《Science》50 万人全基因组新研究是否表明同性恋受基因影响很小？ 第1页

迄今为止规模最大的同性性行为研究显示，同性性行为受到基因和环境的共同影响，而且这个基因并非指的是单个基因，也不是几个，而是很多基因，因此想预测个体同性性行为的发生是不可能的。2019年8月30日出版的《科学》杂志发表了这一结果[1]。

此前已有科学家提出基因影响性取向（sex orientation）的理论，证据包括有观察发现同性性行为具有家族特征，而且同卵双胞胎的性取向比异卵双胞胎或者兄妹更为一致。 但是，由于这些与性取向有关的遗传变异（genetic variants）研究往往样本较小，与同性性取向和性行为有关的遗传变异位点过去一直没有被发现。尽管基于双胞胎和家族的研究发现同性性取向的确存在基因基础，但这些都是非直接、推测性的证据 [1,2]。 为了找到与同性性行为有关的遗传变异，研究同性性行为的遗传结构和潜在的生物学基础，由美国、英国、瑞典、荷兰、丹麦、澳大利亚等国的科学家组成的国际研究团队，进行了迄今为止参与人数最多的同性性行为全基因组关联研究（genome-wide association study, GWAS）。 在遗传学领域，GWAS 是一种通过比较不同个体全基因组的遗传变异，以发现是否存在与某一特征相关的变异（variants）的研究 [3]。简言之，GWAS 研究将某一特征不同表型（phenotypes）——例如身高正常和身高偏矮——的受试者的 DNA 序列进行比较，如果在身高偏矮的人群中发现某一种变异出现的频率更高，那么该变异就被认为与身高偏矮有关。 在实际应用中，GWAS主要聚焦于单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）和某一特征之间的关系。所谓 SNPs 是指在基因组中的某一特定位置发生的单核苷酸替换（例如G变为T）[4]。核苷酸是 DNA 的基本组成单元，在人类的 DNA 中，平均每一千个核苷酸就会有一个核苷酸发生替换。换句话说，在一个人的基因组中存在大约400万-500万个SNPs。科学家们已经在全世界的人群中发现超过一亿个SNPs，其中绝大多数对健康和发育没有影响[5]。

回到这项覆盖人数史无前例的同性性行为研究中来。之所以说史无前例，是因为此前类似的研究受试者大多为几千人，而这项研究的有效受试者达到了477522人，其中绝大部分基因样本来自 UK Biobank（408995人），剩下的则来自美国的基因技术公司 23andMe（68527人）。 “这不是探索同性性行为遗传学的首次研究，但是之前的研究规模小而且缺乏说服力。那些研究的结论绝大部分不可重复。因此，我们决定组建一支国际合作的团队，搜集了超过50万人的数据。利用这些数据，我们比对了 DNA 和自我报告的性行为。” 论文的第一作者、来自美国麻省总医院和麻省理工-哈佛博德研究所的安德里·甘纳（Andrea Ganna）在北京时间本周二晚的媒体电话会议上说。 为了研究的方便，研究人员将性行为认定为一种表型，并将该表型分为两类——有同性性行为（nonheterosexuals）和无同性性行为（heterosexuals）。

受试者属于哪种表型取决于受试者的自我报告，其中有26827人报告有过同性性行为，占受试者总数的5.6%。参与研究受试者年龄在40-70岁之间。 经过 GWAS 分析，研究人员共发现了5个与同性性行为显著相关的 SNPs，其中2个在男性和女性中均存在（下图中的红色菱形），2个只在男性中存在（下图中的浅绿倒三角形），1个只在女性中存在（下图中的深绿三角形）。相比于绝大多数已被研究过的特征来说，与同性性行为相关的 SNPs 存在明显的性别差异，跨性别的基因关联度（across-sex genetic correlation）只有0.63。基因关联度为1表示基因在两性的遗传变异中的作用是一样的，0则表示基因在两性的遗传变异中所起的作用不一样 [2]。

同性性行为GWAS的曼哈顿图 图源：Science 尽管这5个 SNPs 与同性性行为相关，但它们对于发生同性性行为的影响非常有限。例如在 UK Biobank 中，rs34730029位点上基因型为 GT 的男性中有过同性性行为的人数占比为4%，只比TT基因型多出0.4%。即使把5个 SNPs 结合起来考虑，它们能解释的同性性行为变异也不到1%，因此，研究者强调并不存在所谓的 “同性恋基因”（gay gene）可以对一个人的性取向做出预测。

