CC BY
536
УДК 575:599.9
ГЕНОМ ЧЕЛОВЕКА, ЭПИГЕНЕТИКА МНОГОФАКТОРНЫХ БОЛЕЗНЕЙ И ПЕРСОНИФИЦИРОВАННАЯ МЕДИЦИНА
В.С. Баранов, Е.В. Баранова*
НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта СЗО РАМН, Санкт-Петербург, Россия
*Европейский институт индивидуализированной профилактики, Ницца, Франция Эл. почта: [email protected]
Статья поступила в редакцию 26.12.2011, принята к печати 12.03.2012
Прочтение (расшифровка) генома человека, а также многих других организмов—эпохальное событие начала XXI века, которое оказывает все возрастающее влияние на жизнь человека и, в конечном счете, на состояние биосферы Земли. Особенно ощутим вклад этих открытий в понимание процессов происхождения и эволюции человека (его филогенеза), путей расселения по планете и формирования рас, наций и устойчивых сообществ (проблемы этногенеза), роли эндогенных (генетических) и разнообразных экзогенных факторов в патологии человека. В данной статье представлен обзор современных представлений о структуре генома человека, рассмотрены некоторые итоги картирования генов наследственных болезней, возможности метода полногеномного скрининга ассоциаций (Genome-Wide Association Studies, GWAS) для поиска генов-кандидатов многофакторных заболеваний (МФЗ), тестировании генетического полиморфизма, как методической основы анализа генов «предрасположенности» к МФЗ. Рассмотрены возможные причины феномена «недостающей наследственности» ("missing inheritance"), вклад межгенных взаимодействий, эпигенетики, регуляторов генной активности и других составляющих системной биологии в преодоление этого препятствия на пути от статической информации, записанной в ДНК, к полигенным фенотипам, в том числе к МФЗ, что ускорит развитие и внедрение персонифицированной предиктивной медицины в клиническую практику.
Ключевые слова: геном, полногеномный скрининг, гены-кандидаты, комплексные болезни, исчезающая наследственность, эпигенетика.
HUMAN GENOME, EPIGENETICS OF COMPLEX DISEASES, AND PERSONALIZED MEDICINE V.S. Baranov, E.V. Baranova*
D.O. Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology, Saint-Petersburg, Russia
*European Institute of Personalised Prevention, Nice, France E-mail: [email protected]
Deciphering of human genome and of the genomes of numerous other species belonging to different taxa produces ever increasing impact on human society and human race development and, in the last analysis, on the whole biosphere. The related findings has contributed in the most obvious way to the understanding of human phylogeny and ethnogeny and of the genetic and environmental factors of monogenic and polygenic (complex) diseases. The present overview paper addresses recent advances related to human genome structure, basic methods used in mapping of genes associated with monogenetic and complex diseases, and genetic polymorphism, as well implications/limitations of Genome Wide Association Studies (GWAS) carried out in search of genes involved in complex diseases ("predisposition" genes). The mysterious phenomena of "missing inheritance" is discussed with special emphasis on epigenetic mechanisms underlying gene-to-gene interactions, regulation of gene expression, and other aspects of systems biology important for more reliable estimation of genetic and epigenetic contributions to common diseases and, hopefully, for developing of personalized predictive medicine. Keywords: human genome, GWAS, missing heritability, predictive personalized medicine, complex diseases, epigenetics.
Введение
Эпохальным научным достижением на рубеже ХХ и XXI веков явилась расшифровка генома человека, других млекопитающих и растений, многих микроорганизмов, дрожжей и простейших. Сравнение геномов представителей разных классов, родов и отдельных видов, числа и локализации гомологичных генов, различных повторяющихся последовательностей позволяет сегодня более объективно взглянуть на процессы эволюции. Замечательные исследования, в которых проведено сравнение геномов человека и других млекопитающих (обезьяны, мыши, опоссум) с фрагментами генома неандертальца, показали удивительный консерватизм структурных генов и необычно высокую вариабельность некодиру-
ющей части генома, в которой, как предполагается, записаны важные аспекты программы индивидуального развития.
Несомненные успехи в понимании молекулярных основ эволюции, происхождения и филогенеза человека стали в значительной мере следствием революции в генетике, прежде всего в методах молекуляр-но-генетических исследований.
Количественные характеристики генома человека приведены в табл. 1. Обращают на себя внимание несколько удивительных обстоятельств: 1) транслируемая часть генома, то есть информация, переведенная с ДНК на белки, составляет только 1,2% всей ДНК клетки; 2) основная часть ДНК (более 50%) представлена повторяющимися элементами; 3) чи-
сло структурных генов у человека всего около 22 000; 4) межиндивидуальные различия геномов невелики: первоначально они оценивались величиной порядка 0,1%, однако после открытия полиморфизма протяженных участков ДНК (от 1 млн до 50 млн пар оснва-ний) они возросли до 1% [34].
Табл. 1
Некоторые количественные показатели генома
человека
Показатель Число Доля
Число пар нуклеотидов 3146,7х106
эухроматин 2900х106
гетерохроматин 0,3х106
Транскрибируемая часть 28-30%
Транслируемая в белки часть 1,2%
«Факультативная» ДНК:
длинные концевые повторы, транспозоны и т.д. 50%
короткие повторы 3%
Число структурных генов 22 000
из них (2009 г): картировано на хромосомах 12 390
исследовано на наличие мутаций 1485
Межиндивидуальная вариабельность геномов
по данным 2003 г. 0,1%
по данным 2006 г. 1%
Однонуклеотидные замены (SNP) (10-12)х106
1. Полиморфизм генов
Геномы всех людей, за исключением однояйцевых близнецов, различны. Выраженные популяционные, этнические и, главное, индивидуальные особенности геномов как в их смысловой части (экзоны), так и в их некодирующих последовательностях (межгенные промежутки, интроны), обусловлены мутациями, приводящими к генетическому полиморфизму (ГП). Последний определяют какменделевский признак, встречающийся в популяции по крайней мере в двух вариантах с частотой не менее 1% для каждого [22]. ГП может быть количественным либо качественным.
Количественный ГП представлен факультативными элементами, на долю которых приходится более 50% всего генома. Это микро- и минисателлит-ная ДНК, образующая короткие тандемные повторы (STR - Short Tandem Repeats), ретротранспозоны, повторы большей протяженности с вариабельной
по нуклеотидному составу внутренней структурой (VNTR - Variable Number Tandem Repeats). Наконец, в последние годы, благодаря таким новым методам анализа ДНК, как сравнительная геномная гибридизация, полногеномный скрининг ассоциаций (GWAS - Genome Wide Association Studies), в геноме человека показано наличие полиморфизма по большим фрагментам ДНК (от 1 млн до 50 млн пар оснований). Это так называемая вариация числа копий (CNV - Copy Number Variation) [34].
