Эпидемиология полигенных, или мультифакториальных, заболеваний
Эта группа болезней включает в себя наибольшее число заболеваний и патологических состояний человека. В их патогенезе ведущее значение имеет действие ряда взаимосвязанных биохимических, иммунологических и иных механизмов, контролируемых различными генетическими локусами. При этом наличие конкретных вариантов одного или нескольких основных генов не является абсолютно фатальным для определения исхода, они лишь формируют определенный генетический фон (степень предрасположенности), специфический для каждого индивидуума и определяющий особенности взаимодействия организма со средой. В результате в семье наследуется не сама болезнь, а предрасположенность к развитию данного патологического состояния, которая может реализоваться в конкретных неблагоприятных природно-средовых и/или социальных условиях. Такие заболевания носят названия болезней предрасположенности. Лица, имеющие наследственную предрасположенность, обладают повышенным, по сравнению с общепопуляционным, риском развития соответствующего заболевания. Степень выраженности этого риска определяется сложным взаимодействием совокупности генетических и сре- довых факторов. Наследование мультифакториальных заболеваний не подчиняется строгим менделевским законам, но в отягощенных неблагоприятными наследственными факторами семьях может наблюдаться
-4 За к ^84(>
скопление повторных случаев болезни, отражающее действие общих для членов данной семьи факторов риска.
Основополагающим методом изучения на уровне популяции причин возникновения и закономерностей распространения моногенных и мульти- факториатьных заболеваний является эпидемиологическая диагностика, включающая методы описательной, аналитической и экспериментальной эпидемиологии. Результаты использования специфических методов и приемов медицинской генетики могут применяться при проведении эпидемиологической диагностики для выявления и оценки степени влияния наследственных факторов на возникновение того или иного вида патологии человека как в популяции в целом, так и в отдельных группах населения. Для диагностики наследственного вклада в патологию человека используются: генеалогический метод, медико-генетическое консультирование, близнецовый метод. Генеалогический метод — изучение родословных (клинико-генеалогический метод изучения патологии), целью которого является прослеживание передачи признака (болезни) среди родственников больного в нескольких поколениях. Целью медико-генетического консультирования (на основании использования генеалогического метода) является определение прогноза потомства в семьях, где есть или предполагается появление больного с наследственной патологией. Наиболее близким к эпидемиологической диагностике по организации исследований является близнецовый метод, особенно его популяционный вариант, задачей которого является установить, в какой мере (степени) признак (патология) зависит от наследственных особенностей организма (от генотипа), а в какой — от внешних условий. Близнецовый метод позволяет оценить соотношение удельного веса генетических и средовых факторов в развитии каждого конкретного признака (заболевания) по степени проявления той или иной формы патологии в парах близнецов и определить тем самым долю генетического вклада в возникновение данного патологического процесса для дифференциальной диагностики моногенных и разных мультифакториальных форм болезней. Внутри одной семьи используется определение коэффициента наследуемости. Он отражает вклад (долю) генетических факторов в развитие болезни при совместном действии генотипических и средовых факторов. Оценка производится по каждому признаку по принципу «подобны — различны». Пары, в которых партнеры подобны по данному признаку, называются конкордантными, в которых не подобны — дискордантными. Основу близнецового исследования составляет диагностика зиготности партнеров пары, т. е. установление моно- и дизиготного происхождения близнецов. Диагностика зиготности основывается на изучении сходства (конкордантности) и различия (дискордантности) партнеров близнецовой пары по совокупности таких признаков, которые мало изменяются под влиянием среды.
