试谈“病从口入”与慢性病 1. 营养及相关慢性病概述 多少年来,“病从口入”的说法已深入人心,人们大多理解为食入不洁的食物而导致传染病。“病从口入”的含义仅仅是这些吗?据资料显示,国人死亡的前三位疾病即心脑血管疾病、肿瘤、呼吸系统疾病中的前两位与膳食结构不合理有明显关系。很多专家指出:心脑血管病、肿瘤等常见慢性病大多是从口入的,也就是说,不少慢性病是“食”惹的祸。 1989年美国国家研究院膳食与健康委员会编著的《膳食与营养:减少慢性病风险的启示》(Diet and health: implications for reducing chronic disease risk)系统收集了膳食成分和食物模式与主要慢性病的科学研究证据,表明不合理膳食是慢性病的重要危险因素,动脉粥样硬化性心血管疾病和高血压与膳食的关系当时已有大量强有力的证据支持。此后,慢性病与膳食的研究证据不断积累,2003年WHO发布了《膳食、营养和慢性病预防》(Diet, nutrition and the prevention of chronic diseases)。表1-1为证据概要(经修改),列出了膳食因素与肥胖、2型糖尿病、心血管疾病、癌症等主要慢性病的证据强度。 表1-1 膳食成分与主要慢性病关系的证据概要 注:C↑:确实可增加危险;C↓:确实可降低风险;C-NR:确实没有关系;P↑:很可能增加风险;P↓:很可能降低风险。 营养医师王兴国饮食营养科普讲座营养食疗食补健康饮食减肥保健2 / 5 从表1-1可见,同一种膳食成分可以影响不同的慢性病,同一种慢性病又可受不同膳食成分的影响,表明通过对单一膳食成分的干预可降低多种慢性病的患病风险,同时还应考虑多种食物成分的组合对慢性病的作用。近年来,包括中国在内的许多发展中国家随着经济发展,居民膳食营养模式发生了转变,膳食更倾向于高能量、高脂肪、高蛋白质、低膳食纤维。因此,从慢性病防控的公共卫生策略考虑,一些膳食因素与主要慢性病的相关证据意义重大。 2. 膳食因素与主要慢性病的关系 2.1 能量、脂肪与主要慢性病 表1-1的证据表明,大量摄入高能量密度食物可导致肥胖;脂肪的类型与2型糖尿病和心血管疾病有关。能量密度指单位重量膳食提供的能量数。高能量密度食物的特点为高脂肪、高糖、高蛋白、低水分含量。食物中的碳水化合物、脂类和蛋白质为机体能量的主要来源,在体内氧化实际产生能量分别为16.7kJ/g(4kcal/g)、37.7kJ/g(9kcal/g)和16.7kJ/g(4kcal/g),脂肪的能量系数最高,因此脂肪含量对能量密度的影响最大,食物的脂肪含量越高,能量密度也越高。 对于高能量密度食物,膳食脂肪与体重增长和肥胖的关系,实验室和临床试验研究结果一致,显示高能量密度食物和膳食脂肪摄入越多,体重增长越多,肥胖患病风险越高。人群流行病学研究结果却并不统一,这可能与人群膳食摄入量估计的偏性和同一人群膳食模式的均质性有关。如果保持总能量摄入不变,脂肪供能比高并不会导致肥胖,但是对自由居住的个体来说,高脂膳食往往伴随着更高的能量摄入,因为高脂食物味道可口,容易摄入过多,并且机体对膳食脂肪摄入增加相应增加脂肪氧化作用的能力有限,膳食中的脂肪相对碳水化合物和蛋白质更容易在体内转变为脂肪存储起来。在许多国家,高能量密度食物与低能量密度食物相比,价格更低廉,因此收入越低、受教育程度越低的居民越趋于选择价廉的高能量密度食物,肥胖率也越高。 大量证据证实,膳食脂肪中的饱和脂肪酸、反式脂肪酸和胆固醇可增加心血管疾病患病风险。一项对11个队列研究的综合分析显示,将饱和脂肪酸供能的5%用多不饱和脂肪酸代替,冠心病患病和死亡的风险都可明显下降。