上海交通大学 生物技术与人类论文 SHANGHALJIAO TONG UNIVERSITY u 院（系)信息安全工程学院 专业信息安全 姓名 赵薇 学号5100369046
生物技术与人类论文 院（系） 信息安全工程学院 专业 信息安全 姓名 赵薇 学号 5100369046
浅析《Genetic contribution to stability and change in intelligence from childhood to old age) 智力是人类很重要的一项衡量指标，它与人生有着密不可分的联系，例如教育职业成功， 社会地位，健康和疾病等等。在年老时保持高智力能拥有更好的身体状态和处理日常事务的 能力。由此，我们一直在探寻基因和不同年龄段智力的差别之间的联系。然而，大多数的研 究并没有跟踪人们一生的智力测量，这使得我们的探寻没有充分的资料，有力的证据。并且， 没有一个准确的定量的方法模型来研究基因在不同年龄段智力所起的作用。本文基于这些问 题，提出了良好的定量分析模型，基于不多的跟踪研究数据给出了相关论述。 跟踪实验的参与者是来自1936年Aberdeen(以下称ABC1936),1921和1932年Lothian (以下称LBC1921和LBC1932)的出生群体，他们是1932年（对于LBC1921)和1947（对 于ABC1936和LBC1936)苏格兰智力调研的参与者并且如今还尚在人世，他们在11岁时都 接受过验证智力测试（以下称测试）。年老时，他们的智力通过测试来自不同的智力测试 的第一指标项来确定，其中，LBC1921和LBC1936再一次接受M旧测试。这样，我们得到了 基因和环境影响智力的稳定和变化的测试结果。对SNP(single nucleotide polymorphism 单核苷酸多态性)的测试清楚高质的反映了它们之间的相互关系。 为了估计基因和环境对智力的加权影响，我们采用了人类基因组中提取的基因信息，这 是一种对传统方法进行多元扩展的得到的新方法，它允许我们估计个人基因和基因库之间的 差别和联系。我们利用线性混合模型进行方差分量分析。第一步，利用单变量分析我们得到 基于SNP相似矩阵得到显性智力特征为0.24（标准差为0.2）。然后，二元变量分析观测了 早期和后来智力特征的变化来研究基因和环境在改变智力上起到的作用。环境相关性来自同 一个人的两种不同时期显性特征，而基因相关性则来自不同人同一时期的显性特诊观测。研 究表明，11岁M测试和老年智力测试得到智力显性特征为0.63（方差为0.02），二元分析 得到11岁是智力特征值为0.48（方差为0.18）而年龄在65-79之间的被测试者智力特征值 为0.28（方差为0.18）。基因相关度为0.62（方差为0.22）而环境相关度为0.65（方差为 0.12)。详细数据表格如下图1-1
浅析《Genetic contribution to stability and change in intelligence from childhood to old age》 智力是人类很重要的一项衡量指标，它与人生有着密不可分的联系，例如教育职业成功， 社会地位，健康和疾病等等。在年老时保持高智力能拥有更好的身体状态和处理日常事务的 能力。由此，我们一直在探寻基因和不同年龄段智力的差别之间的联系。然而，大多数的研 究并没有跟踪人们一生的智力测量，这使得我们的探寻没有充分的资料，有力的证据。并且， 没有一个准确的定量的方法模型来研究基因在不同年龄段智力所起的作用。本文基于这些问 题，提出了良好的定量分析模型，基于不多的跟踪研究数据给出了相关论述。 跟踪实验的参与者是来自 1936 年 Aberdeen（以下称 ABC1936），1921 和 1932 年 Lothian （以下称 LBC1921 和 LBC1932）的出生群体，他们是 1932 年（对于 LBC1921）和 1947（对 于 ABC1936 和 LBC1936）苏格兰智力调研的参与者并且如今还尚在人世，他们在 11 岁时都 接受过验证智力测试（以下称 MH 测试）。年老时，他们的智力通过测试来自不同的智力测试 的第一指标项来确定，其中，LBC1921 和 LBC1936 再一次接受 MH 测试。这样，我们得到了 基因和环境影响智力的稳定和变化的测试结果。对 SNP（single nucleotide polymorphism 单核苷酸多态性）的测试清楚高质的反映了它们之间的相互关系。 为了估计基因和环境对智力的加权影响，我们采用了人类基因组中提取的基因信息，这 是一种对传统方法进行多元扩展的得到的新方法，它允许我们估计个人基因和基因库之间的 差别和联系。我们利用线性混合模型进行方差分量分析。第一步，利用单变量分析我们得到 基于 SNP 相似矩阵得到显性智力特征为 0.24（标准差为 0.2）。然后，二元变量分析观测了 早期和后来智力特征的变化来研究基因和环境在改变智力上起到的作用。环境相关性来自同 一个人的两种不同时期显性特征，而基因相关性则来自不同人同一时期的显性特诊观测。研 究表明，11 岁 MH 测试和老年智力测试得到智力显性特征为 0.63（方差为 0.02），二元分析 得到 11 岁是智力特征值为 0.48（方差为 0.18）而年龄在 65-79 之间的被测试者智力特征值 为 0.28（方差为 0.18）。基因相关度为 0.62（方差为 0.22）而环境相关度为 0.65（方差为 0.12）。详细数据表格如下图 1-1