Качественный ГП представлен преимущественно однонуклеотидными заменами (SNP -Single Nucleotide Polymorphism). Этот самый частый ГП встречается в геноме примерно в каждых 300-400 парах оснований. Соответственно, общее число SNP во всем геноме человека оценивается величиной порядка (10-13)х106. Геномы разных людей обнаруживают удивительное сходство по этому ГП (99,9%). Стабильные сочетания нескольких SNP на одной нити ДНК одной хромосомы позволили использовать их как специфические молекулярные маркеры в программе HapMap (Гаплоидная карта, см. ниже).
Предполагается, что около половины всех SNP (5 млн) приходится на смысловую (экспрессирующу-юся) часть генома. Именно эти замены нуклеотидов нередко представляют собой аллельные варианты генов, ассоциированные с различными многофакторными заболеваниями (МФЗ). Им принадлежит основная роль в ГП человека [2, 18, 20].
Накапливаются данные о том, что ГП и мутации единичных генов играют ключевую роль в эволюции человека. Так, мутацию регуляторного гена FOXP2, возникшую примерно 500 тыс. лет назад, связывают с приобретением нашими предками (как и неандертальцами) речевой функции. Накопление в геноме человека копий гена MGC8902 связано с развитием познавательных и мыслительных функций мозга.
На сегодняшний день хорошо известно, что полиморфизм характерен практически для всех генов человека. Установлено, что он имеет выраженную этническую и популяционную специфику. Полиморфизмы, затрагивающие смысловые части генов, нередко приводят к замене аминокислот и к появлению белков с новыми функциональными свойствами. Существенное влияние на активность генов могут иметь замены или повторы нуклеотидов в регуля-торных (промоторных) областях генов. Наследуемые полиморфные изменения генов играют важную роль в определении уникального биохимического профиля каждого человека, в его наследственной предрасположенности к различным МФЗ [1, 2].
2. Программа «Гаплоидная карта» HapMap
Решающая роль в изучении ГП принадлежит международному проекту по картированию гаплоидного генома человека - получению его Гаплоидной карты - HapMap.
Цель проекта — составить генетическую карту распределения однонуклеотидных замен (SNP) в гаплоидном наборе всех 23 хромосом человека [28, 29]. Суть этого подхода в том, что при анализе распределения уже известных SNP у индивидов нескольких поколений соседние SNP или SNP, близко расположенные в ДНК одной хромосомы, наследуются блоками. Такой блок SNP представляет со-
бой гаплотип — набор аллелей нескольких локусов, расположенных на одной хромосоме (отсюда и название проекта НарМар). При этом каждый из картированных SNP выступает как самостоятельный молекулярный маркер. По сцеплению таких SNP-маркеров с исследованным признаком (болезнью, симптомом) определяются наиболее вероятные места локализации генов-кандидатов, мутации (полиморфизмы) которых ассоциированы с тем или иным МФЗ. Обычно для картирования выбирают пять или шесть SNP, тесно сцепленных с уже известным мен-делирующим признаком. Хорошо охарактеризованные SNP с частотой редких аллелей не менее 5% получили название маркерных SNP (tag SNP) [29].
Благодаря НарМар, которая включает SNP не только известных генов, но и SNP еще не идентифицированных генов, ученые получили в руки мощный универсальный навигатор, необходимый для углубленного анализа генома каждого индивидуума и для быстрого и эффективного картирования генов, аллельные варианты которых предрасполагают к различным МФЗ (см. ниже).
По словам Фрэнсиса Коллинса (Francis Collins), директора Национального института по изучению генома человека (США): «Уже при обсуждении программы "Геном человека" 20 лет назад я мечтал о времени, когда геномный подход станет инструментом для диагностики, лечения и предупреждения распространенных тяжелых болезней, которыми страдают больные, переполняющие наши больницы, клиники и кабинеты врачей. Успехи проекта НарМар позволяют сделать серьезный шаг навстречу этой мечте уже сегодня» (http://www.the-scientist.cOm/2006/2/1/46/1/).
3. Гены и болезни человека
Известно, что мутации единичных генов ответственны только за 1,5% всех болезней человека. Точность их диагностики приближается к 100%.
Все остальные болезни (98,5%), в том числе и такие частые, как сердечно-сосудистые, онкологические, психические и даже инфекционные, являются результатом сочетанного эффекта неблагоприятных внешних факторов и индивидуальных особенностей генома, повышающих чувствительность человека к этим заболеваниям. Отсюда и их название - многофакторные (со-четанные или комплексные) заболевания (МФЗ).
В последние годы успехи цивилизации, связанные с научными и техническими достижениями, существенно изменили и во многом усилили влияние неблагоприятных экологических факторов на здоровье человека. Появилась большая группа заболеваний, в патогенезе которых влияние токсических пищевых, техногенных и других вредных факторов прослеживается особенно отчетливо. К ним относятся сердечно-сосудистые, онкологические, аутоиммунные заболевания, болезни обмена веществ, на долю которых приходится до 70% смертности. Их часто называют «экогенетическими болезнями». Причина их распространения не только в прогрессивном ухудшении экологических условий, но и в повышенной индивидуальной чувствительности к действию повреждающих факторов [9]. Мутантные гены (аллели), которые совместимы с рождением и жизнью, но при определенных неблагоприятных условиях способствуют развитию того или иного МФЗ, получили название «генов предрасположенности» [1, 6].
Сочетания различных генов, обеспечивающих метаболические процессы в норме или вовлеченных в развитие конкретной комплексной патологии, получили название «генных сетей». В каждой из таких сетей выделяют главные (центральные) гены и дополнительные (вспомогательные) гены, так называемые гены-модификаторы. Дальнейшее развитие концепция генных сетей получила в исследованиях функциональных генетических модулей МФЗ. С этой целью в серии исследований были сопоставлены различные МФЗ и гены, продукты которых участвуют в патогенезе этих болезней [30]. В результате масштабного исследования 1264 МФЗ и ассоциированных с ними 1777 генов было установлено, что для каждого МФЗ характерен свой специфический набор генов - генная сеть, или так называемый функциональный генетический модуль (ФГМ), в котором различают центральные и периферические гены. Дальнейший анализ показал, что ФГМ разных болезней связаны между собой многими разными путями: (1) мутации различных генов могут приводить к одинаковым МФЗ, а мутации (полиморфизмы) одного гена могут быть ассоциированными с разными МФЗ; (2) мутации центральных (эссенциальных) генов ФГМ чаще ассоциированы с опухолями и ранней смертностью; (3) мутации (полиморфизмы) периферических генов ФГМ играют основную роль в фенотипической изменчивости и развитии МФЗ; (4) наличие перекрывающихся ФГМ у разных МФЗ доказывает их патогенетическую близость и свидетельствует в пользу представлений о «синтропии» - сочетании патогенетически родственных «семейных» МФЗ [19, 37, 43]. Совпадение многих МФЗ по большому числу ассоциированных генов наглядно продемонстрировано при сравнении генов-кандидатов, ассоциированных с различными аутоиммунными заболеваниями [43]. Около трети выявленных локусов ассоциированы с двумя, тремя и более заболеваниями. Наличие общих генов-кандидатов, ассоциированных с целиакией, болезнью Крона, рассеянным склерозом, псориазом, ревматоидным артритом, системной красной волчанкой, сахарным диабетом типа I, неспецифическим язвенным колитом, доказывает патогенетическое сходство этих аутоиммунных заболеваний [43].
