Вернёмся к таблице 1. Весьма любопытные данные по туберкулёзу, они определённо указывают на большую роль генетических факторов, определяющих заболеваемость, хотя это инфекционная болезнь, возбудитель которой хорошо известен, т.е. причина заболевания – средовое воздействие. Если проанализировать данные по монозиготным близнецам, то выявляются ещё более интересные подробности. Так, конкордантность часто наблюдается не только по факту заболевания, но и по тому, какой орган поражён (почки, кости), по локализации (вплоть до доли лёгкого).
В то же время вклад общих средовых воздействий равен нулю. Каким образом понимать эти данные? Важно всё время помнить, что когда мы говорим о наследуемости и о соотношении вклада генетических и средовых воздействий в этот показатель, то имеем в виду вклад этих компонентов в наблюдаемую изменчивость по данному признаку. В случае инфекционного заболевания важнейшей характеристикой среды является распространённость инфекции. В годы, когда были собраны приведённые данные, практически каждый житель индустриально развитых регионов США и Европы сталкивался с инфекцией. Таким образом, изменчивость среды в этом смысле была очень невелика, инфекция присутствовала повсеместно. В этих условиях вероятность заболевания определяется главным образом наследственной изменчивостью. В дальнейшем, когда заболеваемость туберкулёзом значительно снизилась, средовые условия стали более разнообразными, начали изменяться и показатели наследуемости (в сторону уменьшения).
Этот пример ещё раз подчёркивает, что показатель наследуемости зависит и от условий среды тоже.
Постоянно высокое значение отношения корреляций монозиготных близнецов к таковым у дизиготных может также указывать на наличие неаддитивных генетических эффектов или на разную степень общности среды у моно- и дизиготных близнецов.
В связи с этим важно проверить данные, полученные на близнецах, выросших вместе, с помощью альтернативных подходов [1,43-44].
2.2. МЕТОД РАЗЛУЧЕННЫХ БЛИЗНЕЦОВ
Ещё один вариант близнецового метода – это Метод разлучённых близнецов, позволяющий отделить сходства, причиной которого являются одинаковые воздействия среды. Данные по разлучённым близнецам, которые воспитывались в разных семьях, позволяют существенно дополнить классический вариант близнецового метода.
Кроме того, если между монозиготными близнецами регистрируются какие бы то ни было отличия в фенотипе, то они могут быть связаны только с различными влияниями внешней среды (поскольку генотипы абсолютно идентичны). Именно это обстоятельство даёт возможность обнаружить те воздействия среды, от которых зависит проявление исследуемого свойства в фенотипе. Это имеет большое значение, поскольку позволяет найти способ воздействия на индивида с целью наиболее полного развития желательных свойств или, наоборот, идентифицировать факторы риска развития болезней либо нежелательных особенностей поведения. Для такого поиска важно иметь близнецов, выросших в разных условиях.
При использовании метода разлучённых близнецов сравнивается сходство монозиготных близнецов, выросших вместе, с данными по близнецам, разлучённым после рождения и выросшим порознь. Метод даёт возможность оценить воздействие разных сред на одинаковые генотипы. Однако подбор таких пар по вполне понятным причинам затруднителен, кроме того, как показывает детальный анализ, полное разлучение близнецов – это исключительно редкое явление [5].
2.3. МЕТОД БЛИЗНЕЦОВЫХ СЕМЕЙ
Третий вариант близнецового метода – метод близнецовых семей. Фактически речь идёт о совмещении близнецового и семейного методов исследования. Эта разновидность исследований позволяет разобраться с так называемыми фенокопиями, т.е. ненаследственными изменениями фенотипа организма, при которых в фенотипе в результате необычного воздействия внешней среды развивается признак, который обычно связан с определённым геном или набором генов. Например, есть ген, вызывающий гетерохромию радужной оболочки глаз, т.е. радужные оболочки глаз отличаются по цвету. Точно такой же признак возникает как фенокопия в результате родовой травмы при повреждении шейного симпатического сплетения. Наличие фенокопии затрудняет анализ, поскольку один и тот же признак может быть и следствием определённого генотипа, и результатом специфического воздействия внешней среды.
При близнецовом анализе случаи дискордантности могут быть обусловлены какими-то средовыми воздействиями, когда генетическая предрасположенность имеется, но средовое содействие не даёт ей проявиться и в результате этого один близнец заболевает, а другой – нет. Однако из-за существования фенокопий существует возможность возникновения, так сказать, другого типа дискордантности. Генетические факторы в данном случае роли не играют, просто у одного из близнецов возникает фенокопия, и эта пара, таким образом, тоже пойдёт в анализ как дискордантная.
