隨著基因體學突飛猛進，許多領域都有長足的進展。在醫學方面，靠著基因體學的分析，如今已經有了「基因檢測」之類的醫療應用。然而，基因檢測仍有不少問題有待克服，例如遺傳與疾病的關連並沒有想像中直觀，也存在各種導致誤判的因素，該如何改善呢？有專家表示，深入認識非洲族群的遺傳，有助於增進對全人類的了解，可望為基因檢測的發展帶來新契機。[1]
人類失落的遺傳多樣性
研究非洲人，能造福全人類？這要由人類演化的歷史切入，現今非洲以外的人，不論位於世界何處，遺傳上都可以追溯到數萬年前離開非洲的一小群人。現代人的祖先是在非洲長期演化而成，所以離開非洲後的時間，相較於非洲時期要短得多。
人類代代相傳的過程中會累積遺傳差異，平均分配在每個人的基因組中。離開非洲的移民，相對於當時非洲總人口而言比例很低，因此人類在非洲幾十萬年來累積的遺傳差異，只有很小一部份隨著少少的移民離開非洲。
而離開非洲的這一小群移民，後來分化出世界各地千變萬化的人們。然而無論是歐洲人，或是台灣的我們，都只繼承到遠祖眾多變異中的一小部分；由遺傳觀點來看，儘管非洲以外的人口後來是非洲的好幾倍，非洲人相較於其他地方的總和，遺傳多樣性其實卻是更豐富的。
另一方面，人類與其他生物一樣，也會受到演化力量的影響，天擇（nature selection）與遺傳漂變（genetic drift）都會影響基因傳承的機率。漂變是隨機的作用，也就是基因傳遞與否與它對個體的利害無關；天擇則受利害影響，基因若對個體有利，則傳遞下去的機率會增加，反之，若是對個體有害，則被天擇所剔除，無法繼續傳承。
在小族群中，隨機漂變的影響力較大，天擇比較不能消滅有害變異，特別是危害不大，負面效果微弱的有害變異；大族群剛好相反，天擇在大族群中更能有效去除有害突變。套用在人類：非洲是大族群，非洲外是小族群；因此理論上，在較大的非洲族群中，天擇比其他地方更能發揮掃除有害突變的威力；有害變異則更容易保存於非洲外，小族群人的基因組中，也就是你我。
而現今愈來愈流行的基因檢測，正是希望從中找出那些可能造成危害的遺傳變異。因此遺傳上多樣性較高，相對更「健康」的非洲族群，便可成為很有價值的對照。
尋找致病的遺傳變異
每個人在遺傳上皆大同小異，多數差異終其一生都不會造成危害，但只要存在那微小的、對人有害的差異，就有造成疾病的風險。然而，怎麼知道哪些差異對人有害？標準作法是，比較罹病者與一般人之間的 DNA 差異，再靠著統計分析，推估哪些變異與此一疾病有關。
說來容易做來難。遺傳因子與疾病的關聯，往往不是那麼直觀，當中存在各種因素會導致誤判。
被偵測到與疾病相關的遺傳變異，有些本身就是致病原因，卻不容易被證明；確切的致病機轉，也往往需要許多實驗才能釐清。不過一旦能建立某變異與某疾病之間的因果關係，那該變異就能作為偵測此疾病的遺傳標記，在作基因檢測時若看到一個人具有該變異，就意謂有罹病的風險。
誤判的可能
偵測疾病時有用的遺傳標記，本身卻不必然需要與疾病有因果關係。假如真正造成疾病的基因突變，與該 DNA 變異於遺傳上連鎖在一塊，如此一來，只要偵測到那個連鎖的變異，就代表造成疾病的致病變異同時存在，有罹病的風險。
然而，不確定有因果關係，而是建立於關聯性的基因檢測，也有誤判的危險。由於突變之故，每個人 DNA 序列上本來都會存在一些差異。某疾病本身若是由罕見變異 A 造成，可以想像機率上，此人一定也會同時攜帶其他的罕見變異 B，但是變異 B 卻跟疾病一點關係都沒有，A 與 B 一同出現，純屬巧合。
可是在取樣有限時，假如誤判兩個罕見變異 A 與 B 之間有關聯性，那麼在此一認知下，只遺傳到 B，而沒有 A 的其他人，本來應該與疾病無關，卻會由於之前錯誤的認知，而被誤判為也有罹病的風險，造成無謂的恐慌，甚至是錯誤的治療。
待開發的非洲基因寶庫
要避免上述問題，必需掌握更加全面的資訊。取樣不足下，誤以為有關聯性的機率較高，取樣更多，將能降低誤判的機率。以上述狀況而言，若能取樣到其他也攜帶 B，卻沒有疾病的人，那麼統計上就能排除 B 與疾病的關聯。而全人類各族群，哪邊的遺傳多樣性最高，有望提供最多有用的線索呢？
答案無疑是非洲！去年發表的論文報告了一個實際案例 [2]。之前認為 5 個遺傳變異與肥厚性心肌症（hypertrophic cardiomyopathy）有關，一些非洲人由於被偵測到攜帶這些變異，接受進一步醫療，才發現其實是誤診。此後大家就知道，這批變異事實上與肥厚性心肌症沒有關係，非洲外的病人之所以同時遺傳到這 5 個變異，純屬巧合。
此外，探討非洲族群的遺傳，除了醫療上的應用，也具有其他意義。首先，研究非洲人，當然有助於更認識非洲人，對欠缺學術資源的非洲而言意義重大。在人類演化方面，由於非洲是全人類的起源地，深入探索非洲也能增長考古方面的知識。若是非洲族群的基因資訊能應用得宜，除了有益於非洲人本身及學術價值之外，如上所述，也能促使基因檢測更正確，進而造福全世界。
文 / 寒波
延伸閱讀：雞排的起源？從古 DNA 探索雞的馴化與育種過程參考文獻：
1. McClellan, J. M., Lehner, T., & King, M. C. (2017). Gene Discovery for Complex Traits: Lessons from Africa. Cell, 171(2), 261-264.
2. Manrai, A. K., Funke, B. H., Rehm, H. L., Olesen, M. S., Maron, B. A., Szolovits, P., … & Kohane, I. S. (2016). Genetic misdiagnoses and the potential for health disparities. New England Journal of Medicine, 375(7), 655-665.
（作者部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名的粉絲團《同名的粉絲團》，歡迎參觀、拍打、與餵食）
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