CC BY
55БЛИЗНЕЦОВЫЙ МЕТОД В МЕДИЦИНЕ
Елиава С.Д., Мирзоева Р.К.
Кубанский медицинский институт, г. Краснодар
Аннотация. Близнецовый метод играют важную роль в понимание: диабета и деменции, позволяет выяснить, как разные внешние факторы отражаются на одном и том же человеке, развитие сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, влияние окружающей среды на будущее здоровья ребенка в утробе матери, роль солнца в предотвращение развития рассеянного склероза, факторы, влияющие на старение мозга. Также позволил изучить влияние генетического и эпигенетического риска рака молочной железы и генетическое моделирование появления первичных зубов.
Ключевые слова: близнецовый метод, монозиготные близнецы, дизиготные пары близнецов, разлучение близнецов, метод контрольного близнеца, близнецовые семьи, лонгитюдное близнецовое исследование.
Актуальность: Близнецы являются ценным источником информации для медицинских и психологических исследований. От рождения они обладают одинаковым набором генов, а потому любые различия между ними можно списать на влияние среды и воспитания. Результаты исследования близнецов оказали влияние на причины возникновения различных заболеваний и психологических расстройств.
Близнецы представляли интерес для ученых со времен ранней цивилизации, включая раннего врача Гиппократа и философа-стоика Посидония. Близнецовый метод был впервые описан в статье «История близнецов как критерий относительного воздействия природы и воспитания» Фрэнсисом Гальтоном в 1876 году. Метод изучения близнецов надолго стал основным способом получения информации о роли наследственности в формировании самых разных особенностей личности, а исследования, проведенные этим методом, составили ядро целой научной области - психогенетики, или генетики поведения человека. На сегодняшний день применяется несколько разновидностей метода, в которых изучается разные грани.
1. Классический. Суть метода - исследовать сходства внутри пары (Калаев В.Н., 2009). Классическими примерами метода является диабет и деменция. Университет Монаша в Австралии провел исследование на 22 парах близнецах, 8 из которых были монозиготными и 14 дизиготными с сахарным диабетом 2 типа без неврологических заболеваний. Диабет 2 типа был связан со значительно сниженной активацией в височно-теменных областях левого полушария, включая
угловую извилину, супрамаргинальную извилину и среднюю височную извилину, и значительно повышенной активацией в двусторонних областях, распределенных сзади.
Результаты исследования свидетельствует о доклинической нейронной дисфункции, связанной с памятью, при сахарном диабете 2 типа. Они поддерживают поиск модифицируемых факторов окружающей среды в дальнейшей жизни или эпигенетических механизмов, связывающих диабет 2 типа и снижение когнитивных способностей.
Важным стоит выделить, что сахарный диабет 2 типа связан с повышенным риском развития деменции в пожилом возрасте. Люди с началом диабета 2 типа в среднем возрасте имеют больший риск развития деменции в будущем, чем люди с поздним началом заболевания, возможно, из-за более длительного воздействия. Деменция, особенно деменция Альцгеймера (БА), связана с изменениями функций мозга, которые могут предшествовать явным структурным аномалиям мозга или когнитивным нарушениям на несколько лет (Вуд А. Дж. и др., 2016 год).
2. Метод контрольного близнеца, который помогает выяснить как разные внешние факторы отражаются на одном и том же человеке (Калаев В.Н., 2009). Примером метода является выявления факторов влияющие на продолжительность жизни. Исследование проводились на 100 парах монозиготных близнецов на базе МГУ. Были выделены факторы влияющих на индивидуальную продолжительность жизни. К ним относиться: получение образования, наличие семьи, карьера, жизнь в крупных городах и количество переездов. Не повлияло на продолжительность жизни по выборке: наличие детей, религиозность и необходимость заботиться о близком человеке. При изучении близнецов старшего возраста (старше 50 лет) огромное влияние оказывает наличие детей, но не наличие семьи (Березина Т. Н., 2018).
Вторым не мало важным фактором метода контрольного близнеца является развитие сердечно-сосудистых и онкозаболеваний. Актуальной проблемой современного здравоохранения и угрозой здоровья населения являются социально значимые заболевания, к которым относятся сердечно-сосудистые и онкологические, являющиеся причиной смерти во многих странах. (Баянова Т. А., и др. 2015). Благодаря близнецовому методу были изучены психологические характеристики развития сердечнососудистых заболеваний, которые являются: общая активность человека, количество детей, количество хобби, общительность. Выявлено, что жители крупных городов в связи с переездами имеют меньший риск с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Риск онкозаболеваний увеличивается при: общем количестве заболеваний, при наличие вредных привычек, переедание, а также наличия предметных хобби (рукоделие). Снижение риска заболевания связан с общей активностью, наличие спортивных хобби и количество увлечений (Березина Т.Н., Балан И., 2019).