另外,如果将反式脂肪酸供能的2%分别用饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸替代,可分别使冠心病患病风险下降17%、21%和24%。证据还显示,膳食脂肪摄入过多可使糖调节受损和2型糖尿病的患病风险增加,是糖尿病的重要危险因素。中国的研究也显示,摄入脂肪的供能比由20%增至25%~30%时,可增加37%的超重肥胖、10%的糖尿病和31%的高胆固醇血症患病风险。 基于摄入过多脂肪可能引起的健康风险,WHO建议膳食中来自脂肪的能量3 / 5 不应超过30%。中国居民膳食指南建议每天烹调油的摄入量不超过25g或30g,尽量少食用动物油。2002年中国居民营养与健康调查显示,我国城市和农村居民脂肪提供的能量比例分别为35%和28%,城市的脂肪供能比已超过30%的上限。2002年中国居民平均脂肪摄入为76.2g/标准人口(标准人口指18岁从事轻体力劳动的男性,每天能量需要量为2400kcal,即10041.6kJ),食用油的摄入量为41.6g/标准人口。中国居民食用油的实际摄入量已经超过每日推荐量。因此,有必要通过各种措施降低居民每日食用油的摄入量。 2.2 水果蔬菜、膳食纤维与主要慢性病 表1-1显示,水果蔬菜和膳食纤维能够降低肥胖、2型糖尿病和心血管疾病的患病风险,水果蔬菜还很可能降低某些癌症的患病风险。 关于水果蔬菜与癌症的证据尚未得到有力的确证。最近发表的对欧洲10个国家大样本量平均随访8.7年的研究结果显示,水果蔬菜的抗癌作用有限。另外,随访研究显示,增加水果蔬菜的摄入量对降低癌症患病风险的作用不明显,但是可以显著降低心血管疾病的患病风险,其中又以绿叶蔬菜作用突出。大量摄入绿叶蔬菜还可使2型糖尿病的患病风险下降14%。从不或者很少摄入水果和绿叶蔬菜的人,其糖化血红蛋白(HbA1c)水平(与血糖浓度成正比,是反映机体糖代谢的重要指标)更高。此外,英国中年女性队列研究显示,随访期间水果和蔬菜摄入量增长越多的女性,体重增长的风险越低。 水果和蔬菜富含各种维生素、矿物质、植物化学物质以及膳食纤维等有益健康的营养成分。研究显示,大量摄取膳食纤维很可能对降低肥胖、2型糖尿病、心血管疾病的患病风险具有不同程度的保护作用。例如,每天额外摄入1g水溶性膳食纤维,膳食总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇分别下降0.028mmol/L和0.029mmol/L,甘油三酯和高密度脂蛋白胆固醇则没有明显变化。虽然没有得到一致的证据,但从生理学上考虑,膳食纤维具有增加大便水分与体积,促进肠道蠕动,防止便秘,减少肠道癌的重要作用。为此,WHO建议每日摄入至少5份水果和蔬菜(相当于400g),美国心脏协会建议成年人每日摄入膳食纤维25~30g。中国居民膳食指南建议每日摄入蔬菜300~500g,最好深色蔬菜能占50%,水果200~400g,并注意增加薯类的摄入。中国居民膳食参考摄入量(DRIs)确定膳食纤维适宜摄入量为30.2g/10041.6kJ(2400kcal)。2002年调查显示,我国居民平均每标准人口日蔬菜的摄入量为276.1g,其中深色蔬菜90.7g;水果的摄入量为45g/标准人口;平均每标准人口总膳食纤维摄入量为18.7g,仅达到推荐量的61.9%。可见居民水果蔬菜和总膳食纤维的实际摄入量与推荐量还有很大差距。 4 / 5 2.3 盐与高血压 高血压本身是心血管疾病,同时也是冠心病和脑卒中的重要危险因素。