Популяційні методи медичної генетики
Методи, що використовуються для встановлення частот генів і генотипів у популяції, що демонструють характер їх зміни під впливом навколишнього середовища та різних факторів популяційної динаміки, звуться популяційно-статистичних.
За допомогою цих методівможна: • визначити частоти генів, ступінь гетерозиготності та поліморфізму, • встановити, як змінюються частоти генів під дією відбору, • виявити вплив факторів популяційної динаміки на частоти тих чи інших генотипів та фенотипів, • проаналізувати вплив факторів довкілля на експресію генів, • визначити ступінь міжпопуляційного генетичного розмаїття та обчислити генетичну відстань між популяціями.
Так само методипопуляційно-статистичного аналізуможуть бути використані для визначення та підтвердження типів успадкування захворювання, будучи основою застосування математичної статистики у клініко-генетичному аналізі.
Популяційно-генетичні дослідженнявключають такі етапи: 1) підбір популяції з урахуванням демографічних характеристик, 2) збирання матеріалу, 3) вибір методу статистичного аналізу.
В даний час для збору матеріалу при проведенні популяційно-генетичного дослідження використовується оглядовий метод і його різні модифікації, тобто. можна досліджувати всю спадкову патологію, чи окрему групу захворювань, чи лише одне захворювання, але вивчаючи все населення обраного регіону.
Насправді прирозрахунку частоти гетерозиготіноді приймають наближене значення р(р= 1) і, відповідно, 2pq=2q. Розглянемо наступний приклад. Частота муковісцидозу 1:2500, отже q2 = 0,0004, q = 0,02. За визначенням p + q = 1, звідси р = 1 -q - 1 - 0,02 = 0,98, a 2pq = 2q = 2х 0,02 = 0,04. Таким чином, частота гетерозигот за геном муковісцидозу в популяції, що вивчається, становить приблизно 4%.
Дня встановлення та підтвердженнятипу спадкування захворюваньнеобхідно перевірити відповідність сегрегації (розщеплення) за досліджуваною ознакою в обтяжених сім'ях цієї популяції менделівським закономірностям. При правильному зборі матеріалу співвідношення хворих і здорових сибсов одного й того покоління і сегрегационная частота (частота з якою ген сегрегує в досліджуваних сім'ях) будуть відповідати певному типу успадкування. Методом х-квадрат підтверджується відповідність кількості хворих та здорових сибсів для аутосомно-домінантної патології у сім'ях з повною реєстрацією (через хворих батьків):
де О - очікуване, Н - кількість хворих або здорових сибсів у виявлених сім'ях.Для розрахунку сегрегаційної частоти(р) можна використовувати ряд методів: метод сібс Вайнберга, пробандовий метод.
Методи сібсів Вайнбергаі пробандовий використовуються у разі реєстрації сімей через хворих дітей: при рецесивній патології (батьки здорові) та при аутосомно-домінантних захворюваннях у разі неповної реєстрації.
Метод сібсів Вайнбергаможе застосовуватися тільки при дослідженні всієї популяції або випадкової вибірки, в якій кожен хворий має однакову ймовірність потрапити до неї і всі хворі мають рівні шанси стати пробандом, тобто всі уражені повинні бути пробандами. Сутність цього методу полягає у підрахунку відношення сумарної кількості хворих на сибси до загальної кількості їх здорових братів і сестер, відповідно:
де число хворих у сім'ї, s – число дітей у сім'ї. При використанніцього методуіснує ймовірність отриманняспотворених результатів, що з наступними причинами: мала кількість дітей у сім'ях, які у вибірку; неповна пенетрантність або приховане носійство мутантного гена; наявність стертих форм та різних стадій хвороби; перепустка сімей у разі народження здорової дитини від гетерозиготних батьків.
Пробандовий методзастосовується у практиці популяційно-генетичних досліджень набагато частіше. Він використовується щодо клінічного матеріалу випадково що потрапив під спостереження, тобто. якщо не всі уражені сибси були зареєстровані як пробанди.
Так як на практиці в поле зору дослідника потрапляють сім'ї, в яких хоча б одна дитина хвора, для відновлення істинного співвідношення при обліку сибсов Вайнберг запропонував виключати пробанда. В результаті формула розрахунку сегрегаційної частоти має вигляд:
де а - число пробандів, г - кількість хворих, s - кількість дітей у цій сім'ї. До того ж, задопомоги пробандового методуможна оцінити повноту виявлення сімей зданою патологією або ймовірність реєстрації:
При сучасних популяційних дослідженняхвикористовуються складніші, модифіковані та комп'ютеризовані методи розрахунків (методи зважених шансів та лінійної інтерполяції), але засновані на тих же принципах.
- Повернутись до змісту розділу "Генетика."