每个人的指纹都不一样是什么原因(为什么每个人的指纹都是不一样的)

◤每个人的指纹都不相同,小小指纹里潜藏着许多秘密。

提到指纹,你会想到什么?是电影里指纹缉凶的情节,还是小时候妈妈掰着你的手指头,一边唱“一斗穷、二斗富,三斗四斗卖豆腐”,一边数有几个“斗”和“簸箕”?在老人们眼中,指纹上的“斗”和“簸箕”隐藏着智慧和富贵密码。但一直以来,人们对指纹形成的生物学机制知之甚少。

最近,科学家发现,指纹虽无关人生命运,但或许隐藏着健康密码,为特定疾病的早期识别与筛查提供了新思路。

指纹的形成居然与皮肤无关

指纹是怎么形成的?为什么每个人的指纹不一样?近日,复旦大学、中科院上海营养与健康研究所科学家牵头的一项国际研究,发现了指纹形成的秘密,首次揭示人类指纹和肢体发育有高度的基因关联。而且,指纹花纹的变化,或可成为某些疾病的“预警”。1月7日,相关研究成果发表于国际权威学术期刊《细胞》。

指纹属于皮肤的一部分,按理说指纹形成和皮肤发育直接相关。然而科学家发现,指纹的形成居然与皮肤无关。

研究人员面向23000多例个体进行了迄今最大规模的指纹花纹全基因组关联分析,从中识别出43个与人类指纹花纹相关的遗传基因座。令人惊讶的是,尽管指纹在皮肤上,但这些基因大量出现在肢体发育功能相关通路,而非皮肤发育相关通路。也就是说,指纹相关基因通过调控肢体发育来影响指纹花纹的形成。

该研究亦发现,指纹花纹与手指长度比例密切相关,如小指相对越长,掌长相对越短,双手斗形花纹越多；而食指远端指节(指纹形成处)相对越长,斗形花纹则越少。

“我们不知道基因是如何形成指纹图案的,但它可以由胚胎组织掌垫上的生长力量来决定。”复旦大学人类表型组研究院、生命科学学院博士后李金喜说,“随着胎儿手部的生长,手掌和手指会伸展拉长。这些力可以把一个螺旋纹路变成一个环。”

中科院上海营养与健康研究所研究员汪思佳说,“指纹的形状——无论是斗(圆圈形纹路)还是簸箕(非圆条纹),均受负责肢体发育的基因影响。”指纹图案通常分为3种:弓形、环形和螺旋形。胎儿形成3个月后,这些“沟”和“脊”开始在手指和脚趾上形成,且终生不变。

有研究认为,指纹重复率约为1/150亿,也就是说,150亿人里面才可能有两个人指纹一样,但目前全球人口不过78亿人,所以从概率上看,每个人的指纹正如身份证一样,是独一无二的。

江苏警官学院南京中华指纹博物馆负责人陶建伟介绍,指纹的基本纹路由基因决定,人与人之间的基因99.9%相同,但剩余0.1%的差异,决定了个体的独特性。大数据发现,亚洲人和黄种人中,97%的人长有斗型纹和箕形纹,只有2%—3%的人长有弓形纹。

与头发和眼睛的颜色不同,指纹不是由基因预先设定的,这也许可以解释,为什么即使同卵双胞胎也没有相同的指纹。指纹形成涉及许多偶然因素,这显然是基因表达与环境因素相互作用的结果。

例如,风疹引起的病毒感染,会在指纹上留下更多桶印。子宫内营养不足、不同怀孕季节,也会影响指纹的生长模式,并改变手指上突起的比例。

“看手相识疾病”未来或成为可能

科学家首次破解指纹的基因密码,在先天疾病早筛、人体病变预防、职业体质选拔等领域具有重大价值。

“目前,科学界已发现不同的皮纹表型与许多先天遗传性疾病有关联,比如唐氏综合征患者可能会有断掌、足拇趾弓状球纹等特征。再比如,20世纪60年代曾有研究发现,白血病患者斗形指纹花纹比较多。”汪思佳介绍,以唐氏综合征为例,如果在婴儿出生后采集指纹特征,可以有98%的准确率判断其是否患有唐氏综合征。而在零岁时发现和两岁时发现,干预效果将非常不同。

“我们此前已获得‘唐氏综合征肤纹辅助筛查’的发明专利,这也是首个基于肤纹表型的唐氏综合征辅助筛查体系。”汪思佳表示,团队正和复旦大学附属儿科医院等医疗机构合作,希望将研究成果尽早运用在新生儿先天性疾病的筛查中,实现早诊断、早治疗。

其实,人类对外形表征与疾病关系的研究由来已久。其中比较有名的是1973年在《新英格兰医学杂志》发表的“耳垂褶皱和冠心病有一定的关系”的文章。在2020年8月的《欧洲心脏病杂志》上,也有学者发文称,额秃(发际线后移)、头顶秃、耳前折痕、眼袋深、鱼尾纹深、额头皱纹深、眼眶周围有皱纹、鼻唇沟(法令纹)深、口唇苍白等头面部特征,被算法认为可能与冠心病存在较显著关联。

“通过后续系列实验,人类表型组研究也可以不断发现和验证‘望闻问切’等传统中医理论的科学性。”汪思佳介绍,本次研究为指纹花纹与疾病健康之间的关联提供了重要理论基础,使未来“看手相识病”成为可能。

绘制出世界首张“人类表型组导航图”

从2018年起,我国就发起了名为“人类表型组”的国际大科学计划,科研人员采集了全球多个种族群体的指纹,初步绘制出世界首张“人类表型组导航图”,深入分析后,发现了150余万个强关联,其中跨领域的强关联占比约39%,大部分是生理学界的首次发现。

人类表型组计划,就是要基于“测一切之可测”的理念,对人类的各种表型进行全尺度、全周期精密系统测量,进一步破解各种表型和人类健康与疾病的关系。“这张‘导航图’带来了海量问号,正等待科学家去研究和破解,这也是我们下一步的重要工作之一。”人类表型组大科学计划首席科学家金力说。

【来源：齐鲁晚报】