В основе этого метода лежит сравнительный анализ частоты встречаемости определенного полиморфного маркера у больных и в контрольной выборке здоровых индивидов из той же популяции. В качестве полиморфных маркеров при изучении их ассоциаций с мультифакториальными заболеваниями используются генетические маркеры (определенные аллели гена) и антигены главного комплекса гистосовместимости, или HLA-комплекса (human leucocyte antigens).

HLA-комплекс представлен поверхностными антигенами, локализованными на мембране всех ядросодержащих клеток, кроме эритроцитов. Его нормальное функционирование имеет решающее значение в формировании иммунного ответа организма на введение чужеродных агентов и контроле клеточных взаимодействий. Компоненты этого комплекса кодируются супергенным семейством, расположенным на хромосоме 6р21.3 внутри 4.2 Mb региона, и поделены на три класса. Наибольшее значение для формирования иммунного ответа имеют 15 генов 1-го класса и 23 гена 2-го класса, представленные, в свою очередь, несколькими сотнями аллелей. Существует три изоформы Н LA 1 -го и 2-го классов. В первом классе вьщеляют HLA-A, HLA-B, HLA-C, во втором - HLA-DR,HLA-DQ.

Наиболее четкие ассоциации с антигенами различных классов HLA-комплекса были выявлены для аутоиммунных и инфекционных заболеваний, в патогенезе которых ведущее значение имеют иммунологические реакции. Возможно, что гены комплекса гистосовместимости могут быть одними из генов (или даже главными генами), формирующими генетическую компоненту этих мультифакториальньгх заболеваний. В некоторых случаях (например, при ревматоидном артрите) ассоциации настолько достоверны, что часто рассматриваются как маркеры заболевания и имеют диагностическое и дифференциально-диагностическое значение. В таблице представлены заболевания, для которых выявлена наиболее значимая ассоциация с антигенами HLA-комплекса.

Изучение ассоциаций мультифакториальных заболеваний с определенными генами основано на предположении о том, что если тот или иной ген участвует в формировании предрасположенности к мультифакториальному заболеванию, какой-то из его аллелей должен обнаруживаться у больных значительно чаще, чем в популяции, Частота встречаемости других аллелей этого гена у больных должна быть ниже, чем в популяции. В большинстве случаев в качестве тестируемого маркера выбирают аллели таких генов, продукты которых могут участвовать в патогенезе заболевания. При обнаружении увеличенной частоты встречаемости исследуемого маркера у больных по сравнению с контролем можно сделать заключение о существовании его ассоциации с заболеванием. Такая ассоциация может иметь две основные причины: 1) исследуемый генетический маркер может быть одним из генов, определяющих предрасположенность к заболеванию, а его продукт — существенным звеном патогенеза заболевания и 2) существует неравновесие по сцеплению между геном, мутации в котором приводят к развитию заболевания, и маркерным локусом.

Наибольшей эффективности при изучении ассоциаций и выявлении генов предрасположенности к БНП можно добиться при исследовании ядерных семей с различными типами браков родителей (тест на неравномерность передачи аллелей Шпильмена). Исследование проводится в парах родитель-больной ребенок. В этом случае формируются две выборки семей (первую выборку составляют семьи, где оба родителя здоровы, а ребенок болен, а вторую - семьи, где болен один из родителей и ребенок). Дальнейший анализ направлен на сравнение частот встречаемости двух групп аллелей: 1) аллелей здоровых родителей, не передавшихся больным детям и 2) аллелей, обнаруженных у больных. Если существует несколько различных аллелей гена, то при использовании этого метода можно выявить предпочтительную передачу одного из них от больного или гетерозиготного родителя больному ребенку. Контрольную выборку будут составлять аллели здоровых родителей, которые не встречаются у больных детей. Так в случае родословной, представленной на рис. 24.3, а аллели А2 и А4, не передавшиеся больному потомку, составят группу контроля, а в случае родословной, представленной на рисунке — в контрольную выборку войдет лишь аллель А4.

Так как данный метод поиска ассоциаций предполагает использование ядерных семей, родительские аллели, не сцепленные с геном или генами болезни, будут всегда сегрегировать независимо от аллелей гена предрасположенности к болезни, т.е. при применении данного метода выявляются ассоциации только для маркеров, физически сцепленных с локусом болезни.

Изучение ассоциаций полиморфных маркеров с заболеванием очень перспективно в популяциях с высоким уровнем инбридинга. В таких популяциях все члены являются в той или иной степени родственниками, т.е. имеют определенную долю общих генов (унаследованную от общего предка).

Среди непараметрических методов анализа ассоциаций наиболее широко применяется метод идентичных по происхождению аллелей (метод IBD —от англ. identical by descent). Этот метод основан на анализе частот встречаемости одного и того же аллеля в различных парах родственников. Выясняется, насколько чаще в различных парах родственников обнаруживаются общие аллели по сравнению с их случайной сегрегацией на основе менделевских закономерностей. При проведении такого рода исследований возможны анализ сегрегации идентичных аллелей в различных парах родственников (сибсы, дядя-племянник, дед-внук и тд.) и сравнение наблюдаемых долей идентичных по происхождению аллелей в каждом локусе с ожидаемым в соответствии с менделевским типом наследования. На рисунке представлены примеры родословных, с указанием вероятности иметь идентичный аллель при наличии его сцепления с заболеванием (IBD) и при менделевской сегрегации (р0).

Если идентичный по происхождению аллель сцеплен с заболеванием, то частота его встречаемости в парах пораженных родственников будет статистически значимо превышать ожидаемую при отсутствии сцепления. В этом случае значимость отличий оценивается методом х-квадрат.

- Читать далее "Анализ сцепления наследственно предрасположенных болезней с маркерами. Особенности наследственных болезней."