基因与环境的交互作用
基因与环境的交互作用：来自差别易感性模型的证据
心理科学进展 2017, Vol. 25, No. 8, 1310–1320 Advances in Psychological ScienceDOI: 10.3724/SP.J.1042.2017.013101310基因与环境的交互作用：来自差别易感性模型的证据*赵德懋 冯姝慧 邢淑芬(首都师范大学心理学系, 北京 100048)摘 要 差别易感性模型认为, 携带某种基因型的个体既容易受到消极环境的不利影响, 同时也容易受到积极的、支持性环境的有利影响。
随着定量遗传学和分子遗传学技术的不断发展, 涌现出关于基因−环境对儿童发展交互作用的大量研究, 主要包括5-HTTLPR 、DRD 4、MAOA 、COMT 和BDNF 五种基因与环境因素(如, 母亲敏感性、压力性生活事件和家庭养育环境等)对儿童发展的交互作用, 支持了差别易感性模型。
但是, 关于基因与环境交互作用的机制、携带易感性基因个体的种族和性别差异问题以及优势敏感性假说的验证, 都是该领域未来研究的重要方向。
关键词 基因−环境交互作用; 基因; 差别易感性; 优势敏感性 分类号B845当前心理学界中一个公认的观点——人类的发展结果不仅仅是由先天生物因素或后天环境因素决定的, 而是两者交互作用的结果, 这一理论思想早已提出, 但是缺乏相应的实证研究。
近年来, 由于定量遗传学和分子遗传学技术的发展, 使得人类在理解基因−环境对个体发展的交互作用方面取得了重大进展(Ellis, Boyce, Belsky, Bakermans-Kranenburg, & van Ijzendoorn, 2011)。
差别易感性模型(Differential Susceptibility Model)是解释基因−环境交互作用的最重要理论之一, 该理论模型巧妙地化解了遗传与环境的争论, 可以合理地解释为什么在相同环境中不同个体会出现不同的发展结果, 为外部环境与儿童发展领域的研究提供了新的范式和方向(Windhorst et al., 2015), 是当前心理学的研究热点和前沿问题之一。
基因环境交互作用的统计学研究方法
基因环境交互作用的统计学研究方法基因环境交互作用是指基因和环境之间相互影响的现象，其中基因和环境的作用不是简单的加法，而是一种相互作用的关系。
基因环境交互作用对个体的发育和进化具有重要作用。
因此，为了研究基因环境交互作用的统计学方法，已成为现代遗传学和生态学的重要研究方向之一。
基因环境交互作用的研究需要考虑两个要素：遗传变异和环境变异。
遗传变异指不同个体之间的基因差异，而环境变异则包括不同个体之间或同一个体在不同环境条件下的表现差异。
这两个要素的交互影响导致了基因环境交互作用的现象。
在现代生物技术的帮助下，研究基因环境交互作用的方法不断发展。
统计学方法在生物研究中有着广泛的应用，也成为研究基因环境交互作用的重要工具。
下面将详细介绍几种常用的统计学研究方法。
1. 方差分析方差分析（ANalysis of VAriance，ANVOA）是研究基因环境交互作用的常用方法之一。
它通过比较不同处理组之间的方差大小来分析基因和环境之间的关系。
方差分析可通过单因素方差分析和双因素方差分析进行。
单因素方差分析是研究基因或环境对表现型影响的一种方法。
例如，我们想研究不同基因型对某一性状的影响，就可以将不同基因型的个体分成不同处理组，并进行方差分析。
如果不同处理组间的方差显著，则说明基因型对性状有影响。
双因素方差分析则是同时分析基因和环境对表现型影响的方法。
例如，我们想研究不同基因型在不同环境条件下对某一性状的影响，就可以将不同基因型的个体分成不同处理组，然后在不同环境条件下进行方差分析。
如果不同处理组间的方差显著，则说明基因环境交互作用存在。