许多膳食因素与高血压有关,证据最多的是钠盐与高血压的关系。充分的证据表明,盐的高摄入量是血压升高的重要原因,而限制盐摄入量对健康的益处很大。 血压水平与盐摄入量呈正相关关系,而且有剂量-反应关系。一个被引用最多的经典例子是对大猩猩分别喂饲盐0.5g/d和10~15g/d的试验,大猩猩的血压随膳食中盐量的增减而相应升降。 有研究显示,对普通膳食组和富含水果蔬菜的低脂食物的食物模式——控制高血压膳食组(Dietary Approaches to Stop Hypertension, DASH)进行30d低钠膳食干预,均可使其收缩压下降,并且对高血压患者、血压正常现象、黑人和其他种族、女性和男性都有作用。多项Meta分析显示,通过4周以上限盐饮食(减少食盐摄入量的50%),对高血压患者,减少食盐摄入4.6g/d对应收缩压和舒张压分别下降5.06mmHg(1mmHg=0.133kPa)和2.70mmHg;对血压正常现象,减少食盐摄入4.4g/d对应收缩压和舒张压分别下降2.03mmHg和0.99mmHg。中国的数据显示,与每日食盐摄入量<6g者相比,每日实验摄入量≥18g者患高血压的风险增加27%。 2002我国居民平均每标准人口食盐摄入量为12g。为预防慢性病,WHO建议食盐<5g/d(<2g/d钠),我国膳食指南建议每日食盐摄入量不超过6g。居民食盐实际摄入量远远高于推荐量,因此限制食盐摄入是当前高血压及相关慢性病一级预防的重要手段。 预防慢性病的措施 健康膳食食谱可根据性别;年龄;劳动强度和自己身体的实际状况,按照我国居民膳食指南食物要多样,饥饿要适当,油脂要适量,粗细要搭配,食盐要限量,甜食要少吃,饮酒要节制,三餐要合理的原则,对食物可进行适当调整或同类互换。对慢性病患者,如高脂血症者,每天烹调用油可降至20g以下,以脱脂牛奶替代全脂牛奶,以禽肉替代畜肉,吃鸡肉时把皮丢弃,有利于减少脂肪的摄入量;高胆固醇者,可每两天吃一个鸡蛋;高血压患者,应控制盐的摄入量,降低烹调用盐、限制酱油、咸菜、味精和各种腌制食品(如酱菜、咸菜;香肠、火腿等腌制肉食品)的摄入量。美国心脏学会建议每天盐的摄入量不超过3g,以减少钠的摄入量,这对防治高血压、心脏病等慢性疾病均有益处。肥胖者可适当减少畜肉的摄入量,增加海鱼、蔬菜和膳食纤维的摄入量。研究表明:海鱼中含有丰富的不饱和脂肪酸,对营养失衡导致的各种慢性病具有重要的预防作用。流行病学研究发现,大量食用水果和蔬菜能够降低冠心病的危险性。 目前,我国居民的膳食结构如能适当调整,是一种较好的膳食结构。即控制5 / 5 持续上升的膳食脂肪摄入量,特别是烹调用油的消费量;城市及富裕地区农村居民适当增加粮谷类食物的摄入;农村居民在保持现有谷类摄入水平的同时,特别是贫困地区应适当增加优质蛋白的摄入;与此同时,应保持膳食总能量的平衡,严格控制食盐等高钠食物的摄入。 膳食对健康的影响是长期的,应坚持平衡膳食,参加适量运动,预防慢性病的发生,确保自己的身体始终处于健康状态。 -----引自百度文库
中西医结合医学论文范文篇2 浅论新时期中西医结合 21世纪必将是中西医结合医学蓬勃发展的世纪,也是全人类传统医药与现代医药相结合的“结合医学”蓬勃发展的世纪。促进和实现中西医结合,是我国医学发展的方向和远大目标,是我国医药卫生工作者及科技工作者共同承担的历史使命。 中西医结合医学的定义是:“综合运用中西医药理论与方法,以及中西医药学互相交叉渗透中产生的新理论与新方法,研究人体结构与功能、人体与环境(自然与社会)的关系,探索并解决人类健康、疾病及生命问题的科学。”