[科普中国]-客官留步，要不要科学“看手相”？｜汪思佳

对人类指纹类型影响最大的，居然不是皮肤而是肢体发育？特定的指纹，可能和特定的疾病易感性基因有关？拥有“川”形掌纹的人会有什么与众不同的性格？未来能否根据肤纹更早地鉴别疾病患儿，更及时地干预？…… 中国科学院上海生命科学研究院研究员、博士生导师， 中科院计算生物学重点实验室副主任， 中科院上海生科院生物医学大数据中心副主任汪思佳带来 《如何用科学方法“看手相”？》。

汪思佳演讲视频：

以下为汪思佳演讲实录：

我是汪思佳。

我首先要声明一下，我真不会看手相，而且我非常怕别人说我是看手相的。我不是算命的，也不是在为算命站台——其实这个题目，稍微有一点哗众取宠。所以我接下来，先说介绍一下我是做什么的，让大家知道我是科学家，我的主要研究领域是什么。

其实我一开始，是研究人类的 遗传及表型特征多样性 。我们知道，人类走出非洲后，到达不同的地域以后形成了不同的适应。适应整体环境的时候，就会形成不同的特征。

我在博士期间，研究的就是人群之间的遗传多样性，可以推导出过去发生过什么样的历史事件，比如人类的迁徙和人群的混合。博士后期间，我研究的是自然选择在人类基因组上留下的印记，以及会造成什么样的表型变化。

我在2012年的时候回国，加入了这个中科院上海生命科学研究院，开始专门研究人类外观特征背后的基因，以及它们和健康状态的一些关系。

这是中科院上海生命科学研究院，可以说是我们国家生命科学领域最棒的机构之一。

我的主要研究对象，在前面已经提到了，就是人类外貌特征。我主要关注的三个地方： Skin and appendages（皮毛问题），Face and skull（面相）和Hands and limbs（手相） 。

但是我要跟大家说的是，其实我们是很科学的。我主要从两个角度进行研究——

Molecular mechanisms（分子机制）。人与人之间的特性其实有相当大的差异，要先量化，再去研究它跟基因到底有什么关系。

Health implications（健康影响）。这些特征差异背后，其实和健康疾病很有关系。

我今天就跟大家讲讲第三部分，就是手相部分，非常有意思。

首先，我要强调，我这项工作和这三位很有关系。

第一位是复旦大学的金力院士，他是我的一个很密切的合作伙伴。我现在是跟他一块儿合作一个非常大的国际项目，人类表型组计划，就是想把人从里到外、从头到脚、从分子到器官都量化起来。然后看看各个东西之间、各个层级之间表型的关系。

第二位是张海国老师，他看手相看了几十年，是专门做指纹肤纹的研究的一位老师，也出版了相关专著。张海国老师其实也是我做这方面研究的一个原因。张海国老师退休以后被复旦大学返聘，我回来做采样的时候就跟他合作起来。他非常想知道肤纹背后的基因到底是什么，于是我们就利用这个机会把研究开展起来了。

李金喜是我课题组的第一位博士生，她现在也在做博士后的研究。她接下来的很多工作，其实都是她作为第一作者完成的。

指纹的花纹，形成于胚胎发育的早期，差不多在3、4个月的时候就形成了。这是中华指纹博物馆里面陈列的一个差不多4个月大的胚胎，皮肤基本上已经发育完成了，可以看到清晰的花纹。

指纹花纹的分布，可以分为三级特征。其中，一级特征其实就是弓、箕、斗三型，有很强的群体差异。不同群体的人，频率是不一样的。比如说我们亚洲人，就是斗型比较多、箕型比较少。

指纹遗传率也专门有人研究过。有一个非常好的问题，就是同卵双生子的指纹是不是一样？确实，在一级特征上面，相似性会比较强；但其实也可能不一样。 我们研究过指纹形成的机制，其实指纹也有遗传 ，当时遗传率也是用双生子来推测的。一级特征大概在0.5~0.7，比较高（身高的遗传率是0.8~0.9，体重的遗传率只有0.5左右）。这个数值是用同卵双生子和异卵双生子做比对得到的，比较可靠。

