運(yùn)動(dòng)員精準(zhǔn)選材與“表遺選育”跨尺度關(guān)聯(lián)性研究

沈勛章

當(dāng)下，“精準(zhǔn)”一詞火爆異常：精準(zhǔn)醫(yī)藥、精準(zhǔn)扶貧、精準(zhǔn)營銷、精準(zhǔn)打擊、精準(zhǔn)施策、精準(zhǔn)發(fā)力、精準(zhǔn)預(yù)測，甚至冠以“國家”，譬如國家精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、國家精準(zhǔn)扶貧脫貧。學(xué)術(shù)上將其釋義為精確、準(zhǔn)確、非常；在時(shí)間概念上表示精確、準(zhǔn)時(shí)；在空間位置上的定位準(zhǔn)確。國務(wù)院頒布實(shí)施的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》，旨在促進(jìn)我國科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，“精準(zhǔn)”兩字充分體現(xiàn)了綱要 “創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)型發(fā)展”的科技內(nèi)涵[1,2]。體育運(yùn)動(dòng)實(shí)踐證明，運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材曾對(duì)我國跨入體育大國起到了很大的促進(jìn)作用，它對(duì)全面邁向體育強(qiáng)國，實(shí)現(xiàn)精英計(jì)劃有著更為重要的意義，也反映了教練員科學(xué)訓(xùn)練的人力資源儲(chǔ)備需求。因此，為提高優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員成材率，開展精準(zhǔn)選材計(jì)劃呼之欲出[3,4]。在體育界提出精準(zhǔn)選材并非追求時(shí)髦，主要是基于運(yùn)動(dòng)員選材的應(yīng)用實(shí)踐，基于運(yùn)動(dòng)員選材指標(biāo)科學(xué)完整體系以及項(xiàng)目選材評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的精準(zhǔn)性，更基于新形勢下競技體育領(lǐng)域中如何進(jìn)一步提高優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員成材率，降低淘汰率與優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的培養(yǎng)成本[5]。

所謂精準(zhǔn)選材就是依靠現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與方法，最大限度地依據(jù)項(xiàng)目特征，將人體重要表型結(jié)合天賦遺傳能力，選拔與培養(yǎng)有天賦能力的優(yōu)秀項(xiàng)目苗子，通過科學(xué)系統(tǒng)訓(xùn)練，把他們塑造成為優(yōu)秀的體育人才[6]。表型組學(xué)講究階段性選材規(guī)律和敏感期表現(xiàn)特征，講究科學(xué)完整的選材評(píng)價(jià)，只有預(yù)測精準(zhǔn)性高，才算得上真正意義上的精準(zhǔn)選材。筆者在最近一次學(xué)術(shù)報(bào)告中首次提出了運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材的 “表遺選育”創(chuàng)新思路?！氨怼奔慈梭w表型，其包含了重新審視重要的運(yùn)動(dòng)特征和運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目表型特征；“遺”即從運(yùn)動(dòng)能力遺傳度到全基因組測序掃描；“選”即運(yùn)動(dòng)員選材與項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員選材與評(píng)價(jià)；“育”即青少年訓(xùn)練。簡言之，我國運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材要走前無古人后無來者的人類表型、運(yùn)動(dòng)型和基因型跨尺度關(guān)聯(lián)性研究之路，走運(yùn)動(dòng)員選材與青少年育才相結(jié)合的精準(zhǔn)選材之路。

1 深入開展運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目表型組學(xué)的研究

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

1.1 表型組學(xué)研究

眾所周知，科學(xué)選材、科學(xué)訓(xùn)練和科學(xué)管理是成功塑造優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的三大環(huán)節(jié)，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(píng)為新方向領(lǐng)域。近年來，人類表型組計(jì)劃逐步推出并引入體育研究領(lǐng)域。復(fù)旦大學(xué)金力院士發(fā)起的“人類表型組計(jì)劃”國際大科學(xué)計(jì)劃使我國表型-基因型研究領(lǐng)域處在國際前沿，成為世界領(lǐng)跑者。先發(fā)戰(zhàn)略主要整合了國家優(yōu)勢資源，集成先進(jìn)技術(shù)和引領(lǐng)標(biāo)準(zhǔn)制定。2015年5月國家科技部在京召開了“國際人類表型組學(xué)研究”香山會(huì)議，2016年5月，上海市科委優(yōu)先啟動(dòng)重大項(xiàng)目“人類表型跨尺度關(guān)聯(lián)及遺傳機(jī)制研究”，上海體育科學(xué)研究所有幸成為主要研究單位之一，承擔(dān)了“游泳運(yùn)動(dòng)員表型組學(xué)研究”分課題。2018年3月上海市市級(jí)科技重大專項(xiàng)“國際人類表型組計(jì)劃（一期）”在滬啟動(dòng)。人類表型跨尺度關(guān)聯(lián)性及遺傳機(jī)制研究開創(chuàng)了新形勢下體育科技發(fā)展和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的需求，尋覓核心指標(biāo)、權(quán)重指標(biāo)、評(píng)價(jià)指標(biāo)的開發(fā)，重構(gòu)高遺傳度表型-運(yùn)動(dòng)基因測序的關(guān)聯(lián)性研究模型。

