基因影响身高，比你想象的要复杂
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姚明一家的身高完美诠释了遗传对身高所起的决定性作用，但是对于另外一些人，基因好像又靠不住，这是为什么呢？科学家最近给出了一种新的解释。
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文 | 南方周末特约撰稿 张田勘
责任编辑 | 朱力远
人能长多高，70%-80%的因素决定于基因或遗传因素。中国篮球运动员姚明身高2.26米，他的遗传来自父母，父亲姚志源身高2.08米，曾效力于上海男篮；母亲方凤娣身高1.88米，曾是中国女篮的主力队员。姚明和1.9米高的女篮运动员叶莉组成家庭，其女儿姚沁蕾在8岁时，身高就已经超过1.6米。根据骨龄专家推测，姚沁蕾身高将会超过1.9米，可能比母亲叶莉还要高。
姚明一家的身高完美诠释了遗传对身高所起的决定性作用。但是对于另外一些人，基因好像又靠不住，明明父辈祖父母辈身高都很高，但后代的身高不但未超过祖父辈，甚至比祖父辈还要矮很多。这是为什么呢？
既往的解释是，父辈身高很高但后代身高一般的人是决定身高的基因没有得到充分表达，或者从显性基因转变为隐性基因，同时决定身高的后天因素，如营养、睡眠等没有充分发挥作用，因而后代身高并不如想象的那么高。
遗传性缺失现象
最近发表的一篇论文提出了一个新观点，人的身高和身体质量指数（BMI）这些身体性状特征如果与遗传不符（如父母身高较高，但孩子较矮，或者父母很瘦但后代很胖），则有可能是决定性状的基因发生了变异。人的身高和BMI与遗传不符的现象也称为“遗传性缺失”，这种情况同样存在于其他性状如容貌和疾病中。
早在人类基因组测序完成后，研究人员就致力于对功能基因进行检测和探寻，试图找到更多决定人类身体性状特征的基因，对这些功能基因的研究也被纳入了一种称为全基因组关联分析（GWAS）的研究项目中。GWAS是一种基因分析方法，可以快速在大样本中扫描基因组，以追踪具有特定性状的标记。
通过这一项目持续不断的研究，迄今，全球300个科研机构的七十多万研究人员参与的对25万人的基因组进行的GWAS发现，有697个基因与身高有关，分布在424个基因区域。这些基因无论进行正常表达还是在变异时，都对身高有影响。在这些基因中，有些基因变异非常罕见，对身高的影响很大，甚至可以超过2厘米。有的基因变异对身高的影响微乎其微，甚至不到1毫米。因而很难确定这数百个基因到底对身高有着怎样的实际决定作用。
过去，采用GWAS一般会分析几万人，甚至超过100万人的基因组，从患有特定疾病个体的常见基因中，或者可能解释身高等常见性状的基因中筛选出单碱基变异，即单核苷酸多态性（SNP），而核苷酸就是DNA的组成部分。
现在，澳大利亚昆士兰脑研究所的皮特·维斯切（Peter Visscher）团队采用新的方法来研究较罕见的SNP，以比较与GWAS常规筛选的SNP更能解释身高和BMI中的遗传性缺失。他们对21620人进行了全基因组测序（对每个人的全部60亿个碱基测序）。根据亲缘关系在DNA上的联系，结合DNA与身高和BMI相关的信息，可以发现对这些性状可能起决定作用的常见SNP和罕见SNP。
最终维斯切等人估算出的基因影响身高和BMI与之前双胞胎研究的结果大致相同。遗传因素（基因）在决定身高上占到了79%，但在决定BMI上，遗传因素（基因）只占40%。
基因变异如何产生影响
不过，这项研究最重要的结果是，发现了罕见变异基因在基因组的蛋白编码区域中分布较多，而且较有可能对这些区域具有破坏性，说明罕见基因变异可能会通过影响蛋白编码区域，而不是基因组的其他区域，对身高产生一定的影响。
这只是一种推测，目前还没有确切的有因果关系的证据，或者直接相关关系的证据。而且，无论是身高还是疾病，用全基因组关联分析（GWAS）和全基因组测序来分析，都还有短板，无法检测到真正决定身高的基因和基因变异，只能说找到了一些相关基因。
原因在于，GWAS和全基因组测序都难以检测罕见基因变异，而且GWAS检测基因和基因之间、基因和环境之间的相互作用的统计结果有限。目前，GWAS难以检测的部分可能主要集中在最小等位基因频率（MAF）介于0.5%-5%之间的少见变异，或者MAF小于0.5%的罕见变异，但现有的基因分型芯片较难有效地发现这些遗传变异，除非遗传变异如单基因疾病的致病基因一样具有较大的效应值，否则很难发现关联性。
因此，尽管现在已经发现了697个与身高有关的基因，但是这些SNP位点仅能解释约5%的身高表型变异。现在，维斯切团队的研究结果也只能提示，罕见基因变异可能会通过影响蛋白编码区域对身高产生影响，至于是怎样的影响，如正面的还是负面的，还有待于下一步研究的深入来揭示。
先天与后天
不过，对于决定身高的基因，现有的一些研究结果也给出了某些肯定答案，例如，国际人类学遗传调查（GIANT）联盟通过全基因组关联分析发现，一个叫做STC2的基因有两种不同的变异，都对身高产生很大的影响。虽然这两种变异很罕见，但有一种变异会让人高出1-2厘米。有研究人员认为，这种变异是通过影响血液中可利用的生长因子来影响身高，因此这或许是一种潜在的药物靶点，可以研发药物来增加身高，以帮助身材矮小的人。
同时研究人员也发现，无论哪个人种，男人的身高都普遍高于女性，这也是基因决定的。芬兰赫尔辛基大学的塔鲁•图基艾宁（Taru Tukiainen）团队发现，在X染色体上有一个称为ITM2A的基因，它的突变决定着人的身高，因为该基因在每个人的软骨发育中扮演着重要角色，相比正常水平个体，该基因表达得越充分的个体，身高就越低，反之该基因表达得少，这样的个体身高就高。
研究人员发现，ITM2A基因的遗传突变在三分之一的欧洲人中都存在，这种突变往往会增加ITM2A基因的表达量，因此该基因表达量较高的个体身高往往较低。这就能符合逻辑地解释为何女性身高普遍低于男性。女性身体中的X染色体是两个，ITM2A基因在女性体内的表达量大于只有一个X染色体的男性，因此男性的身高普遍高于女性。
基因变异可以造成身高和身体质量指数BMI的“遗传性缺失”，也说明人能长多高，有运气的成分在里面。即便遗传决定了身高的大部分，如果有基因突变，也有可能让较矮的父母养育出个子较高的后代。如果再给合后天因素，哪怕是只占20%-30%的比重，也可以起到提升后代身高的作用。
可以通过食物、运动、睡眠和拥有良好的心态来培育孩子，首先是保证孩子的营养均衡，其次是充足的睡眠（生长激素呈脉冲式分泌，白天分泌水平很低，到晚上才会到达峰值，晚上10点到凌晨2点，最好让孩子进入深睡眠），再其次是经常性的体育活动（运动可促进脑垂体分泌生长激素和肌肉骨骼的生长），以及让孩子拥有好心情（心情愉快也能促进身高的生长），都有可能让后代的身高比前一辈更高，哪怕是父母辈的身高都不算高，也有可能让后代的身高获得飞跃性的增长。
