中国公共卫生  2012, Vol. 28 Issue (11): 1433-1435   PDF    
3~6岁双生子体型遗传分析
郑玉娜1, 李玉玲1 , 季成叶2, 陆舜华1, 刘燕1, 高广嵩1, 傅媛1, 栾天抒1    
1. 内蒙古师范大学生命科学与技术学院解剖生理学教研室, 内蒙古呼和浩特010022;
2. 北京大学儿童青少年卫生研究所
摘要: 目的 分析3~6岁幼儿体型各因子的遗传度,探讨遗传与环境因素对其体型发育的影响。方法 采用Heath-Carter体型法对72对3~6岁同性别双生子[同卵双生子(MZ)42对,异卵双生子(DZ)30对]的体型进行分析,用Holzinger公式估算体型各因子遗传度。结果 二维空间的体型离散距离(SDD)和三维空间体型位置距离(SAD)显示,MZ的体型较DZ更为接近;体型各因子对间方差在2类双生子间均无明显差异,中因子和外因子的对内方差DZ均明显大于MZ、组内相关系数MZ均明显大于DZ;内、中、外3个因子的遗传度分别为0.38、0.67、0.73。结论 遗传与环境因素对3~6岁幼儿体型发育均有一定影响,内因子主要受环境影响,中、外因子受遗传因素影响较大。
关键词: Heath-Carter体型方法     双生子     遗传度     学龄前儿童    
Genetic somatotype of twins aged 3-6 years
ZHENG Yu-na, LI Yu-ling , JI Cheng-ye, et al    
Department of Anatomicl Physiology, Institute of Life Science and Technology, Inner Mongolia Normal University, Huhhot, Inner Mongolia Autonomous Region 010022, China
Abstract: Objective To analyze the heritabilities of somatotype components and to examine the genetic and environmental influences on the somatotype among twins aged 3 to 6 years.Methods The components of somatotype were calculated by using Heath-Carter method in 72 twin pairs,including 42 monozygotic(MZ)and 30 like-sex dizygotic(DZ) twin pairs aged 3 to 6 years.Heritabilities of somatotype components were estimated by Holzinger formula.Results The results of somatotype dispersion distance(SDD)and somatotype attitudinal distance(SAD)showed that the somatotype of MZ was more similar than that of DZ.The interpair variance of somatotype components showed no significant difference between MZ and DZ.The intrapair variance of mesomorphic and ectomorphic components was greater in DZ than in MZ,but the correlation coefficient was greater in MZ than in DZ.The estimated heritabilities of endomorphic,mesomorphic,and ectomorphic components were 0.38,0.67,and 0.73,respectively.Conclusion There might be genetic and environmental influence effects on somatotype of children aged 3 to 6 years.The endomorphic component is mainly determined by environmental factors,but mesomorphic and ectomorphic components are mainly affected by genetic ones.
Key words: Heath-Carter somatotyping     twins     heritability     preschool child    

体型是人体骨骼、肌肉、体脂、身材等的综合反映,不仅可以反映儿童的生长发育和营养状况,而且对其生理机能、运动素质、心理情感、气质和社会适应性发展等也有较大影响[1]。Heath-Carter体型法是“国际生物发展规划”推荐使用的评价人体体型的方法,它用连接号把3个通过测量和计算得出的数值连在一起,以评价个体或群体的体型,这3个数值分别称为内、中、外因子。内因子值表示体内脂肪的相对含量;中因子值表示骨骼和肌肉的发达程度;外因子值反应身材的相对消瘦程度,即身材的线性度[1, 2]。近年来,儿童青少年肥胖呈不断上升趋势,已成为全球突出的公共卫生问题之一[3],儿童的体格发育也因此受到社会各界的重视。目前,国内外从双生子角度探讨儿童体格发育影响因素的研究主要集中在重要的体格测量指标方面[4, 5, 6, 7],体型方面的双生子研究较少,国内仅见李玉玲等[8]对6~18岁双生子的体型研究,对学龄前儿童的相关报道较少。因此,本研究于2011年5—8月对3~6岁双生子儿童的体型进行了调查。

1 对象与方法 1.1 对象

以幼儿园为单位,在呼和浩特市和包头市募集到3~6岁同性别健康双生子72对,其中,同卵双生子(monozygotic twin,MZ)42对,异卵双生子(dizygotic twin,DZ)30对,每对双生子均共同生活,体格发育正常,无先天性疾病和慢性病史无严重疾病。调查经双生子家长知情同意后进行。

1.2 方法

依据国际通用标准测量双生子身高、体重、上臂紧张围、小腿围、股骨远端宽、肱骨远端宽、肱三头肌皮褶、肩胛下皮褶、髂前上棘皮褶、小腿腓位皮褶等10项指标,用Heath-Carter法计算体型3因子值[1, 2]

1.3 卵型鉴定

通过口腔上皮细胞提取双生子DNA,通过比较DNA短串联重复序列(STR)16个多态性位点的一致性鉴定双生子卵型,可靠性达99.99%。

1.4 体型点间的距离

二维和三维空间体型图上,每对双生子体型点间的距离可分别用体型离散距离(somatotype dispersion distance,SDD)和体型位置距离(somatotype attitudinal distance,SAD)表示,SDD、SAD值越大表示两体型间差异越大。具体计算公式为:

