遗传和环境效应对儿童少年智力影响的双生子研究
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【摘要】 目的 通过对双生子儿童智力测量指标的遗传度研究，探讨遗传和环境效应对儿童少年智力的影响程度。方法 采用韦氏儿童智力量表(WISC-CR)对233对6～15岁同性别双生子进行智力测评，以组内相关系数法计算各智力指标的遗传度。结果 6～15岁儿童少年总智商遗传度为0.437，言语智商遗传度为0.315，操作智商遗传度为0.482。积木和译码测验得分的遗传度分别为0.514和0.454，受遗传效应影响高于常识和词汇测验。结论 遗传对儿童少年智力水平有中等程度影响，遗传和环境效应在各具体能力上影响程度不同。良好环境刺激对促进个体智力各方面潜能发展都将具有重要意义。
【关键词】 遗传；环境；智力；双生研究；青少年
【中图分类号】 R 179 R 449.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1000-9817(2008)11-0974-02
智力是一种有目的行动，合理思考，有效地处理环境的个人的综合能力(David Wechsler，1958)。作为一种一般的心理能力，智力不但与表象结构有很好的关联，而且对健康、教育、职业结局等都具有一定的预示作用[1]。目前普遍认为，儿童智力是遗传和环境因素共同作用的结果，但二者的影响程度尚无定论。国外研究报道的智力遗传度估计值在40%～80% 之间[2]，我国关于儿童智力遗传度的研究差异较大[3-6]。笔者于2006-2007年在较大双生子人群中以韦氏儿童智力测验(WISC-CR)探讨遗传和环境效应对儿童少年智力的影响，并将流体智力和晶体智力作为认知能力感兴趣的指标。
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1 对象与方法
1.1 对象 在北京市东城区和石景山区初中及小学共募集6～15岁双生子316对，占2区双生子登记总数的87.88%，具有一定代表性。本研究以233对同性别双生子为研究对象(排除认知相关神经、精神疾病史者)，其中单卵双生子(MZ)182 对，二卵双生子(DZ)51 对；男、女生分别为242名(51.9%)和224名(48.1%)。平均年龄为(10.15±2.67)岁。
1.2 智力评价 由经过培训的专业人员使用韦氏儿童智力量表(WISC-CR)测评言语智商(VIQ)、操作智商(PIQ)和总智商(FIQ)。以韦氏量表中的常识测验和词汇测验反映晶体智力，积木测验和译码测验反映流体智力。
1.3 卵性鉴定 提取唾液DNA。使用Promega公司GenePrint 试剂盒，通过短串联重复序列基因扫描和分型技术测定DNA的4个STR位点(D5S818、D7S820、D13S317和D16S539)。将各位点基因型完全相同的双生子对作为MZ，任一基因型不一致者为DZ。可靠性达99.6%[7]。
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1.4 统计分析 使用SPSS 11.5 进行MZ和DZ各智力指标的一般性描述和分析，对性别分布进行χ2检验，年龄及智力指标进行t检验，遗传方差比较用F检验，对内相关系数比较采用Z检验。使用Holzinger公式h2 = ( rMZ-rDZ )/(1-rDZ) 估计遗传度，式中rMZ、rDZ分别为单卵双生子对和二卵双生子对的组内相关系数。
2 结果
2.1 MZ，DZ一致性比较 本研究各指标均呈正态分布。不同卵性双生子比较，MZ和DZ的年龄和各智力指标均值差异均无统计学意义(P值均>0.05)。MZ中男生占50.0%，DZ中男生占58.8%，经χ2检验，不同卵性双生子中男、女比例差异无统计学意义(P=0.115)，MZ和DZ间各指标具有可比性。见表1。
2.2 遗传效应分析 如表2所示，MZ与DZ各智力测量指标对内方差差异均有统计学意义，MZ对内方差明显低于DZ，提示各指标具有遗传效应。MZ与DZ各智力测量指标对间方差差异无统计学意义。
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6～15岁双生子的IQ遗传度估计值为0.437；PIQ和VIQ的遗传度分别为0.482和0.315。MZ各指标对内相关系数均高于DZ的对内相关系数，其中PIQ、FIQ、积木和译码4项的差异有统计学意义(P值均<0.05)。见表3。
3 讨论
双生子研究是研究遗传和环境因素作用的重要方法。经典双生子研究假设单卵双生子享有完全一样的遗传基因，其表型差异受到环境因素影响；二卵双生子有50%相同基因，其表型差异是遗传和环境共同作用的结果。本研究通过对233对MZ和DZ双生子组内相关系数差异的比较，以遗传度反映遗传因素对智力测验各指标产生的影响程度。6～15岁双生子的韦氏FIQ遗传度为0.437，表明遗传效应对儿童少年智力发展有中等程度的影响，与甄宏等[8]报道较接近。国内关于儿童智力遗传度的报道差异较大[3-6]，可能与样本量、智力测试方法和遗传度估计方法不同有关。遗传度是针对特定人群而言的，样本代表性对研究遗传方差对认知的作用具有重要意义[1]。
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VIQ的遗传度较低，提示环境因素对儿童青少年语言理解能力的相对影响较大。遗传效应对PIQ的影响超过总方差的50%，表明遗传因素对儿童青少年知觉组织能力发展有重要作用。知觉组织能力虽然受到遗传效应的影响大于语言理解能力，但环境因素对其仍有不容忽视的作用。国外双生子纵向研究认为，遗传因素可能是智力持续发展的主要力量，而共同环境对认知能力发展的稳定和改变起主要作用[9]。儿童智力受遗传因素的影响程度低于成人[1，10]，提示儿童期良好的环境刺激对个体智力潜能发展可能起到关键作用。有研究表明，儿童智力发展与学校、健康服务、社区等社会资源有关，其在智力测验以及生活实践中的表现还受到儿童个性特征如自尊、学习动机等的影响[11]。因此，促进儿童智力发展需要身体、心理等多方面的培养和锻炼，而不是简单地依靠学习。
晶体智力包括一个人所获得的知识以及获得知识的能力，流体智力是发现复杂关系和解决问题的能力。由于VIQ-PIQ和流体-晶体的区分并不完全对应，本研究参考Aleman等[12]和Facon等[13]文献报道，选择WISC-CR中常识和词汇测验反映流体智力，积木和译码测验反映晶体智力。研究结果显示，遗传效应对各测验指标按作用强弱依次为积木、译码、词汇、常识，表明流体智力受遗传效应影响高于晶体智力；这与晶体智力主要是后天习得的，流体智力主要与神经生理的结构和功能有关的理论相一致，也提示所选测验能较好地反映流体和晶体智力。王书荃等[14]认为，词汇测验和积木测验分别是晶体智力和流体智力的典型。
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4 参考文献
[1] BENYAMIN B, WILSON V, WHALLEY LJ, et al. Large, consistent estimates of the heritability of cognitive ability in two entire populations of 11-year-old twins from Scottish mental surveys of 1932 and 1947. Behav Genet, 2005,35(5):525-534.
[2] PLOMIN R, HILL L, CRAIG IW, et al. A genome-wide scan of 1842 DNA markers for allelic associations with general cognitive ability: A five-stage design using DNA pooling and extreme selected groups. Behav Genet, 2001,31(6):497-509., http://www.100md.com(张 悦 季成叶 潘勇平 何鲜桂 李 勃 高爱钰)