Также примерами контрольного близнеца может быть и влияние солнца на развитии рассеянного склероза. Было выявлено, что длительном нахождении на солнце обеспечивает защиту от рассеянного склероза. Риск развития рассеянного склероза снижался от 0,25 до 0,57 у близнецов, находящихся на солнце. Этот защитный эффект не зависит от генетической восприимчивости (Ислам Т. и др., 2007).
3. Лонгитюдное близнецовое исследование: исследуют одних и тех же людей долгое время, следя, как у них меняются значимые признаки (Калаев В.Н., 2009). Примерами данного метода является преждевременное старение. Исследование Университета Огайо, проведённое на 79 парах близнецов, вывили, что курение, употребление алкоголя, стресс на работе, повреждение от солнца влияют на преждевременное старение. Курение влияет на тон кожи, очертания нижней 2/3 лица человека, что позволяет курящему человеку выглядеть старше (Хилтон Ш., Макголдрик Д., 2013).
Также исследование, проведённое Университетом Нового Южного Уэльса, позволили выявить, что определённый образ жизни на протяжение десятилетий вызывает снижения когнитивных способностей или когнитивную устойчивость в последующие годы (Хоппер Д., 2017).
4. Близнецовые семьи: изучается материнский эффект (когда фенотип ребенка определяется генами матери, а не обычным сочетанием материнских и отцовских), а также изучение передачи наследственных заболеваний (Калаев В.Н., 2009). Примером метода является влияние окружающей среды на будущее здоровья ребенка в утробе матери. Исследования проводились Институтом Мердока (Австралия) на группе монозиготных (22) и дизиготных (12) близнецах. Сравнивая уровень эпигенетических различий у идентичных и неидентичных близнецов, исследователи отметили влияние генов и окружающей среды на эпигенетический профиль новорожденного. Было выявлено, что окружающая среда, оказывает большое влияние на здоровье женщины и ребенка во время беременности. Впервые показано в масштабе всего генома, что идентичные близнецы с одинаковой последовательность ДНК имеют разную эпигенетику при рождении, что еще больше подчеркивает важность внутриутробной среды в формировании неонатального эпигенома (Гордон Л., и др., 2012).
Также было изучено влияние генетического и эпигенетического риска рака молочной железы. Близнецовый метод позволил выявить ген, влияющий на плотность клеток и являющийся риском развития рака молочной железы, LSP1(специфичный для лимфоцитов белок 1, кодируемый геном ЬБР1. Этот ген кодирует внутриклеточный белок, связывающий Б-актин. Белок экспрессируется в лимфоцитах, нейтрофилах, макрофагах и эндотелии и может регулировать подвижность нейтрофилов, адгезию к белкам фибриногенного матрикса и трансэндотелиальную
миграцию).Исследования позволили выявить причины рака молочной железы (ммамогрофическая плотность, и эпигенетический фактор матки), что повлияло на скрининг и профилактику рака молочной железы во всем мире (National Library of Medicine, 2022, Хоппер Д, 2017).
Четвертым примером является исследование Университета Аделаиды, Австралии на 94 парах монозиготных близнецов и 125 пар дизиготных близнецов, европейского происхождения, в возрасте от 2 до 6 лет, выявило, что оценки наследуемости времени появления зубов, как правило, были верхние, около 90%, однако оценки для нижнего правого бокового резца и нижних клыков составляли около 50%. Наблюдаемые фенотипические корреляции между продолжительностью беременности и временем появления зубов с момента рождения были отрицательными, но незначительными, что позволяет предположить, что событие рождения может играть значительную роль в определении времени появления зубов, возможно, как следствие изменения питания. Эти результаты подтверждают сильное генетическое влияние на наблюдаемые изменения во времени появления первичных зубов человека (Бокманн М. и др. 2010).
5. Сравнение близнецов с обычными людьми, позволили изучить математические навыки и чтения (Калаев В.Н., 2009). Университет Новой Англии провел исследование на 3000 близнецах в разных возрастных категориях для определения грамотности и умение считать. Было выявлено, что до 75% различий в способностях детей к математике, чтению и правописанию и до 50% различий в их навыках письма могут быть обусловлены генетическими различиями (Хоппер Д, 2017).
6. Разлученные близнецы: изучаются разлученные в раннем возрасте пары близнецов, которые больше никогда не встречались и их сходства (Калаев В.Н., 2009). Примером данного метода послужил близнецы разлучённый в возрасте 6 месяцев в связи с разводом родителей. Возрасте 21 года они встретились как взрослые и не смотря на то, что они не говорили на одном языке у них были одинаковые аккуратные усы и залысины, и даже похожие очки в проволочной оправе и одинаковые светлые спортивные куртки, они были похожи по темпераменту, темпу речи и другим характеристикам и оба умерли от рака (Ву Э., 2015).