2. 回归分析回归分析是一种寻找变量间关系的方法，它可以用来研究基因和环境间的交互作用。
回归分析可分为线性回归和非线性回归两类。
线性回归是一种用来寻找变量间线性关系的方法，它可以用来研究基因环境交互作用对表现型的影响。
例如，我们想研究不同基因型和环境条件对某一性状的影响，就可以利用线性回归进行分析。
叉生分析在基因一环境交互作用
叉生分析在基因一环境交互作用叉生分析是一种方法，用于研究基因与环境之间的交互作用对个体特征或疾病风险的影响。
通过比较同卵双生子（基因相同）和异卵双生子（基因相似度约为50%）之间的差异，可以确定基因对特定环境因素的敏感性，以及基因与环境的相互作用。
叉生分析的基本原理是通过比较同卵双生子和异卵双生子的相似性和差异性。
同卵双生子的基因组是完全一样的，而异卵双生子的基因组则与兄弟姐妹更为相似。
因此，如果在同卵双生子中其中一特征或疾病的发生率更高，那么很可能这是由于不同环境条件导致的。
而如果在同卵双生子和异卵双生子中差异显著，那么研究者有理由相信这是基因与环境交互作用的结果。
在进行叉生分析之前，研究人员首先需要建立双生子队列，收集同卵双生子和异卵双生子的临床数据、生物标本以及环境因素数据。
然后研究人员通过统计分析，计算基因与环境对特定表型的贡献。
叉生分析可以应用在许多领域，包括研究常见疾病（如心血管疾病、糖尿病、癌症等）、复杂疾病（如精神疾病、自闭症、阿尔茨海默病等）以及个体特征（如身高、体重、智力等）。
通过叉生分析，研究人员可以准确地确定基因与环境之间的相互作用，从而更好地理解复杂性疾病的发病机制。
例如，许多研究使用叉生分析来研究肥胖症的发病机制。
通过比较肥胖同卵双生子与肥胖异卵双生子以及瘦卵双生子之间的差异，研究人员可以确定哪些基因变异在特定环境因素下与肥胖的风险相关。
这些环境因素可能包括饮食习惯、运动水平、社会经济地位等。
通过叉生分析，研究人员可以更好地理解个体肥胖风险的遗传和环境基础，以及如何针对不同基因型和环境条件个体定制个体化的干预措施。
叉生分析的局限性包括研究样本的选择偏差、统计算法的复杂性以及环境因素的测量和分类问题。
另外，基因与环境交互作用的研究需要更大的样本量和更复杂的统计模型。
因此，在应用叉生分析时需要充分考虑这些因素。
总之，叉生分析是一种有效的方法，可以帮助我们研究基因与环境交互作用对个体特征或疾病风险的影响。
基因与环境相互作用的效应分析方法及其应用
基因与环境相互作用的效应分析方法及其应用基因与环境相互作用是影响个体发展及行为的重要因素之一。
虽然基因和环境都对个体的生长和发展产生影响，但是两者之间存在的相互作用会更加复杂和多变。
这种相互作用既可以是互补的，也可以是相互制约的，同时不同环境下基因的表达和功能也可能发生变化。
因此，对基因和环境相互作用的效应进行研究和分析具有重要的意义。
本文将重点讨论基因与环境相互作用的效应分析方法及其应用。
一、基因效应和环境效应基因效应是指在保持环境相对稳定的情况下，不同基因对个体产生的不同影响。
环境效应则是指在保持基因相对稳定的情况下，不同环境对个体产生的不同影响。
这两者都是影响个体发展的重要因素。
二、基因与环境相互作用基因与环境相互作用是指基因和环境之间相互影响、相互制约的关系，这种关系影响了个体的表现、发展以及行为。
同时，基因与环境相互作用也产生了个体的差异性，这种差异性影响了个体选择的环境和适应性。
三、基因环境交互作用效应分析方法1. 非参数分析法非参数分析法不涉及对总体概率分布进行假设，因此不需要对数据分布进行任何限制。
其常用的方法有：Kruskal-Wallis法和Mann-Whitney U检验。
2. 参数回归分析法参数回归分析法假设数据的分布符合某种特定的概率分布形式，通过建立统计模型来描述基因环境相互作用的效应。
主要包括：线性回归法、Logistic回归法、Cox比例风险模型等。