Выяснение ФГМ каждого МФЗ, идентификация в ней центральных генов и генов-модификаторов, анализ ассоциации их аллелей с заболеванием, разработка на этой основе комплекса профилактических мероприятий для лиц, относящихся к группе высокого риска, а впоследствии и для конкретных пациентов является главной задачей предиктив-ной персонифицированной медицины — ППМ [1, 5].
4. Стратегия поиска генов «предрасположенности»
В принципе, существуют два метода поиска генов-кандидатов МФЗ: метод сцепления и метод ассоциаций. Основным в настоящее время является метод полногеномного анализа ассоциаций (Genome-Wide Association Studies - GWAS). Этот метод явился настоящим прорывом в генетических исследованиях МФЗ. Он основан на использовании программы HapMap в сочетании с техникой биочипов высокого разрешения. В результате выполнения проекта HapMap международным консорциумом "International HapMap
Consortium 2003" для генома человека были созданы карты гаплотипов - устойчивых сочетаний SNP в пределах однонитевой (гаплоидной) последовательности ДНК [29]. Другим важным техническим достижением стали ДНК-овые биочипы высокой плотности, позволяющие генотипировать тысячи сайтов SNP в одном образце ДНК.
Принципом метода GWAS является сканирование сотен тысяч SNP-маркеров на всех хромосомах человека. Благодаря картам гаплотипов, полученным в рамках проекта HapMap, дизайн современных чипов включает максимальное количество ключевых так называемых снипов1 (tag SNP) и позволяет оценить частоту как единичных маркеров, так и гапло-типов по всей длине молекулы ДНК. Например, широко используемые чипы фирмы «Иллюмина» (www. illumina.com), включающие в себя 310 000 снипов (Illumina Hap310K), позволяют оценить в европейской популяции частоту для 81% обычных полиморфизмов. Следующая разработка той же компании включает в себя 550 000 точечных полиморфизмов (Illumina Hap550K) и покрывает более 90% частых полиморфизмов [32].
Полногеномный скрининг ассоциаций проводится на больших когортах больных и здоровых индивидов (1500-2000 и более человек в каждой группе). Такая численность необходима для получения высокодостоверных результатов при сравнении частот гомологичных аллелей между этими группами. Всего в настоящее время методом GWAS проведено сканирование ассоциаций около 300 различных МФЗ. Результаты этих исследований суммированы на сайте Национального Института Здоровья (США) [http:// www.genome.gov/GWAstudies/index.cfm?#1]. Данные включают результаты GWAS, полученные с достоверностью p < 1х10-5 и содержащие не менее 100 000 SNP. Они регулярно обновляются после публикации очередных результатов [32].
Начиная с 2007 г., когда появилась первая фундаментальная работа по поиску генов-кандидатов МФЗ с помощью метода GWAS, на эту тему опубликовано свыше 350 сообщений, в которых зарегистрировано сцепление с 1640 SNP, ассоциированных с 89 МФЗ [29, 32].
Полногеномный анализ ассоциаций в комплексных заболеваниях стал очень популярен и успешно применяется в течение последних нескольких лет.
Таким образом, метод GWAS в настоящее время является основным в поисках генов-кандидатов МФЗ. К сожалению, вследствие отсутствия репрезентативных ДНК-банков МФЗ и высокой стоимости метода эта революционная технология становится доступной в России только через совместные проекты с западными научными центрами.
5. Генетический паспорт
В настоящее время во многих диагностических центрах России широко применяются молекулярные методы с целью диагностики генных болезней, пренатальной диагностики генных и хромосомных болезней, выявления гетерозиготного носительства патологических мутаций в семьях высокого риска, для досимптоматической диагностики болезней с поздней манифестацией и для идентификации лич-
1 Этот термин, вошедший в употребление среди специалистов, является ничем иным как фонетической калькой с английского произношения аббревиатуры SNP ([snip]) - прим. ред.
ности (геномная дактилоскопия). Постепенно набирает силу и генетическое тестирование в рамках персонифицированной предиктивной медицины (ППМ). Очевидно, что в результате этих исследований происходит накопление данных как о геноме отдельных индивидуумов, так и о целых семьях, то есть de facto уже активно формируются индивидуальные и семейные базы ДНК-данных.
Таким образом, генетический паспорт — это естественный продукт исследования генома человека, индивидуальная база ДНК-данных, отражающая уникальные генетические особенности каждого человека, его предрасположенность к тем или иным наследственным, мультифактор-ным и другим заболеваниям [1, 5, 6].
Информация, содержащаяся в этом поистине уникальном документе, должна помочь избежать жизненных коллизий, связанных с игнорированием индивидуальных особенностей генома, то есть специфических характеристик своей наследственности. Такие данные позволяют полнее реализовать свои генетические способности и представляют несомненную ценность для потомков.
Повсеместное внедрение методов генетического тестирования в современную медицину сделало генетический паспорт вполне реальным. De facto он уже существует, и число составляющих его ГТ (генетические тесты) быстро увеличивается. Вместе с тем, приступать к формированию и, особенно, к практическому использованию генетического паспорта можно только при соблюдении достаточно строгих требований, которые включают:
• хорошо изученную генную сеть каждого МФЗ;
• достоверные клинические и популяционные данные, подтверждающие вклад соответствующих генов-маркеров в патогенез МФЗ;
• репрезентативные данные для популяции своего региона или соответствующей этнической группы, доказывающие ассоциацию тестируемых генов-маркеров с МФЗ;
• взвешенную интерпретацию результатов ГТ наследственной предрасположенности;
• рекомендации по результатам ГТ (по данным генетического паспорта);
• мониторинг отдаленных результатов состояния здоровья пациента после ГТ и назначения рекомендаций врача-генетика;
• конфиденциальность, доступность, юридическая и правовая защищенность для пациента, прошедшего ГТ.
Генетическая карта в полном варианте должна включать результаты исследования не только генов предрасположенности, но и бессимптомного носительства мутаций генов наиболее частых наследственных болезней (гемофилии, муковисци-доза, фенилкетонурии и др.). В настоящее время диагностические возможности существующих молекулярных лабораторий России, в том числе и Санкт-Петербурга, позволяют обеспечить достаточно полный набор необходимых генетических тестов. Практическое применение сейчас находят только некоторые составляющие генетического паспорта (тестирование гетерозиготного носительства, геномная дактилоскопия, кариотипирование). Реже и только в семьях высокого риска проводится тестирование наследственной предрасположенности к бронхиальной астме, диабету или остеопорозу.
