誰在害怕遺傳祖先？

《科學》雜誌上的一篇新文章認為，在科學研究中使用大陸祖先類別需要改變。

祖先的概念用於種群遺傳學、考古學和遺傳譜系學。隨著對更多臨床基因組學和個性化醫學的推動，它在健康研究中也越來越受歡迎。

在最近著名的《科學》雜誌上舉行的政策論壇上，一個由醫學、遺傳學、社會學和生物倫理學等領域的學者組成的跨學科團隊對遺傳祖先類別在科學研究中的使用提出了質疑。

但遺傳祖先到底是什麼，為什麼我們在科學中如何使用它很重要？

什麼是遺傳祖先？

“遺傳祖先”不是普通“祖先”的同義詞。你的祖先，或家譜祖先，指的是你的祖先——你所生的人。那是你的父母、祖父母、曾祖父母等等，可以追溯到歷史。

然而，你的基因組可能只包含來自其中一些祖先的少量信息。父母只將50%的DNA傳遞給孩子，父母的DNA片段在每個精子和卵細胞中以不同的方式洗牌和組合。

因此，要了解一個人的遺傳祖先，你需要看看基因組本身，並追蹤DNA片段是如何隨著時間的推移傳遞的。這可以用一種稱為祖先重組圖的表示來描述——它看起來有點像家譜，專門跟蹤DNA的遺傳。

Edmond J的研究助理Anna Lewis表示：“我們將其定義為我們每個人通過家譜繼承基因組這些不同部分的方式。”

到目前為止，還不錯。主要問題來自科學家和其他人如何選擇對這種祖先進行分類和標記。

“你可能會注意到，該定義不是指任何類型的分組。”

然而，科學研究經常將人分為幾類，一個系統特別受歡迎。2017年對《自然遺傳學》雜誌文章的分析報告稱，自20世紀90年代以來，大陸祖先標籤的使用顯著增長，如“非洲”和“歐洲”祖先。

這些標籤可能不是基於對個人遺傳學的直接了解，而只是基於他們的假定或自我認同的祖先。例如，白人可能會被歸入“歐洲血統”類別，而不知道每個為該人的DNA做出有意義的貢獻的祖先是否真的來自歐洲。

種族科學的長影

要掌握這裡利害攸關的問題，重要的是要了解種族和科學的黑暗歷史——這本身就是一個巨大的話題——以及它今天在遺傳學和醫學中是如何回蕩的。

1735年，瑞典分類學家Carl Linnaeus——現代科學命名系統之父——將人類分為四個有色的“種族”：“白人”歐洲人、“紅色”美國人、“黃色”亞洲人和“黑人”非洲人。從那以後，西方科學一直在努力超越類似的分類。儘管遺傳數據清楚地表明，通常理解的人類“種族”與明顯可區分的遺傳群體不符。兩個人可以屬於同一個“種族”，並擁有非常不同的DNA和祖先。

然而，種族類別仍然可以滲透到科學和醫學實踐中。例如，2020年《新英格蘭醫學雜誌》上的一篇文章強調了醫療保健專業人員用於臨床決策的多少算法明確考慮了患者的種族——通常以一種為白人患者提供更好的醫療保健的方式。

專家表示

種族需要被理解為一種社會和政治結構，而不是生物學上的內在結構。Lewis和劍橋大學的人口遺傳學家Aylwyn Scally都指出，在20世紀初，來自意大利和希臘等南歐國家的人往往被排除在白人類別之外，白人的概念是與北歐人不同的種族。

“誰被定義為什麼非常依賴上下文，並且經常反映哪些類別適合任何掌權者？”

“種族是種族主義的適當代表，這是一件重要的事情。因此，在各種研究中，將種族作為一個變量收集起來是非常合適的……但種族不是任何生物的好代表。”

專家表示，種族需要被理解為一種社會和政治結構，而不是生物學上的內在結構。

但我們確實需要某種方法來談論人類的遺傳變異，即使種族不是這樣。昆士蘭大學統計遺傳學家Loïc Yengo致力於開發基於DNA預測疾病風險的模型。他表示：目前，科學家和臨床醫生準確做出這些預測的能力受到阻礙，因為大多數可用的遺傳數據來自歐洲血統的人。

由於這些數據僅代表我們整個物種遺傳多樣性的某個子集，這意味著對於不共享該數據庫中常見的DNA變體的人來說，疾病的預測可能不太準確。

拯救的遺傳祖先？

在這種背景下，遺傳祖先似乎是一種更科學、更少問題、更全面、更有吸引力的人類變異方式。

但遺傳祖先能兌現這個承諾嗎？在最近的論文中，Lewis和她的同事們認為事實並非如此。

首先，大陸祖先分組不能準確捕捉人類遺傳多樣性的廣度。人及其基因組不會整齊地屬於大陸的“類型”。相反，從遺傳學上講，我們都存在於更密切或更遠的聯繫。

這與我們對人類人口歷史的了解是一致的，在人類人口歷史中，大規模移民和群體之間的不斷混合一直是常態。根據考慮的時間範圍，我們都有多個祖先。

“據我們所知，在我們的歷史上，世界各地和人群之間不斷存在基因流動、遷移和移動……因此，遺傳祖先反映了這種複雜性。”

