基因与环境交织:多基因评分通过童年虐待影响儿童攻击性发展轨迹的机制研究

时间:2025年10月22日
来源:Development and Psychopathology

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本研究针对儿童攻击性行为的基因-环境交互机制,通过分析706名6-13岁儿童的纵向数据,发现攻击性多基因评分(PGSAGG)不仅直接预测持续性攻击轨迹,还通过童年虐待经历间接影响反应性攻击的儿童期受限轨迹。研究首次揭示基因风险通过环境中介(rGE)作用于攻击行为不同发展模式的特异性机制,为发展精神病理学提供重要证据。

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在儿童发展研究领域,攻击性行为一直被视为预测后续心理社会适应问题的重要指标。然而,这种行为的起源和发展路径却颇为复杂,既受到遗传因素的影响,又与早期环境体验密切相关。特别令人困惑的是,为什么有些儿童在入学初期表现出攻击性行为后会逐渐减少,而另一些儿童的攻击性行为却持续存在?更深入的问题是,基因究竟通过什么机制影响攻击性行为的发展轨迹?这些问题的答案对制定有效的预防和干预策略至关重要。
以往研究表明,攻击性行为可分为反应性攻击(reactive aggression)和主动性攻击(proactive aggression)两种功能类型。反应性攻击通常是对感知威胁的情绪化反应,而主动性攻击则是有预谋的工具性行为。双生子研究提示这两种攻击行为既有共同的遗传基础,也有独特的遗传成分。然而,传统行为遗传学研究难以揭示基因与环境之间的复杂互动机制。
随着分子遗传学的发展,多基因评分(polygenic score,PGS)的出现为研究基因与环境交互作用提供了新途径。多基因评分能够量化个体对特定特征的遗传易感性,使研究者能够更直接地考察基因如何通过与特定环境因素的相互作用影响行为发展。其中,基因-环境相关(gene-environment correlation,rGE)是解释这种相互作用的重要机制,包括被动rGE(父母基因同时影响育儿环境和子女基因)和唤起rGE(子女基因影响他人对其反应)等不同形式。
本研究团队利用魁北克儿童发展纵向研究(Quebec Longitudinal Study of Child Development,QLSCD)的数据,对706名儿童从6岁到13岁进行了追踪调查,旨在揭示攻击性多基因评分如何通过童年虐待经历影响不同发展轨迹的攻击性行为。
本研究主要采用了以下几种关键技术方法:首先,基于Ip等人(2021)的基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)结果构建了攻击性多基因评分(PGSAGG);其次,使用增长混合模型(growth mixture modeling)识别攻击性行为的发展轨迹;再次,通过多信息源(父母、教师、研究助理)和多方法(问卷、观察)前瞻性收集了儿童0-12岁期间的虐待经历;最后,采用中介分析检验童年虐待在PGSAGG与攻击轨迹关系中的中介作用。研究样本来自魁北克儿童发展纵向研究队列。
攻击性行为的发展轨迹
研究发现,无论是主动性攻击还是反应性攻击,6-13岁儿童均呈现三种类似的发展轨迹:“低稳定”轨迹(proactive:86.2%;reactive:81.0%)、“儿童期受限”轨迹(proactive:6.6%;reactive:13.6%)和“高持续”轨迹(proactive:7.2%;reactive:5.4%)。大多数儿童在整个小学阶段表现出较低且稳定的攻击性水平,少数儿童早期攻击性较高但随年龄增长而下降,还有一小部分儿童攻击性水平持续较高。
多基因评分与攻击性行为的关联
