Генетическая эпидемиология

Генетическая эпидемиология — это изучение роли генетических факторов в определении здоровья и болезней в семьях и популяциях, а также взаимодействия таких генетических факторов с факторами окружающей среды. Генетическая эпидемиология стремится провести статистический и количественный анализ того, как генетика работает в больших группах.

Определение

Использование термина «Генетическая эпидемиология» возникло в середине 1980-х годов как новая научная область.

На формальном языке генетическая эпидемиология была определена Ньютоном Мортоном , одним из пионеров в этой области, как «наука, которая занимается этиологией , распространением и контролем заболеваний в группах родственников, а также наследственными причинами заболеваний в популяциях». Она тесно связана как с молекулярной эпидемиологией, так и со статистической генетикой , но каждая из этих пересекающихся областей имеет разные направления, общества и журналы.

Одно определение этой области близко соответствует определению генетики поведения , определяя генетическую эпидемиологию как «научную дисциплину, которая занимается анализом семейного распределения признаков с целью понимания любой возможной генетической основы» и которая «стремится понять как генетические факторы и факторы окружающей среды и то, как они взаимодействуют, вызывая различные заболевания и черты характера у людей». BMJ . принимает аналогичное определение: «Генетическая эпидемиология — это изучение этиологии, распространения и контроля заболеваний в группах родственников, а также наследственных причин заболеваний в популяциях»

История

Еще в IV веке до нашей эры Гиппократ в своем эссе «О воздухе, водах и местах» предположил, что такие факторы, как поведение и окружающая среда, могут играть роль в заболевании. Эпидемиология вступила в более систематическую фазу с работой Джона Граунта , который в 1662 году попытался количественно оценить смертность в Лондоне, используя статистический подход, сводя в таблицы различные факторы, которые, по его мнению, играли роль в уровне смертности. Джон Сноу считается отцом эпидемиологии и первым использовал статистику для выявления и выявления причин заболеваний, в частности вспышек холеры в 1854 году в Лондоне. Он исследовал случаи холеры и нанес их на карту, указав наиболее вероятную причину холеры: загрязненные колодцы с водой.

Современная история

Современная генетика зародилась на основе Грегора Менделя работ . Как только это стало широко известно, это вызвало революцию в изучении наследственности во всем животном мире; с исследованиями, показывающими генетическую передачу и контроль над характеристиками и чертами. Поскольку было показано, что вариации генов влияют на болезни, началась работа по количественной оценке факторов, влияющих на болезнь, и в 20 веке она ускорилась. Период после Второй мировой войны стал периодом наибольшего прогресса в этой области: такие ученые, как Ньютон Мортон, помогли сформировать область генетической эпидемиологии, известную сегодня, с применением современной генетики для статистического изучения болезней, а также создание крупномасштабных эпидемиологических исследований, таких как Фрамингемское исследование сердца .

В 1960-х и 1970-х годах эпидемиология играла роль в разработке стратегии ликвидации натуральной оспы во всем мире.

Основы

Традиционно изучение роли генетики в заболевании проводится по следующим схемам исследований, каждое из которых отвечает на несколько отличающийся вопрос:

• Семейные агрегированные исследования: существует ли генетический компонент заболевания и каков относительный вклад генов и окружающей среды?
• Сегрегационные исследования: Каков тип наследования заболевания (например, доминантный или рецессивный)?
• Исследования сцепления : в какой части какой хромосомы расположен ген заболевания?
• Ассоциативные исследования: какой аллель какого гена связан с заболеванием?

Этот традиционный подход оказался весьма успешным в выявлении моногенных заболеваний и обнаружении ответственных за них генов.

Совсем недавно сфера генетической эпидемиологии расширилась и теперь включает распространенные заболевания, в которых каждый из многих генов вносит меньший вклад ( полигенные , мультифакториальные или мультигенные нарушения ). Это быстро развивалось в первое десятилетие XXI века после завершения проекта «Геном человека» , поскольку достижения в технологии генотипирования и связанное с этим снижение затрат сделали возможным проведение крупномасштабных ассоциативных исследований всего генома , которые генотипируют многие тысячи отдельных людей. нуклеотидный полиморфизм у тысяч людей. Это привело к открытию многих генетических полиморфизмов , которые влияют на риск развития многих распространенных заболеваний. Генетическая эпидемиология также может быть искажена наличием эволюционного давления, которое вызывает негативный отбор во время молекулярной эволюции . Этот отрицательный отбор можно определить, отслеживая асимметрию распределения мутаций с предположительно тяжелыми эффектами по сравнению с распределением мутаций с предположительно легкими или отсутствующими эффектами.

Подходы

Генетические эпидемиологические исследования состоят из трех отдельных этапов, как это описал М.Тевфик Дорак :

1. Установление наличия генетического компонента расстройства.
2. Установление относительного размера этого генетического эффекта по отношению к другим источникам изменения риска заболевания (влиянию окружающей среды, например, внутриутробной среде, физическим и химическим воздействиям, а также поведенческим и социальным аспектам).
3. Идентификация гена(ов), ответственного за генетический компонент.

Эти исследовательские методологии можно оценить с помощью семейных или популяционных исследований.

См. также

• Эпигенетика
• Генетическое заболевание
• Менделевская рандомизация
• Молекулярная эпидемиология
• Мутация
• Популяционная генетика
• Принцип Харди – Вайнберга
• Группы населения в биомедицине

Дальнейшее чтение

• Хури, MJ; Бити, TH; Коэн, Б.Х. (1993). Основы генетической эпидемиологии . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-505288-6 .
• Мортон, Ньютон Э; Чунг, Чин Сик, ред. (1978). Генетическая эпидемиология . Нью-Йорк: Академическая пресса. ISBN  978-0-12-508050-7 .
• Мортон, штат Невада (1997). «Генетическая эпидемиология» (PDF) . Анналы генетики человека . 61 (1): 1–13. дои : 10.1086/513911 . ПМК   1715876 . ПМИД   9245975 . Проверено 15 июня 2010 г.
• Хури, Муин Дж.; Литтл, Джулиан; Берк, Уайли, ред. (2003). Эпидемиология генома человека: научная основа использования генетической информации для улучшения здоровья и предотвращения болезней . Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-514674-5 .
• Спенс, Массачусетс (2005). «Генетическая эпидемиология». Энциклопедия биостатистики . Уайли Интерсайенс. дои : 10.1002/0470011815.b2a05034 . ISBN  978-0470849071 .
• Томас, округ Колумбия (2004). Статистические методы в генетической эпидемиологии . Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-515939-4 .
• Тир, доктор медицины (2011). Генетическая эпидемиология . Спрингер. ISBN  978-1-60327-415-9 .

Внешние ссылки

• Генетическая эпидемиология (журнал)