Более продвинутой на пути клинического внедрения является Генетическая карта репродуктивного здоровья, которая представляет собой итог многолетних комплексных исследований репродуктивной функции женщин, проводимых в Институте акушерства и гинекологии (ИАГ) им. Д.О. Отта СЗО РАМН, Санкт-Петербург [7]. Карта рекомендована к применению в Центре планирования семьи, а также в дородовых и других отделениях института. Она широко используется на консультативных амбулаторных приемах врачами генетиками и врачами акушерами-гинекологами нашего института. Помимо анализа кариотипа и тестирования на носитель-ство мутаций тяжелых наследственных заболеваний у супругов, планирующих ребенка, важное прогностическое значение имеет исследование женщины по генным панелям заболеваний, осложняющих беременность, развитие плода, роды и послеродовой период (гестозы, привычное невынашивание, варикозная болезнь, фетоплацентарная недостаточность) (рис. 1). Для гинекологов и эндокринологов большой интерес представляет тестирование наследственной предрасположенности к эндометриозу, аденомиозу и постменопаузальному остеопорозу.
Особое внимание обращено на тестирование наследственных форм тромбофилии, для диагностики которой был разработан специальный микробиочип «Фиброчип». Клинические испытания Генетической карты репродуктивного здоровья (ГКРЗ), проводимые в ИАГ, сосредоточены преимущественно на отдельных нозологиях, таких как эндометриоз (прогноз заболевания и выбор оптимальной такти-
ки лечения), наследственные тромбофилии, факторы невынашивания беременности и плацентарной недостаточности, гестоз (прогноз и профилактика). Накапливаемая в ходе проспективного тестирования информация о генетических маркерах акушерской патологии является основанием для более широкого внедрения ГКРЗ в клиническую практику.
Согласно рекомендациям ВОЗ, генетическое тестирование должно проводиться с учетом добровольного, сознательного согласия тестируемого, то есть по достижении им совершеннолетия. Формально это означает, что важная генетическая информация может стать доступной сравнительно поздно, когда ее польза для обследуемого и его близких родственников уже в значительной мере утрачена.
Во всяком случае, в семьях высокого риска диабета типа I, бронхиальной астмы, синдрома внезапной смерти, нарушений сердечной проводимости и ритма, метаболического синдрома и ожирения, а также ряда других нозологий вполне оправдано упре-дительное генетическое тестирование уже в раннем возрасте [5, 8]. Естественно, что проводить его можно только с согласия родителей, по направлению врача-педиатра и после консультации семьи врачом-генетиком, компетентным в вопросах предиктивной медицины.
Несмотря на известные ограничения юридического и морально-этического плана, недостаток информации о генных сетях различных метаболических процессов и МФЗ, несовершенство клинической интерпретации результатов генетического тестирования, составление генетического паспорта любого объе-
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КАРТА РЕПРОДУКТИВНОГО ЗДОРОВЬЯ
Кариотип
(2)
Диагностика
гетерозиготного
носительства:
(3)
Муковисцидоз;
Миодистрофия
Дюшенна;
Гемофилия А;
Фенилкетонурия;
Адреногенитальный
синдром;
Спинальная мышечная атрофия.
Медико- (1)
генетическое консультирование супружеской пары
СВЕДЕНИЯ О СУПРУГЕ:
(4)
1. Кариотип (2);
2. Тесты на гетерозиготное носительство мутаций наиболее частых моногенных болезней (3);
КОНСУЛЬТАЦИИ ГЕНЕТИКА и АКУШЕРА; ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ВРАЧА И БЕРЕМЕННОЙ, ВЫРАБОТКА ТАКТИКИ ВЕДЕНИЯ БЕРЕМЕННОСТИ ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
(5)
Тестирование наследственной "предрасположенности" Тромбофилия: FV, MTHFR, PAI-1, PLAT, GPIIIa, Pr, Fb (7)
Гестозы: GSTPi; PAI-1, TNF-a, eNOS, ACE, PON, GP-IIIa, HLA-G, GSTV-1, mEPHX (10) Привычное невынашивание: GSTM1; GSTT1, GSTPi, DRB1, DQA1, DQB1, MTHFR
(7)
Диабет типа I: HLA DR и DQ (DR3 и DR4) Mic-A, VDR3, CTLA4 (6) Диабет типа II: DQB1, ACE, TNFa PRARA, PRARD, TCF7L2 (6) Эндометриоз: GSTT1, GSTM1, CYP19 miEPOX, NAT-2 TNFa, IL4R, CYP1A1 (8)
Остеопороз: VDR 3; COL1A1; CALCR; ER-1 (4)
Бронхиальная астма: GSTT1, GSTM1 TNFa, IL4, IL4R, Nos1 (6) Нерасхождение хромосом в мейозе и дефекты заращения нервной трубки:
MTHFR, MTTR (2)
Рис. 1. Блок-схема генетической карты репродуктивного здоровья.
ма для дееспособных граждан следует приветствовать. Данный медицинский документ может оказать существенную помощь при проведении экспертизы состояния здоровья, а также оценки потенциального риска развития некоторых МФЗ у членов семьи высокого риска [5, 8].
6. «Недостающая наследственность» ("Missing Heritability", "Missing Inheritance)2
При разработке и широком использовании метода общегеномного скрининга ассоциаций (GWAS) исходили из предположения о том, что все МФЗ являются результатом дефектов (мутаций, полиморфизма) множества генов. Была даже предложена формула «обычные болезни — обычные полиморфизмы» ("соттоп diseases - common variants") [38]. Однако реальная ситуация оказалась значительно сложнее. Так, известно, что рост человека на 80% определяется наследственными факторами [35]. При этом уже идентифицировано около 40 генов, ассоциированных с размерами тела. Однако GWAS-анализ показал, что выявленные ассоциации отвечают только примерно за 5-10% дисперсии роста, а около 80% SNP попадают в некодирующие области генома. Следовательно, возникшая дельта вклада наследственности в этот количественный признак составляет около 75%, то есть образуется дефицит (нехватка) выявленных наследственных детерминант [32].
Столь же малым оказался вклад генов-кандидатов и в МФЗ. Это дало повод для вполне обоснованного беспокойства ученых, занятых проблемами генетического тестирования наследственной предрасположенности. Появилась серьезная проблема «исчезающей наследственности» или «черной материи» генома, ответственной за этот парадокс [24, 35].