中西医结合是我国独具特色的一门学科,它是建立在中国传统医学与现代医学的基础上,且在两者之间相互兼容、相互渗透、相互结合后形成的一门新兴学科。 中西医结合的内涵,应该是通过比较中西两种医学体系在医疗实践中所采用的思维方式、认识手段和应对措施的异同,吸收各自的长处,逐步做到在理论体系上融会贯通,在临床实践中优势互补。现代科学可以帮助理解和阐明深奥复杂的中医理论,而中医药学对人体生命现象的独特认识和对疾病独到的治疗手段又能丰富和充实现代生命科学的内涵。中西医结合是我国医学事业发展的特色和亮点,也是我们缩短与医学发达国家之间的差距,并以自己的特色赶上和超过世界先进水平的优势所在。 目前国外对“结合医学”的研究和投入呈逐年上升趋势,美国NIH1992年用于整个替代医学的研究经费仅200万美元,而近年仅哈佛大学麻省总院用于中医药的科研经费已超过1亿美元。广东等省政府都已明确将中医、中西医结合研究列入全省重点工作之一。这些都为我们积极谋求中西医结合的发展提供了良好的机遇。面对这样一个大好的时机,中西医结合工作要做的事情还很多。 一、中西医结合的意义 1.疾病预防。如在传染病的预防当中,中医学在这方面办法不多,而西医学“疫苗”方法就很有效而且简单方便。 2.疾病诊断。中医在诊断上是笼统的、抽象的、理论性的,而西医在诊断上是具体的、准确的、实在的。如高血压脑血管意外患者,中医说是“中风”、“肝风内动”等所致,这的确不好理解,患者也不易接受。要明确诊断该病,就需要应用现代化设备,即西医检查手段,如CT、MRT或DSA。 3.疾病治疗。对某一种疾病,采用中西医结合方法思考,明确中医治疗疗效好还是西医治疗疗效好,然后应用疗效好的方法治疗,以尽量减少患者痛苦,减轻患者负担。 4.疾病康复。许多疾病,西医只能采取加强营养、增强功能锻炼等措施,靠人体自身恢复,而中医可以采用针灸、理疗等康复措施,这时中、医康复治疗措施就是最好的。 二、理论互补发展 建国初期制定的“团结中西医”的卫生工作方针,以及1954年以后中西团结合作的真正实现,是中西医结合迈出的第一步。在中西医结合的研究过程中,“西学中”人员是中西医结合研究的主体。后来随着中医院校正规教育的发展,通过进一步学习西医而由中医成长为中西医结合人才者逐渐增多。这类人才与“西学中”相比,虽有西医学基础不够坚实的缺陷,但在“系统学习,全面掌握”中医学方面,却又表现出一定的优势。确立现代科学方法为中西医结合研究方法,是中西医结合研究工作的关键。现代科学方法当然包括现代医学方法。一般而言,生命科学不过是物理、化学、数学等非生命科学在生命研究领域中的应用。由于方法论的统一性,现代医学与不断发展的现代自然科学的高度亲和性,是传统医学所无法比拟的。 近两百年来,现代科学的进展带来西医的飞速发展。西医一直致力于从微观角度探讨生理、病理,从而带动新的疗法及药物的发明。在后基因组学时代,生物医学界认识到基因并不能决定一切,因此又有了蛋白组学、代谢组学等帮助人们了解从基因到蛋白再到组织和器官,直至人体这一复杂系统的运作方式。其治疗手段的发展可归结为以基因或某些分子为目标的靶向治疗、代表药物等。 因此,多数学者认为中医应当向西医学习,打开黑箱,探求脏腑经络阴阳的本质,各相当于西医的何种系统、器官、功能乃至分子,方药治疗不仅能表现为临床疗效,而且要从分子机理上进行实验验证,从而说明中医的某一理论是科学的,并且把这当作中西医结合的首要任务。从20世纪70年代以来,中、西医界一直在做上述努力,并取得不少的成果,如肾本质的研究、阴阳的物质基础、经络的实质等。 