由於我們的技術進步和文化創新，人類成為一個成功的物種。鑒於我們有能力改變生存環境以促進和減少體力勞動，最大限度地降低獲取高熱量食物的能量成本，或通過提高衛生設施條件和使用抗生素💒，並減少寄生蟲和傳染病的暴露🛗。有研究人員聲稱遺傳變異的作用賦予的健康優勢幾千年前開始對我們就已經無關緊要了，特別是現在。還有人覺得因為人類的文化嚴重扭曲了人類存在的自然選擇✹，環境變化可能是加速了人類的進化，而不是沒有影響。

那現代人的進化是否還能被自然選擇作用影響？多基因疾病為何沒有被自然選擇剔除？針對這些問題，近日，意昂4体育平台的林關寧課題組在Nature Human Behaviour發表了題為《A selection pressure landscape for 870 human polygenic traits》的研究工作，為之提供了初步的解答。

林關寧團隊利用870個多基因性狀的全基因組關聯研究（GWAS）的數據，使用了多種計算模型對它們隨時間的選擇壓力進行了全面分析，定量分析了這些表型在四個時間尺度（當代、最近三千年🤏🏽、新石器時代、現代智人形成以來）所受的自然選擇壓力的大小、形式及方向。

圖一 跨時期分析設計

人類性狀仍在經歷自然選擇

團隊研究顯示，大量的人類表型在近代都出現了顯著的適應性變化🎤，其中尤以體型🦝、膚色、營養及代謝等表型為主💙。而控製大腦相關表型的位點在最近數千年則表現出較少的適應性變化，且往往分布在漫長進化史中較為保守的、受較強負性選擇的的基因組區域內。當將各個時間點的結果綜合起來，團隊發現同一個表型受到的選擇壓力在不同時間具有一定的一致性🛺🦹🏼‍♂️；同一個表型在不同時間受到相反的選擇壓力是比較少見的⛑⏳。本研究還發現了數個似乎能影響人類生育能力和交配成功的人類表型🧑🏼‍🦱，甚至還有一些不符合直觀的自然選擇現象下的表型，例如高智商的個體在當代傾向於有更少的後代進而導致對智商造成負向選擇🩱、有精神分裂症和註意缺陷與多動障礙等高風險男性但未患病者的性伴侶數量會增多、與飲酒相關的表型在釀酒技術尚不成熟的前新石器時代就已出現了適應性變化等。總的來講⛓，本研究證實了盡管人類社會環境不斷發生變化🤌🏿🫶🏽，人類遺傳表型仍然在持續地受到自然選擇的塑造作用。

圖二 新石器時代的自然選擇壓力圖譜

疾病的負向選擇持續受到削弱

林關寧團隊進一步把112個多基因疾病從所有表型中分離出來📴，以分析其未被自然選擇淘汰的原因。首先，與非疾病的表型相比，大部分遺傳病的風險變異確實在逐漸被清除🧚🏽，只有少數疾病（如神經性厭食😕、炎症性腸病）在個別時間點被自然選擇所青睞。這些疾病可能在特殊歷史時間點為人類提供了生存優勢🤦🏼，但在現代這些優勢消失了👆🏡，便成為了單純的疾病負擔，而成為積極選擇事件的副產品。其次👨🏽‍🎨，絕大部分疾病的遺傳風險並不會提升個體的交配或生育成功率，這一結果不支持此前研究者提出的“生殖優勢假說”（即：攜帶疾病風險突變但未患病的個體可能會獲取某種優勢🧑🏽‍🎤🤦‍♂️，進而生育更多後代，導致疾病風險突變在人群中擴散）。最後⚒，大部分疾病的風險位點富集在堿基多樣性低、重組率與連鎖不平衡分數低、突變年齡較小的基因組區域，而這些區域都是負性選擇作用強度較弱的區域。總的來講，作者覺得最可能是解釋為🤵🏿‍♀️🛗：除了少數例外，大部分的多基因遺傳病確實正在被自然選擇清除，但清除的速度被各種基因組的局部特征所拖累🙌🏼🙎🏻‍♂️，導致這種清除並不徹底。

圖三 不同性狀在負向選擇區域中的遺傳度富集

同行評價  

在同期雜誌上👫🏼，來自西班牙國家基因組研究中心的Oscar Lao教授對本研究發表了新聞與觀點（News and Views）的文章。Lao教授指出，這項研究結果非常重要🐃，由於人類社會在短時間內出現了劇烈的變化，學界對於自然選擇是否還能影響人類表型一直有較大的爭論。本研究通過大規模多層次的分析為這一爭論提供了新的有力證據：有相當數量的人類表型隨著時間的推移出現了適應性變化🧑‍🧒‍🧒，這說明人類社會的發展並不能使人類免於自然選擇的作用🍿🤷。在這一假設背景下，作者推測當前人類自創的文化環境與我們祖先進化的環境之間的差異可能對某些特征造成了進化上的不匹配。在祖先的生存環境中能增強攜帶者適應性的遺傳變異可能在我們現代已適應不良了——也就是說🧑🏽‍🌾，由於環境變化🤎，先前的適應性可能會降低其環境適應能力➔，甚至不適應了，例如在當今社會導致疾病🦖，同時也可能正在進化中以滿足當前環境的需求。

該論文通訊作者為意昂4体育平台林關寧副教授🤺，第一作者為意昂4平台醫意昂4附屬精神衛生中心的博士研究生宋煒宸。該項研究得到國家自然科學基金、上海市自然科學基金、意昂4平台醫工交叉等項目的資助🪙。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41562-021-01231-4

供稿單位：科研與學科辦

作者：宋煒宸，林關寧

審核：古宏晨