Введение.

Исследователи часто используют технику эпидемиологии для того, чтобы изучать генетические факторы риска и взаимодействие между генетической уязвимостью и факторами окружающей среды. Эта область исследования известна как генетическая эпидемиология. Область генетической эпидемиологии включает в себя изучение наследственных факторов, а также факторов окружающей среды в возникновении заболеваний в популяции людей. Эта область эпидемиологии очень быстро растет, параллельно с все увеличивающимися знаниями о геноме человека. Мы можем использовать знания о генетической уязвимости для того, чтобы идентифицировать индивидуумов высокого риска и группы подобных людей. Для заболеваний, при которых существуют скрининговые тесты и эффективные профилактические и лечебные методики, знания наследственных факторов риска могут использоваться для того, чтобы обеспечить раннее выявление и профилактику заболеваний.

Генетическая эпидемиология базируется на принципах, полученных как из генетики, так и из эпидемиологии. В частности дизайн проведения и интерпретация исследований генетической эпидемиологии базируется на тех же самых принципах, которые применяются и в других областях эпидемиологии. Например, большинство исследований в генетической эпидемиологии базируется на когортных исследованиях или исследованиях по типу случай-контроль. Однако подобные исследования отличаются от классических эпидемиологических исследований в том, что «воздействие» - это ни что иное, как генетический фактор.

В генетике, как и в других областях, первоначальное изучение этиологии заболевания часто включает в себя описательную эпидемиологию заболевания. Результаты описательных исследований дают информацию о частоте заболеваний, и ее важности для общественного здоровья.

Подобные находки могут предположить наличие этиологической роли, специфических генетических факторов, факторов окружающей среды или других факторов риска, а дальнейшее изучение поможет оценить возможную роль наследственности. Поскольку наследственная предрасположенность будет приводить к появлению кластеров случаев в семьях, эпидемиологи могут проводить исследования для того, чтобы оценить степень концентрации заболеваний в определенных семьях. Если результаты подобных исследований подтверждают гипотезу о концентрации заболеваний в определенных семьях и предполагают, что генетические факторы воздействуют на возникновение заболеваний, то последующие исследования могут включать оценку взаимосвязи риска заболеваний со специфическими маркерами, например, с определенными генами и продуктами этого гена. Таким образом, эпидемиологическое исследование этиологии заболевания часто идет от:

(1)     общих описательных исследований, как части поиска этиологических причин;

(2)     изучение концентрации заболеваний в семьях, как часть поиска доказательств наличия такой концентрации;

(3)     эпидемиологических исследований, предназначенных для оценки риска, связанного со специфическими генетическими факторами.

Основные типы исследований, используемые в генетической эпидемиологии, вместе с описанием целей подобных исследований и некоторых подходов, показаны в таблице 1.

Таблица 1. Типы исследований, которые используются для того, чтобы оценить генетические воздействия на риск возникновения заболевания в популяции людей.

Тип исследования	Цель	Пример
Описательные исследования	Изучение неспецифических факторов, например, пола, возраста, расовой принадлежности	Более высокая частота классической гемофилии у мужчин
Изучение концентрации заболеваний в семьях	Изучение риска повторного возникновения концентрации заболевания в семьях и влияние близкородственного скрещивания	Более высокий риск рака молочной железы у дочерей женщин с раком молочной железы
Исследование специфических генетических факторов	Изучение рисков, связанных со специфическими генетическими факторами, например, ферментами или определенной последовательностью ДНК	Более высокий риск инсулин зависимого сахарного диабета у людей с определенными антигенами главного комплекса гистосовместимости (HLA)
Сложный генетический анализ	Изучение особенностей риска у родственников	Более высокий риск болезни Альцгеймера у родственников, имеющих те же самые аллели, что и у больного

1.Описательные эпидемиологические исследования.

Исследователь может использовать описательные исследования для того, чтобы пролить свет на важность заболевания с точки зрения общественного здоровья, и на возможную роль генетических факторов и факторов окружающей среды на ее возникновение. Основные характеристики (личность, время, место), как обсуждалось ранее, могут предоставить указания на возможные генетические факторы риска или факторы риска со стороны окружающей среды.

