Генетика, 2021, T. 57, № 11, стр. 1339-1342
Разнообразие моногенных наследственных болезней среди русского населения Волго-Уральского региона
Р. А. Зинченко 1, 2, *, Е. К. Гинтер 1, 3, В. В. Кадышев 1, С. С. Амелина 4, Т. П. Васильева 2, О. Ю. Александрова 2, С. И. Куцев 1
1 Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова
115522 Москва, Россия
2 Национальный научно-исследовательский институт общественного здоровья
им. Н.А. Семашко
105064 Москва, Россия
3 Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования
125993 Москва, Россия
4 Ростовский государственный медицинский университет
344022 Ростов-на-Дону, Россия
* E-mail: renazinchenko@mail.ru
Поступила в редакцию 25.01.2021
После доработки 01.03.2021
Принята к публикации 16.03.2021
Аннотация
Представлены результаты разнообразия моногенных наследственных болезней (МНБ) среди русского населения десяти регионов Российской Федерации с различной этнической экстракцией: пять с коренным обитанием, пять в этнических популяциях Поволжья. Сравнительный анализ проведен с разнообразием МНБ у десяти этнических групп РФ. Суммарная численность обследованного населения составила 2.837 млн чел. (включая 1.624 млн русских и 1.213 млн представителей десяти различных этнических групп). Разнообразие МНБ составило 480 заболеваний, выявленных у 8355 больных. Определен спектр и распространенность частых заболеваний. Проведен сравнительный анализ геногеографических взаимоотношений между двадцатью этносами/популяциями по распространенности 201 аутосомно-рецессивного заболевания. Показано, что несмотря на интенсивную метисацию русских с коренным населением Поволжья, при положительной этнической брачной ассортативности генофонд русских по генам МНБ сохраняется.
Изучение разнообразия моногенных наследственных болезней (МНБ), их территориального распространения, этнической приуроченности, аллельной и локусной гетерогенности является актуальной задачей медицинской генетики.
Целью настоящей публикации является геногеографический анализ разнообразия МНБ у русского населения различных регионов, включая полиэтнические (пять республик Волго-Уральского региона), а также оценка влияния метисации на возможные изменения патогенома русских.
Русские являются титульным, самым многочисленной народом России (более 80%) и Европы. Несмотря на то что русские популяции являются довольно однородными в антропологическом отношении, однако, на основе различий региона проживания, традиций, особенностей культуры, выделяют русских Кавказа, Дона, центральной, северной и азиатской частей России. Проведен сравнительный анализ разнообразия наследственных заболеваний у русского населения, как в популяциях коренного обитания русских (пять регионов) в западной, центральной и южной частях РФ, так и в популяциях с различной этнической экстракцией – в Волго-Уральском регионе (Марий Эл, Чувашия, Удмуртия, Башкортостан, Татарстан). В анализ для сравнения также включено разнообразие МНБ у десяти этнических групп Российской Федерации – пяти народов Поволжья (марийцев Марий Эл, чувашей Чувашии, удмуртов Удмуртии, башкир Башкортостана и татар Татарстана), и пяти народов Северного Кавказа (карачаевцев, черкесов, абазин, ногайцев Карачаево-Черкессии и адыгейцев Адыгеи). Исследование проведено по оригинальному протоколу, разработанному в лаборатории генетической эпидемиологии ФГБНУ “МГНЦ”, предусматривающему комплексный анализ генетического портрета популяций одновременно через различные генетические и биологические системы [1, 2]. Методы сбора и статистической обработки данных остаются неизменны на всем протяжении исследований и подробно описаны ранее [1–3]. Суммарная численность обследованного населения составила 2.837 млн чел. (включая 1.624 млн русских и 1.213 млн представителей десяти этнических групп).
Разнообразие МНБ составило 480 заболеваний, выявленное у 8355 больных: 238 (4771 пациентов) с аутосомно-доминантным (АД) типом наследования, 201 (2918 больных) с аутосомно-рецессивным (АР) и 41 (666 больных) с Х-сцепленным типом наследования (Х-сц.). Нозологический спектр МНБ среди русского населения составил 305 заболеваний (166 с АД, 117 с АР и 22 с Х-сц. типом наследования). Для каждого региона определены различия в разнообразии и точечной распространенности МНБ, оцененные при обследовании населения. Для русских не было выявлено статистически значимых эндемичных МНБ по регионам. Наибольшие различия определены между распространенностью МНБ среди русских и других этнических групп (эти заболевания выделены в табл. 1 жирным шрифтом). Такая картина характерна для многих популяций мира – особенности распространения МНБ напрямую зависят от генетической структуры населения, от действия эффективного дрейфа в популяциях, миграционных процессов и естественного отбора, что подтверждалось для каждой обследованной популяции [2–7].