此外，Lewis和她的合著者警告說，不加批判地使用大陸祖先類別可能會延續該領域試圖避免的同樣簡單和有害的種族類別。如果我們簡單地將“白人”替換為“歐洲血統”，將“黑人”替換為“非洲血統”，將“亞洲”替換為“東亞血統”等，那麼很難看出大陸血統類別有什麼幫助。

“危險在於，我們只是把一套詞換成另一套詞，我們沒有取得任何進展，最終遇到的問題與我們一直試圖解決的問題完全相同。”

斯坦福大學社會學家Aliya Saperstein表示：“‘種族’和遺傳祖先的持續不加批判的混淆塑造了人們如何解釋研究結果，然後根據這種錯誤的解釋就資金分配、研究優先事項和患者護理做出決定。”

“如果種族主義和其他‘環境因素’的存在沒有在研究中得到適當考慮——遺傳因素和其他因素——那麼研究結果充其量不太可能緩解種族不平等，最壞的情況可能會加劇種族不平等。”

科學如何正確地獲得遺傳祖先？

科學文章呼籲研究人員實施“更複雜的祖先概念”——這個概念更緊密地反映了我們細緻入微的遺傳歷史和相關性的現實，並擺脫了簡單的標籤。但那實際上會是什麼樣子呢？

Lewis表示，這取決於研究是什麼，但她舉了一個遺傳學家試圖找到遺傳變異和疾病之間聯繫的例子。這些遺傳學家可能會擔心，在研究中擁有不同大陸遺傳祖先的人會掩蓋基因和疾病之間的聯繫，使他們的結果信息較少。

“通常情況下，他們最終只關注一個祖先群體，或者將人們劃分為這些大群體，然後進行分析。”“我們認為其中許多做法是完全可以避免的。”

圖說明了“祖先重組圖”（ARG）的概念。

（A）一個人（以黑圈表示）及其直系祖先的血統；（B）血統中遺傳該個體基因組中單個位置的DNA的途徑；（C）一個人的ARG，它僅代表DNA遺傳途徑，而不是每個祖先；（D）合併多個個體的ARG。來源：Mathieson和Scally（2020），什麼是祖先？PLoS遺傳學16（3）。© 2020 Mathieson，Scally，根據知識共享署名許可證轉載。

相反，科學家應該轉向分析技術和工具，這些技術和工具可以以持續而不是絕對的方式處理遺傳祖先。

Scally和Yengo普遍同意，保持更多的複雜性更可取——不僅從道德角度來看，而且從科學角度來看也是如此。

作為一名受過數學培訓的統計遺傳學家，Yengo告訴大家，他習慣於用連續測量來思考——但默認情況下，遺傳學中的許多分析工具不能以這種方式工作。

“如果我們能擁有不需要我們一開始就把人貼上標籤的軟件，我認為這將是一個很好的起點。”

“肯定會有更好的方法可以盡可能長時間地將類別排除在外。”

既然遺傳祖先是如此複雜，很難準確分類，我們為什麼要費心將人歸類呢？

“Scally認為很多時候，我們應該盡量避免它。”“肯定會有更好的方法可以將類別排除在盡可能長的時間之外，並更長時間地使用這些複雜的結構。這將需要更大、更好的工具、更大的計算資源和類似的東西，但這完全可行。”

不過，他對類別是否可以完全放棄持懷疑態度。

“這仍然會達到一個地步，即（科學家）想嘗試展示他們的結果，並談論他們的發現。如果不貼上某種標籤，就很難做到這一點。”

但放棄所有祖先類別並不是Lewis和她的合著者真正呼籲的。他們希望科學家盡可能避免使用類別，並更深入、更批判性地思考這些類別的描述——遺傳或環境差異，或兩者兼而有之。

對未來的希望？

Saperstein指出，新的科學論壇並不是第一次提出類似的問題。

“不幸的是，即使大多數人在理論上同意這一論點，大多數遺傳學和生物醫學研究人員似乎也沒有將其付諸實踐。”

“他相信潮流終於轉動了，遺傳學研究人員終於在質疑他們領域理所獲的理所當然的方法。但這不是第一篇提出這一論點的文章，同時這不會是最後一篇文章。”

“相信潮流終於轉動了。”

Lewis更樂觀，引用了她的經驗，她指導包括遺傳學家、生物倫理學家、社會學家和人類學家在內的跨學科團體在新論文中達成共識。

“該領域確實有一些方法可以超越它們，但Lewis認為，人們並不完全理解做出這些改變的道德要求……我們需要做更多的工作，我們需要改變很多心智。”與此同時，我們所有人的帶回家的信息是記住遺傳祖先類別簡化的複雜性，並記得問問自己它們真正代表什麼。