Tập trung gia đình và tính di truyền

Tập trung gia đình mô tả quan sát rằng một bệnh xảy ra thường xuyên hơn ở những người thân của người bệnh so với dân số chung, và tính di truyền định lượng mức độ biến đổi trong nguy cơ mắc bệnh của quần thể có thể được quy cho sự khác biệt di truyền. Cùng với nhau, chúng là điểm khởi đầu của dịch tễ học di truyền: tập trung gia đình báo hiệu rằng gen có thể quan trọng, và tính di truyền ước tính mức độ quan trọng đó.

Definition

Tập trung gia đình là xu hướng một bệnh xảy ra thường xuyên hơn ở những người thân ruột thịt so với mức độ ngẫu nhiên, và tính di truyền là tỷ lệ biến đổi kiểu hình trong một quần thể có thể được quy cho sự biến đổi di truyền giữa các thành viên của nó.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách phát hiện và đo lường sự tập hợp bệnh tật trong gia đình, khái niệm và cách diễn giải tính di truyền, các thiết kế nghiên cứu cặp song sinh và gia đình được sử dụng để ước tính nó, và những hiểu lầm phổ biến mà các ước tính này gây ra. Nó được trình bày như một chủ đề về phương pháp luận và cấp độ quần thể, không phải là một công cụ để dự đoán bệnh tật trong một gia đình cụ thể.

Core questions

• Bệnh có xảy ra thường xuyên hơn ở những người thân của người bệnh so với dân số chung không?
• Mức độ biến đổi trong nguy cơ mắc bệnh là do sự khác biệt di truyền so với môi trường là bao nhiêu?
• Làm thế nào để phân biệt môi trường gia đình chung với gen chung?
• Một ước tính tính di truyền có ý nghĩa gì, và không có ý nghĩa gì?

Key concepts

• Tập hợp gia đình
• Tính di truyền (nghĩa hẹp và nghĩa rộng)
• Nghiên cứu cặp song sinh (sự tương hợp của cặp song sinh cùng trứng so với khác trứng)
• Nghiên cứu gia đình và nhận con nuôi
• Yếu tố gây nhiễu môi trường chung
• Bản chất đặc trưng quần thể của tính di truyền
• Tính di truyền bị thiếu

Mechanisms

Người thân chia sẻ cả gen và, thường xuyên, môi trường, vì vậy bệnh có thể tập trung trong gia đình vì một trong hai lý do. Dịch tễ học di truyền tách biệt những điều này bằng cách so sánh những người thân khác nhau về mức độ liên quan di truyền trong khi chia sẻ môi trường ở các mức độ khác nhau — cổ điển nhất là bằng cách đối chiếu sự tương hợp giữa các cặp song sinh cùng trứng (monozygotic twins), những người chia sẻ về cơ bản tất cả các gen của họ, với các cặp song sinh khác trứng (dizygotic twins), những người chia sẻ khoảng một nửa. Sự tương đồng vượt trội của các cặp song sinh giống hệt nhau, sau khi tính đến môi trường chung, được sử dụng để ước tính tính di truyền. Tính di truyền là một đặc tính của một quần thể cụ thể tại một thời điểm cụ thể và phản ánh phương sai có thể quy cho gen dưới sự pha trộn các yếu tố phơi nhiễm của quần thể đó; nó không mô tả mức độ bệnh của bất kỳ người nào là 'di truyền', cũng như không mô tả liệu đặc điểm đó có thể thay đổi bằng cách can thiệp hay không.

Clinical relevance

Tiền sử gia đình dương tính là một dấu hiệu được công nhận về nguy cơ gia tăng đối với nhiều bệnh mãn tính và được sử dụng rộng rãi trong đánh giá nguy cơ. Là một chủ đề tham khảo, mục này giải thích tại sao bệnh tập trung trong gia đình và cách định lượng sự tập trung đó; nó mô tả cấu trúc nguy cơ ở cấp độ quần thể và không phải là cơ sở để dự đoán hoặc tư vấn di truyền cá nhân.

Epidemiology

Các nghiên cứu về cặp song sinh đã đưa ra các ước tính tính di truyền từ trung bình đến cao cho nhiều bệnh mãn tính, nhưng các nghiên cứu tương tự cũng nhấn mạnh vai trò đáng kể của các yếu tố không di truyền: các phân tích lớn về các nhóm cặp song sinh từ Thụy Điển, Đan Mạch và Phần Lan đã quy phần lớn sự biến đổi trong hầu hết các bệnh ung thư cho các nguyên nhân môi trường hơn là di truyền, trong khi vẫn phát hiện một thành phần di truyền có thể đo lường được đối với một số vị trí.

History

Ước tính định lượng tính di truyền bắt nguồn từ di truyền học định lượng đầu thế kỷ XX, đã chính thức hóa việc phân chia phương sai kiểu hình thành các thành phần di truyền và môi trường. Các thiết kế nghiên cứu cặp song sinh và gia đình đã được nghiên cứu y học áp dụng để nghiên cứu các bệnh mãn tính, và các sổ đăng ký cặp song sinh dựa trên quần thể lớn vào cuối thế kỷ XX đã cho phép ước tính tính di truyền mạnh mẽ. Kỷ nguyên gen sau đó đã làm rõ cả khái niệm và những hiểu lầm của nó, khi các ước tính từ các nghiên cứu gia đình được so sánh với sự biến đổi di truyền nhỏ hơn nhiều được giải thích bởi các biến thể di truyền được đo lường trực tiếp.

Debates

Một ước tính tính di truyền thực sự cho chúng ta biết điều gì?

Tính di truyền thường bị hiểu sai là tỷ lệ bệnh của một cá nhân là do di truyền hoặc là một hằng số sinh học cố định, trong khi nó là một tỷ lệ phương sai đặc trưng của quần thể và ngữ cảnh có thể thay đổi theo môi trường và không nói lên điều gì về khả năng điều chỉnh.

Tại sao các biến thể được đo lường lại giải thích rất ít về tính di truyền ước tính?

Khoảng cách giữa tính di truyền được suy ra từ các nghiên cứu gia đình và phần nhỏ hơn được giải thích bởi các biến thể di truyền được xác định — 'tính di truyền bị thiếu' — đặt ra câu hỏi về các biến thể chưa được khám phá, các giả định của mô hình cặp song sinh và cách tính di truyền được phân chia.

Key figures

• Paul Lichtenstein
• Peter Visscher
• Naomi Wray

Seminal works

• visscher-2008
• lichtenstein-2000
• manolio-2009

Frequently asked questions

Nếu một bệnh có tính di truyền cao, điều đó có nghĩa là môi trường không quan trọng?

Không. Tính di truyền mô tả tỷ lệ biến đổi trong một quần thể cụ thể dưới phạm vi phơi nhiễm hiện tại của nó; một ước tính cao có thể cùng tồn tại với các tác động môi trường mạnh mẽ, và việc thay đổi môi trường có thể thay đổi cả tỷ lệ bệnh và bản thân tính di truyền.

Làm thế nào các nghiên cứu cặp song sinh tách biệt gen khỏi môi trường gia đình?

Họ so sánh sự tương hợp bệnh tật giữa các cặp song sinh giống hệt nhau, những người chia sẻ gần như tất cả các gen của họ, và các cặp song sinh khác trứng, những người chia sẻ khoảng một nửa, trong khi cả hai loại cặp song sinh thường chia sẻ một môi trường nuôi dưỡng tương tự; sự tương hợp lớn hơn giữa các cặp song sinh giống hệt nhau được sử dụng để ước tính đóng góp di truyền.