В медицинской генетике существует специальный раздел, изучающий распространенность наследственной патологии. Этот раздел называется популяционной генетикой. Необходимость выделения популяционного метода связана с тем, что частота встречаемости наследственных заболеваний далеко не одинакова по разным регионам мира или даже отдельной страны или территории, например, частота фенилкетонурии в России 1:7900 новорожденных, в Финляндии – 1:43000, а в Японии – 1:100000.

Популяционно-статистический метод изучения распространения наследственных заболеваний (признаков) в популяциях, позволяет определить генетическую структуру популяций, что имеет значение для социальной гигиены и профилактической медицины.

Частота генотипов расчитывается по закону Харди-Вайнберга, характерного для идеальной популяции. Идеальная популяция характеризуется: неограниченно большим числом особей и свободой скрещивания (панмиксия), отсутствием мутаций и естественного отбора. В природе таких популяций нет, однако этот метод используют для статистического анализа наследственных патологий, для выяснения роли наследственных и средовых факторов в возникновении болезней. Закон имеет два положения:

1. В идеальной популяции сумма частот доминантного (p) и рецессивного (q) аллелей величина постоянная и равна единице (p+q=1);

2. В идеальной популяции сумма частот гомозигот по доминантному (p²) и рецессивному аллелям (q²), гетерозигот (2pq) есть величина постоянная, равная единице p²+2pq+q²=1.

Популяционная генетика позволяет выявлять разные частоты заболеваний в тех или иных регионах, а также понять причины их неодинакового распределения, выяснить закономерности, влияющие на частоту и генетическое разнообразие наследственных заболеваний.

Дерматоглифический метод

Индивидуальный характер папиллярных рисунков на ладонях и концевых фалангах пальцев позволяет использовать их в качестве удобных тестов для косвенной диагностики ряда наследственных заболеваний. Кожные узоры на пальцах и ладонях закладываются, начиная с третьего месяца внутриутробной жизни. К концу четвертого месяца их формирование заканчивается полностью, и в течение всей дальнейшей жизни (пре- и постнатальной) узоры остаются неизменными. Особенности узоров являются полигенными признаками, обусловленными многими генами, как наследственные факторы они подвержены мутациям в результате действия мутагенов (в первые четыре месяца жизни). Дерматоглифика подразделяется на дактилоскопию - изучение рисунка пальцев, пальмоскопию - изучение особенностей узоров ладоней и плантоскопию - изучение особенности узоров на стопах ног.

В норме частота петель, завитков и дуг (узоров подушечек пальцев) составляет соответственно 63%, 32% и 6% соответственно. Отклонения от нормы этих частот встречается у больных хромосомными болезнями. Например, при синдроме Дауна увеличивается количество петлевых узоров, при этом, частота ульнарных петель (открытый конец петли направлен в сторону мизинца) достигает 80%; при трисомии по хромосоме 18 на всех пальцах преобладают дуги, что редко обнаруживается в норме. Большое внимание уделяется сгибательным кожным складкам на ладонях. В норме у человека три крупных сгибательных складки. При синдроме Дауна в 40-60% наблюдается слияние проксимальной и средней поперечных складок с образованием одной глубокой поперечной борозды. Наличие этой складки характерно не только для синдрома Дауна, частота встречаемости этого признака в популяции 1%. В настоящее время дерматоглифические характеристики могут рассматриваться как указания на присутствие тех или иных патологий, диагностику которых надо проводить с помощью современных методов.

Иммунологический метод

Иммуногенетический метод изучает факторы иммунитета и тканевую совместимость. С помощью данного метода возможно установление причин тканевой несовместимости, определение наследования факторов иммунитета, изучение разнообразия и особенностей наследования тканевых антигенов.

Иммуногенетический метод включает иммуноэлектрофорез, серологические методики, методы ДНК-типирования и др., использующиеся для изучения групп крови, белков сыворотки крови и тканей. В настоящее время иммуногенетические методы применяются при лечении некоторых форм бесплодия, прогнозирования и ранней диагностики заболеваний с нарушением иммуногенетической совместимости.

