運動員精準選材與“表遺選育”跨尺度關聯性研究

沈勛章

當下，“精準”一詞火爆異常：精準醫藥、精準扶貧、精準營銷、精準打擊、精準施策、精準發力、精準預測，甚至冠以“國家”，譬如國家精準醫學、國家精準扶貧脫貧。學術上將其釋義為精確、準確、非常；在時間概念上表示精確、準時；在空間位置上的定位準確。國務院頒布實施的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》，旨在促進我國科學技術創新發展，“精準”兩字充分體現了綱要 “創新驅動，轉型發展”的科技內涵[1,2]。體育運動實踐證明，運動員科學選材曾對我國跨入體育大國起到了很大的促進作用，它對全面邁向體育強國，實現精英計劃有著更為重要的意義，也反映了教練員科學訓練的人力資源儲備需求。因此，為提高優秀運動員成材率，開展精準選材計劃呼之欲出[3,4]。在體育界提出精準選材并非追求時髦，主要是基于運動員選材的應用實踐，基于運動員選材指標科學完整體系以及項目選材評價標準的精準性，更基于新形勢下競技體育領域中如何進一步提高優秀運動員成材率，降低淘汰率與優秀運動員的培養成本[5]。

所謂精準選材就是依靠現代科學技術與方法，最大限度地依據項目特征，將人體重要表型結合天賦遺傳能力，選拔與培養有天賦能力的優秀項目苗子，通過科學系統訓練，把他們塑造成為優秀的體育人才[6]。表型組學講究階段性選材規律和敏感期表現特征，講究科學完整的選材評價，只有預測精準性高，才算得上真正意義上的精準選材。筆者在最近一次學術報告中首次提出了運動員科學選材的 “表遺選育”創新思路?！氨怼奔慈梭w表型，其包含了重新審視重要的運動特征和運動項目表型特征；“遺”即從運動能力遺傳度到全基因組測序掃描；“選”即運動員選材與項目運動員選材與評價；“育”即青少年訓練。簡言之，我國運動員科學選材要走前無古人后無來者的人類表型、運動型和基因型跨尺度關聯性研究之路，走運動員選材與青少年育才相結合的精準選材之路。

1 深入開展運動項目表型組學的研究

“表”即所謂表型，人體各種特征，其突出地表現出人體形態的長度、寬度、圍度、厚度、角度以及身體成分等表型指標，親代賦予子代的遺傳特征在后天的環境下優化表現。我國體育前輩們在七八十年代曾經做過選材指標的聚類分析和主成分分析，在眾多指標中找出因子分析[7,8]。運動員選材就是將這些優秀的體表特征和項目所需的能力從小選拔出來，有的放矢地開展青少年訓練，促使這些重要表型發展的最大化，加快體育苗子成才的過程。

1.1 表型組學研究

眾所周知，科學選材、科學訓練和科學管理是成功塑造優秀運動員的三大環節，相輔相成，缺一不可[9]。人類表型組是人體中除了基因組外的另一半生命密碼，其研究被《Nature》雜志評為新方向領域。近年來，人類表型組計劃逐步推出并引入體育研究領域。復旦大學金力院士發起的“人類表型組計劃”國際大科學計劃使我國表型-基因型研究領域處在國際前沿，成為世界領跑者。先發戰略主要整合了國家優勢資源，集成先進技術和引領標準制定。2015年5月國家科技部在京召開了“國際人類表型組學研究”香山會議，2016年5月，上海市科委優先啟動重大項目“人類表型跨尺度關聯及遺傳機制研究”，上海體育科學研究所有幸成為主要研究單位之一，承擔了“游泳運動員表型組學研究”分課題。2018年3月上海市市級科技重大專項“國際人類表型組計劃（一期）”在滬啟動。人類表型跨尺度關聯性及遺傳機制研究開創了新形勢下體育科技發展和運動訓練的需求，尋覓核心指標、權重指標、評價指標的開發，重構高遺傳度表型-運動基因測序的關聯性研究模型。

1.2 運動表型關聯

青少年擁有運動能力的天賦，在后天的運動訓練比賽中逐漸展現優秀的身體素質、良好的心理心智以及相宜的身體形態，跨尺度運動表型的關聯性探索給運動員選材注入了活力。親代賦予的這些天賦才能和重要表型深深刻錄在子代DNA里的，它在后天的環境中分階段表現出來，多年的系統訓練促進運動表型發展最大化。因此早期發現和擇優選拔優秀體育后備人才并對其進行針對性訓練有著極其重要的意義[10]?？茖W選材，作為一門學科提供了一系列技術標準和方法指標，通過獨具慧眼識別人才的經驗，與科學技術方法的測量與評價，經過初選、復選、再選和精選，加上6～8年艱苦的系統訓練，千錘百煉，讓佼佼者脫穎而出，走上未來冠軍領獎臺，表型組學關聯性研究這確實是一項實實在在的花費高且小概率成才的事件。