1.2 運(yùn)動(dòng)表型關(guān)聯(lián)

青少年擁有運(yùn)動(dòng)能力的天賦，在后天的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練比賽中逐漸展現(xiàn)優(yōu)秀的身體素質(zhì)、良好的心理心智以及相宜的身體形態(tài)，跨尺度運(yùn)動(dòng)表型的關(guān)聯(lián)性探索給運(yùn)動(dòng)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(huán)境中分階段表現(xiàn)出來，多年的系統(tǒng)訓(xùn)練促進(jìn)運(yùn)動(dòng)表型發(fā)展最大化。因此早期發(fā)現(xiàn)和擇優(yōu)選拔優(yōu)秀體育后備人才并對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練有著極其重要的意義[10]?？茖W(xué)選材，作為一門學(xué)科提供了一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方法指標(biāo)，通過獨(dú)具慧眼識(shí)別人才的經(jīng)驗(yàn)，與科學(xué)技術(shù)方法的測量與評(píng)價(jià)，經(jīng)過初選、復(fù)選、再選和精選，加上6～8年艱苦的系統(tǒng)訓(xùn)練，千錘百煉，讓佼佼者脫穎而出，走上未來冠軍領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)，表型組學(xué)關(guān)聯(lián)性研究這確實(shí)是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的花費(fèi)高且小概率成才的事件。

2 積極探索人類運(yùn)動(dòng)能力的基因研究

“遺”即所謂遺傳度。人類遺傳學(xué)認(rèn)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(xiàng)能力的優(yōu)秀體育后備苗子，科學(xué)選材把發(fā)現(xiàn)和測評(píng)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(biāo)遺傳度[12]，把與運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目遺傳度稍高的指標(biāo)作為選材指標(biāo)賦予權(quán)重，把遺傳度稍低的指標(biāo)作為訓(xùn)練學(xué)指標(biāo)加以后天的塑造[13]。隨著分子遺傳學(xué)技術(shù)和基因科學(xué)的發(fā)展，與運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)基因研究已經(jīng)初見端倪[14]。2016年5月復(fù)旦大學(xué)發(fā)起“人類表型組”國際大計(jì)劃。同年7月由復(fù)旦大學(xué)牽頭，上海體育科學(xué)研究所選材研究中心參與的上海市科委優(yōu)先啟動(dòng)的重大項(xiàng)目 “人類表型跨尺度關(guān)聯(lián)及遺傳機(jī)制的研究”課題組正式立項(xiàng)，人類表型組“上海計(jì)劃”將關(guān)聯(lián)2萬個(gè)人體表型，“全國計(jì)劃”將關(guān)聯(lián)5萬個(gè)人體表型，“國際計(jì)劃”將關(guān)聯(lián)10萬個(gè)人體表型，遺傳與表型大數(shù)據(jù)分析將揭示人體內(nèi)在復(fù)雜多態(tài)的奧秘，引領(lǐng)生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展。2006年上海體育科學(xué)研究所就爆發(fā)力項(xiàng)目對(duì)103位運(yùn)動(dòng)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(duì)1 159名游泳運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行基因檢測。2017年7月復(fù)旦大學(xué)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(duì)應(yīng)著人體內(nèi)在基因。先天的基因和后天的環(huán)境交互作用決定人體特征，諸多組學(xué)特征研究將逐漸揭開人們生長發(fā)育、生活運(yùn)動(dòng)、工作學(xué)習(xí)、健康長壽的內(nèi)在差異特性。表型是復(fù)雜的，基因往往又是多態(tài)的，多個(gè)基因會(huì)影響同一表型，而同一個(gè)基因會(huì)影響多個(gè)表型，即所謂一因多效；然而表型又是動(dòng)態(tài)的，在兒童青少年生長發(fā)育過程中，尤其是青少年運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練成才的過程，表型-基因的關(guān)聯(lián)性影響更具有內(nèi)在的研究價(jià)值，探究表型-基因型關(guān)聯(lián)中一因多效現(xiàn)象揭示人體內(nèi)在的奧秘[15]。優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員為特殊人群代表，他們擁有非凡的人類智能、杰出的運(yùn)動(dòng)能力和良好的環(huán)境適應(yīng)能力以及巨大的負(fù)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(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員成才建立模型。