Действительно, для большинства сложных признаков обычные полиморфизмы объясняют менее 10% риска, а единичные выявленные маркеры увеличивают соотношение рисков (odds ratio, OR) лишь в 1,11,5 раза [23, 39]. При расчете индивидуального риска после внедрения метода GWAS известный популяци-онный риск болезни с учетом возраста, пола, расы и данных анамнеза пациента умножают на оценку OR для каждого SNP, сцепленного с заболеванием, которая сделана на основании исследования больших выборок больных и здоровых индивидуумов данным методом [23]. Именно таким методом после скрининга 55 МФЗ был установлен повышенный в 3-5 раз риск инфаркта миокарда, ожирения и сердечно-сосудистой патологии у конкретного лица (профессора Стэнфордского университета) [23]. Примерно такая же точность расчета индивидуального риска фигурирует и в результатах генетического тестирования по данным ряда коммерческих фирм за рубежом и в нашей стране (www.i-gene.ru или Genex). При этом спрос на прямое генетическое тестирование наследственной предрасположенности МФЗ, выполненное
2 В англоязычной литературе, посвященной феномену «недостающей» или «исчезающей» наследственности, используются термины "missing heritability" или "missing inheritance". По общепринятому словарю (Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо-русский толковый словарь генетических терминов. Изд-во ВНИРО, 1995, с.109, 124), HERITABILITY: наследуемость (количественная характеристика генетически обусловленной изменчивости; INHERITANCE: наследование - передача генетической информации в поколениях, ... зависит от локализации генов, их взаимодействия друг с другом и от числа генов, детерминирующих процесс.
на образцах, присланных по почте (direct to consumer testing), быстро возрастает [40].
Следует подчеркнуть, что в лучшем случае такое тестирование позволяет определить, относится ли человек к группе риска того или иного заболевания, но никак не дает оснований для окончательных прогнозов в отношении реализации предсказанных болезней у конкретного человека.
Таким образом, лишь сравнительно небольшая доля наследственного риска, всего около 10-15%, может быть установлена, а основные причины МФЗ остаются неизвестными. Значительная часть наследственных детерминант сложных признаков остается нераскрытой даже при использовании самых современных методов генетического тестирования, включая полногеномный скрининг. Данное обстоятельство и послужило поводом для определенных разочарований в возможностях анализа генетической составляющей сложных признаков, в реальности генетического тестирования наследственной предрасположенности к МФЗ [42].
С чем же связан парадокс того, что выявленных, даже с помощью GWAS, генов-кандидатов и SNP, тесно сцепленными с заболеваниями, недостаточно для объективной оценки индивидуального риска конкретного МФЗ?
7. Возможные причины «недостающей наследственности» у сложных признаков
Начиная с 2009 г. на эту тему стали появляться многочисленные публикации, в которых подробно рассматриваются возможные причины такого парадокса. Прежде чем приступить к их рассмотрению, следует обратить внимание на то, что для многих биологов, занятых исследованиями процессов морфогенеза, и генетиков, изучающих проблемы феногене-тики и генетики количественных признаков, ничего неожиданного в обнаруженном парадоксе нет. Аксиома генетики развития (феногенетики) заключается в том, что путь от гена к признаку (молекулярному, биохимическому, морфологическому) представляет собой непрерывный, прогрессивно усложняющийся многоэтапный и нередко многоуровневый процесс [10, 13, 17], в котором линейная информация, записанная в ДНК, транслируется в трехмерные структуры белков, сообщество которых, определенным образом организованное, формирует живую клетку - организм, со свойственным ей четвертым измерением - временем жизни. При этом каждый уровень организации обладает определенной автономностью, обнаруживает новые свойства и возможности взаимодействия, а информационный объем с каждым уровнем прогрессивно нарастает. Соответственно, сакраментальный вопрос «Вся ли информация об организме записана в его геноме?» предполагает отрицательный ответ. Информационная емкость молекул, составляющих весь организм, несравненно больше, чем информация, могущая содержаться в самом геноме, хотя именно в нем записана программа развития, которая хранится и передается потомкам лишь как «эскиз» будущего организма. Проблемы взаимоотношения генотипа и фенотипа, бесконечно-конечное противоречие фенома и генома, принцип «биологической неопределенности» неоднократно рассматривались в трудах классиков биологии -
Р. Гольдшмидта, А.С. Серебровского, Т.Г. Моргана, И.И. Шмальгаузена, а также современными авторами М.Д. Голубовским, Н.А. Колчановым, Л.И. Короч-киным, В.П. Пузыревым [10, 11, 13, 17].
Таким образом, любые морфогенетические процессы, равно как и любые заболевания, должны включать все уровни организации живой материи и их сложные взаимодействия. При этом причиной болезни могут стать не только мутации, но и неблагоприятные сочетания полиморфных вариантов генома, а также ошибки в регуляции активности генов и взаимодействия их продуктов.
Поиски ответа на вопрос, почему значительная часть наследственности сложного фенотипического признака, включая МФЗ, не выявляется при GWAS, позволили предположить несколько причин [26, 27]. Главные из них: 1) применение чипов даже очень высокой плотности не гарантирует выявления всех SNP, ассоциированных с заболеванием; 2) метод GWAS не позволяет выявить главные гены-маркеры, ассоциированные с МФЗ, если частота их редких аллелей не превышает 0,5%; 3) применение стандартного варианта GWAS со стандартной безвыборочной оценкой результатов не позволяет вскрыть метаболические пути патогенеза конкретного МФЗ, понять природу межгенных взаимодействий, лежащих в его основе; 4) при оценке результатов GWAS и формировании панелей генов-кандидатов МФЗ никак не учитывается роль факторов внешней среды в развитии заболевания; 5) более 80% SNP, выявленных методами GWAS, имеет внегенную локализацию, и причина их достоверной ассоциации с патологией остается в области догадок; 6) определенная часть «недостающей наследственности» МФЗ может быть результатом наличия в геномах почти 10% населения достаточно протяженных (> 500 тысяч пар оснований) варьирующих по числу копий ДНК фрагментов, которые могут существенно нарушать работу генов; 7) трудным для GWAS является определение риска МФЗ, зависящего от пола, например, диабета типа II, некоторых форм рака.
Таким образом, уже сегодня просматривается довольно много причин, объясняющих нехватку информации, получаемой методом GWAS, для выявления всех наследственных факторов, лежащих в основе МФЗ. Более того, складывается впечатление, что для разных МФЗ причины такой «исчезающей» наследственности могут быть разными.
