來源:中國青年報客戶端
中青報・中青網記者 王燁捷 影片 王雨 黃英琪
復旦大學人類表型組研究院、生命科學學院博士後李金喜這次真的迎來了一份“驚喜”――以她為第一作者、中科院上海營養與健康研究所汪思佳研究員、復旦大學校長金力院士為通訊作者的冷門研究《肢體發育基因構成人類指紋花紋差異的基礎》（“Limb development genes underlie variation in human fingerprint patterns”）發表在了2022年第一期《細胞》雜誌的主刊。
這是對以李金喜為代表的10多名“90後”年輕人甘坐7年多“冷板凳”的最好回報。過去大多數時候，李金喜和他的小夥伴們幹著苦活兒、累活兒，卻並不常常得到“驚喜”。
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43個遺傳基因能在人類指紋上找到結果表型
《肢體發育基因構成人類指紋花紋差異的基礎》看上去是個“不明覺厲”的高大上話題，但實際上，這項研究的根本目的是研究人體指紋與人生長髮育、身體疾病之間的重要聯絡。
“目前，我們的研究還在10個手指的指紋部分，手掌掌紋、腳趾紋、腳掌紋暫時還沒有涉及。”李金喜告訴記者，指紋是每個人與生俱來且與眾不同的一項“表型”，它與人體基因之間，有著某種神秘的聯絡，但目前尚不為人所知。
實際上，人類對外露表型與疾病關係的研究，由來已久。其中比較有名的是1973年在醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》發表的由Sanders T. Frank醫生髮現的“耳垂褶皺和冠心病有著一定的關係”的文章，這個現象最早也被稱為Frank徵，也有些人稱它為“耳折徵”“冠狀溝”。而在2020年8月的《歐洲心臟病雜誌》上又有學者發文稱，額禿（髮際線後移）、頭頂禿、耳垂摺痕、耳前摺痕、眼袋深、魚尾紋深、額頭皺紋深、眼眶周圍有皺紋、鼻溝、鼻唇溝（法令紋）深、老年斑、口唇蒼白等頭面部特徵被演算法認為可能與冠心病存在較顯著關聯。
那麼，“手相”“指紋”或者皮紋表型，能否預警某個疾病的發生呢？“科學界已經發現不同的皮紋表型與許多先天遺傳性疾病之間的關聯，比如唐氏綜合徵患者可能會有斷掌、足拇趾弓狀球紋等特徵。”汪思佳介紹，團隊正和復旦大學附屬兒科醫院等醫療機構合作，希望將相關研究成果儘早運用在新生兒先天性疾病的早期篩查中，實現早診斷、早治療。
值得注意的是，復旦大學、中科院兩家團隊的研究者們從定位與指紋花紋表型相關的遺傳變異入手，面向2.3萬多例個體進行全基因組關聯掃描與多群體薈萃分析，從中識別出了43個與人類指紋花紋相關的遺傳基因座。
這句看似簡單的“論文總結”背後，其實是巨大的樣本工作量。一方面，收集近萬例人類指紋本身就是一件困難的事兒；另一方面，這些指紋收集後如何讀取它們，讀取之後如何把它們的特徵與遺傳基因、疾病基因等相關量，又是一件難事。
這項研究的特色是“枯燥”“有味道”
李金喜最早是中科院上海營養與健康研究所的研究生，跟著汪思佳研究員進行人類遺傳學研究。當時在選擇研究方向時，她因為想要了解“指紋與疾病的關係”，選擇了向復旦大學張海國老師學習膚紋。李金喜告訴記者，僅她本人，就已經在相關領域做了足足7年的研究。而當初領她入門的復旦大學張海國教授，已經面對這枯燥無比的指紋，研究了一輩子。“因為研究膚紋不大容易出成果，很少有人會選這個研究方向。”
其後，她又赴復旦大學加入金力院士團隊，在生命科學學院和人類表型組研究院開展博士後研究。