注:a、b分别表示双生子的2个成员,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表内、中、外3因子值。

1.5 遗传学分析

计算MZ、DZ2类双生子的对内方差、对间方差、组内相关系数。遗传度按Holzinger公式计算。各相关公式如下[9]:

双生子对内方差

双生子对间方差(VBP)=

组内相关系数

遗传度

注:A、B分别为1对双生子中2个成员各性状值;N为MZ或DZ的对数。

1.6 统计分析

采用SPSS13.0软件和Excel2003软件进行数据分析。双生子对内方差和对间方差齐性检验用F检验,组内相关系数检验用Z检验。

2 结果 2.1 体型相似性分析 2.1.1 MZ、DZ间SDD值比较(图 1)
图 1 MZ、DZ 2 类双生子的SDD 值比较

3~6岁MZ、DZ2类双生子SDD值比较可见,MZ对内体型点的距离较小,在散点图上MZ的SDD值明显较DZ集中,说明MZ间的体型差异小于DZ,提示在二维体型图上,将3因子作为整体考虑的体型可能与遗传因素有较大相关。

2.1.2 MZ、DZ间体型分布比较(图 2)
5岁女性MZ、DZ的体型分布图 2 注: 1~6为每对同卵双生子间体型点的距离; 7~12为每对异卵双生子间体型点的距离。

2类双生子在三维空间两体型点间的距离SAD值比较发现,3~6岁DZ的平均SAD值(0.87±0.57)高于MZ的平均SAD值(0.54±0.24)(t=3.54,P<0.01),再次证明MZ间的体型差异明显小于DZ。各年龄段MZ、DZ在体型图上的分布均表现出了这一特点。以部分5岁女生为例,图 2示5岁女性MZ、DZ的体型分布,可见MZ间体型点的距离普遍小于DZ,说明MZ体型差异小于DZ。

2.2 体型各因子遗传与环境效应分析(表 1)

体型各因子的对内方差、对间方差、组内相关系数及遗传度之间的比较显示,体型各因子的对间方差和内因子的对内方差均无统计学意义,中因子和外因子的对内方差DZ均明显高于MZ(P<0.01)。各因子MZ组内相关系数均高于DZ,即MZ相似性高于DZ,但内因子无差异,中、外因子差异明显,其遗传度分别是0.38、0.67、0.73,说明中因子、外因子受遗传因素的影响较大,而内因子主要受环境因素的影响。

3 讨论

双生子研究是阐明遗传与环境因素对人类表型相对效应的最佳方法。MZ的基因型完全相同,其表型性状的差异是由环境因素引起的;DZ的基因型理论上有50%相同,通过对MZ与DZ表型性状的异同比较可分析遗传与环境因素的作用程度。

本研究SDD、SAD值以及体型图的分布显示,MZ的体型差异均小于DZ,说明总体来讲学龄前儿童的体型在一定程度受到遗传因素的影响。从体型各因子遗传度估算分析,中因子(骨骼、肌肉发育程度)和外因子(身体线性度)受遗传因素的影响较大,内因子(体脂发育)主要由环境因素决定。本研究中外因子的遗传度(0.73)与国内外其他研究结果一致[8, 10, 11];内因子的遗传度(0.38)与比利时的成人相近[10],但低于其10岁儿童的研究结果(约0.50)[11];中因子的遗传度(0.67)低于比利时成人(男0.86,女0.82),高于其10岁儿童(约0.45)。本研究中内、中因子的遗传度总体上均低于李玉玲等[8]对6~18岁青少年的研究结果(内因子男0.45、女0.82,中因子男0.80、女0.79)。造成以上差异的原因可能与研究对象的种族差异、年龄构成、样本量大小、遗传度估计方法不同等因素有关。

本研究在国内首次以3~6岁双生子为研究对象估算了体型各因子的遗传度。结果表明,外因子和中因子受遗传因素的影响较大,而内因子主要受环境因素的影响。因此,此阶段儿童如能注意合理膳食,保持良好的生活起居习惯,加强体育锻炼与户外活动,可在一定程度上预防儿童早期肥胖的发生。本研究结果对深入探讨学龄前儿童体型发育规律、改进其营养状况、预防肥胖等具有借鉴价值,对体育、艺术等特殊专业人才的早期选材亦具有一定的指导意义。

参考文献
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[6] 李玉玲,季成叶,陆舜华,等.双生子儿童体格发育指标遗传度分析[J].中国公共卫生,2006,22(9):1040-1041.
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[8] 李玉玲,季成叶,陆舜华,等.汉族儿童青少年体型遗传的双生子研究[J].中华预防医学杂志,2006,40(6):433-436.
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[11] Peeters MW,Thomis MA,Claessens AL,et al.Heritability of somatotype components from early adolescence into young adulthood:a multivariate analysis on a longitudinal twin study[J].Annals of Human Biology,2003,30(4):402-418.