三、用西医的方法评价中医疗效 具体而言,就是用队列研究、循证医学的方法评价中医疗效,规范中医的“辨证”。例如冠心病全都归于数种乃至一种证型,并以固定的方药施治,再以随机、双盲、对照的方法判断疗效。多数学者认为这种以病统证,及于方药的治疗及评价体系,有助于中医证的客观化及疗效的可重复性。 这种方法将中医辨“证”的特点纳入到了西医诊“病”的体系之中,简化了中医的思维,易于掌握,方便西医运用中成药,例如治疗心衰用参麦针,治疗发热用清开灵,等等,但同时也失去了中医个体化治疗的优势。中医诊断和治疗的核心环节是证。通过患者的表现,归纳出属于何证,便可制定相应的法、方、药,如药证相符,即可收到预期的效果。否则,即需进一步思考辨证、用药是否正确。成功治疗一例患者后,以后遇到类似的患者就会考虑以相同的理法方药略作调整加以应用,同一类证可以用同一类方,《伤寒论》即为代表,这就是中医疗效的可重复性。 中西医结合可以理解为把中医学理论和西医学理论相联系,各取其优势,做到优势互补,然后应用到疾病的预防、诊断、治疗和康复过程中,实现更好地为人民健康服务的目的;为了推广中医药,证明中医药的疗效,对中药进行有效成分研究,即中药的西药化研究,这也是中西医结合的一部分内容。 参考文献: [1]沈自尹.从肾本质研究到证本质研究的思考与实践――中西医结合研究推动了更高层次的中医与西医互补.上海中医药杂志,2005,34(4):47. [2]北京中医学院.中医学基础[M].上海:上海科技出版社,1978.105. 猜你喜欢: 1. 中西医结合医学毕业论文范文 2. 大学生医学论文范文 3. 本科医学毕业论文范本 4. 大学医学论文范文
解析指纹花纹基因可研究疾病早期识别
解析指纹花纹基因可研究疾病早期识别,关于指纹,有着许多奥秘。我国近日发现肢体发育相关基因在指纹花纹形成中发挥了关键作用,解析指纹花纹基因可研究疾病早期识别。
提到指纹,你会想到什么?是刑侦电影里的取指纹镜头,还是小时候妈妈掰着你的手指头数“斗”和“簸箕”?关于指纹,有着许多奥秘。但一直以来,人们对指纹形成的生物学机制知之甚少。
为解开这一谜团,中科院上海营养与健康研究所汪思佳研究员团队,爱丁堡大学丹尼斯·赫顿教授团队,中科院院士、复旦大学金力教授团队,联合国内外十余家科研机构对此展开了深入研究。他们在分析人类近百万遗传位点和指纹花纹之间的关系后,发现肢体发育相关基因在指纹花纹形成中发挥了关键作用,有望为通过肤纹表型实现特定疾病的早期识别与筛查提供新思路。
北京时间2022年1月7日,相关研究成果发表于国际权威学术期刊《细胞》。
【小指相对越长,掌长相对越短,双手斗型花纹越多】
“亚洲人的指纹花纹,斗型多,箕型少。除了这两种比较常见,还有弓型。”汪思佳说,指纹花纹形成于胚胎发育早期,且类型终生不变。
斗型(左)和箕型。黄海华摄
研究人员面向23,000多例个体进行了迄今最大规模的指纹花纹全基因组关联分析,从中识别出43个与人类指纹花纹相关的遗传基因座。
令人惊讶的是,尽管指纹在皮肤上,但这些基因大量出现在肢体发育功能相关通路,而非皮肤发育相关通路。
基于小鼠动物模型和人胚胎组织的实验观察,团队发现,支持EVI1基因发挥塑造四肢和手指作用的,正是表达于肢体发育期的间充质细胞,而非皮肤发育期的上皮细胞。这进一步印合,指纹相关基因通过调控肢体发育来影响指纹花纹的形成。
该研究亦发现指纹花纹与手指长度比例间紧密相关性,如小指相对越长,掌长相对越短,双手斗型花纹越多;而食指远端指节(指纹形成处)相对越长,斗形花纹则越少。
【肤纹表型可辅助筛查唐氏综合征】