3 努力推進(jìn)青少年選材育才體制創(chuàng)新

3.1 闡明選材育才關(guān)系

第一，所謂“選材”即強(qiáng)調(diào)一個(gè)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(yè)的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)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(xiàng)目選材標(biāo)準(zhǔn)的測試，對(duì)體育苗子的生長發(fā)育、身體形態(tài)、生理機(jī)能、運(yùn)動(dòng)素質(zhì)、心理特征進(jìn)行選材測量和評(píng)價(jià)；再次教練員對(duì)所招對(duì)象進(jìn)行運(yùn)動(dòng)能力、專項(xiàng)素質(zhì)以及教練員評(píng)定，以便全面地了解和預(yù)估體育苗子的潛質(zhì)；最終雙方確定測試結(jié)果和能力水平。選材測評(píng)過程中，選材人員只是輔佐教練員開展了項(xiàng)目客觀指標(biāo)測量，評(píng)價(jià)了個(gè)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(duì)入編則由教練員主導(dǎo)決定，因此選材工作服務(wù)于育才訓(xùn)練，帶隊(duì)教練員起著主動(dòng)、主導(dǎo)作用。第二，所謂“育才”，即所謂青少年訓(xùn)練，那育才工作誰來做？答案更是明顯，教練員。在專業(yè)化訓(xùn)練的前期階段，教練員對(duì)所帶的青少年運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行體能、技能、戰(zhàn)術(shù)、心理、智能五大要素誘導(dǎo)和訓(xùn)練，貫穿著不同項(xiàng)目各自的競技特點(diǎn)[16]。曾凡輝早年就提出：運(yùn)動(dòng)員選材不能僅靠一次測試，不可僅有一次評(píng)價(jià)，運(yùn)動(dòng)員選材貫穿整個(gè)系統(tǒng)訓(xùn)練過程中[17]。選材是一個(gè)連續(xù)動(dòng)態(tài)的過程，初選、復(fù)選、再選和精選配合系統(tǒng)訓(xùn)練全過程，選材與育才不可分割。在青少年訓(xùn)練的培育過程中，既有日常訓(xùn)練還有選材測評(píng)，選中有育，育中有選，選育結(jié)合，只不過選材注重遺傳性狀便于展開項(xiàng)目權(quán)重指標(biāo)評(píng)價(jià)，育才注重選育才的長短板狀況，便于開展針對(duì)性訓(xùn)練。因此選材測評(píng)服務(wù)于育才訓(xùn)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(yùn)動(dòng)員選材的“材”和青少年育才的“才”有機(jī)地結(jié)合起來，做到利益最大化，教練員要主動(dòng)作為，積極參加，學(xué)習(xí)和運(yùn)用運(yùn)動(dòng)員選材知識(shí)并融入到青少年訓(xùn)練中來[18]。

3.2 搭建選材育才平臺(tái)

上海體育科學(xué)研究所機(jī)構(gòu)設(shè)置選材研究中心，該中心堅(jiān)持研究和應(yīng)用并重，取得了眾多的研究成果，有力地推動(dòng)了運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材事業(yè)的發(fā)展。2012年9月上海市體育局審時(shí)度勢推進(jìn)了選材育才相結(jié)合這項(xiàng)工作，上海體育科學(xué)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(xué)學(xué)會(huì)新成立了運(yùn)動(dòng)選材育才專業(yè)委員會(huì)，在組織機(jī)制上保證了運(yùn)動(dòng)員選材與育才工作的有機(jī)結(jié)合，此外還為廣大選材科研人員和教練員搭建了“雛鷹計(jì)劃”和“騰飛計(jì)劃”課題申報(bào)平臺(tái)。國家體育總局青少司、科教司先后兩次在滬召開現(xiàn)場會(huì)和研討會(huì)，上海體育科學(xué)研究所會(huì)上介紹這方面的工作經(jīng)驗(yàn)和研究成果。總之，選材的目的是選拔出具有運(yùn)動(dòng)天賦的青少年，其核心是成功預(yù)測未來的運(yùn)動(dòng)潛力，育才目的為了全面改善青少年體質(zhì)與健康水平，有效提高優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的成材率，為國家體育事業(yè)培養(yǎng)更多的體育人才。

