中國青年報客戶端上海1月7日電（中青報·中青網記者王燁捷）人類的指紋花紋如何形成？何種基因在其中發揮了主導作用？指紋花紋的變化是否能成為某些疾病的“預警”？1月7日，中科院上海營養與健康研究所汪思佳研究員團隊、愛丁堡大學Denis Headon教授團隊和復旦大學金力院士團隊聯合國內外十餘家科研機構進行的這項研究，以《肢體發育基因構成人類指紋花紋差異的基礎》（“Limb development genes underlie variation in human fingerprint patterns”）為題發表於2022年第一期《細胞》（Cell）主刊。

文章透過對較大樣本人群的分析，精確量化了多種族群體的指紋花紋，經分析幾百萬遺傳位點和指紋花紋之間的關係後指出，人類肢體發育相關基因在指紋花紋表型的形成中發揮了關鍵作用，有望為研究透過膚紋表型實現特定疾病的早期識別與篩查提供新思路。

研究者們從定位與指紋花紋表型相關的遺傳變異入手，面向23000多例個體進行全基因組關聯掃描與多群體薈萃分析，從中識別出43個與人類指紋花紋相關的遺傳基因座。

“我們觀察到，這些基因顯著富集在肢體發育與形成的相關通路，而非皮膚髮育相關通路。”中科院上海營養與健康研究所研究員、論文通訊作者汪思佳介紹，研究發現位於3q26。2區域臨近EVI1基因的變異位點與中間三枚手指指紋的複合表型顯著相關，從而為上世紀初即被發現的“指紋模組現象”（中間三枚手指指紋高度相關）提供了表型組學和遺傳學解釋。

汪思佳研究員介紹研究成果。王燁捷/攝

有意思的是，指紋變化或許與人體疾病有密切的聯絡。“膚紋表型是人體外觀表型的重要組成部分，和人體其他表型與疾病都有密切的聯絡。透過這項研究，我們揭示了影響指紋花紋形成的是一系列肢體發育相關的重要基因，而這些基因在人體發育中往往起著重要的’一因多效’作用。”汪思佳說。

順著這一思路，該項研究為膚紋與人體其他表型與疾病的關聯研究提供了重要理論基礎，有望打通宏觀與微觀表型的聯絡與作用機制，使“看手相識疾病”成為可能。

記者注意到，人類對外形表徵與疾病關係的研究，由來已久。其中比較有名的是1973年在醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》發表的由Sanders T。 Frank醫生髮現的“耳垂褶皺和冠心病有著一定的關係”的文章，這個現象最早也被稱為Frank徵，也有些人稱它為“耳折徵”。而在2020年8月的《歐洲心臟病雜誌》上又有學者發文稱，額禿（髮際線後移）、頭頂禿、耳垂摺痕、耳前摺痕、眼袋深、魚尾紋深、額頭皺紋深、眼眶周圍有皺紋、鼻溝、鼻唇溝（法令紋）深、老年斑、口唇蒼白等頭面部特徵被演算法認為可能與冠心病存在較顯著關聯。

指紋花紋相關研究的示意。王燁捷/攝

那麼，“手相”或者皮紋表型，能否預警某個疾病的發生呢？“科學界已經發現不同的皮紋表型與許多先天遺傳性疾病之間的關聯，比如唐氏綜合徵患者可能會有斷掌、足拇趾弓狀球紋等特徵。”汪思佳介紹，其團隊正和復旦大學附屬兒科醫院等醫療機構合作，希望將相關研究成果儘早運用在新生兒先天性疾病的早期篩查中，實現早診斷、早治療。

這篇論文的共同通訊作者、中科院院士、復旦大學教授金力認為，這項研究成果體現了人類表型組學創新策源的重大科學意義，“首次發現了指紋花紋和肢體表型之間存在強關聯，而強關聯背後的作用機理，則在於指紋花紋的形成和肢體的發育受到同一個基因EVI1的影響。這是一種典型的人類表型組學的研究正規化與方法。”

他指出，復旦和中科院團隊共同開展人類表型組研究一個很重要的目的，就是要發現基因-表型-環境之間以及宏觀-微觀表型之間的關聯機制，尤其是“強關聯”及其背後的機制。

據悉，復旦大學正和國內外夥伴一起大力推動人類表型組大科學計劃，將對相當規模的志願者群體儘可能多、儘可能全地採集表型資料，進而發現並解析表型之間的強關聯，尤其是那些現在科學家還沒有注意到的、與人類健康息息相關的表型間的強關聯，最終形成一張由各種強關聯組成的“導航圖”，為未來的生命健康研究提供新的指引和方向。

目前，經過來自不同機構的中國科學家團隊通力合作的基於復旦在上海開展的800餘人、每人測量近3萬個表型的佇列研究，已經初步繪製了全球首張“人類表型組導航圖”，發現了150餘萬個強關聯，其中跨領域強關聯佔39%，大部分是科學界首次發現。

復旦大學人類表型組研究院、生命科學學院博士後李金喜，愛丁堡大學博士James Glover，復旦大學生命科學學院教授張海國和復旦大學生命科學學院博士彭美芳為該論文的共同第一作者，汪思佳研究員、Denis Headon教授和金力院士為該論文的共同通訊作者。相關工作得到中國科學院戰略性先導科技專項、上海市科技重大專項“國際人類表型組計劃（一期）”、國家重點研發專案、中國博士後科學基金資助專案、國家科技基礎性工作專項、CAMS醫學科學創新基金等中外單位和專案的合同資助。