3. 机器学习法机器学习法是近年来发展的一种新型分析方法，特别是深度学习在近几年的发展中扮演了越来越重要的角色。
其优点在于具有快速、高效、自适应等特点，能够处理大量数据同时具有高精度。
目前，机器学习法已经被应用于基因组数据的解析和生命科学领域。
四、基因环境交互作用效应的应用1. 健康检测基因与环境之间的相互作用可以很好地解释人体内部健康与疾病的关系，也可以作为预测和防治疾病的有效手段。
比如，在癌症预测中，基于遗传因素和环境适应性的综合考虑，可以预测个体患癌风险的高低。
研究基因与环境交互作用的样本量确定
和 ｎ ３非中心参数为 ｎ ： （ ， ：，
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交互作用PPT课件
• 可评价暴露因素的主效应和暴露因素之间的基于OR的相乘交互作用。
交互作用统计学模型
• 相乘模型
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交互作用统计学模型
一、交互作用的概念
交互作用概念
Factor A:9-3=21-15 Factor B:15-3=21-9
交互作用概念
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0 1
FactorA- FactorA+
FactorBFactorB+
是相
加
• 乘积项反映因素间是否有相加交互作用。
• 乘积项回归系数为0，无相加交互作用。
• 乘积项回归系数不为0，有相加交互作用。
交互作用统计学模型
• 对数线性回归模型
•
即基于风险比RR的相乘交互作用
交互作用统计学模型
• Logistic回归模型
•
即基于优势比OR的相乘交互作用，适用于队列研究和病例对照研究。
基因遗传及其与环境交互作用的分析
基因遗传及其与环境交互作用的分析基因遗传是指生物通过遗传方式将基因信息传递给下一代的过程。
基因控制了生物的形态、生理和行为，是维持生物个体特征的基础。
然而，基因并不是唯一决定生物特征的因素，环境因素同样重要，而且两者之间常常相互作用。
因此，对基因遗传及其与环境交互作用的分析具有重要的意义。
基因遗传的基本过程基因遗传的基本过程包括基因表达、突变、分裂和重组。
基因表达是指基因编码的蛋白质通过表达被转录和翻译成动态的生物结构和功能。
突变是指基因在传递过程中发生不同形式的改变，其中包括点突变、插入和缺失突变等。
分裂是指有性生殖中，生物体细胞通过减数分裂将染色体数目减半，保证了每个生殖细胞从父母两个核合成单一有且仅有父母一半的染色体数目。
重组是指在减数分裂过程中，在细胞染色体交叉互换的作用下，每个染色体产生不同的亚型组合，从而保证不同的基因组合。
环境与基因遗传的相互作用环境因素对生物的影响是多种多样的，包括气候、营养、污染、辐射等多个方面。
它们可以影响基因的表达和功能，从而改变生物个体的特征。
比如，环境因素可以影响基因表达的强弱和稳定性，进而影响生物的行为和生理功能。
此外，如果环境因素不利于生物的生存和繁殖，那么它们就会选择性地压制某些基因亚型的传递，从而引发相应基因组的遗传变异。
基因遗传与环境交互作用的应用基因遗传与环境交互作用的研究已经广泛应用于医学、农业、生态等领域。
其中，医学应用最为广泛，包括遗传病的诊断、预测和治疗，以及遗传方案的优化和分子病理学的研究等。
农业应用主要包括基因编辑和基因改良，通过改变生物的基因结构和功能，从而提高获得产量和质量。
生态应用包括物种适应性和保护生物多样性等多个方面，通过理解基因遗传和环境因素之间的相互作用，可以更好地保护生态系统的平衡和稳定。
结语基因遗传与环境交互作用的研究是一项十分宏大的课题，涉及生态、医学、农业等多个领域。
在未来，应该加强对基因遗传及其与环境交互作用的研究，以期逐步突破相关的科学技术难题，从而更好地服务于人类和生态环境的可持续发展。