此前,科学界已经发现不同的皮纹表型与许多先天遗传性疾病之间的关联。比如,唐氏综合征患者可能会有断掌、足拇趾弓状球纹等特征;再如,20世纪60年代,曾有研究发现白血病患者的斗型指纹花纹比较多。尽管这并不是一个预测模型,但没有人知道背后的原因。
本次研究为指纹花纹与疾病健康之间的关联提供了重要理论基础,使“看手相识疾病”在未来成为可能。
汪思佳(左三)和论文第一作者李金喜(左二)等研究人员在讨论。戚心茹摄
“我们此前已经获得了‘唐氏综合征肤纹辅助筛查’的发明专利,这也是首个基于肤纹表型的唐氏综合征辅助筛查体系。” 汪思佳介绍,团队正和复旦大学附属儿科医院等医疗机构合作,希望将相关研究成果尽早运用在新生儿先天性疾病的早期筛查中,实现早诊断、早治疗。
论文第一作者、复旦大学生命科学学院教授张海国介绍,过去一直用油墨收集指纹,研究团队自主研发了电子指纹收集仪。
【“导航图”带来了海量的“问号”】
“这是人类表型组研究的一个经典案例,意义重大。”论文共同通讯作者、人类表型组大科学计划首席科学家金力认为,本项成果不仅首次发现了指纹花纹和肢体表型之间存在强关联,弄清楚了指纹背后的基因,与此同时表明“人类表型组学”的研究思路行之有效,是一种研究策略的突破,是一种研究范式的确立。
如果说基因是一种内在的密码,由基因和环境相互作用的表型就是密码的外在表达。所谓人类表型组,就是人体所有生物特征的集合。
“为什么每个人的指纹不一样,为什么考拉熊有着与人极为类似的指纹……这些有意思的问题都有待于我们一一去探寻。”论文第一作者、复旦大学人类表型组研究院博士后李金喜说。
复旦大学正和国内外机构大力推动人类表型组大科学计划,将对相当规模的志愿者群体采集表型数据,进而发现并解析表型之间的强关联,尤其是那些科学家还没有注意到的、与人类健康息息相关的表型间的强关联,最终形成一张由各种强关联组成的“导航图”,为未来的生命健康研究提供新的指引和方向。
目前,基于复旦大学在上海开展的800余人、每人测量近3万个表型的队列研究,来自不同机构的中国科学家团队已经初步绘制了全球首张“人类表型组导航图”,发现了150余万个强关联,其中跨领域强关联占39%,大部分是科学界首次发现。
“上海要成为具有全球影响力的创新策源地,不仅要解决科学问题,首先要提出新的科学问题。这张‘导航图’带来了海量的‘问号’,正等待着科学家去研究和破解,这也是我们下一步的重要工作之一。”金力说。
指纹是人人都有的皮肤特征,而它与我们的身体发育及健康状况有什么联系吗?日前由复旦大学、中科院上海营养与健康研究所牵头的一项研究首次揭示出这个奥秘,确认了人类指纹和肢体发育有高度的基因关联,这项重大成果今天(1月7日)刊发在国际顶级生物学期刊《细胞》杂志2022年第一期上。
长期以来,人们普遍认为指纹只是一种与皮肤有关的遗传特征,2018年我国发起“人类表型组”国际大科学计划,对各种人类生命特征进行更加深入的遗传学研究。复旦大学和中科院相关团队联合国内外十多家科研机构,采集到多种族群体的指纹花纹,分析了近百万遗传位点,最终确认是肢体发育相关基因在指纹花纹表型的形成中发挥了主导作用。
复旦大学博士后 李金喜:最终筛选到指纹发育相关,有43个基因座,其实包含着位点也是几千个。我们其实还是比较惊讶,一下找到这么多,并且他们之间还是有非常强的规律性,同时指向肢体发育。
中科院上海营养与健康研究所研究员 汪思佳:比如说手指的长度,我们发现斗型花纹越多的人,他的小指就越长,这个就非常有意思。这项研究最有突破性的就是,以前从来没有发现过指纹花纹差异背后到底是什么基因造成的,我们是第一次发现指纹的差异背后是肢体发育相关基因造成的。