这幅图是我们最近的研究成果，尚未发表：我们通过全基因组扫描，第一个发现了跟指纹相关的基因。

在全基因组层面上，有30亿个碱基对，其实只有1%的位点，人与人之间会有差异。我们想做的，其实就是基因多样性和表型多样性的关联性，想知道， 到底哪些基因会和表型多样性相关 。

我们从庞大的基因组里，隔一段就抽一个多样性的位点，总共差不多抽了几十万个位点。然后，将这几十万位点，每一个都去跟表型做关联分析。横轴其实就代表了染色体的位点，纵轴表示的是P值（关联性特别强的时候，P值也会特别显著）的对数转化。

这张图我们叫做曼哈顿图，因为你会发现有些地方特别高，类似曼哈顿的高楼。这些特别高的地方，其实就是我们找到的信号的位点，跟表型有关。在图中，有三个位点跳了出来。

这个发现，有好几个亮点。

首先，关联以后的基因，都是和肢体发育相关的。

另外，最左边的线代表的位点和当中的三根手指相关，最右边的线代表的位点跟两根小指相关的，中间的线代表的位点是跟右手大拇指相关的。也就是说，不同的基因和不同的手指花纹相关。

这个成果，跟之前发现的block structure（块结构）类似。我们的当中三根手指是一个block，也就是说，如果你的食指是斗型的话，中指和无名指也更容易是斗型。之前通过观察，我们知道存在这样一个情况，但是都不知道为什么；而如今我们的发现，就提供了线索。

我们去看了一些指纹花纹发育的一些文献，发现其实在7~12周，会先出现一个叫掌趾垫的东西，然后才形成了一系列的指纹特征。

掌趾垫对指纹花纹的形成起到非常重要的作用，它本身也会受到外力的影响：往右边扯一扯，可能就变成往右边扯的一个箕型花纹；往左边扯一扯，就变成往左边扯的箕型花纹；没有作用力，可能就是 斗型花纹；两边都往下扯，就变成一个弓型花纹，这一种其实特别少。

所以这也是为什么我发现的基因，基本上都是跟limb development（肢体发育）相关。因此，即使是同卵双生子的指纹也会有不一样的地方，因为在 子宫内受到的牵扯力会影响到指纹花纹的形成 。所以，指纹花纹的遗传率是0.5~0.7，还有很大的一部分不遗传，由外界因素影响。

我们发现的那个跟当中三根手指相关的基因，有个特别有意思的特性：它是一个 白血病易感基因 。我们发现这件事情以后，非常兴奋，因为60年代，柳叶刀杂志（The Lancet）上大概有近10篇文章都提到了白血病病人的斗型花纹比正常人多。

不过大家不用担心，你就算是十个斗，也不代表会得白血病，因为这不是一个prediction（预言），也不是一个诊断的标准。平均来说，在普通人群中斗型花纹有35%的话，白血病病人里面可能有38%，仅仅是在统计学上显著。

这里其实就涉及“ 一因多效性 ”（一个基因可以影响许多性状的发育）。我们认为，很有可能是胚胎发育的早，有一个基因位点改变了EVI1基因的表达，一方面它更容易变形成斗型花纹，另一方面它正好是一个白血病易感基因。所以二者之间， 并不是互为因果，只是具有共因 。

前面我提到，60年代有一系列相关文章发表在柳叶刀杂志上，其实是有原因的，因为当时正处于学术潮流：在更早的时候，科学家发现了唐氏综合征病人的肤纹特征和正常人不一样。从那以后，科学界就非常想知道，是不是还有其他疾病和掌纹有关。然而他们去做了一大堆的研究，最后就只发现了白血病。