Личностные характеристики, которые связаны с вариабельностью в заболеваемости, могут предоставить очень важную информацию. Более высокая частота возникновения заболевания в определенных этнических или расовых группах, может предполагать наличие общих факторов со стороны стиля жизни, окружающей среды или генетики. Более высокая частота возникновения заболевания у мужчин предполагает гормональные факторы риска, факторы риска, связанные со стилем жизни или заболевания, связанные с Х-хромосомой. Например, редкость возникновения среди женщин классической гемофилии, дефицита фактора свертывания крови 8, связанная с 50% риском у мальчиков, рожденных от женщин, носительниц этого заболевания – указывает на сцепленный с Х-хромосомой рецессивный характер наследования.

Географическая и временная вариабельность возникновения заболеваний также может предоставить важную информацию. Например, факторы окружающей среды, которые варьируют вместе с частотой возникновения заболеваний, могут указывать на причинно-следственные связи. Например, в Соединенных Штатах градиент с севера на юг в увеличивающейся смертности от злокачественной меланомы, фатальной формы рака кожи, идет параллельно с градиентом с севера на юг увеличивающегося воздействия ультрафиолетовой радиации (УФ). Эта характеристика поддерживает роль УФ радиации как причины злокачественной меланомы. Генетические факторы, если они варьируют вместе с частотой возникновения заболевания, также могут оказаться важными.

Исследования эмигрантов могут предоставить информацию об относительной роли генетических факторов и факторов окружающей среды. Например, заболеваемость раком предстательной железы значительно ниже в Японии, чем в Соединенных Штатах. Эмигранты первого поколения, приехавшие из Японии в Соединенные Штаты, также имеют относительно низкую заболеваемость, однако в последующих поколениях заболеваемость постоянно увеличивается. Эпидемиологи интерпретируют эти характеристики как поддержку причинно-следственной роли воздействия со стороны окружающей среды по мере того, как последующие поколения принимают стиль жизни той страны, в которую они приехали. Если бы возникновение рака предстательной железы находилось под влиянием только генетических факторов, то в этом случае мы бы не обнаружили серьезных изменений в частоте возникновения этого заболевания в нескольких поколениях.

Конечно обнаружение не генетических факторов, которые играют важную роль в возникновении заболевания, не означает, что генетические факторы не играют никакой роли, и наоборот, обнаружение того факта, что генетические факторы играют важную роль, не означает, что не генетические факторы не играют никакой роли. Очень краткий обзор эпидемиологии и патофизиологии фенилкетонурии иллюстрируют важность как генетических, так и внешних факторов возникновения этого заболевания.

Фенилкетонурия - это аутосомно-рецессивное заболевание, при котором лица, унаследовавшие два рецессивных гена, неадекватно метаболизируют фенилаланин, и как следствие, у них развивается нарушение психомоторного развития. Однако специфическая диета, содержащая пониженное количество фенилаланина, может предотвратить задержку психического развития, особенно если эта диета начинается достаточно рано. Эти данные подчеркивают, что при этом заболевании генетическая уязвимость и диета действуют вместе, вызывая задержку психического развития.

Пример 1. Для того чтобы изучить описательную эпидемиологию болезни Альцгеймера, исследователи в Восточном Бостоне провели скрининг людей старше 65 лет. После тестирования памяти и оценки неврологического состояния всех участников этого скрининга, исследователи установили, что примерно 10% пациентов в возрасте 65 лет и старше, по всей вероятности, имеют болезнь Альцгеймера. С возрастом распространенность заболевания увеличилась практически до 50% среди лиц старше 85 лет. Более того, более 80% случаев умеренного или тяжелого нарушения когнитивных функций в данной популяции являлись результатом болезни Альцгеймера. Эти результаты указывают на высокую распространенность болезни Альцгеймера, увеличивающуюся распространенность этого заболевания с возрастом и растущую его значимость по мере старения популяции. Другие аспекты описательной эпидемиологии болезни Альцгеймера такие, как низкая заболеваемость у американских индейцев, предполагает, что генетические различия в зависимости от этнической принадлежности могут воздействовать на риск развития болезни Альцгеймера.