2014年，每次收集指紋，李金喜都要和導師一起“下鄉”，因為要兼顧收集指紋的地域代表性，還要對方願意配合提供指紋。那時，還沒有電子裝置可以記錄指紋，他們只能用黑色油墨、紙張、滾筒來一個一個拓印指紋、腳紋。
“好不容易聯絡了江蘇泰州的一個村子可以配合，我們乾脆直接在那裡住了兩個月。”這兩個月，李金喜和同學們天天下鄉，每天早晨五六點準時“上線”，“村民們早晨起得早，我們要趕在他們出門前收集完。”
每收集一個人的指紋、腳紋，需要20多分鐘，這幫學生要先用溼紙巾給村民們把手掌、腳掌擦洗乾淨，再用滾筒滾上一層黑色油墨，拓印到紙張上。拓印完成後，再幫村民們把手掌、腳掌清洗乾淨。
有的村民剛從田裡幹活回來，腳上沾著泥巴、有異味，學生們也要俯下身子，一點一點幫他們擦洗乾淨。“擦不乾淨的話，一張拓印就等於白做。他們能來做志願者，我們已經很開心了，誰還會嫌棄髒臭呢。”對“李金喜”們來說，那時收集的每一張指紋、腳紋都珍貴異常，“我們人類學研究講究的就是大樣本，樣本足夠大，資料、結果才有足夠的說服力。”
不僅如此，團隊還要定期為這些參與研究的志願者提供體檢服務，並記錄下他們每一次體檢的資料。比如，擁有某種指紋特徵的人，會在某個年齡段出現某種疾病，如果只是少部分人有這種特徵關聯，那其實沒什麼價值；相反，如果有足夠多的樣本量做支撐，那或許就真的能發現某個指紋特徵與某種疾病之間的關聯。
每天都要面對大量“有味道的”圖片
如今，指紋採集引入了電子裝置，90後們不再需要花上20多分鐘收集一個人的指紋、腳紋了。但他們“枯燥”的、“有味道”的研究工作，仍然在進行中。
“早期用土辦法收集了大約2000-3000人的指紋、腳紋和健康資料，現在有了電子裝置，樣本收集量一下子翻了好幾番。”復旦大學生命科學學院博士研究生彭美芳告訴記者，樣本量的增加，意味著工作量的增加，“原來是資料量不夠，心裡苦；現在是資料量很大，心裡不苦了，眼睛苦。”
彭美芳介紹，研究團隊把指紋分成了3種不同的表型特徵進行歸類，但受技術限制，這種表型特徵必須要透過肉眼讀取、分析、記錄才行。指紋電子掃描技術可以把原來的油墨拓印變成清晰的手掌、腳掌照片，但電腦不會自己讀取每個人到底是什麼特徵的指紋、腳紋。不過，團隊基於影象目前已開發了2款自動判別特徵的程式，完善後就可派上用場。
“讀懂指紋”的工作，須由人工來進行。過去，他們使用的傳統工具有放大鏡、三角尺、量角器、圓規等等；現在，他們主要靠電腦放大照片，再用自己設計的各種小程式來替代三角尺、量角器、圓規等等。“讀懂”每個人的指紋後，把它的特徵輸入進電腦裡。
“一個人身上其實有30億個鹼基對，我們目前使用的是常用的七八百萬個位點。我們拿收集好的指紋資料，跟人類的基因位點進行關聯，找到了43個位點與指紋花紋有關係。”李金喜告訴記者，這43個基因位點，是整個團隊繼續深入做研究的“重要動力”，“有了一些端倪，看看能不能有啥結果出來。這就已經挺激動人心的了。”
復旦大學生命科學學院碩士研究生陸九正與李金喜團隊共同使用一間辦公室，他常常會看到隔壁學姐一邊吃著乾脆面，一邊對著電腦上一張起了皮、長了毛的手指紋研究個不停，學姐還會把圖片一點一點放大，仔細琢磨、比對。
如此“有味道”的畫面和圖片，就是陸九正眼中這個剛剛在在頂級期刊《細胞》上發表論文的青年團隊“日常造型”。“好多次，大冷天、大熱天、大雨天，我顛顛地衝進實驗室，以為我是第一個來’上班’的學生，開啟大門卻發現，學姐們早就坐在那裡啃麵包、看圖片了。”陸九正說。