Близнецовый метод включает в себя следующие генетические методики:
• полисимптомный метод — метод подобия — исследование кон- кордантности и дискордантности близнецов по ряду признаков (цвет, форма волос, разрез глаз и их цвет, форма ушей, бровей, губ и т. д.);
• иммуногенетический метод — метод сравнения близнецов-парт- неров по эритроцитарным антигенным системам (система группы крови ABO, резус-фактор и др.), по составу белков сыворотки крови, гаплотипам системы HLA; эти менделируюшие признаки не изменяются в течение жизни индивида и не зависят от внешних факторов, т. е. являются идеальными генетическими маркерами;
• метод дерматоглифики — изучение способности чувствовать вкус особого вещества (фенилтиокарбамида), которая наследуется как моногенный признак;
• цитогенетический метод (кариотипирование).
Помимо перечисленных генетических методик изучения близнецов, существует популяционный вариант близнецового метода исследования. Исследования этого типа проводятся по принципам эпидемиологической диагностики.
Сущность популяционного варианта близнецового метода заключается в сравнении внутрипарного сходства в группах (когортах) моно- и дизиготных близнецов, что позволяет с помощью специальных формул оценить относительную роль наследственности и факторов среды в развитии каждого конкретного признака.
Для дифференциальной диагностики моногенных и разных мульти- факториальных форм болезней внутри одной семьи, как уже упоминалось, используется определение коэффициента наследуемости.
Коэффициент наследуемости представляет собой отношение фактически наблюдаемых патологических признаков к теоретически ожидаемой частоте их проявления в семье или является отношением наблюдаемой фенотипической корреляции между родственниками и ожидаемой частотой с учетом доли общих признаков у родственников. Коэффициент выражается в процентах.
При аутосомно-доминантном типе наследования проявляемость болезни у лиц первой степени родства — 0,5 (т. е. больны 50% родственников), для лиц второй и третьей степени родства — 0,25 и 0,125 соответственно.
Мультифакториальные болезни характеризуются коэффициентом наследуемости более 50%, моногенные — 100%.
Для изучения степени генетического вклада в развитие мультифакто- риальной патологии может быть использован популяционный вариант близнецового метода. В табл. 34.2 приведены данные частоты заболевания обоих близнецов при некоторых видах патологии.
Таблица 34.2
Частота заболеваний близнецов при некоторых видах патологии
|
Частота встречаемости мультифакториальных заболеваний в популяции человека намного выше, чем частота встречаемости моногенных форм патологии. При формировании мультифакториальных форм заболеваний имеет место феномен семейного накопления симптомов, в том числе микропризнаков, наследование которых не соответствует доминантному или рецессивному типу (закономерностям наследования по простым менделевским моделям) У родственников первой степени родства одинаковых генов значительно больше, чем в целом в популяции. В семье накапливается «локус минорис резистентс». У родственников первой степени родства 50% общих полигенных систем. Также существует явление антиципации — накопления патологических генов в семье — утяжеление течения заболевания (более раннее его развитие) у потомства. Субклинические и клинические формы образуют непрерывный ряд от скрытых субклинических проявлений патологии до резко выраженных. В этой группе болезней имеет место более раннее начало и некоторое усиление клинических проявлений в нисходящих поколениях.
Все эти признаки свидетельствуют о возможности в случае их выявления в определенной группе населения формирования групп риска и, соответственно, проведения профилактических мероприятий в этих группах.
Примером распространенности мультифакториальных заболеваний с хорошо изученным генетическим вкладом могут служить широко распространенные во всех популяциях мира болезни Альцгеймера и Паркинсона. Болезнь Паркинсона имеет частоту встречаемости 2—4% среди лиц старше 65 лет, а болезнь Альцгеймера — 3% среди этой возрастной группы и повышается в более старших возрастных группах.
Патология мультифакториальной природы может быть рассмотрена на примере часто встречающихся врожденных пороков развития (таковы-
ми считаются те, которые встречаются чаще чем один случай на 1000 рождений). Выделяют девять «больших пороков развития», т е. тех, которые требуют лечения и являются угрозой для жизни, в сумме они составляют около 60% от всех пороков развития (табл. 34.3).