2 積極探索人類運動能力的基因研究

“遺”即所謂遺傳度。人類遺傳學認為通過基因的傳遞使后代獲得親代的種種體貌與能力特征。競技體育需要具有專項能力的優秀體育后備苗子，科學選材把發現和測評遺傳度高的表型特征作為首選[11]。早年競技體育正是通過孿生子的研究來估測天賦能力的主要指標遺傳度[12]，把與運動項目遺傳度稍高的指標作為選材指標賦予權重，把遺傳度稍低的指標作為訓練學指標加以后天的塑造[13]。隨著分子遺傳學技術和基因科學的發展，與運動相關聯基因研究已經初見端倪[14]。2016年5月復旦大學發起“人類表型組”國際大計劃。同年7月由復旦大學牽頭，上海體育科學研究所選材研究中心參與的上海市科委優先啟動的重大項目 “人類表型跨尺度關聯及遺傳機制的研究”課題組正式立項，人類表型組“上海計劃”將關聯2萬個人體表型，“全國計劃”將關聯5萬個人體表型，“國際計劃”將關聯10萬個人體表型，遺傳與表型大數據分析將揭示人體內在復雜多態的奧秘，引領生物醫學的發展。2006年上海體育科學研究所就爆發力項目對103位運動健將開展基因檢測和分析，繼而采取全基因組掃描和測序方法對1 159名游泳運動員進行基因檢測。2017年7月復旦大學人類表型組研究院在滬掛牌成立。

表型即人體外顯特征，它對應著人體內在基因。先天的基因和后天的環境交互作用決定人體特征，諸多組學特征研究將逐漸揭開人們生長發育、生活運動、工作學習、健康長壽的內在差異特性。表型是復雜的，基因往往又是多態的，多個基因會影響同一表型，而同一個基因會影響多個表型，即所謂一因多效；然而表型又是動態的，在兒童青少年生長發育過程中，尤其是青少年運動員運動訓練成才的過程，表型-基因的關聯性影響更具有內在的研究價值，探究表型-基因型關聯中一因多效現象揭示人體內在的奧秘[15]。優秀運動員為特殊人群代表，他們擁有非凡的人類智能、杰出的運動能力和良好的環境適應能力以及巨大的負荷承受能力，這些均屬于生物表型，研究與解讀特殊人群的表型-基因型特征譜為優秀運動員成才建立模型。

3 努力推進青少年選材育才體制創新

3.1 闡明選材育才關系

第一，所謂“選材”即強調一個選字，那選材工作誰來做？答案顯然是明確的，由選材人員和教練員共同做并共同完成。首先教練員以專業的經驗發現好苗子；其次選材人員依托高水平體育后備人才基地，通過項目選材標準的測試，對體育苗子的生長發育、身體形態、生理機能、運動素質、心理特征進行選材測量和評價；再次教練員對所招對象進行運動能力、專項素質以及教練員評定，以便全面地了解和預估體育苗子的潛質；最終雙方確定測試結果和能力水平。選材測評過程中，選材人員只是輔佐教練員開展了項目客觀指標測量，評價了個體的身心特征，為教練員提供參考。體育苗子原本來源于教練員百里挑一，入隊入編則由教練員主導決定，因此選材工作服務于育才訓練，帶隊教練員起著主動、主導作用。第二，所謂“育才”，即所謂青少年訓練，那育才工作誰來做？答案更是明顯，教練員。在專業化訓練的前期階段，教練員對所帶的青少年運動員進行體能、技能、戰術、心理、智能五大要素誘導和訓練，貫穿著不同項目各自的競技特點[16]。曾凡輝早年就提出：運動員選材不能僅靠一次測試，不可僅有一次評價，運動員選材貫穿整個系統訓練過程中[17]。選材是一個連續動態的過程，初選、復選、再選和精選配合系統訓練全過程，選材與育才不可分割。在青少年訓練的培育過程中，既有日常訓練還有選材測評，選中有育，育中有選，選育結合，只不過選材注重遺傳性狀便于展開項目權重指標評價，育才注重選育才的長短板狀況，便于開展針對性訓練。因此選材測評服務于育才訓練，選材人員輔佐于教練員，還要起著參謀的作用。為了能夠把運動員選材的“材”和青少年育才的“才”有機地結合起來，做到利益最大化，教練員要主動作為，積極參加，學習和運用運動員選材知識并融入到青少年訓練中來[18]。