唐氏综合征的那个发现其实很有意思。事实上，那时候统计学不太准确，做的预测模型也不太好。所以，我们想正儿八经地验证一下，如果想 用肤纹特征去预测（我们叫辅助诊断）唐氏综合征，到底有多准 。

现在大家都知道，唐氏综合征的检测（无创产前检测，NIPT）是在产前。在北京、上海这样的大城市，唐氏的早筛非常普及；但其他地方的普及率却不是很高。我们国家每年生下来的唐氏病人有近万人。唐氏综合征的病人其实有一些比较特别的面部特征，所以刚生下来，有一半以上的唐氏的病人就会被现场发现，然后会再去做一个核心检验；但是也有很大的一部分在现场没有发现，带回家长到两三岁才被发现。这时候家长把他送过来就诊，其实已经错过了最好的干预期。因为如果生下来的时候就被发现、前面两年就开始干预的话，尽管没有办法发育到正常人的水平，但IQ水平会明显高于晚干预的那些。

我们受到了一个灵感启发：小孩生下来，有点家长喜欢去做手足模，留下掌纹作为纪念。如果能收集到掌纹的照片，在我们的程序（algorithm）里面跑一下，就能知道检测有多准。所以我们专门做了一个模型，发现效果非常好，准确率可以达到0.99，比面部表型的判断还要准一些。

后来我们发现， 其实几乎所有的染色体疾病都会对肤纹（包括指纹、掌纹和足纹）产生影响 ，所以，就可以利用这个特性去做相关疾病的辅助诊断。我们把检测模型完善后，申请了一个专利，希望能够扩大它的应用，帮助国家减轻染色体疾病的负担。

这是我们当时的一个分形，检验了三个不同地方的唐氏综合征病人肤纹样本（case），同时取了两个地方的控制样本（control），可以发现基本上都是可以分开的，AUC（Area Under Curve，用于评价样本的区分能力，大于0.7表示分类有效）卡到了0.99。

我们主要抓六个表型，具体如下——

肤纹检验的六个表型

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尽管上面每一条都不能绝对判定，但六条加起来以后就可以检测得非常好。

前面曾提到，掌纹和性格也有关系，听上去有点像算命的。下面这张图是川掌，其实在普通人群里频率并不高，大于男性4%、女性8%。根据我们推测，它应该是一个与X染色体相关联（link）的主效基因（Xq23），而X染色体上有相当多和性格相关的基因。最后，我们把Xq23基因定位到了上图红色标注的这个位点，现在正在做一些功能的验证，看它到底是不是跟性格有关系。

我为什么会做这个研究呢？其实是我的一个大学同学，他找到我表示想研究一下川字纹。他说他是川字纹，而他家系中只要是X染色体link基本上都符合。我也是川字纹，我就问了我的家人呢，发现也差不多是符合，我就觉得这个事情有点做头。

后来，我的同学说他觉得川字纹和领导力有关。我问他，为什么？然后他给我展示了一张这样的图片（如上）：这些招手的明星和领导人都是川字纹。

我说，你这个方法不够科学。真要做的话，得看比例。比方说，把美国历代总统、国务卿全都抓出来，然后统计一下川字纹的比例是不是比正常的要高。

过了几个礼拜，他说找到证据了。他说自己正在上复旦的EMBA课，把这门课的小伙伴（有很多企业高管）全都看了一遍掌纹，发现40个人里面有11个川字纹，27.5%，明显高于正常人的6%。

于是我就开始做这方面的研究。目前，具体的结果还没有出来，但是我觉得很有意思，因为我非常相信“一因多效性”，我们发现了大量的证据。

最后，给大家看一对掌纹。这是谁的掌纹，你知道吗？

这是爱因斯坦的掌纹，也是川字纹。

我的分享就到这里，非常感谢各位。

(演讲嘉宾汪思佳：《如何用科学方法“看手相”？》)

作者：汪思佳

编辑：麦芽杨、凝音

题图来源：pixabay