В последнее время в качестве важного иммунологического маркёра популяционной генетики стали рассматривать главный комплекс гистосовместимости - HLA (Human Leukocyte Antigens). Антигены этой системы определяют иммунологически в лейкоцитах крови. Комплекс генов HLA компактно расположен на коротком плече хромосомы 6 (6р21.3). Локализация этой системы и протяжённость расположения её локусов на хромосоме позволили рассчитать, что комплекс составляет приблизительно 1/1000 генофонда организма. Антигены гистосовместимости участвуют в регуляции иммунного ответа организма, в поддержании иммунного гомеостаза. Благодаря своему полиморфизму и компактности локализации антигенов HLA приобрели большое значение в качестве генетического маркёра. В настоящее время обнаружено более 200 аллелей этой системы, она является наиболее полиморфной и биологически значимой из генетических систем организма человека. Нарушения различных функций главного комплекса гистосовместимости способствуют развитию ряда заболеваний, в первую очередь аутоиммунных, онкологических, инфекционных.

В соответствии с расположением комплекса HLA в хромосоме 6 различают следующие локусы: D/DR, B, C, A. Сравнительно недавно обнаружены новые локусы G, E, H, F, их биологическую роль активно изучают в настоящее время. В главном комплексе гистосовместимости выделяют три класса антигенов. Антигены I класса кодируются локусами А, В, С. Новые локусы также относятся к этому классу. Антигены II класса кодируются локусами DR, DP, DQ, DN, DO. Гены I и II классов кодируют трансплантационные антигены. Гены III класса кодируют компоненты комплемента (С2, С4а, С4b, Bf), а также синтез изоформ ряда ферментов (фосфоглюкомутазы, гликоксилазы, пепсиногена-5, 21-гидроксилазы). Наличие у человека ассоциированных с определённым заболеванием антигенов позволяет предполагать повышенную предрасположенность к данной патологии, а при некоторых корреляциях, наоборот, устойчивость к ней. Определение антигенов системы HLA проводят на лимфоцитах, выделенных из периферической крови, с помощью гистотипирующих сывороток в микролимфоцитотоксической реакции или молекулярно-генетическими методами.

Установление ассоциативных связей между болезнями и антигеном главного комплекса гистосовместимости позволяет:

· выделить группы повышенного риска развития болезни;

· определить её полиморфизм, то есть выявить группы больных с особенностями течения или патогенеза болезни; в этом же плане может проводиться анализ синтропии болезней, выяснение генетических предпосылок сочетания различных форм патологии; ассоциация с антигенами, определяющими устойчивость к заболеваниям, позволяет выявлять лиц с пониженным риском возникновения данной патологии;

· проводить дифференциальную диагностику заболеваний;

· определять прогноз;

· выработать оптимальную тактику лечения.

В связи с тем, что для большинства болезней прямой связи с антигенами главного комплекса гистосовместимости не прослеживается, для объяснения ассоциации между заболеваниями и антигенами HLA была предложена теория «двух генов», согласно которой предполагается существование гена (генов) иммунного ответа (Ir-гена), тесно связанного с антигенами HLA и генами, регулирующими иммунный ответ. Гены-протекторы определяют резистентность к заболеваниям, а гены-провокаторы - чувствительность к тем или иным болезням.

Относительный риск заболевания для лиц с соответствующим генотипом рассчитывают по формуле: x = [h_p × (1 - h_c)] / [h_c × (1 - h_p)], где h_p - частота признака у больных, а h_c - у лиц контрольной группы. Относительный риск показывает величину ассоциации заболевания с определённым антигеном системы HLA (даёт представление о том, во сколько раз выше риск возникновения заболевания при наличии антигена по сравнению с его отсутствием). Чем больше этот показатель у пациента, тем выше ассоциативная связь с заболеванием. Наиболее сильные ассоциативные связи выявляются для болезней с полигенным или мультифакториальным типом наследования.

Таким образом, определение антигенов главного комплекса гистосовместимости на клетках крови (лейкоцитах) позволяет выявить степень индивидуальной предрасположенности человека к определённому заболеванию, а в ряде случаев использовать результаты исследований для дифференциальной диагностики, оценки прогноза и выбора тактики лечения. Например, выявление антигенов HLA-B27 используют в дифференциальной диагностике аутоиммунных болезней. Его обнаруживают у 90-93% пациентов европеоидной расы с анкилозирующим спондилитом и синдромом Райтера. У здоровых представителей этой расы антигены HLA-B27 выявляют всего в 5-7% случаев. Антигены HLA-B27 часто обнаруживают при псориатическом артрите, хронических воспалительных заболеваниях кишечника, протекающих с сакроилеитом и спондилитом, увеите и реактивном артрите.