3.2 搭建選材育才平臺

上海體育科學研究所機構設置選材研究中心，該中心堅持研究和應用并重，取得了眾多的研究成果，有力地推動了運動員科學選材事業的發展。2012年9月上海市體育局審時度勢推進了選材育才相結合這項工作，上海體育科學研究所選材育才研究中心掛牌成立，2018年4月上海市體育科學學會新成立了運動選材育才專業委員會，在組織機制上保證了運動員選材與育才工作的有機結合，此外還為廣大選材科研人員和教練員搭建了“雛鷹計劃”和“騰飛計劃”課題申報平臺。國家體育總局青少司、科教司先后兩次在滬召開現場會和研討會，上海體育科學研究所會上介紹這方面的工作經驗和研究成果。總之，選材的目的是選拔出具有運動天賦的青少年，其核心是成功預測未來的運動潛力，育才目的為了全面改善青少年體質與健康水平，有效提高優秀運動員的成材率，為國家體育事業培養更多的體育人才。

3.3 創新選材育才模型

新型的“選材育才”工作模式強調依靠項目教學訓練大綱和項目選材評價標準以及將 “項目大綱”“項目標準”很好地融合進日常工作中。遵循兒童青少年生長發育規律和按照青少年運動訓練的階段性規律，掌握青少年身心發展敏感窗口期的適時教學訓練要求，在“選材”方面建好優秀體育后備人才苗子庫，特別是有計劃、有組織地培養一批潛在的優秀項目苗子，創造有利條件讓他們天賦能力自然地表現出來。在“育才”方面通過高水平體育后備人才基地這一工作平臺，有計劃、有組織地開展日常的教學訓練活動，讓青少年運動員的體能、技能和心智等能力的教學訓練獲得可持續的發展[19,20]。如何創新選材育才模型呢？創新選材育才模型需要一大批事業心強、獻身體育事業的教練員隊伍，需要一大批科研業務扎實、兢兢業業的選材科研人員，需要一大批由他們發現、選拔、培養和輸送的優秀體育后備苗子，更需要人員、技術、設備、儀器之間的融合。在實際工作中，好的教練善于把項目教學訓練大綱與項目選材標準有機地結合起來，突出長板，補短板，針對選材育才測量分析的結果，不斷強化個體訓練的技術要求，并追蹤觀察成才。尊重選材的教練員往往受益較多。

在上海運動選材育才專業委員會隊伍中，有些教練員，他們每次都會參加高水平體育后備人才基地的選材測試，對項目指標非常感興趣，學會了選材指標的分析評價，會根據選材測試指標的結果采取有針對性的訓練[21]。同時他們參加選材業務培訓，注重項目特征，關注青少年生長發育水平和敏感窗口期的誘導與訓練，改善和提升素質和專項能力。在實際工作中，要積極發揮教練員在選材中的主體性、主導性和主動性。教練員組隊訓練，帶兵打仗的主帥，選材人員只是組織高水平體育后備人才基地開展選材測量與評價，建立重點項目和優秀體育苗子，其中哪些指標好，哪些指標稍差，哪些個體優秀，哪些個體一般，生源質量的優劣，將其數據提供給帶隊教練員。上海市體育局科教處也把運動員科學選材作為教練員業務培訓重要課程，成為每期“百人計劃”的重點內容。讓更多的教練員參與選材，學會選材，運動員選材與育才才能更具活力。

4 小結

我國運動員科學選材整整走過了三十多年實踐與應用歷程，上海運動員選材站在前輩的肩膀上，較好地完成交接棒，“十年磨一劍”，取得了豐碩的研究成果，上海選材獲得到了國家體育總局青少司、科教司多次表彰。如何把握契機，展望未來，深入開展運動項目表型組學的研究，審時度勢，跨尺度地拓展人類基因組學的關聯性研究，依托運動項目特征，修訂完善運動員科學選材指標體系與評價標準，努力推進青少年運動員選材育才相結合的創新體制和拓寬優秀運動員成才途經，賦予運動員科學選材更強大的生命活力。我國競技體育在向世界體育強國邁進時，搭乘人類表型組學研究東風，創新驅動，銳意進取，運動員科學選材就能突破瓶頸，建立“表遺選育”為主要技術路線的精準選材新模型。