Таблица 34.3
Частота «больших пороков развития» и коэффициент их наследуемости
|
Другим примером изучения мультифакториальных заболеваний на популяционном уровне является проведение исследований, посвященных эпидемиологии иммунодефицитных состояний. Иммунодефицитные состояния (ИДС) подразделяются на врожденные ИДС и приобретенные ИДС. Врожденные ИДС могут быть как генетически детерминированными, так и внутриутробно приобретенными. Генетически детерминированные врожденные ИДС развиваются в результате повреждения генетического аппарата родителей, имеют выраженный наследственный характер и наследуются, как правило, по рецессивному типу. Генетически детерминированные ИДС могут также быть результатом мутаций «de novo» — вновь возникающих в гаметах родителей. Внутриутробно приобретенные ИДС также являются врожденными состояниями. Они возникают в результате действия мутагенов в период беременности или связаны с наличием патологии у матери и особенностями внутриутробного развития, но по своему генезу они являются вторичными. Приобретенные ИДС развиваются в результате влияния внешних повреждающих факторов (в том числе экологических) на фоне наследственной предрасположенности. Причинами приобретенных ИДС могут быть голодание, инфекционные и паразитарные заболевания, травмы, стрессы.
Проблема необходимости изучения ИДС на популяционном уровне сформировалась в конце 1970-х гг. вследствие широкого распространения заболеваний, в патогенезе которых ИДС имеют ведущее или парциальное значение. Лабораторная диагностика иммунодефицитов проводится в специализированных иммунологических лабораториях и сопряжена со многими трудностями. Проведение тестов I и II уровня позволяет
установить дефект в иммунной системе, однако для оценки их результатов необходимо наличие региональных и возрастных норм, которые зачастую отсутствуют. По современным научным представлениям, иммуно- дефицитные состояния, в том числе врожденные, не столь редкое явление, как принято было считать ранее. Однако, несмотря на достижения в области методов диагностики, более чем у 90% больных иммунодефицит- ное состояние не диагностируется. Широкое распространение ИДС и сложность их клинического обнаружения продиктовало необходимость привлечения подходов, используемых в эпидемиологии. Установление причин возникновения и распространения иммунодефицитной патологии в целях разработки системы профилактики стало возможным только на основании эпидемиологической диагностики изучаемого явления. Проведенные исследования позволили установить уровень распространенности этой патологии, составивший в среднем за десятилетний промежуток времени — 275,7±13,4 на 1000 вскрытий, т. е. каждый третий из погибших детей (Санкт-Петербург, 1989— 1999). Результаты ретроспективного эпидемиологического анализа данных карт вскрытий умерших детей первого года жизни за этот период и проведение проспективного эпидемиологического наблюдения в отделении реанимации новорожденных позволили выявить клинические признаки (маркеры) иммунодефицитов. Ими оказались множественные врожденные пороки развития, хромосомная патология, инфекционные осложнения, вызванные грамотрицательной условно-патогенной флорой в сочетании с грибами рода Candida.
Эпидемиологическое изучение исследуемого явления позволило провести анализ факторов риска возникновения и проявления иммунодефицитной патологии у детей раннего возраста.
Использование генетических приемов исследования (составление и анализ родословных) в ходе проведения эпидемиологической диагностики позволило выявить наследственные факторы риска возникновения врожденных иммунодефицитных состояний (ВИДС) и приобретенных иммунодефицитных состояний (ПИДС) и маркерные состояния у родителей и родственников ребенка, характеризующие наличие риска возникновения у ребенка ИДС. Детерминированная генетическими факторами склонность к развитию этих патологических состояний в семье может быть выявлена на основании изучения семейного анамнеза. Уже к моменту рождения ребенка та или иная семья, таким образом, может быть отнесена к группе риска по развитию у него ИДС и их последствий.
Результаты эпидемиологической диагностики позволили разработать принципы (критерии) формирования групп риска иммунодефицитной патологии, обосновать необходимость и продемонстрировать возможность проведения профилактических мероприятий по снижению риска возникновения ряда патологических состояний, являющихся следствием наличия у детей ИДС.