3.3 創(chuàng)新選材育才模型

新型的“選材育才”工作模式強(qiáng)調(diào)依靠項(xiàng)目教學(xué)訓(xùn)練大綱和項(xiàng)目選材評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及將 “項(xiàng)目大綱”“項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)”很好地融合進(jìn)日常工作中。遵循兒童青少年生長發(fā)育規(guī)律和按照青少年運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的階段性規(guī)律，掌握青少年身心發(fā)展敏感窗口期的適時(shí)教學(xué)訓(xùn)練要求，在“選材”方面建好優(yōu)秀體育后備人才苗子庫，特別是有計(jì)劃、有組織地培養(yǎng)一批潛在的優(yōu)秀項(xiàng)目苗子，創(chuàng)造有利條件讓他們天賦能力自然地表現(xiàn)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(tái)，有計(jì)劃、有組織地開展日常的教學(xué)訓(xùn)練活動(dòng)，讓青少年運(yùn)動(dòng)員的體能、技能和心智等能力的教學(xué)訓(xùn)練獲得可持續(xù)的發(fā)展[19,20]。如何創(chuàng)新選材育才模型呢？創(chuàng)新選材育才模型需要一大批事業(yè)心強(qiáng)、獻(xiàn)身體育事業(yè)的教練員隊(duì)伍，需要一大批科研業(yè)務(wù)扎實(shí)、兢兢業(yè)業(yè)的選材科研人員，需要一大批由他們發(fā)現(xiàn)、選拔、培養(yǎng)和輸送的優(yōu)秀體育后備苗子，更需要人員、技術(shù)、設(shè)備、儀器之間的融合。在實(shí)際工作中，好的教練善于把項(xiàng)目教學(xué)訓(xùn)練大綱與項(xiàng)目選材標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)地結(jié)合起來，突出長板，補(bǔ)短板，針對(duì)選材育才測量分析的結(jié)果，不斷強(qiáng)化個(gè)體訓(xùn)練的技術(shù)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(yùn)動(dòng)選材育才專業(yè)委員會(huì)隊(duì)伍中，有些教練員，他們每次都會(huì)參加高水平體育后備人才基地的選材測試，對(duì)項(xiàng)目指標(biāo)非常感興趣，學(xué)會(huì)了選材指標(biāo)的分析評(píng)價(jià)，會(huì)根據(jù)選材測試指標(biāo)的結(jié)果采取有針對(duì)性的訓(xùn)練[21]。同時(shí)他們參加選材業(yè)務(wù)培訓(xùn)，注重項(xiàng)目特征，關(guān)注青少年生長發(fā)育水平和敏感窗口期的誘導(dǎo)與訓(xùn)練，改善和提升素質(zhì)和專項(xiàng)能力。在實(shí)際工作中，要積極發(fā)揮教練員在選材中的主體性、主導(dǎo)性和主動(dòng)性。教練員組隊(duì)訓(xùn)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(píng)價(jià)，建立重點(diǎn)項(xiàng)目和優(yōu)秀體育苗子，其中哪些指標(biāo)好，哪些指標(biāo)稍差，哪些個(gè)體優(yōu)秀，哪些個(gè)體一般，生源質(zhì)量的優(yōu)劣，將其數(shù)據(jù)提供給帶隊(duì)教練員。上海市體育局科教處也把運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材作為教練員業(yè)務(wù)培訓(xùn)重要課程，成為每期“百人計(jì)劃”的重點(diǎn)內(nèi)容。讓更多的教練員參與選材，學(xué)會(huì)選材，運(yùn)動(dòng)員選材與育才才能更具活力。

4 小結(jié)

我國運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材整整走過了三十多年實(shí)踐與應(yīng)用歷程，上海運(yùn)動(dòng)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(jī)，展望未來，深入開展運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目表型組學(xué)的研究，審時(shí)度勢，跨尺度地拓展人類基因組學(xué)的關(guān)聯(lián)性研究，依托運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目特征，修訂完善運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，努力推進(jìn)青少年運(yùn)動(dòng)員選材育才相結(jié)合的創(chuàng)新體制和拓寬優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員成才途經(jīng)，賦予運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材更強(qiáng)大的生命活力。我國競技體育在向世界體育強(qiáng)國邁進(jìn)時(shí)，搭乘人類表型組學(xué)研究東風(fēng)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，銳意進(jìn)取，運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材就能突破瓶頸，建立“表遺選育”為主要技術(shù)路線的精準(zhǔn)選材新模型。