首次破解指纹的基因密码,不但是理论成果,也预示着人类表型组研究的长远前景。通过人体外部特征与遗传基因的深入研究,在先天疾病早筛、人体病变预防、职业体质选拔等各领域具有重大价值,目前科研团队已经与医疗机构展开合作,进一步拓展在应用领域的实践研究。
中科院上海营养与健康研究所研究员 汪思佳:我们是拿唐氏综合征为例子来看,一个小孩子生下来之后,我拿到了他的指纹特征之后,我可以有98%的准确率可以判断出这个小孩子到底是不是有唐氏综合征,如果你在0岁的时候发现的话,这个干预和两岁时再发现的干预效果是非常不一样的,最后可以导致的就是生活能不能自理的差异。
中科院院士 复旦大学校长 金力:人类表型组是指人体所有的生物特征的集合,我们开展表型组研究一个很重要的目的就是要发现基因表型和环境以及宏观和微观表现之间的关联机制,尤其是那些现在科学家还没有注意到的,与人类健康息息相关的表型间的强关联,也为我们科学界带来了海量的问号,正等待着我们科学家去进一步研究破解。
人的指纹是为数不多的从出生到老去都不会改变的生命特征,也正是因为其恒定性及高遗传性,已成为目前研究最广泛的肤纹类型。人的指纹如何形成?与疾病和人的外表是否有关系?中科院上海营养与健康研究所汪思佳团队、爱丁堡大学丹尼斯·海德恩团队和复旦大学金力团队联合国内外十余家科研机构的研究发现,人类肢体发育相关基因而不是皮肤基因在指纹花纹表型的形成中发挥了关键作用,这有望为研究通过肤纹表型实现特定疾病的早期识别与筛查提供新思路。
今天(1月7日)零时,成果以《肢体发育基因构成人类指纹花纹差异的基础》(“Limb development genes underlie variation in human fingerprint patterns”)为题发表于2022年第一期《细胞》(Cell)主刊。
而此次成果的意义不仅在于发现了指纹基因,或者指纹与和手指长度的关系。更是开启了一种新的研究范式。
决定指纹的基因富集于肢体发于的相关通路,而非皮肤发育相关通路
为什么灵长类动物指纹与人不太一样,而考拉和人的指纹却很相似?上世纪60年代就有很多论文提出,白血病患者的斗型指纹比较多,两者之间有关吗?为什么唐氏综合征患者的指纹与普通人相差甚远?……
人类的指纹有三大类,弓形、斗型和箕型,关于指纹有很多有意思的科学问题,而指纹表型与哪种基因密切相关,其背后有怎杨的遗传学机制?
联合研究团队从定位与指纹花纹表型相关的遗传变异入手,面向5个东亚人群,3个欧洲人群共23,000多例个体进行全基因组关联扫描与多群体分析,从中识别出43个与人类指纹花纹相关的遗传基因座。
课题组发现,这些基因显著富集在肢体发育与形成的相关通路,而非皮肤发育相关通路。其中,位于3q26.2区域临近EVI1基因的变异位点与中间三枚手指指纹的复合表型显著相关,从而为上世纪初即被发现的“指纹模块现象”(中间三枚手指指纹高度相关)提供了表型组学和遗传学解释。
不止于此,基于小鼠动物模型和人胚胎组织的实验观察,团队发现,人类胎儿组织从肢体发育到皮纹形成的.系列过程中,支持EVI1基因发挥塑造四肢和手指作用的,正是表达于肢体发育期的间充质细胞,而非皮肤发育期的上皮细胞。这进一步与研究结论相印合:指纹相关基因恰通过调控肢体发育来影响指纹花纹的形成。
通过多表型关联分析,该研究亦发现指纹与手指长度比例紧密相关,两者共有相同遗传基础。如小指相对越长,掌长相对越短,双手斗型花纹越多;而食指远端指节(指纹形成处)相对越长,斗形花纹则越少。
与指纹基因相关的不仅是肢体发育,还有疾病
