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人的壽命是由基因決定(命中注定)的嗎?

 yuhaizju 2019-02-11

我們的父母活得越長久,我們自己也可能活得越長?你從父母那里繼承來的遺傳物質決定了你存在這個世界上的時間的長短,而你只能聽天由命嗎?的確,你父母遺傳給你的基因會在一定程度上決定你的壽命的長短,但是,基因對于壽命的影響遠低于我們之前的認識。你也可以通過后天保持良好的生活方式,健康飲食等在一定程度上抵消不利的遺傳因素對你的壽命的影響。


我們的壽命多大程度由基因決定?


基因究竟起了多大作用?在決定人的壽命長短方面,很多科學家都曾試圖解決這個問題,但不同研究的結論相距甚遠。對歐洲皇室和貴族的研究顯示,壽命的遺傳性比重男女稍微有別,男性約為18%,女性則為20%。1996年,一項對丹麥2872對雙胞胎的研究顯示,壽命的遺傳性比重估計為男性26%,女性23%;一項瑞典雙胞胎的研究認為,這一比重為33%。實際上基因對于壽命的影響遠低于我們之前的認識。

全世界最長壽記錄持有者法國人讓娜·卡爾芒(Jean Calment),于1997年以122歲的高齡逝世。人們稱她“幾乎永生不死”。而她也的確不是家族中唯一的長壽者:她的父親活了93歲,母親活了86歲,兄弟也活了97歲。但她的子女并未繼承這樣的“優(yōu)良基因”。讓娜的女兒伊溫妮35歲時死于肺炎,兒子弗雷德里克73歲時因食用變質櫻桃而死,孫子(也叫弗雷德里克)36歲時死于車禍,丈夫費爾南德于1942年去世,時年74歲。



來自8600萬人數(shù)據(jù)的程碑式研究

2018年4月的全球頂級科學雜志Science上發(fā)表了一項里程碑式的研究,數(shù)據(jù)的收集來源于有血緣或婚姻關系的1300萬人,平均跨越11代。而正是基于這一龐大的家譜,科學家們得出了“壽命中只有16%是由基因決定的”結論。

在這篇題為“Quantitative analysis of population-scale family trees with millions of relatives”的論文中,哥倫比亞大學的計算生物學家Yaniv Erlich及其同事分析了這一家譜上的人的出生和死亡日期,并評估了如果他們是近親,是否更有可能死于相似的年齡。Erlich團隊的研究使用的是來自在線家譜工具Geni.com(全球最大的合作家譜網(wǎng)站之一,用戶在Geni上分享他們的家譜)的數(shù)據(jù)。Erlich現(xiàn)在是Geni母公司MyHeritage的首席科學官。

結果顯示,遺傳只解釋了這些人壽命差異的不到五分之一。大部分的差異都歸結于其它因素,如,生活方式、社會文化因素以及意外等非遺傳學差異。同時,研究還表明,影響長壽的基因是獨立起作用,而不是相互作用。

Erlich說:“好的”基因可能會使一個人的壽命平均延長5年,但一些環(huán)境因素對長壽的影響更大,例如,吸煙能夠減去10年壽命。這一發(fā)現(xiàn)對那些積極尋找長壽基因的科學家們可能會是一個打擊,因為實現(xiàn)他們的目標或許要加困難了。

Erlich關于這一研究的最初想法要追溯到7年前。當時,他通過Geni.com從一個遠房親戚那里收到了一封電子郵件,然后聯(lián)系了該公司的首席技術官,獲得了下載該網(wǎng)站上數(shù)千萬公開資料的權利。這些資料包括用戶的姓名、性別、出生日期和地點、死亡日期以及直系親屬,但沒有DNA信息。最終,他們獲得了約8600萬人的數(shù)據(jù)。



來自4億人資料的研究橫空出世

2018年11月出版的《遺傳學》(Genetics)雜志發(fā)表了一項超大規(guī)模的有關壽命的研究。研究人員分析4億人的資料得出,基因對壽命的影響比重或許不足7%,而夫妻之間的壽命相關度比兄弟姐妹還要高。

由谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官拉里·佩奇(Larry Page)創(chuàng)辦的Calico公司,2015年與全球最大的在線家譜公司Ancestry展開合作,以調(diào)查人類壽命的遺傳機制。Ancestry擁有世界上最大的家族歷史數(shù)據(jù)庫,5400 萬用戶創(chuàng)建了代表 60 億祖先、160億份歷史記錄的公共家譜,這是這項研究的起點。

Ancestry網(wǎng)站在與Calico公司的研究團隊合作之前,將數(shù)據(jù)庫中所有可以認定身份的信息去掉,只留下出生日期、死亡日期、出生地(在美國境內(nèi)的精確到州,在美國境外的精確到國家)和家族關系。研究人員采用數(shù)學和統(tǒng)計建模相結合的方法,將重點放在出生在19世紀和20世紀初的親屬身上。他們對涵蓋5443萬個家族的家譜數(shù)據(jù)進行了研究,最終,研究人員得到了總人數(shù)超過4億的譜系數(shù)據(jù),其中大部分是歐洲裔美國人,每個人都通過父母-孩子或配偶關系聯(lián)系在一起。然后,研究小組通過研究家族成員之間壽命的相似性來估計“遺傳度”。

樣本的規(guī)模和獨特性讓研究人員得以通過前所未有的視角看待遺傳對壽命的影響。超大規(guī)模的人群數(shù)據(jù)表明,基因對一個人壽命的影響遠沒有此前所設想的那么顯著,反而是夫妻之間的壽命相關度很高,甚至比異性兄弟姐妹更相似。通過修正“選型交配(assortative mating)”的影響后,遺傳因素對壽命的影響比重不超過7%。作者總結,活的多久與你的基因關系不大。



生活方式對壽命的影響

在2015年12月8日出版的的美國《公共圖書館.醫(yī)學》雜志上發(fā)表了由澳大利亞研究人員的一篇關于中老年人的生活方式與生存率的研究論文。在這篇論文中,他們調(diào)查了231 048人在6年時間里的生活方式和健康狀況。生活方式主要包括,抽煙,喝酒,飲食不良,少動,久坐,睡眠過多/過少等一共96種可能影響死亡率的行為。6年時間里共有15635人死亡。

他們的結果發(fā)現(xiàn),那些少動,久坐,睡眠不好,加上抽煙喝酒的人(同時有這幾種情況)死亡率最高。而最終的結論就是一個健康的生活方式對于健康長壽是很重要的。而且,這些對于健康的影響因素會有累積性,一個危險因素可能只有少許影響,但好幾個危險因素結合起來就會大大加強致死率,極大地縮短壽命。

另一篇相關的論文是在《英國醫(yī)學雜志》2012年8月29日發(fā)表的。這個研究同樣是由瑞典研究人員完成的。他們在調(diào)查了1810名75歲及以上的老人的生活方式,社交狀況,生存率后發(fā)現(xiàn),即使是在75歲后,不抽煙,保持一定的體力活動與長壽是緊密相關的。健康的生活方式和豐富的社交生活可以給女人增加5歲,男人6歲的壽命。



基因與生活方式相結合對壽命的影響

來自瑞典卡羅林斯卡研究院和斯德哥爾摩大學的研究人員,在2016年11月2日的《美國老年病學學會會刊》發(fā)表一篇名為《75歲后遺傳因素和行為風險的相互作用對于生存率的影響》的論文。

研究人員想了解對于那些帶有人類生存有威脅的基因的人們來說,生活行為方式是不是可以減輕這種威脅。在這個研究中,研究人員在25年的時間里,調(diào)查了1229名生活在瑞典斯德哥爾摩的75歲及以上的老人的遺傳背景和生活方式。對于遺傳背景來說,他們主要關注了14個有單核苷酸差異的與生存率或影響生存率的疾病相關的基因,而生活方式方面,主要是是否吸煙;精神,肉體,或社交上的怠惰;中等及偏低的社交網(wǎng)絡等。

