Близнецовый метод

Это метод изучения генетических закономерностей на близнецах. Впер­вые он был предложен Ф. Гальтоном в 1875 г. Близнецовый метод дает воз­можность определить вклад генетиче­ских (наследственных) и средовых факторов (климат, питание, обучение, воспитание и др.) в развитии конкрет­ных признаков или заболеваний у че­ловека.

При использовании близнецового метода проводится сравнение :

1) монозиготных (однояйцевых) близнецов — МБ с дизиготными (раз­нояйцевыми) близнецами — ДБ;

2) партнеров в монозиготных парах между собой;

3) данных анализа близнецовой вы­борки с общей популяцией.

Монозиготные близнецы образуют­ся из одной зиготы, разделившейся на стадии дробления на две (или более) части. С генетической точки зрения они идентичны, т.е. обладают одинако­выми генотипами. Монозиготные близнецы всегда одного пола.

Особую группу среди МБ составля­ют необычные типы близнецов: двух­головые (как правило нежизнеспособ­ные), каспофаги ("сиамские близне­цы"). Наиболее известный случай — родившиеся в 1811 г. в Сиаме (ныне Таиланд) сиамские близнецы — Чанг и Энг. Они прожили 63 года, были же­наты на сестрах-близнецах Чанг про­извел на свет 10, а Энг — 12 детей. Ког­да от бронхита умер Чанг, спустя 2 ча­са умер и Энг (рис. 2.8) Их связывала тканевая перемычка шириной около 10 см от грудины до пупка. Позднее было установлено, что соединявшая их перемычка содержала печеночную ткань, связывающую две печени. Лю­бая хирургическая попытка разделить братьев вряд ли в то время была бы ус­пешной. В настоящее время разъеди­няют и более сложные связи между близнецами.

Дизиготные близнецы развиваются в том случае, если одновременно две яйцеклетки оплодотворены двумя сперматозоидами. Естественно, дизи­готные близнецы имеют различные ге­нотипы. Они сходны между собой не более, чем братья и сестры, т.к. имеют около 50 % идентичных генов. Общая частота рождения близнецов составля­ет примерно 1 %, из них около 1/3 при­ходится на монозиготных близнецов. Известно, что число рождений монози­готных близнецов сходно в разных по­пуляциях, в то время как для дизиготных эта цифра существенно различает­ся. Например, в США дизиготные близнецы рождаются чаще среди не­гров, чем белых. В Европе частота появ­ления дизиготных близнецов составля­ет 8 на 1000 рождений. Однако в от­дельных популяциях их бывает больше

Самая низкая частота рождения близ­нецов присуща монголоидным популя­циям, особенно в Японии (Табл. 2.1). Отмечается, что частота врожденных уродств у близнецов, как правило, вы­ше, чем у одиночно рожденных.

Полагают, что многоплодие генети­чески обусловлено. Однако это спра­ведливо лишь для дизиготных близ­нецов. Факторы, влияющие на часто­ту рождения близнецов, в настоящее время мало изучены. Есть данные, по­казывающие, что вероятность рожде­ния дизиготных близнецов повыша­ется с увеличением возраста матери, а так же порядкового номера рождения. Влияние возраста матери объясняет­ся, вероятно, повышением уровня гонадотропина, что приводит к учаще­нию полиовуляции. Имеются также данные о снижении частоты рожде­ния близнецов почти во всех индуст­риальных странах.

Близнецовый метод включает в себя диагностику зиготности близнецов. В настоящее время используются следу­ющие методы для ее установления.

1. Полисимптомный метод. Он за­ключается в сравнении пары близне­цов по внешним признакам (форма бровей, носа, губ, ушных раковин, цвет волос, глаз и.т.п.). Несмотря на оче­видное удобство, это метод до извест-ной степени субъективный и может да­вать ошибки.

2. Иммуногенетический метод. Более сложный, он основывается на анализе групп крови, белков сыворотки крови, лейкоцитарных антигенов, чувстви­тельности к фенилтиокарбамиду и др. Если у обоих близнецов по этим при­знакам различий нет, их считают моно­зиготными.

3. Достоверным критерием зиготнос­ти близнецов является приживляемость кусочков кожи. Установлено, что у ди­зиготных близнецов такая пересадка всегда заканчивается отторжением, в то время как у монозиготных пар отмеча­ется высокая приживляемость транс­плантантов.

4. Метод дерматоглифики заключает­ся в изучении папиллярных узоров пальцев, ладоней и стоп. Эти признаки строго индивидуальны и не изменяются в течение всей жизни человека. Не слу­чайно, что эти показатели используются в криминалистике и в судебной медици­не для опознания личности и установ­ления отцовства. Сходство показателей у монозиготных близнецов значительно выше, чем у ди­зиготных.

5. Близнецовый метод включает так­же сопоставление групп моно- и дизи­готных близнецов по изучаемому при­знаку.

Если какой-либо признак встречает­ся у обоих близнецов одной пары, то она называется конкордантной, если же у одного из них, то пара близнецов назы­вается дискордантной

(конкордантность — степень сходства, дискордантность — степень различия).

Сравнение парной конкордантности у моно- и дизиготных близнецов дает ответ о соотносительной роли наследст­венности и среды в развитии того или иного признака или болезни. При этом исходят из предположения о том, что степень конкордантности достоверно выше у монозиготных, чем у дизигот­ных близнецов, если наследственные факторы имеют доминирующую роль в развитии признака (табл. 2.2).

Если значение коэффициента кон­кордантности примерно близко у моно­зиготных и дизиготных близнецов, счи­тают, что развитие признака определя­ется главным образом негенетическими факторами, т.е. условиями среды.

Если в развитии изучаемого призна­ка участвуют как генетические, так и не­генетические факторы, то у монозигот­ных близнецов наблюдаются опреде­ленные внутрипарные различия. При этом различия между моно- и дизиготными близнецами по степени конкор­дантности будут уменьшаться. В этом случае считают, что к развитию призна­ка имеется наследственная предраспо­ложенность.

В зависимости от значения Н судят о влиянии генетических и средовых факторов на развитие признака. На­пример, если значение Н близко к 0, считают, что развитие признака обус­ловлено только факторами внешней среды. При значении Н от 1 до 0,7 — наследственные факторы имеют доми­нирующее значение в развитии при­знака или болезни, а среднее значение Н от 0,4 до 0,7 свидетельствует о том, что признак развивается под действи­ем факторов внешней среды при нали­чии генетической предрасположеннос­ти (табл. 2.3).

Рассмотрим несколько примеров. Как уже было отмечено, группы крови у человека полностью обусловлены ге­нотипом и не изменяются под влияни­ем среды. Коэффициент наследуемос­ти равен 100 %. По некоторым морфо­логическим признакам (форме носа, бровей, губ и ушей, цвету глаз, волос и кожи) монозиготные близнецы конкордантны в 97-100 %, а дизиготные в зависимости от признака — в 70-20 % случаев.

С помощью близнецового метода было выявлено значение генотипа и среды в патогенезе многих инфекци­онных болезней. Так, при заболева­нии корью и коклюшем ведущее зна­чение имеют инфекционные факто­ры, а при туберкулезной инфекции — существенное влияние оказывает ге­нотип. Исследования, проводимые на близнецах, помогут ответить на такие вопросы как: влияние наследствен­ных и средовых факторов на продол­жительность жизни человека, разви­тие одаренности, чувствительность к лекарственным препаратам и др.

В настоящее время близнецовый ме­тод в генетике человека используется в сочетании с другими методами генети­ческого анализа.