“肤纹表型是人体外观表型的重要组成部分,和人体其它表型与疾病都有密切的联系。通过这项研究,我们揭示了影响指纹花纹形成的是一系列肢体发育相关的重要基因,而这些基因在人体发育中往往起着重要的‘一因多效’作用。”汪思佳表示,有如比邻排列的“多米诺骨牌”,肢体发育基因是指纹的内在影响因素。
顺着这一思路,该项研究为肤纹与人体其它表型与疾病的关联研究提供了重要理论基础,有望打通宏观与微观表型的联系与作用机制,使“看手相识疾病”成为可能。
“例如,科学界已经发现不同的皮纹表型与许多先天遗传性疾病之间的关联,比如唐氏综合征患者可能会有断掌、足拇趾弓状球纹等特征。”汪思佳称,团队根据相关成果研发了首个基于肤纹表型的唐氏综合征辅助筛查体系,准确率98%。目前,这一成果已经申请了专利,正和复旦大学附属儿科医院等医疗机构合作,希望将相关研究成果尽早运用在新生儿先天性疾病的早期筛查中,实现早诊断、早治疗。再比如,在白血病患者往往斗型指纹更多出现,这与决定这一指纹的基因强相关,目前团队正与医院合作进行研究,期待尽早发现其关联。
研究范式革新,展现人类表型组学创新策源重大意义
“这一成果是人类表型组研究的一个经典案例,很好地体现了人类表型组学作为一种新范式具有创新策源的重大科学意义。”论文共同通讯作者、中科院院士、复旦大学教授金力这样评价。他说,本次复旦和中科院团队基于人类表型组计划“测一切之可测”的理念,通过大规模采集相关数据后进行解析研究,首次发现了指纹花纹和肢体表型之间存在强关联,而强关联背后的作用机理,则在于指纹花纹的形成和肢体的发育受到同一个基因EVI1的影响。这是一种典型的人类表型组学的研究范式与方法。
人类表型组,是人体所有生物特征的集合。开展人类表型组研究一个很重要的目的,就是要发现基因-表型-环境之间以及宏观-微观表型之间的关联机制、尤其是“强关联”及其背后的机制。据悉,复旦大学正和国内外伙伴一起大力推动人类表型组大科学计划,希望解析表型之间的强关联、尤其是那些现在科学家还没有注意到的、与人类健康息息相关的表型间的强关联,最终形成一张由各种强关联组成的“导航图”,为未来的生命健康研究提供新的指引和方向。
目前,经过来自不同机构的中国科学家团队的通力合作基于复旦在上海开展的800余人、每人测量近3万个表型的队列研究,已经初步绘制了全球首张“人类表型组导航图”,发现了150余万个强关联,其中跨领域强关联占39%,大部分是科学界首次发现。“这张‘导航图’,为我们科学界带来了海量的‘问号’,正等待我们科学家去进一步研究、破解,这也是我们下一步的重要工作之一。”金力说。
复旦大学人类表型组研究院、生命科学学院博士后李金喜,爱丁堡大学博士James Glover,复旦大学生命科学学院教授张海国和复旦大学生命科学学院博士彭美芳为该论文的共同第一作者,汪思佳研究员、Denis Headon教授和金力院士为该论文的共同通讯作者。
相关工作得到中国科学院战略性先导科技专项、上海市科技重大专项“国际人类表型组计划(一期)”、国家重点研发项目、中国国家自然科学基金、中国博士后科学基金资助项目、国家科技基础性工作专项、CAMS医学科学创新基金、国家自然科学基金重大研究项目,美国国立口腔和颅面研究所、欧盟委员会、澳大利亚研究委员会、澳大利亚国家健康和医学研究委员会、英国医学研究委员会、威康信托基金、香港卡多里慈善基金会、英国威康信托公司、英国心脏基金会、英国MRC和英国癌症研究中心等中外单位和项目的合同资助。
OK ,我给你吧。
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