基因与环境因素在疾病发生中的相互作用
基因与环境因素在疾病发生中的相互作用过去我们常常将致病因素归结为完全的遗传因素或完全的环境因素。
然而事实上，绝大多数人类疾病是遗传易感性和环境因子相互作用的结果。
基因一环境交互作用在许多疾病，特别是常见的慢性病或者是所谓的“复杂性状疾病”的发病中，具有非常重要的意义。
基因一环境交互作用可以理解为遗传因素对环境因素易感性的影响，对于基因一环境交互作用的深入研究，有助于了解人群易感性差异的原因，进而可以对环境与疾病、基因与疾病的关系有更深入的认识。
人类疾病多是环境因素与遗传因素共同作用的结果，但两者是如何相互作用的，人们对此知之甚少。
我们可以把全部生命现象看做有赖于基因与环境相互作用的结果。
有生命的个体的任何结构，生理上或心理上的特性，是它的遗传基因和它发育过程所处的环境决定的。
基因是从亲本传给子代的一种单位，负担着生活在一定环境中个体的一定特性的发生。
人类中的基因差别由他们细胞的生理过程中的差别决定的，基因型支配着生物的发育，他和环境相互作用产生它的表现型。
不同的基因型，在一定的环境下，可产生不同的表现型。
基因型表明遗传组成，表明个体从它的亲本获得的全部遗传因子，表现型表明个体的外形。
每一种基因型对于环境发生它本身所特有的反应。
如果同一种基因型作用于稍有不同的环境，就会产生显然不同的表现型。
随着科学技术的飞速发展及人类基因组计划的顺利实施，揭示了某些基因对环境因素的作用产生特定的反应，这些基因称为环境应答基因；而且这些基因还可影响人体对有毒环境化学物的易感性，因而机体与环境的相互作用在微观上更重要的体现在基因一环境的相互作用，通过揭示基因一环境的相互作用将对医药卫生、环境卫生等领域产生革命性的影响，也使人们有可能对疾病的发生与发展有更深刻的认识。
环境污染物对基因的影响其实人类赖以生存的自然环境、生活环境中存在许多对人体健康不利的因素，这些因素综合作用于人体，破坏了机体与环境之间的动态平衡，可引起长期、慢性接触者的基因损伤从而对机体产生不良影响甚至发生疾病和死亡，环境应答基因对疾病易感性的影响环境中某些毒物在相同剂量和接触条件下作用于人体，其发病的危险性在不同个体之间可存在很大差异。
基因以及基因与环境因子之间的交互作用研究
２１Байду номын сангаас０ ０年第 ４期
网络 训练算 法 的研究更 是几乎 没有 。总 的来讲 ， 目前 采用 人 工神 经 网络 技术 来 进 行雪 水 当量 遥感 反演 建模研 究 中存 在 以下 问题 ：
２ １ 对 人工神 经 网络 模型输 入参 数的选 择 与组合 方案研 究较 少 ．
尽管 已有 一些人工 神经 网络积 雪参 数反 演建 模 的研究 ， 但是 这些 研 究 中神 经 网络 的输 入 层 一 般仅使 用 了微波亮 温 ， 而对 于 影响雪 水 当量 的其他 因子 （ 雪状态 、 积 地形 、 植被 、 大气 等 ） 还 未进 行考虑 。再 者 ， 些 因子 中有 的可 能对雪 水 当 量 的影 响 比较强 ， 的则 可 能 比较 弱 ， 且 这 有 并 可 以忽略 ， 因此需 要研 究建 模过 程 中 的参 数选 择 与组 合方 案 ， 些 研 究 内容 当前 开展 的非常 这
取得母 亲和婴儿 的基因 ， 应变量 来 自母亲 或婴儿 。 由于研究经 费有 限 ， 究人员 的初始计划 响 研
是 病例 ｃｓ） ａｅ 和对照 （ｏ ｔ １的比例是 １ ５或稍 高 ， 决于 ｇ ｎ ｔｐｎ ｃｎｒ ） ｏ ： 取 ｅ ｏｙ ｉｇ的费用 ， 实验对 象 的参
与情 况和 当时研究经 费的状况 。常用 的分 析方 法是 ｌ ｉ ｉ ｏ ｓ ｃ回归模 型 。这 类 分析 通常 有效 但 ｇｔ