Таблица 1.
№ | OMIM [6] | Диагноз | Распространенность на 100000, человек | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
РРУ | РРЧ | РМЭ | РРБ | РРТ | РПоп | ЭПоп | |||
Аутосомно-доминантное наследование | |||||||||
1 | PS118220 | Наследственная моторно-сенсорная нейропатия | 3.57 | 5.65 | 3.38 | 5.48 | 7.50 | ||
2 | #162200 | Нейрофиброматоз, тип I | 2.38 | 4.24 | 6.76 | 3.70 | 3.39 | 7.34 | |
3 | 178300 | Врожденный птоз | 1.19 | 2.83 | 1.13 | 2.71 | 5.03 | ||
4 | PS268000 | Пигментный ретинит | 2.83 | 2.59 | 3.46 | ||||
5 | PS116200 | Врожденная катаракта | 6.76 | 5.65 | 7.40 | 4.56 | 7.01 | ||
6 | #146000 | Гипохондроплазия | 2.83 | 1.13 | 5.65 | 3.70 | 4.31 | 5.36 | |
7 | PS166200 | Несовершенный остеогенез | 14.27 | 1.13 | 2.28 | 1.98 | |||
8 | 151900 | Множественный липоматоз | 3.57 | 11.10 | 2.89 | 3.46 | |||
9 | #146700 | Вульгарный ихтиоз | 2.38 | 2.83 | 16.91 | 5.65 | 14.80 | 13.12 | 26.79 |
10 | #154700 | Синдром Марфана | 10.70 | 4.24 | 5.64 | 3.70 | 2.03 | 4.78 | |
11 | PS130000 | Синдром Элерса-Данло | 2.38 | 8.48 | 3.70 | 2.77 | 26.70 | ||
12 | PS124900 | Несиндромальная тугоухость | 4.76 | 2.25 | 16.96 | 14.80 | 3.88 | 4.37 | |
Аутосомно-рецессивное наследование | |||||||||
1 | PS253600 | Поясно-конечностная мышечная дистрофия | 3.57 | 2.99 | 1.13 | 2.61 | 1.81 | ||
2 | #253300 | Спинальная мышечная атрофия | 1.19 | 2.25 | 1.97 | 2.14 | |||
3 | PS251200 | Микроцефалия, олигофрения | 3.57 | 1.50 | 6.76 | 16.96 | 3.70 | 3.17 | 6.68 |
4 | PS249500 | Нарушение интеллектуального развития | 10.70 | 1.13 | 31.09 | 22.20 | 4.11 | 27.61 | |
5 | PS268000 | Пигментный ретинит | 16.46 | 4.51 | 4.58 | 3.54 | |||
6 | PS116200 | Врожденная катаракта | 1.50 | 2.25 | 2.69 | 3.46 | |||
7 | #242100 | Ихтиозиформная эритродермия | 2.99 | 2.25 | 2.52 | 2.06 | |||
8 | #261600 | Фенилкетонурия | 2.38 | 1.50 | 4.51 | 5.65 | 3.70 | 2.57 | 7.01 |
9 | PS220290 | Несиндромальная тугоухость | 20.21 | 26.93 | 22.40 | 39.57 | 62.89 | 23.43 | 35.61 |
Х-сцепленное наследование* | |||||||||
1 | #310200 | Миопатия Дюшенна | 2.83 | 9.02 | 2.96 | 2.97 | |||
2 | PS309530 | Нарушение интеллектуального развития | 2.38 | 5.65 | 6.76 | 45.23 | 73.99 | 2.89 | 23.74 |
3 | #308100 | Ихтиоз | 19.02 | 2.83 | 4.51 | 5.65 | 3.88 | 6.26 | |
4 | PS310700 | Врожденный нистагм | 0.25 | 0.86 | 5.77 |
Примечание. В графе OMIM – номера заболеваний по международному каталогу В. Мак Кьюсика; PS – фенотипическая серия заболеваний гетерогенной группы по OMIM; РРУ – русские Удмуртии, РРЧ – русские Чувашии, РМЭ – русские Марий Эл, РРБ – русские Республики Башкортостан, РРТ – русские Республики Татарстан, РПоп – средние значения распространенности заболевания по результатам генетико-эпидемиологических исследований европейской части РФ для русских десяти регионов, ЭПоп – средние значения распространенности заболевания для десяти этнических групп Поволжья и Северного Кавказа; * – распространенность на мужское население.
Рассчитана кумулятивная (АД, АР и Х-сц.) распространенность МНБ для русских десяти регионов, которая составила 1 : 532 человека, для представителей этнических групп – 1 : 230, что более, чем в два раза выше. Выявленные различия характерны не только для регионов РФ, но и для других популяций мира [4, 5, 8, 9].