Table 1 Bivariate analysis of intelligence at age 11and atage 65-79 Using general intelligence Using Moray House component in old age Test in old age Estimate Standard error' Estimate Standard error" h12 0.478 0.177 0.298 0.229 h22 0.280 0.177 0.289 0.221 G 0.623 0.218 0.798 0.266 Te 0.652 0.125 0.630 0.132 Tp 0.627 0.015 0.680 0.014 Where h2 and h22 are variance explained by all SNPs for intelligence at age 11 and old age respectively;ra is genetic correlation;re is residual correlation;rp is phenotypic correlation.A total of 1.940 unrelated individuals were included with the general intelligence component phenotype data at childhood(1830)or old age(1,839)(1,729 individuals had both phenotypes).Ofthe 1,515 LBC1921 and LBC1936individuals,there were 1,391 with geneticinformation and Moray House Test scores both at age 11 and in old age. The standard errors are estimated from a first-order Taylor series expansion about the estimated maximumlikelihood values and may be biased downwards25.For testing hypotheses we have used the likelihood-ratio test statistic,which is more accurate. 图表1-1智力差异相关度分析表 通过人类基因组分析，我们第一次定量地分析出了基因及环境因素在一生智力变化方面 所占比例。分析中，基因相关度为零意味着所有从年幼到年老的智力变化都来自基因因素， 而基因相关度为一则意味着所有变化都来自环境因素，与基因完全无关。由此，分析图表结 果，我们得到基因和环境都可以影响不同时期人们的智力水平。 到现在为止，旨在找到基因在智力变化中所起作用的研究还是提供不了多少信息。他们 研究的实例往往太短，无法跟踪人从幼儿到青年，到中年，到老年智力变化的全过程。而在 本文研究中，所给的2000个实例对于研究这个大课题来说还并不充足。只有拥有充足的实 验实例，加上新型准确的分析方法，这项研究才能取得实质性的进展，为全人类谋福利
图表 1-1 智力差异相关度分析表 通过人类基因组分析，我们第一次定量地分析出了基因及环境因素在一生智力变化方面 所占比例。分析中，基因相关度为零意味着所有从年幼到年老的智力变化都来自基因因素， 而基因相关度为一则意味着所有变化都来自环境因素，与基因完全无关。由此，分析图表结 果，我们得到基因和环境都可以影响不同时期人们的智力水平。 到现在为止，旨在找到基因在智力变化中所起作用的研究还是提供不了多少信息。他们 研究的实例往往太短，无法跟踪人从幼儿到青年，到中年，到老年智力变化的全过程。而在 本文研究中，所给的 2000 个实例对于研究这个大课题来说还并不充足。只有拥有充足的实 验实例，加上新型准确的分析方法，这项研究才能取得实质性的进展，为全人类谋福利