Признак может возникнуть как следствие определённого генотипа, а может появиться из-за специфического воздействия среды. Чтобы установить роль негенетических факторов и разобраться с природой конкордантности и дискордантности, применяют метод близнецовых семей.
Когда речь идёт о болезни, сравнивают показатели заболеваемости у родственников дискордантных пар близнецов. Если дискордантность возникла фенокопией, то риск заболевания у родственников дискордантных монозиготных близнецов должен быть примерно таким же, как в общей популяции. Если дискордантность возникла из-за какого-то средового воздействия, помешавшего проявиться наследственной предрасположенности, то риск заболевания в таких семействах всё равно будет выше, чем в целом в популяции.
Применение метода близнецовых семей при исследовании диабета позволило установить, что у близнецов из группы конкордантных пар один из родителей намного чаще был болен диабетом, чем в группе дискордантных близнецовых пар. Это свидетельствует в пользу наличия двух форм заболевания диабетом: для одной большую роль играют средовые воздействия, а другая зависит от генетических факторов.
Метод близнецовых семей можно применять и для выяснения так называемого материнского эффекта, т.е. большего влияния матери на фенотип потомков. В основе этого явления может лежать цитоплазмическая наследственность. Митохондрии наследуются с цитоплазмой яйцеклетки, таким образом, в зиготе, возникающей после оплодотворения, все митохондрии унаследованы по материнской линии. Количество ДНК в митохондриях очень невелико, однако для некоторых признаков это может иметь значение. Ещё одна причина материнского эффекта – это влияние материнского организма на плод в период внутриутробного развития.
Материнский эффект проявляется при сравнении детей в семьях, где матери являются монозиготными близнецами, с семьями, в которых монозиготными близнецами являются отцы. С точки зрения родства такие дети являются сводными братьями и сёстрами, поскольку их отцы или матери генетически идентичны. У таких детей столько же генов, сколько у сводных братьев и сестёр, - примерно 25%. Если сходство детей выше в семьях, где матери – монозиготные близнецы, по сравнению со сходством детей из семей, где монозиготными близнецами являются отцы, то это свидетельствует о наличии материнского эффекта.
2.4. МЕТОД КОНТРОЛЬНОГО БЛИЗНЕЦА
Наконец, для определения влияния средовых воздействий на развитие того или иного признака в экспериментах можно применить метод контрольного близнеца. В экспериментальную и контрольную группы включают по одному близнецу из каждой пары. Если один близнец из пары подвергается воздействию определённого фактора, а другой служит контролем, то можно непосредственно оценить возможный вклад этого фактора в изменчивость признака. Например, можно проверить эффективность различных тренировочных программ. Так, тренировка речевого развития в возрасте 1,5 – 2 лет, по Гезеллу, привела к незначительным отличиям между контрольной и экспериментальной группами близнецов, причём эта разница в последующем быстро исчезла (в течение 3 месяцев) [3, 145-148].
3. ОСОБЕННОСТИ БЛИЗНЕЦОВОГО МЕТОДА
Со временем определения монозиготных и дизиготных близнецов стали использоваться не только внешнее сходство, но и целый набор признаков. Полисимптоматический метод учитывает цвет глаз, волос, рисунок отпечатка пальцев (дерматоглифику), различные системы групп крови (резус-фактор, АВ0, MN), генетические маркеры. Такой анализ важен, так как большое внешнее сходство может встречаться и у дизиготных близнецов. Наиболее радикальный способ проверки – на тканевую совместимость. Поскольку монозиготные близнецы обладают идентичным генотипом, у них наблюдается полная тканевая совместимость и отсутствует реакция отторжения тканей при их пересадке.
Имеется целый ряд ограничений близнецового метода, прежде всего связанных с недостаточной репрезентативностью, так как по некоторым характеристикам наблюдаются систематические отличия между близнецами и обычными людьми.
Часть отличий связана с особенностями перинатального развития (до и после рождения). Для близнецов характерен более низкий вес при рождении, больший процент мертворождений, выше смертность в раннем возрасте, больше осложнений при беременности и родах.
Систематические отличия имеются и между ди- и монозиготными близнецами. У монозиготных близнецов наблюдается более низкий вес при рождении, чем у дизиготных близнецов. При этом отмечаются и большие внутрипарные различия по весу (до 1000 г) между монозиготными близнецами, имеющими общий хорион. Несколько чаще встречаются у монозиготных близнецов и пороки развития (врождённый порок сердца, гидроцефалия). Внутрипарные различия по весу и ряду врождённых пороков у монозиготных близнецов, по-видимому, связаны с условиями внутриутробного развития и объясняются наличием общего хориона. Около 20% всех монозиготных близнецов развиваются в таких условиях, поэтому при анализе дискордантности по ряду заболеваний желательно принимать во внимание это обстоятельство.