Методи психогенетики людини. Близнюковий метод.

Близнецовый метод основан на существовании двух типов близне­цов. Однояйцевые, или монозиготные, близнецы, как показывает само название, развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки (зиго­ты). После того как зигота начинает делиться, на какой-то стадии развития возможно отделение делящихся клеток друг от друга и раз­деление на два зародыша, каждый из которых начинает развиваться самостоятельно, как отдельный организм.

Разнояйцевые, или дизиготные, близнецы образуются при опло­дотворении двух (и более) яйцеклеток и с самого начала развития представляют собой разные организмы.

С генетической точки зрения монозиготные близнецы полностью идентичны, у них на 100% одни и те же гены. Природа в данном слу­чае производит клонирование человека (клон — это группа генети­чески идентичных особей). Частота встречаемости монозиготных близнецов составляет примерно 4 случая на 1000 рождений, и этот показатель довольно стабилен в разных популяциях. Если у челове­ка это довольно редкое явление, то у некоторых млекопитающих такой вариант бесполого размножения имеет место на регулярной основе (у броненосцев, как правило, рождаются монозиготные двой­ни и четверни).

Факторы, влияющие на появление монозиготных близнецов, до сих пор остаются неизвестными. В отношении дизиготных близне­цов ситуация более понятна, поскольку для их появления необходимо одновременное созревание двух или нескольких яйцеклеток. В связи с этим на вероятность появления дизиготных близнецов влияет уро­вень фолликулостимулирующего гормона. Этим, очевидно, объяс­няется увеличение вероятности рождения дизиготных близнецов с возрастом матери (максимум рождений в возрасте 35-39 лет). На уровень гормона может повлиять и наследственность. Наиболее вы­сокая рождаемость дизиготных близнецов отмечена для Западной Африки (в Нигерии в племени йоруба — 4,2% рождений). Для Евро-пы это значение составляет 0,8%.

Дизиготные близнецы с генетической точки зрения так же близки, как обычные дети одних и тех же родителей (общими являются при­мерно 50% генов). В отличие от монозиготных близнецов дизиготные близнецы могут быть разнополыми. В принципе, могут даже встре­чаться дизиготные близнецы, представляющие собой сводных брать­ев или сестер, т. е. имеющие только 25% общих генов. Если в период овуляции женщина вступала в половую связь с разными партнера­ми, то яйцеклетки могли быть оплодотворены сперматозоидами раз­ных отцов. Изредка в ходе судебных экспертиз по определению от­цовства обнаруживают такие близнецовые пары с разными отцами. В результате наличия двух типов близнецов создаются уникаль­ные условия для психогенетических исследований и экспериментов, поскольку любые различия между монозиготными близнецами мож­но отнести только на счет средовых влияний. Дизиготные близнецы служат для контроля, поскольку особенности их развития до и после рождения (пре- и постнатальный онтогенез) во многом сходны и мож­но допустить равенство среды моно- и дизиготных близнецов.

Классический вариант близнецового метода

В классическом варианте близнецового метода исходят из оценок внутрипарного сходства близнецов. Для дискретных признаков ис­пользуют понятия конкордантности и дискордантности. Если при­знак проявился у обоих близнецов (например, оба заболели шизофре­нией), говорят о конкордантности по этому признаку. Если у одного близнеца в фенотипе признак проявляется, а у другого нет (один бо­лен, а другой остался здоровым), то речь идет о дискордантности.

В табл. 3.1 приведены данные по конкордантности близнецов при некоторых заболеваниях. Значительные отличия в конкордантности у моно- и дизиготных близнецов указывают на большую роль генетических факторов, определяющих подверженность ряду заболева­ний (см., например, данные по диабету). Само по себе высокое значе­ние конкордантности еще ни о чем не говорит, важно соотношение показателей для моно- и дизиготных близнецов. Так, высокая кон­кордантность по кори наблюдается у всех близнецов просто из-за распространенности этого инфекционного заболевания (приведены сравнительно старые данные, когда заболеваемость инфекционными болезнями, о которых идет речь, была высока).

Для признаков, поддающихся количественной оценке, таких как, например, коэффициент интеллекта, определяют внутрипарный ко­эффициент корреляции между близнецами.

Поскольку у монозиготных близнецов 100% общих генов, а у ди­зиготных примерно 50%, то значение коэффициента наследуемости признака в узком смысле получают по следующей формуле:

h²=2(r_МЗ - r_ДЗ), (3)

где h² — наследуемость в узком смысле (доля фенотинической из­менчивости, связанная с аддитивными генетическими эффектами), r_МЗ — коэффициент корреляции признака среди монозиготных близ­нецов, r_ДЗ — коэффициент корреляции признака среди дизиготных близнецов. В отечественной литературе этот показатель именуется коэффициентом Игнатьева.

Вклад общей (разделенной) среды в изменчивость можно оценить таким образом:

E_S= r_МЗ –h² (4)

Наконец, вклад индивидуальной (неразделенной) среды и ошиб­ку измерения получают по формуле:

E_NS = 1 - r_МЗ (5)

Заметим, что h² не может быть больше 1, как это иногда случается на практике при использовании вышеприведенной формулы (3), по- этому прибегают и к другим способам подсчета. Для оценки наследу­емости можно использовать показатель наследуемости Хользингера:

(6)

где К — конкордантность в процентах для моно- и дизиготных близне­цов (МЗ и ДЗ соответственно) или, если оценивать корреляцию, то:

(7)

Эти показатели неплохо себя зарекомендовали и являются полез­ными способами оценки для характеристики источников индивиду­альной изменчивости.

Сразу отметим, что если корреляция среди монозиготных близ­нецов превосходит корреляцию у дизиготных близнецов более чем в два раза, то из первых двух формул (3) и (4) следует, что вклад об­щей среды в изменчивость признака в этом случае равен нулю.

Вернемся к табл. 3.1. Весьма любопытны данные по туберкулезу, они определенно 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 еще более интересные подробности. Так, конкордантность часто наблюдается не только по факту заболе­вания, но и по тому, какой орган поражен (почки, кости), по локали­зации (вплоть до доли легкого).

В то же время вклад общих средовых воздействий равен нулю. Каким образом понимать эти данные? Важно все 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 распространенность инфекции. В годы, когда были собраны приведенные данные, практически каждый жи­тель индустриально развитых регионов США и Европы сталкивался с этой инфекцией. Таким образом, изменчивость среды в этом смысле была очень невелика, инфекция присутствовала повсеместно. В этих условиях вероятность заболевания определяется главным образом наследственной восприимчивостью. В дальнейшем, когда заболева­емость туберкулезом значительно снизилась, средовые условия ста­ли более разнообразными, начали изменяться и показатели насле­дуемости (в сторону уменьшения).

Этот пример еще раз подчеркивает, 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.