在被調(diào)查的14個基因中,研究人員發(fā)現(xiàn),有4個與心血管病及代謝相關的基因容易導致人死亡。而那些帶有多個不利基因的人的死亡率比那些基因組中沒有這些不利基因的人高出62%。而在生活方式分析方面,那些生活方式健康的人的死亡率比那些不健康的低65%。

如果將基因(遺傳)與生活方式結合起來看的話,那些生活方式方面比較健康(不抽煙,有自己的愛好,社交生活豐富)的人的死亡率比那些生活方式不健康且?guī)в幸粋€不利基因的人要低至64%。就這個研究結果,研究人員表示,遺傳背景確實會對人的壽命產(chǎn)生一定的影響,但是如果自己能夠采取一個健康的生活方式的話,會在一定程度上抵消遺傳因素的不利影響。




有害遺傳變異體促使人過早死亡


一項巨大的基因研究正在試圖弄清楚人類的基因突變?nèi)绾窝葑儯源藖砣绾螖[脫那些會縮減人類壽命的有害基因突變。在2017年一期的《PLoS Biology》發(fā)表的這項研究分析了215,000人的DNA,這是人類首次從宏觀層面上來分析基因在人類一代二代之間怎樣更迭的大型研究之一。

為了確定人類的基因組哪些會發(fā)生變化,研究人員們調(diào)用了英國和美國的大型遺傳數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來進行基因突變的研究,以此來確定突變在不同年齡組之間的流行度。

科學家們通過測試等位基因的頻率是否隨年齡而變化,人類突變基因的結果與人類的壽命到底有著怎樣的聯(lián)系,科學家們通過研究得出來一下幾個結論:


1. 越長壽的人基因突變存在概率越低

“如果一個遺傳變異影響生存,它的頻率應該隨幸存者的年齡變化,”項目領導者哥倫比亞大學進化生物學家Hakhamanesh Mostafavi說。研究人員測試了超過800萬個常見突變,發(fā)現(xiàn)已知存在的兩個基因突變標記似乎隨著年齡的增長而變得逐漸稀少起來。一個是APOE基因突變,與阿爾茲海默癥強烈相關,在70歲以上女性基因組中十分罕見;另一個是CHRNA3基因突變,與男性重度吸煙有關,從中年人開始,該突變逐漸消失(換句話講,攜帶該基因突變的人在大多英年早逝)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,沒有這兩種基因突變的人普遍活得更長。


2.隨著年齡增長,有害基因突變被剔除

    作者認為,人類基因組中肯定具有大量的此類突變,如果按照原有的定義,如此大規(guī)模的研究卻只篩選出了2種與進化有關的“除草基因”,證明其他基因突變可能已經(jīng)被自然選擇從人群中清除了。老年時明顯變壞的基因雖然依然有害,但相對生命早期就發(fā)生的突變來說,危害不大。


3.推遲青春期發(fā)育和繁殖時間的基因突變有利于壽命的增長;

長壽與晚育之間的聯(lián)系已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),但是這些研究不能剔除財富和教育的影響,因為生活水平較高的人往往會選擇晚點生孩子。


研究人類基因的不斷進化是非常困難的。科學家們都希望選擇可以直觀察到的初代(爺爺輩)的基因的突變頻率,然后后跟蹤測量孩子的基因突變頻率,最好可以觀察到孫子輩。

英國牛津大學的統(tǒng)計遺傳學家吉爾·麥克維恩(Gil McVean)說道: “這是一件很難做好的事情,我們需要大量的數(shù)據(jù)來支撐這樣的研究?!?/p>

 

 




參考資料:

NedSci,佚名:我們的壽命多大程度由基因決定?只有16%!

收狐,健康,怪味豆博士編譯:人的壽命是由人的基因決定的嗎?

環(huán)球科學ScientificAmerican:4億人大數(shù)據(jù)分析揭示基因對壽命影響不足7%

生物通:Nature頭條新聞報道大規(guī)模遺傳學研究:人類為什么越來越長壽

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