应力问题是社会科学的一个重要研究领域，已经有了大量研究，但是直到这一研究出现，学者才开始考虑使用遗传数据。研究人员在受到不同程度虐待的大量男性儿童样本中，检测了单一基因MAO-A的变型，结果同预期一样，童年时期经受过暴力的孩子成人以后反社会和暴力倾向更明显。更引人好奇的结果是，童年时的被虐待与成人后的不良行为之间的联系，取决于这个男孩携带的基因型。对于MAO-A基因活性低的男性个体来说，被虐待对成人后反社会行为带来的影响是该基因活性高的男性个体的2倍。
1700230087
1700230088
MAO-A基因包含着能够降解5-羟色胺和多巴胺等神经递质的一种酶的信息。事实上，在之前的社会遗传学研究中，由于MAO-A基因与个体侵略性之间存在某种联系，它早已被贴上了“战士”基因的标签。16
1700230089
1700230090
这项研究值得我们学习的地方有很多，它既是开创性的，同时也是十分严谨的。它使用高质量测量仪器去检测个体童年时代受虐待的程度，对这一敏感主题进行了可靠的评估。17基因选取也是建立在以往动物实验基础上再三斟酌确定的。
1700230091
1700230092
这项研究论文发表在2002年的《科学》杂志上，另一篇探讨同样问题的相关论文选取了5-HTT基因作为检测对象，发表在2003年的《科学》杂志上。185-HTT能够编码5-羟色胺转运蛋白，进而参与颅内突触对于5-羟色胺的重吸收过程，同时它也是抗抑郁药物的靶点。在对小鼠和猿猴进行该基因的研究时发现，在紧张环境下，该基因的不同变型会导致生物体产生不同程度的应激反应。凯蒲赛等在此研究中假设，这种遗传变异能够减轻生活压力对日后出现抑郁症症状的影响。通过对比研究MAO-A基因所得到的数据集，他们发现了与动物实验结论相一致的证据，即同样处于紧张环境下，有些人会比其他人表现出更为严重的忧郁症症状，而这是由有无应激基因型导致的。
1700230093