學童基因對學習成績的影響有多大

凱里·利姆菲爾德 瑪格麗塔·馬蘭基尼

兒童在學校的表現差異很大。近年來，研究者發現近2/3的學習成績差異可由兒童基因不同來解釋。

基因能影響兒童在小學、義務教育最后階段、甚至不同學科的學習成績。

但是鮮為人知的是基因和環境因素如何在兒童整個學生時期影響其學習成績。

為了對此進行研究，我們從參與英國雙胞胎早期發展研究中的6000多對雙胞胎中隨機抽取一些雙胞胎個案，分析他們從小學到義務教育最后階段的考試成績。新研究發現雙胞胎的學習成績非常穩定：小學學習成績好的孩子通常普通中等教育證書（GCSE）考試（在義務教育最后階段進行）也考得很好。

用雙胞胎進行研究可以估計出由基因來解釋的行為差異比例。同卵雙胞胎的基因100%相同，異卵雙胞胎大約50%的基因相同，相當于普通親生手足。如果同卵雙胞胎之間的某些特性比異卵雙胞胎更加相似，比如，學習成績。我們可以由此推斷該特性，即學習成績是受到基因影響。如果雙胞胎在小學和中學之間的標準化考試成績都相近，由此我們可以測度該特征的遺傳因素，或學童DNA序列差異影響的學習成績差異比例。

經此研究，我們發現學習成績穩定性70%是由基因決定的，25%是由于雙胞胎相同的生長環境，比如在同一個家庭中長大、上同樣的學校等。5%是由于不同的環境，比如不同的朋友或老師而決定。

如果雙胞胎之間學習成績發生變化，小學和初中間學習成績或上升或下降，我們發現大多是雙胞胎兩人各自經歷不同的環境因素造成的。

如果認為基因對兒童在校學習成績穩定性的重大影響是由于智力因素也合情合理。但是我們發現基因還是最主要的原因，占到60%的因素，即使把智力因素算進去也如此。智力是通過雙胞胎兒童和青少年時期參加的語言和非語言的測試來計算。

類似的雙胞胎研究估算能告訴我們大范圍群體的行為特征，但最近的科學進步大多在揭示基因對個人的影響。通過全基因組關聯分析，研究基因差異與學習成績的關聯取得了巨大的成功。這些研究指出與某些特征相關的基因標記。然而，每個基因標記只能解釋很小比例的（少于0.1%）的個體學習成績差異。

最近有了更加有效的研究方法，即匯總全基因組關聯分析發現的上千個基因標記，計算全基因組的“多基因遺傳評分”。這個評分能更加準確地預測不相關的人的特征差異，比如學習成績差異。

作為新研究的一部分，我們用之前全基因組關聯分析研究建立一種學習成績的多基因遺傳評分系統。我們以此計算了6000對雙胞胎每對中其中一個的分數（如此一來，在這個研究中每個人都是不相關的）。這個分數能預測他們在整個學校時期的學習表現，并能預測小學開始時有4%的學習成績差異，以及通常普通中等教育證書考試10%的差異。我們的發現認證了我們第一部分雙胞胎研究的結果，同樣的基因差異能解釋兒童在成長過程中各個階段的學習成績差異。

由于發現基因能夠影響兒童整個學生時期的學習成績，我們更加需要盡早發現需要幫助的兒童，因為這些問題會在他們整個學生時期一直存在。

將來，利用多基因遺傳評分系統，以及學生環境因素預測（比如接觸某些社區，家庭和學校環境）這些工具，能夠很早辨認出學習上有困難的兒童，繼而能夠給他們提供個性化學習課程。

比如，我們可以在孩子出生時做DNA測試，確定可能有閱讀困難的孩子并給予其早期干預。因為早期的預防干預更有可能成功，多基因遺傳評分系統的優勢就在于孩子出生時和稍后階段的預測都是一樣準確，這對學習可能很困難的孩子尤其有幫助。（摘自英國廣播公司新聞網）（編輯/諾伊克）