基因會影響孩子在學校期間的表現嗎？

: By 凱莉·里姆菲爾德和瑪格麗塔·馬蘭基尼

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兒童在學業上的表現差異很大。近年來，研究人員表明，大約三分之二的學校成績差異可以解釋通過兒童基因的差異。

基因已被證明會影響兒童的表現小學，在......的最後義務教育，甚至在不同的學科。然而，人們對遺傳和環境因素如何影響孩子在學校整個學期的學習成績仍然知之甚少。

為了對此進行研究，我們使用了超過6,000對雙胞胎的樣本，這些雙胞胎是英國代表的一部分雙胞胎早期發展研究並分析了他們從小學到義務教育結束的考試成績。我們新的研究發現雙胞胎的教育成績非常穩定：在小學階段表現出色的孩子在義務教育結束時參加的GCSE考試中也表現良好。

使用雙胞胎可以讓我們估計遺傳因素可以解釋的差異比例。同卵雙胞胎共享100％的基因，而異卵雙胞胎平均共享50％的人與人之間的差異，就像其他兄弟姐妹一樣。如果同卵雙胞胎在某種特質上比異卵雙胞胎更相似，例如學業成就，我們可以推斷出它受其基因影響。然後，我們可以估計該性狀的遺傳性-或歸因於兒童DNA序列差異的差異比例。

我們研究了哪些因素影響了教育成績的穩定性-何時標準化考試的成績在中小學之間保持相似。我們發現，成就的穩定性約有70％是由遺傳因素解釋的，而25％是由雙胞胎的共享環境（例如在同一個家庭中長大和在同一所學校就讀）造成的。剩下的5％是由他們的非共享環境（例如，不同的朋友或不同的老師）解釋的。

當教育成績發生變化時（中小學之間的成績有所上升或下降），我們發現這在很大程度上是由雙胞胎所沒有的那些環境因素所解釋的。

可以合理地假設，基因對孩子上學時間連續性的這種實質性影響可以用智力來解釋。然而，我們發現，即使考慮到智力，基因的影響仍然保持在60％的可觀水平，這是由雙胞胎在童年和青春期進行的幾次口頭和非口頭測試測得的。

使用DNA預測成就

雖然像這樣的雙胞胎研究估算值可以告訴我們許多人的性格特徵，但最近的科學進展揭示了更多有關基因對個體影響的信息。最近在鑑定與之相關的遺傳變異方面取得了相當大的成功。教育程度通過所謂的全基因組關聯研究（GWAS）。這些研究查明了與某些性狀相關的遺傳標記。但是，每種遺傳標記都能解釋學校成績中個體差異的很小一部分（少於0.1％）。

最近開發出了一種更強大的方法，該方法可以匯總在GWAS研究中發現的數千種遺傳標記，從而計算出全基因組範圍內的“多基因得分”。這個分數現在正在使用，以提高準確度，以預測彼此無關的人的特質，例如學業成就。

作為我們新研究的一部分，我們使用了來自先前的GWAS分析為教育程度創建一個多基因得分。我們計算了6,000對雙胞胎中每對雙胞胎中的一對的得分（因此研究的這一部分中的每個人都不相關）。這可以預測他們在學校期間是否會做得很好。這些預測的範圍從占小學開始時教育程度差異的4％到GCSE水平上差異的10％不等。我們的發現證實了我們雙胞胎分析的第一部分的結果–相同的遺傳變異在解釋兒童為何在發育的每個階段的成就上都起著作用。

我們的發現表明基因會影響兒童在學校學習期間的表現，應該提供更多的動力，以便儘早發現需要干預的兒童，因為問題可能會貫穿整個學年。將來，多基因得分預測以及環境風險的預測（例如，暴露於某些社區，家庭和學校的特徵）可能會提供一種工具，以在兒童早期就識別出有教育問題的孩子。然後可以為他們提供個性化的學習計劃。

例如，我們可以在出生時使用DNA測試來識別處於遺傳風險中的兒童，以發展閱讀問題，並給予他們早期干預。由於預防性干預措施在生命早期獲得成功的可能性更大，因此多基因評分的強大優勢在於，它們可以預測出生時以及生命後期，這對於那些最可能掙扎最多的孩子特別有用。