8. Эпигенетика - путь к решению проблемы «недостающей наследственности»
Анализ обобщенных результатов GWAS многих МФЗ и возможных причин появления понятия «недостающей наследственности» свидетельствуют о том, что классический GWAS даже при использовании больших выборок и чипов с очень высокой плотностью маркерных SNP недостаточен для идентификации всех факторов, определяющих развитие МФЗ. Основные причины такого несоответствия, по всей вероятности, кроются как в недостатках методологии стандартных исследований с помощью GWAS, так и в отсутствии данных о функциях генов, участвующих в развитии МФЗ. Метод GWAS в своем первоначальном, классическом варианте давал информацию об SNP и в какой-то мере о генах, ассоциированных с МФЗ, но не позволял судить об их функциях, о ме-
таболических путях, нарушение которых, в конечном счете, реализовалось в той или иной патологии. Иными словами, он позволял исследовать анатомию статичного генома, но при этом не содержал информации о геноме динамичном, функции которого и нарушаются при МФЗ в первую очередь. Геном - только программа развития. Ее реализация требует наличия строго упорядоченных регуляторных взаимоотношений между генами и их продуктами (РНК, белками, надмолекулярными структурами), формирующими протеом организма (набор специфических белков) и метаболом (основные метаболические пути и их регуляция на разных уровнях организации).
Уже сегодня имеются и успешно реализуются новые технологии, позволяющие разгадать загадки «недостающей наследственности». Прежде всего, они касаются самого GWAS, совершенствование которого позволяет более эффективно выявлять гены-кандидаты МФЗ.
Повышение информативности GWAS по выявлению генов, ассоциированных с МФЗ, может быть достигнуто проведением семейных исследований и использованием этого метода для анализа аналогичных выборок семей высокого риска тех же болезней, но из неевропейских популяций, с другим набором аллелей генов-кандидатов. Так можно более полно выявлять редкие мутантные аллели, присутствие которых существенно увеличивает вероятность МФЗ по сравнению с аллелями малой силы. Предполагается, что такие редкие аллели высокой силы могут быть установлены при анализе результатов секвени-рования по проекту «1000 геномов». Их направленный поиск проводится и путем выборочного секве-нирования фрагментов ДНК, ассоциация которых с конкретным МФЗ уже доказана.
Вместе с тем, согласно существующим представлениям, предрасположенность к МФЗ нельзя объяснить небольшим числом генов с сильным эффектом, равно как и большим числом генов умеренной силы.
Особый интерес в этой связи представляет исследование особенностей функции генов, продукты которых вовлечены в патогенез МФЗ, а также анализ межгенных взаимодействий. Последнее, прежде всего, относится к явлению эпистаза, заключающемуся в подмене функции или модификации эффекта одного гена другим [28]. В настоящее время эпистаз чаще рассматривают как результат межгенных взаимодействий и биохимических метаболических взаимодействий генных продуктов в пределах одной или нескольких генных сетей. При этом особое внимание привлекают малые РНК (интерференционные РНК -siRNA, двухцепочечные РНК - dsRNA), а также вне-генные SNP (на долю которых приходится до 80% всех маркерных SNP, выявляемых при GWAS), которые регулируют работу генома, влияя на синтез малых РНК и через гетерохроматизацию хромосомных фрагментов [28].
Одним из эффективных подходов для идентификации и изучения межгенных взаимодействий является методология метаболически ориентированных вариантов GWAS [30, 33], позволяющая совместить уже существующие данные по биохимии, патофизиологии и патоморфологии МФЗ с результатами GWAS, и последующий комплексный анализ полученных результатов с применением компьютерных программ, разработанных для биоинформатики, протеомики и
метаболомики [36, 41]. Разрабатываются специальные статистические методы дискриминации функционально значимых и функционально нейтральных SNP, а также модели взаимодействий между SNP, позволяющие анализировать эффекты эпистаза [31]. Особенно многообещающей выглядит разработанная в последнее время модель биофильтров для метаболически ориентированных GWAS [41] В настоящее время методами GWAS, ориентированными на гены определенных метаболических путей или соответствующие им маркерные SNP и дополненными специальными статистическими программами, составляются подробные генные сети ревматоидного артрита и миеломной болезни. Такие исследования позволяют глубже понять молекулярную природу МФЗ и идентифицировать наиболее важные гены соответствующих генных сетей, нарушение которых провоцирует МФЗ.
Перемещение центра интересов геномики от простой идентификации генов-маркеров МФЗ к анализу их функциональной активности и изучению межгенных взаимодействий существенно активизировало работы по эпигенетике, то есть адаптивной регуляции функции генома, не связанной с необратимыми структурными изменениями ДНК. Как известно, эпигенетические изменения, вызываемые метилированием ДНК и ковалентными модификациями гисто-нов в сочетании с действием микро-РНК и факторов транскрипции, являются основными составляющими сложной системы координированной регуляции функции генома в норме и патологии [12]. Перспективы широкого исследования эпигенетических модификаций, ускользающих от идентификации при GWAS, стали особенно очевидными после появления микрочиповой технологии крупномасштабного скрининга метилирования CpG-сайтов в промоторах большого числа генов. Благодаря такому подходу появилась возможность определения персонализированных эпигенетических профилей разных тканей и на разных стадиях онтогенеза человека [14, 17].
Таким образом, поиск редких аллелей высокой силы, оценка вклада варьирования числа копий (CNV) фрагментов ДНК, выяснение роли межгенных (эпистатических) взаимодействий в формировании патологического фенотипа, а также эпигенетической регуляции генома с учетом действия факторов внешней среды - это магистральные направления, по которым будут развиваться исследования для выяснения природы «недостающей наследственности».
9. Современные взгляды на генетическое тестирование
С появлением GWAS заметно активизировались исследования по генетическому тестированию (ГТ). В настоящее время ГТ проводится для 213 различных МФЗ [25]. Тестирование аллельных профилей «на заказ» (образцы посылаются почтой, а ответы направляются непосредственно заказчику — direct to consumer testing) активно ведется в США такими крупными фирмами как 23andme, Navigenetics, Pathway Genomics, Gene Essence, в Исландии — фирмой deCODEme [40]. Тестирование наследственной предрасположенности к МФЗ проводится также во многих центрах Западной Европы (Gendia) и в России (фирмы i-gene.ru и Genex). Особенно часто GWAS «на заказ» проводится для таких заболеваний, как
рак толстого кишечника, диабет типа II, глаукома, инфаркт миокарда, рак легких, рассеянный склероз, целиакия, рак молочной железы, ожирение, рак простаты, фибрилляция предсердий, болезнь Крона, ге-мохроматоз, волчанка, дегенерация сетчатки, осте-оартриты, псориаз, рестеноз коронарных сосудов, болезнь «беспокойных ног», тромбофилия [40]. Отсутствие врачей в такой диагностической цепочке и интерпретация результатов только на основании статистически высчитанного отношения индивидуального риска к популяционному резко снижают клиническую значимость такого тестирования [12]. При этом увеличение индивидуального риска в 2-5 раз даже при высоком популяционном риске (например 1/1000) отнюдь не означает, что тестируемый заболеет именно этим заболеванием. Следовательно, даже в условиях GWAS сейчас можно определить только, относится ли человек к группе повышенного риска какого-то МФЗ, но нельзя давать сколь-нибудь обоснованные прогнозы относительно реализации этого риска для конкретного индивидуума, так как никаких серьезных проспективных исследований результатов такого тестирования пока не проводилось.