7. Частично разлученные близнецы: близнецы живут врозь какое-то время (гомо- и дизиготные пары), сравнивают их сходства внутри пары (Калаев В.Н., 2009). Исследование NASA проведённое на однояйцевых близнецах космонавтах. Один из близнецов провел на борту МКС 340 дней, а другой на земле. Это дало ученым возможность получить данные о двух генетически идентичных людях, находившихся одновременно в космосе и на Земле. За 25 месяцев (до, во время и после полета) было собрано огромное количество данных о разных показателях организма: физиологических, эпигенетических, иммунных, сердечно-сосудистых, когнитивных и других. За время полета у близнеца находившийся в
космосе изменилась масса тела, толщина сонной артерии, длинна теломера, структура глаз (сосудистая оболочка и толщина сетчатки), микробиота кишечника, динамики длины теломер, отмечена экспрессии генов, которые связаны с иммунной системой, уровень повреждения ДНК увеличен, а когнитивные функции немного снижены. Результаты помогли выявить причину ухудшения зрения космонавтов, связанную с повышение белка AQP2 (Эдвардс М., 2020).
Недостатками близнецового метода считают: невалидость (метод ничего не доказывающий), большой процент ошибочности при неправильном учете фактора влияния среды на монозиготных и дизиготных близнецов и метод не универсален. Но, несмотря на это, необходимо отметить, что применение близнецового метода используется в психологии, биологии, генетики, физиологии, в медицине, педагогике и в других областях медицины. Позволил выявить индивидуально -психологические отличия и основные детерминирующие факторы психологического развития личности. Применение метода в практике позволили открыть новые методы лечения, лекарственные препараты, доказал влияние окружающей среды на организм человека и продолжительность жизни. Таким образом, близнецовый метод и по сей день остается актуальным и может использоваться для новых открытий.
Литература
1. Методы психогенетики: Учебное пособие для вузов/ Калаев В.Н., Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2009. С 13-16
2. Ву Э. Los Angeles Times /Jack Yufe dies at 82; he was raised Jewish, his identical twin as a Nazi, 2015 // URL: https://www.latimes.com/local/obituaries/la-me-jack-yufe-20151111 -story.html
3. Березина Т. Н. Жизненный путь личности как фактор индивидуальной продолжительности жизни Человек. Общество. Инклюзия // 2018. № 2 (34). С. 95-103. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36265013
4. Социально значимые заболевания. Эпидемиология и профилактика инфекционных заболеваний: туберкулез, ВИЧ-инфекция, вирусные гепатиты В, С: Учебное пособие для студентов. / Т. А. Баянова, А. Д. Ботвинкин, Н. Ю. Куприянова; ГБОУ ВПО ИГМУ Минздрава России, Кафедра эпидемиологии. - Иркутск: ИГМУ, 2015 С 5
5. Ислам Т, Гаудерман У.Дж., Козен У., Мак Т. М., Воздействие солнца в детстве влияет на риск рассеянного склероза у монозиготных близнецов. Неврология, 2007 // URL: https://n.neurology.org/content/69/4/381
6. Березина Т.Н., Балан Ирина Исследование психологических рисков развития сердечнососудистых и онкозаболеваний близнецовым методом человеческий капитал // 2019, № 12(132) 10.25629/HC.2019.12.04
7. Хилтон Ш., Макголдрик Д. журнал Американского общества пластических хирургов Пластическая и реконструктивная хирургия, 2013, Том 132 // URL: https://journals.lww.com/plasreconsurg/toc/2013/11000#563183520
8. Хоппер Д. Статья Пять открытий, за которые мы можем поблагодарить близнецов, 2017 // URL: www.twins.org.au
9. Гордон Л.,. Джу Д. Э,. Пауэл Д. Э, Олликайнен М., Новакович Б. Ли С., Андроникос Р., Крукшенк М. Н., Коннели К. Н., Смит А. К., Алиш Р. С., Морли Р., Вишер П. М., Крейг Д. М, Саффери Р. National Library of Medicine National Center for Biotechnology Information статья Неонатальный профиль метилирования ДНК у человеческих близнецов определяется сложным взаимодействием между внутриутробными экологическими и генетическими факторами, подверженными тканеспецифическому влиянию // Опубликовано в Advance 16 июля 2012 г., doi: 10.1101/гр.136598.111 // URL: https://genome.cshlp.org/content/22/8/1395
10. National Library of Medicine National Center for Biotechnology Information, 2022 // URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/4046#summary
11. Бокманн М. Р., Хьюз Т. Э., Таунсенд Г. К, Twin Research and Human Genetics номер 6 Генетическое моделирование возникновения первичного зуба: исследование австралийских близнецов, 2010. С. 573-581 Том 13 //URL: https://www.cambridge.org/core/journals/twin-research-and-human-genetics
12. Аманда Дж. Вуд,Цзянь Чен, Кристофер Моран, Т. Фан, Р. Бир, К. Купер,Стейси Литрас, и Веландай Шрикант Исследовательская Активация мозга во время кодирования памяти при сахарном диабете 2 типа: Исследование диссонирующей пары близнецов, 2016 // URL: https://www.hindawi.com/journals/jdr/2016/3978428/
13. Эдвардс М., Абади Л., Стратегические коммуникации НАСА в области человеческих исследований, 2019 // URL: https://www.nasa.gov/feature/nasa-s-twins-study-results-published-in-science