Практическая целесообразность формирования групп риска возникновения и развития ИДС у детей и организации в них профилактических мероприятий подтверждена на следующем этапе эпидемиологического
исследования, посвященном изучению состояния здоровья детей в двух группах — с риском формирования у них ИДС наследственного характера и без такового риска.
К группе риска были отнесены дети, родившиеся от матерей, имевших анамнестические признаки иммуносупрессии — наличие в анамнезе фактов длительно незаживающих ран, инфекций, вызванных грибами рода Candida (кандидозы различных локализаций, микозы кожи и слизистых оболочек).
Анализ данных наблюдения показал, что все дети из группы риска имели отклонения в состоянии здоровья на протяжении своего первого года жизни и в последующие два года. Каждый второй ребенок из группы риска болел острыми инфекционными заболеваниями 4 и более раз, тогда как дети из контрольной группы болели значительно реже — 1—2 раза в году, а 4 и более случаев заболевания на протяжении года у этих детей не зарегистрировано ни разу. Показательной явилась и характеристика привитости детей — были отмечены различия в возможностях проведения профилактических прививок. Более половины детей из группы риска имели проблемы при проведении вакцинации. Это выразилось в смещении сроков, введении препаратов с уменьшенной дозировкой (АДС-М вместо АКДС). Перенос сроков проведения вакцинации был обусловлен острыми инфекционными заболеваниями детей. Доля детей с введением вакцины со значительными опозданиями, удлинением интервалов и использованием препаратов АДС вместо АКДС оказалась значительно больше в группе риска.
Показательным фактом является и частота регистрации рахита, которая была значительно выше (в 8 раз) у детей с риском развития иммуно- дефицитных состояний по сравнению с детьми без риска. Таким образом, использование возможностей эпидемиологической диагностики позволило при изучении данной нозологической формы сформировать принципы выявления групп риска по ИДС, что соответственно позволяет осуществлять раннее выявление ИДС у детей первого года жизни. Своевременное выявление, регистрация ИДС дает возможность оценивать территориальную распространенность этой патологии и проводить в группах риска целенаправленную эффективную профилактику, если не возникновения самих иммунодефицитных состояний, то хотя бы их последствий (осложнений, прежде всего инфекционной природы).
Структура заболеваемости мультифакториальными
(полигенными) формами патологии
Характерными чертами структуры являются следующие:
• среди больных преобладает один пол в связи с различным порогом развития патологии у мужчин и женщин;
• значительные половые и возрастные различия в популяционной частоте нозологических форм;
• чем реже болезнь встречается в популяции, тем выше риск для родственников пробанда;
• чем сильнее выражена патология у пробанда, тем выше риск заболевания у его родственников;
• риск заболевания максимальный, если в семье есть еще больной, кроме пробанда (особенно кровный родственник);
• если есть разница в частоте заболеваний по полу, то риск для родственников выше, если пробанд относится к менее поражаемому полу;
• относительно низкий уровень конкордантности по манифестным проявлениям болезни у монозиготных близнецов (60% и выше), тем не менее, существенно превышающий соответственный уровень у дизиготных близнецов.
Группы риска заболеваний мультифакториальными формами патологии
С учетом вышеперечисленных признаков могут быть сформированы группы риска заболеваний мультифакториальными формами патологии:
• лица с учетом величины наследственной отягощенности, которая зависит от тяжести заболевания, степени родства с больным и числа больных в семье (например, при наличии сахарного диабета у родителей, риск рождения ребенка с этой патологией 10%, если болен один из родителей);
• лица, испытывающие действие неблагоприятных средовых факторов, при наличии семейной предрасположенности к заболеванию.
Источник: Л. П. Зуева, Р. X. Яфаев, «ЭПИДЕМИОЛОГИЯ» 2005