PGSAGG与6-13岁各年龄点的攻击性行为得分均存在显著关联,尤其是与反应性攻击的关联更为一致。更重要的是,与发展轨迹的分析显示,与“低稳定”轨迹相比,较高的PGSAGG显著预测了归属于“高持续”轨迹的可能性(主动性攻击:B=1.240,p=0.015;反应性攻击:B=1.107,p=0.032),以及归属于反应性攻击的“儿童期受限”轨迹的可能性(B=0.918,p=0.015)。
当控制另一种攻击功能后,PGSAGG与两种“高持续”攻击轨迹的关联不再显著,表明遗传风险主要作用于两种攻击功能的共同变异。然而,PGSAGG与反应性攻击“儿童期受限”轨迹的关联仍保持显著,提示独特的遗传机制。
童年虐待的中介作用
中介分析揭示了一个重要机制:PGSAGG通过增加童年虐待风险,间接提高了儿童归属于反应性攻击“儿童期受限”轨迹的可能性(间接路径ab:t=2.116,p=0.034,OR=1.22)。即使控制主动性攻击的重叠后,这一中介效应仍然显著。
具体而言,较高的PGSAGG预测更多的虐待经历(路径a),而这些虐待经历又预测了更高的反应性攻击“儿童期受限”轨迹风险(路径b)。PGSAGG对轨迹的直接效应(路径c')也保持显著,表明部分中介。对于“高持续”攻击轨迹,虐待的中介作用仅边缘显著,且在控制另一种攻击功能后不再显著。
为进一步排除反向因果(即儿童攻击行为导致虐待)的可能性,研究者将虐待经历按时间分段(0-5岁,6-12岁,持续整个儿童期)进行序列中介分析。结果发现,早期虐待(0-5岁)不中介上述关联,而中期(6-12岁)和持续虐待路径的中介效应边缘显著,表明主要分析中的中介效应不太可能完全由反向因果解释。
本研究通过整合遗传数据和长期纵向环境测量,深入揭示了基因与环境在儿童攻击性行为发展中的复杂互动。主要有以下重要发现和意义:
首先,研究证实攻击性多基因评分不仅预测攻击性行为的年龄特异的水平,更重要的是能够区分不同的发展轨迹。遗传风险较高的儿童更可能表现出持续整个儿童期的高攻击性,或仅在儿童期出现随后下降的反应性攻击模式。这一发现强调了在考察基因与行为关联时考虑发展动态的重要性。
其次,研究首次提供了童年虐待在遗传风险与攻击性行为间的中介证据,支持了基因-环境相关(rGE)机制的存在。儿童遗传倾向可能通过被动rGE(源于父母的基因与环境创造)或唤起rGE(儿童遗传影响的特征引发他人负面反应)途径增加遭受虐待的风险,进而影响攻击行为发展。这一发现将分子遗传数据与环境中介机制联系起来,为理解基因如何“走向表型”提供了具体路径。
第三,研究发现遗传风险和环境中介机制对反应性攻击和主动性攻击表现出不同模式。遗传因素对两种攻击功能持续轨迹的影响主要作用于其共同变异,而对反应性攻击的短暂轨迹则显示出独特机制。这与此前双生子研究结果一致,表明反应性攻击和主动性攻击在儿童期既有共同遗传基础,也有独特遗传成分。
从实践意义来看,识别基因-环境中介途径有助于开发更有针对性的干预策略。对于有遗传风险的儿童家庭,提供支持性育儿指导和行为管理策略,可能阻断基因通过环境风险影响行为的路径,减轻攻击性行为的发展。
研究的局限性包括样本量相对较小、虐待与攻击性行为测量时间部分重叠、缺乏父母遗传数据以区分不同类型rGE等。未来研究需要在更大样本中验证这些发现,并利用更精细的家庭遗传设计(如双生子子女设计)区分被动和唤起rGE机制。
总之,本研究通过发展精神病理学视角,将遗传易感性与环境经验在发展过程中联系起来,深化了对儿童攻击性行为起源的理解。研究结果强调,儿童攻击性行为的不同发展轨迹和功能可能涉及不同的基因-环境机制,这为制定个性化预防策略提供了重要启示。基因不是命运,而是通过与环境的过程性互动影响发展,识别这些互动路径是促进儿童积极发展的关键。

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