Определено разнообразие частых заболеваний (распространенность чаще, чем 1 : 50 000). Группа частых заболеваний аккумулировала наибольшее число больных: для заболеваний АД – 59% пациентов, для АР – 66.48%, для Х-сц. – 68.32%. В табл. 1 представлен спектр и распространенность частых заболеваний у русского населения в пяти популяциях Волго-Уральского региона, суммарная характеристика по русским десяти регионов (включая пять популяций коренного проживания русских), а также у этнических групп РФ [1, 9].
Проведен сравнительный анализ геногеографических взаимоотношений между двадцатью рассматриваемыми этносами/популяциями по распространенности 201 АР-заболевания, наиболее контрастно отражающих изменения патогенома [5, 7, 8]. Выполнен кластерный анализ среднесвязывающим методом с использованием программного пакета “Statistica 16”.
На дендрограмме (рис. 1) представлены полученные результаты кластерного анализа. Как следует из рис. 1, на самом первом этапе объединяются русские различных регионов, включая русских Поволжья. Дальнейшее формирование кластеров отражает этногенез народов. Отдельные кластеры формируются из финно-угорских народов (марийцы-удмурты-чуваши) и адыго-абхазских народов (адыгейцы-абазины-черкесы). Замыкают анализ кластеры тюркоязычных народов – “башкиры-татары” и “ногайцы-карачаевцы”. Таким образом, несмотря на интенсивную метисацию русских Поволжья (52.5%), при положительной этнической брачной ассортативности [10] генофонд русских в его патологической части сохраняется. Теоретически, рассматривая популяции с различной этнической экстракцией, от процесса метисации можно ожидать эффект выравнивания генных частот с одновременным расширением генетического разнообразия для обеих популяций. Однако необходимо учитывать и другие факторы динамики генофонда – миграции и естественный отбор, постоянно действующие в популяциях, которые могут изменить этот процесс, приводя к формированию нового равновесного состояния генных частот.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 20-015-00061 и государственного задания министерства образования и науки РФ.
Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическим стандартам институционального и/или национального комитета по исследовательской этике и Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующим изменениям или сопоставимым нормам этики.
От каждого из включенных в исследование участников было получено информированное добровольное согласие.
Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.
Список литературы
Зинченко Р.А., Куцев С.И., Александрова О.Ю., Гинтер Е.К. Основные методологические подходы к выявлению и диагностике моногенных наследственных заболеваний и проблемы в организации медицинской помощи и единых профилактических программ // Пробл. соц. гигиены, здравоохранения и истории медицины. 2019. Т. 27. № 5. С. 865–877. https://doi.org/10.32687/0869-866X-2019-27-5-865-877
Zinchenko R.A., Makaov A.Kh., Marakhonov A.V. et al. Epidemiology of hereditary diseases in Karachay-Cherkess Republic // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21(1). P. 325–329. https://doi.org/10.3390/ijms21010325
Методология генетико-эпидемиологического изучения наследственных болезней и врожденных пороков развития. Учебно-методическое пособие / Под. ред. Зинченко Р.А., Амелиной С.С., Куцева С.И., Гинтера Е.К. Белгород: “Политерра”, 2020. 569 с. https://doi.org/10.34851/РНР.2020.31.777
Ferreira C.R. The burden of rare diseases // Am. J. Med. Genet. 2019. V. 179A. P. 885–892. https://doi.org/10.1002/ajmg.a.61124
Wu D.D., Zhang Ya.P. Different level of population differentiation among human genes // BMC Evol. Biol. 2011. V. 11(16). https://doi.org/10.1186/1471-2148-11-16
Зинченко Р.А., Ельчинова Г.И., Гинтер Е.К. Факторы, определяющие распространение наследственных болезней в российских популяциях // Мед. генетика. 2009. Т. 8. № 12. С. 7–23.
Гинтер Е.К., Мамедова Р.А., Ельчинова Г.И., Брусинцева О.В. Генетическая структура популяций Кировской области и особенности территориального распределения в ней аутосомно-рецессивных заболеваний // Генетика. 1994. Т. 30. № 1. С. 107–111.
Procedural document on Epidemiology of rare disease in Orphanet, Orphanet, February 2019. Version 01. https://www.orpha.net/orphacom/cahiers/docs/GB/ Epidemiology_in_Orphanet_R1_Ann_Epi_EP_05.pdf
Online Mendelian Inheritance in Man. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/OMIM (Updated: January, 2020).
Ельчинова Г.И., Зинченко Р.А. Русские Поволжья. Интенсивность метисации в конце ХХ века // Генетика. 2021. Т. 57. № 1. С. 112–115. https://doi.org/10.31857/S0016675821010057
Дополнительные материалы отсутствуют.