Признавая реально существующие проблемы в идентификации генов-маркеров МФЗ и, тем более, в интерпретации результатов ГТ, уместно обратить внимание на ряд важных обстоятельств. 1. Для всех МФЗ взаимоотношения генотип-фенотип всегда носят вероятностный характер, а не являются строго детерминированными, то есть точность ДНК-диагностики МФЗ, в отличие от моногенных болезней, никогда не приблизится к 100%. 2. Даже при небольших значениях коэффициента соотношения рисков для единичных генов-кандидатов их суммарный эффект может оказаться клинически вполне значительным. 3. Оценить его может только специально подготовленный врач. С учетом данных замечаний, уже сегодня представляются вполне оправданными масштабные доклинические и клинические испытания по идентификации генов-кандидатов частых МФЗ и по критической оценке отдаленных результатов ГТ [5].
Между тем, основным лимитирующим фактором для проведения полногеномных исследований в нашей стране сегодня является не только их большая стоимость, но и отсутствие репрезентативных (не менее 1000 образцов) банков ДНК из больных по каждому МФЗ, предполагаемому для изучения методом GWAS, и из соответствующих по численности групп контроля. Возможный выход из этой ситуации заключается в сравнении уже имеющихся в России панелей генов МФЗ с таковым, полученными методом GWAS за рубежом. После этого по схеме опыт-контроль следует провести тестирование главных генов-кандидатов, ранее выявленных этим методом в других исследованиях и на других популяциях, на отечественных популяциях. Необходимы внедрение ГТ на МФЗ в клинические лабораторные исследования в условиях тесных контактов между специалистами-генетиками и клиницистами, а также мониторинг отдаленных результатов ГТ. Проводимые исследования по ГТ должны быть, по возможности, дополнены стандартными лабораторными анализами, в том числе исследованиями продуктов генов, аллельные варианты которых ранее были протестированы. Именно таким путем может быть получена важная информация об особенностях межгенных вза-
имодействий внутри одной или нескольких функционально близких генных сетей. Так, сопоставление результатов лабораторных анализов с результатами ГТ подтвердило четкую ассоциацию полиморфизма генов GP Ш-Ша, Р2У12 и Р2У1 с числом соответствующих рецепторов на поверхности тромбоцитов, их функциональной активностью и чувствительностью к антиагрегационной терапии. При этом было установлено, что от определенных полиморфных сайтов генов GP Ша, Р2Г12 и СУР3Л5 зависит индивидуальная чувствительность к антиагрегационной терапии фармакологическим препаратом клопидо-грелом, а от генов СОХ-1 и GPVI - индивидуальная чувствительность к аспирину [21]. Ранее таким же образом была установлена необходимость тестирования генов CYP2C9+VKORC1 при приеме антикоагулянта варфарина. Число таких фармакогенетиче-ских тестов неуклонно возрастает [5]. Всесторонний анализ фенотипических эффектов генов-кандидатов МФЗ, включая биохимические, серологические, па-томорфологические и другие исследования, - важный путь к пониманию вклада генома и отдельных SNP в развитие МФЗ.
Еще одним перспективным направлением на пути к решению загадки «недостающей наследственности» при МФЗ является всесторонний анализ вклада эпигенетических изменений генома в развитие патологического процесса. Ценная информация на эту тему уже получена в отношении ряда опухолей [15], спонтанных абортов [14]. Стабильность эпигенетических изменений генов, связанных с их активностью, делает реальным представление о персонифицированных эпигенетических профилях как возможных предикторах развития МФЗ [17, 27].
Заключение
Нынешнее состояния геномики внешне напоминает кризис в атомной физике прошлого века в связи с проблемой «дематериализации» материи (открытие электромагнитных волн, радиации). Мифы вокруг этого явления давно развенчаны В.И. Лениным в книге «Материализм и эмпириокритицизм»: не материя дематериализуется, а достигается предел наших знаний о ней. В отличие от ситуации вокруг
этого кризиса, для ученых, занимающихся проблемами геномики, существование определенных причин того, что можно назвать «исчезающей наследственностью», достаточно понятно. Прежде всего, они могут быть связаны с очень сложными процессами межгенных взаимодействий, а также с адаптивными эпигенетическими изменениями, анализ которых сейчас становится особенно актуальным.
Проблема обычных комплексных МФЗ действительно оказалась сложнее, чем можно было предполагать 10 лет назад. Тем не менее, уже сейчас на основании генетического анализа можно определить, к группам риска каких МФЗ относится человек, хотя предсказать с гарантией, заболеет он или нет конкретной болезнью, действительно нельзя. Собственно, из данных генетического паспорта это и не следует, поскольку ГТ для МФЗ всегда дает только вероятностный прогноз, точность которого никогда не приблизится к таковой для моногенных и даже олигогенных болезней, в патогенез которых вовлечены нарушения считанного числа генов.
«Генетический паспорт» - отнюдь не итог секвени-рования всего генома конкретного человека, которое, в принципе, вполне доступно уже сегодня. Нет, это только медицинская карта генома каждого индивидуума. По мере роста информации о медицинской составляющей индивидуального генома генетический паспорт будет дополняться, изменяться, совершенствоваться, но он уже есть и в недалеком будущем, безусловно, станет совершенно необходимым в рутинной клинической практике при разработке оптимальной стратегии профилактики, диагностики и лечения болезней каждого человека.
Сегодня в общих чертах познана только анатомия генома человека. Настало время переходить от исследований «статичного генома» к анализу еще более сложного и запутанного «динамичного генома», то есть генома в его взаимодействии с метаболическими путями, нарушение которых, в конечном счете, и лежит в основе многофакторных болезней [3, 4].
Перефразируя известное положение, можно сказать, что геном «неисчерпаем, как и атом», только более сложен и динамичен.
Литература
1. Баранов В.С. Программа «Геном человека» как научная основа профилактической медицины // Вестник РАМН. - 2000. - № 10. - С. 27-37.
2. Баранов В.С. Геномика на пути к пре-диктивной медицине //Acta Naturae. - 2009. -No. 3. - C. 77-88.
3. Баранов В.С. Геном человека, недостающая наследственность и генетический паспорт // Мед. генетика. - 2011. - Т. 10, № 9. -С. 3-10.
4. Баранов В.С. Персонифицированная медицина: ожидания, разочарования, надежды // Вестник РАМН. - 2011. - № 9. -С. 27-35.
5. Баранов В.С. (ред.) Генетический па-
спорт - основа индивидуальной и предик-тивной медицины. - СПб. : Изд-во Н-Л., 2009. - 527 с.
6. Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващен-ко Т.Э., Асеев М.В. Геном человека и гены предрасположенности. Введение в предик-тивную медицину. - СПб. : Интермедика, 2000. - 263 с.
7. Баранов В.С., Айламазян Э.К. (ред). Определение наследственной предрасположенности к некоторым частым заболеваниям при беременности. Генетическая карта репродуктивного здоровья. Методические рекомендации. - СПб., 2009. - 67 с.
8. Баранова Е.В. ДНК: знакомство с собой, или Как продлить молодость. - М. : АСТ,
СПб : Астрель-СПб, 2006. - 222 с.
9. Бочков Н.П. Вклад генетики в медицину // Рос. мед. вестн. - 2001. - № 4. - С. 4-13.
10. Голубовский М.Д. Век генетики: эволюция идей и понятий. - СПб. : Борей Арт, 2000. - 262 с.
11. Колчанов Н.А., Подколодная О.А., Игнатьева Е.В. и др. Интеграция генных сетей, контролирующих физиологические функции организма // Вестник ВОГИС. -2005. -Т. 9. - С. 179-199.
12. КоневаЛ.А. Метод для анализа межгенных и ген-средовых взаимодействий // Генетика человека и патология. Актуальные проблемы современной цитогенетики. -Томск, 2011. - С. 171-178.
13. Корочкин Л.И. Действие генов в развитии. - М. : Наука, 1979. - 269 с.
14. Лебедев И.Н. Эпигенетические модификации генома в эмбриональном периоде онтогенеза человека. - Автореф. дис.....
д-ра биол. наук. - Новосибирск, 2008. - 32 с.
15. Пальцев М.А., Залетаев Д.В. Системы генетических и эпигенетических маркеров в диагностике онкологических заболеваний. -М. : Медицина, 2009. - 384 с.
16. Поллард К. Что делает нас людьми? // В мире науки. - 2009.- № 7. - С. 24-29.
17. Пузырев В.П. Феномно-геномные отношения и патогенетика многофакторных заболеваний // Вестн. РАМН. - 2011. - № 9.-С. 17-27.
18. Пузырев В.П. Генетика мультифакто-риальных заболеваний - между прошлым и будущим // Мед. генетика. - 2003. - Т. 2. -С. 498-508.
19. Пузырев В.П. Генетический взгляд на феномен сочетанной патологии у человека // Мед. генетика. - 2008. - Т. 8. - № 9. - С. 3-9.
20. Пузырев В.П., ФрэйдинМ.Б., Кучер А.Н. Генетическое разнообразие народонаселения и болезни человека. - Томск : Печатная мануфактура, 2007. - 320 с.
21. Сироткина О.В. Молекулярно-генети-ческий механизм активации тромбоцитов и чувствительности к антиатерогенным препаратам. - Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. -СПб, 2011. - 48 с.
22. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. Т. 1. - М. : Мир, 1989. - 308 с.
23. Ashley E.A., Butte A.J., Wheeler M.T. et al. Clinical assessment incorporating a personal genome // The Lancet. - 2010. -Vol. 375. -P. 1525-1535.
24. Brand A., Brand H., Baumen T.C. The impact of genetics and genomics on public health // Europ. J. Human Genet. - 2008. -Vol. 16. - P. 5-13.
25. Dermitzakis E.T., Clark A.G. Life after GWA studies // Science. - 2009. - Vol. 326. -P. 239-240.
26. Eicher E.E, Flint J., Gibson G., Kong A. et al. Missing heritability and strategies for finding the underlining causes of complex diseases // Nat. Rev. Genet. - 2010. - Vol. 11. -P. 446-450.
27. Feinberg A.P., Irizarry R.A., Fradin D., Aryee M.G et al. Personalized epigenomics signatures that are stable over time and covary with body mass index // Science Translat. Med. - 2010. - Vol. 2, No. 49. - P. 49-67.
28. Friedley B.L., Biernacka J.M. Gene set analysis of SNP data benefits, challenges and future directions // Europ. J. Human. Genet. -2011. doi:10.1038/ejhg,2011.57.
29. Gabriel S.B., Schaffner S.F., Nguyen H. et al. The structure of haplotype blocks in the human genome // Science. - 2002. - Vol. 296. -P. 2225-2229.
30. Goh K, CusikM.E., Valle D, Childs B. et al. Human disease network // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2007. -Vol. 104. - P. 8685-8690.
31. Hamburg F., Collins F. The path to personalized medicine // N. Engl. J. Med. -2010. - Vol. 363. - P. 301-304.
32. Hindorff L.A., Sethupathy P., Junkins H.A. et al. Potential etiologic and functional implications of genome-wide association loci for human diseases and traits // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2009. - Vol. 106. - P. 9362-9367.
33. Luo Li., Peng Gang, Zhu Yun et al. Genome-wide gene and pathway analysis // Europ. J. Hum. Genet. - 2010. doi:10.1038/ ejhg.2010.62 P/1-9.
34. Lupski J.R. Genomic disorders ten year on // Genome Medicine. - 2009. - Vol. 1. - P. 42-57.
35. Manolio T.A., Collins F.S., Cox N.J. et al. Finding the missing heritability of complex diseases // Nature. - 2010. - Vol. 461. - P. 747-753.
36. PangH., Hauser M., Minvielle S. Pathway-based identification of SNPs predictive of survival // Europ. J. Human Genet. - 2011. doi:10.1038/ejhg.2011.3.
37. Puzyrev V.P., Makeeva O.F., GreidinM.B. Syntropy, genetic testing and personalized medicine // Personalized Medicine. - 2010. -Vol. 7. -P. 399-405.
38. RitchieM.D. Using biological knowledge to uncover the mystery in the search for epistasis in Genome wide association studies // Ann. Human Genet. -2011. - Vol. 75. - P. 172-182.
39. Robinson J.F., Kasanis N. Oligogenic diseases // Vogel and Motulsky's Human Genetics. Probems and Approaches. 4th Edition / Speicher M.R., Antanarakis S.E., Motulsky A.G. (eds.) - Berlin-Heidelberg : Springer-Verlagh, 2010. - P. 243-260.
40. Swan M. Multigenetic condition risk assessment in direct-to consumer genomic service // Genet. Med. - 2010. - Vol. 12. -P. 279-288.
41. Tolefsbol Tr. (ed.) Handbook of epigenetics. The new molecular and medical genetics. -Amsterdam : Elsevier, 2011. - 630 p.
42. Varmus H. Ten years on - The human genome and medicine // New Engl. J. Med. -2010. - Vol. 362. - P. 2028-2029.
43. Zhernakova A., van Diemen C.C., Wijmenga C. Detecting shared pathogenesis from the shared genetics of immune-related diseases // Nat. Rev. Genet. - 2009. - Vol. 10. -P. 43-55.