当把所有的 SNPs 综合起来考虑，而非仅限于以上所发现的5个SNPs时，研究人员估计在人群中，女性和男性同性性行为基于SNP的遗传度（SNP-based heritability）——即遗传因素所决定的比例——为8-25%。 为什么与同性性行为显著相关的 SNPs 对同性性行为影响非常有限，而将所有的SNPs 结合起来却会对同性性行为产生不可忽略的影响呢？ “显著的SNPs造成的变异和所有普通的 SNPs 造成的变异之间的差异表明，同性性行为和大部分复杂的人类特征一样，受到许多遗传变异的微小的累加效应的影响，其中的大多数在现在样本规模下无法被检测到。” 甘纳等人在论文中写道，他们认为这样的差别表明基因对同性性性为的影响是受众多基因共同决定的。他们强调，基因对性倾向影响的结论是针对人群而非个体的，无法对个体的性取向做出预测。 “因为甘纳等人的研究发现他们找到的基因位点对于个体同性性行为的预测准确度不足1%，因此利用这些结果来预测、干预或者进行想象中的 ‘治疗’ 是根本不可能的。” 牛津大学社学会系教授梅琳达·米尔斯（Melinda Mills）在同一期的《科学》评论文章中写道 [2]。
与之前的同性性行为生理基础研究结论不同的是，甘纳等人并没有在X染色体上发现与性取向有关的遗传变异。1990年代的研究认为同性性行为与X染色体上的Xq28区遗传变异有关[2]。 23andMe的高级科学家，同时也是一名同性恋的萨塞拉庞萨苏提（Fah Sathirapongsasuti）博士在媒体电话会议上打趣道：“（我）本可以轻松地怪我妈，因为她给了我X染色体。不过幸运地是，对她来说这项研究已经从根本上反驳了我的理论，现在我爸我妈都有责任。” 此外，研究人员还发现了一个有趣的现象。与男性同性性行为有关的一个 SNP 同时与男性型脱发（male pattern balding）有关，此外，在该 SNP 附近有着与性别形成有关的基因TCF12。研究人员认为这一发现强化了性激素有可能参与同性性行为形成的观点。

基因之外，环境对于同性性行为的影响也不可忽视。需要指出的是，这里的环境（environment）是一个与基因相对的宽泛概念，并没有特指的自然或社会环境因素。 “环境对我们来说很难量化，它可能是子宫里的任何东西，也可能是早上地铁站里碰巧站在你身旁的人，是所有可能会对复杂特征产生影响的潜在环境因素。我们无法确定这些环境因素是什么，我们能确定的是环境因素是存在的，因为我们给出了遗传对这一特征的影响程度。” 博德研究所副教授本·尼尔（Ben Neale）在媒体会议上说。 尽管这项研究没有对环境的影响做详细讨论，但论文中的一张插图或许能帮助我们理解社会环境对同性性行为的影响。研究人员发现1960年代出生的人中报告同性性行为的比例远高于1940年代以前出生的人，这一现象在英国诺丁汉大学媒介与文化研究副教授包宏伟看来，与近几十年西方社会对同性恋的包容度提高有关。

UK Biobank中报告曾至少有过一名同性性伴侣的受试者占比随着受试者出生年份的增加而增加 图源：Science
“宽容的社会氛围势必会给性和性别少数的表达创造机会。我认为这是一件好事，这是社会的进步，说明人类对生物多元性认识的提高和对个体生命的尊重。” 从事同性恋身份研究的包宏伟在接受《知识分子》采访时表示。 值得注意的是作者在论文中并没有使用“同性恋”这一字眼，而始终将研究界定为 “同性性行为”，作者强调，这项研究关注的是 “行为”（behavior）而非 “身份”（identity）——同性恋是一种身份，取决于自我认同。

“研究并没有问人们自我身份是否是酷儿（queer），而是报告是否有同性性伴侣，这是一个重要的区别，这对于理解我们是如何思考这些问题是一个非常重要的方面。” 尼尔在媒体电话会议上说。 尽管并不针对特定身份人群，但是这项研究的结论无疑会对包括同性恋在内的性少数群体带来影响——可能会是积极的影响。 “我认为这项研究会对人们理解同性恋群体产生积极的影响。它驳斥了 ‘同性恋天生所以性倾向不可改变’ 的陈旧说法。也就是说同性恋和异性恋一样都是基因和文化共同决定的结果，因而就没有孰优孰劣的比较依据。” 包宏伟表示。 在回复《知识分子》的邮件中，他继续写道：“一个人不必因为自己是同性恋而自卑，也不必因为自己是异性恋而自豪。

人们对性少数的歧视其实是社会文化作用的结果。在一个异性恋占据霸权的社会里，很多人会以异性恋作为规范来评判他人的性行为，这样的做法很有问题。一个开明的社会会对性和性别多元接受度比较高，一个保守和闭塞的社会对性少数接纳度较低。” 需要注意的是，研究人员表示他们目前只研究了欧洲血统的受试者，而且只来自于几个西方国家，这只是初步的研究，需要 “更大和更加多元的样本以更加深入了解这些发现在不同社会文化中的适应程度”。 “未来的研究工作应当研究遗传倾向（genetic predisposition）是如何被环境因素改变的，这需要一种多学科的社会基因组学（sociogenomic）方法。” 米尔斯在评论文章的最后如此写道 [2]。

对于这项关于同性性行为的研究，用双生子和GWAS两种方法研究过人类认知、也曾对老鼠做过遗传学研究的分子神经生物学家饶毅认为：1）有无基因参与，基因参与多大程度，都是科学问题；2）通过双生子研究遗传参与的程度，其可靠性远高于GWAS；3）“很多基因参与、一个基因参与程度不大”，这种结论不能区分以下两种情况：a. 是在很多人里面有很多基因，每个基因有很小的贡献 b.是很多基因在人群里参与不同人、但一个基因可以对一家人影响很大；4）自我报告是否有同性性行为的差异可以很大，不客观。人不是老鼠，不能通过录像来观察，研究老鼠可以把老鼠24小时的行为记录下来、不依赖自我报告；5）这项研究不可能是终结，不妨等待以后更多研究。

感谢西湖大学生命科学学院郑厚峰教授对于文章的讨论。