Ｐ ｎ ｓｌ ｎａ 的 一 些研 究 人 员 正 在 进 行 几 项 ＮＩ 资 助 的 项 目， 如 ， ｒｔｒ ＢｒｈＳｕ ｙ ｅ ｎｙ ａ ｉ ｖ ） Ｈ 例 Ｐ ｅｅ ｍ ｉ ｔｄ ， ｔ Ｐ ｅｃ ｍｐｉ Ｓｕ ｙ ｒｅｌ ｓ ｔｄ 。在这些 研究 中 ， ａ ａ 研究 人员 希望能 找到 与母 亲孕期前 后 身体健 康高 度相关 的基 因并 结合 临床 试验 以期 找到更 好 的治 疗方案 。在 这两个 研究 中 ， 研究 人员 已取 得或 即将
精神疾病的遗传因素家族史的影响和重要性
精神疾病的遗传因素家族史的影响和重要性精神疾病是一类常见疾病，其发病原因复杂多样。
近年来，研究表明遗传因素在精神疾病的发生中扮演着重要的角色，而家族史则是评估遗传风险的重要依据。
本文将探讨精神疾病的遗传影响和家族史的重要性。
一、遗传因素对精神疾病的影响1. 遗传演变理论精神疾病的遗传演变理论认为，某些基因突变或多基因的相互作用会增加精神疾病的发病风险。
例如，多个研究都发现，精神分裂症、双相情感障碍等精神疾病与特定基因的突变相关联。
2. 基因与环境的交互作用遗传因素仅仅是精神疾病发生的一部分，环境因素同样重要。
基因与环境之间的交互作用对精神疾病的发生起着决定性作用。
例如，早期的创伤、压力等环境因素可能导致基因表达异常，从而增加患精神疾病的风险。
二、家族史对精神疾病发生的影响1. 家族史作为风险评估依据家族史是评估一个人患精神疾病风险的重要依据。
如果一个人的家族中有患精神疾病的成员，那么他本身患病的风险也会相应增加。
研究发现，患有一代亲属患精神疾病的人，其患病风险明显高于一代亲属中无患病的人群。
2. 家族性疾病传播机制家族史不仅仅涉及精神疾病的发生风险，还能揭示精神疾病的传播机制。
家族性精神疾病往往呈现明显的遗传规律，从而有助于进一步理解疾病的发病机制。
例如，家族性抑郁症和躁狂症的研究表明，这些疾病与特定基因的遗传关联较为明显。
三、家族史的重要性和应用1. 精神疾病的早期预防与干预了解家族史对评估个人患病风险非常重要。
对于家族中精神疾病患者的子女，早期的预防和干预措施可以降低其患病风险。
通过密切关注家族史和早期精神症状的出现，可以采取积极的干预措施，提高患者的生活质量。
2. 个体化治疗策略的制定对于已经确诊为精神疾病的人群，了解其家族史能够帮助医生制定更为个体化的治疗策略。
不同患者的家族史存在差异，根据家族史的特点制定的治疗方案更加精准有效。
3. 遗传咨询和家族规划在一些严重的家族性精神疾病中，家族成员可能面临较高的患病风险。
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基因与环境的交互作用
基因与环境的交互作用指的是基因在特定环境下发挥作用，同时环境也会影响基因的表达和功能。
基因是生物体遗传信息的载体，而环境则包括物理环境、化学环境和社会环境等方面，它们与基因之间相互作用。
这种交互作用影响着个体的发育、行为和健康。
基因与环境的交互作用可以通过以下几个方面体现：
1. 基因调节环境反应：基因可以调节个体对环境的反应，某些基因可能使个体更容易受到环境的影响，而某些基因则可能使个体对环境不敏感。
例如，一个基因可能使个体更易受到环境污染物的损害，而另一个基因则可能使个体对环境污染物相对抵抗。
2. 环境影响基因表达：环境因素可以影响基因的表达。
例如，营养不良、压力等环境因素都可以改变基因的表达模式，从而影响个体的生理功能和疾病风险。
3. 基因-环境互作：基因和环境之间的相互作用可以对个体的特征和行为产生持久影响。
例如，在某些基因型下，受到婴儿期早期养育环境的影响可能会增加患抑郁症的风险，而在其他基因型下，这种环境影响可能相对较小。
综上所述，基因与环境的交互作用对个体的生理和行为都有重要影响。
通过深入研究基因与环境之间的相互作用，可以更好
地理解疾病的发生机制，为个体健康提供更精准的预防和治疗方法。