Наследуемость аутизма: возможно, она означает не то, что вы думаете
Брайан Ли (Brian Lee) — адъюнкт-профессор эпидемиологии и биостатистики в Дрексельском университете (Филадельфия). Доктор Ли получил докторскую степень в области эпидемиологии в Университете Джона Хопкинса, а также с отличием получил степень бакалавра в области биологической антропологии в Гарвардском колледже. Его исследовательские интересы включают эпидемиологию нарушений нейроразвития. Актуальные темы включают пренатальное воздействие окружающей среды на риск аутизма; психосоциальный «стресс» при снижении познавательной способности пожилых людей; токсичность свинца и здоровье белого вещества; взаимодействие генов с окружающей средой; воздействие материнских антител на внутриутробное развитие плода. В дополнение к своим этиологическим исследованиям доктор Ли интересуется эпидемиологическими методами, включая методологию причинно-следственных связей, алгоритмы интеллектуального анализа данных и машинного обучения, а также методы автоматического извлечения данных для структурированных и неструктурированных баз. Доктор Ли выступал автором и соавтором таких исследований, как «Связь родительской депрессии с успеваемостью детей в возрасте 16 лет в Швеции», «Синдром материнских поликистозных яичников и риск возникновения расстройств аутистического спектра у потомства: общенациональное исследование в Швеции», «Изменения в распространенности расстройств аутистического спектра в 2001-2011 гг .: данные Стокгольмской когорты молодежи», «Повышение родительского возраста и аутизма: многофакторные пути», «Материнская госпитализация по причине инфекции во время беременности и риски расстройств аутистического спектра», «Возраст родителей и риск возникновения расстройств аутистического спектра - данные шведской группы населения».Мы предлагаем перевод его колонки на ведущем в области аутизма информационном портале SPECTRUM, где доктор Ли разъясняет позицию «генетического» в понимании РАС.
Брайан Ли (Brian Lee) — адъюнкт-профессор эпидемиологии и биостатистики в Дрексельском университете (Филадельфия).Вопрос наследуемости аутизма одинаково волнует ученых и неспециалистов, но многие из обеих этих групп неправильно понимают это понятие.Наследуемость определяется как доля фенотипических изменений, обусловленная генетической изменчивостью. Оценка наследуемости влияет на то, сколько времени и денег, по мнению ученых, должно быть выделено на изучение генетических факторов в противовес факторам внешней среды. Для семей, где есть история аутизма, оценка наследуемости затрагивает самую суть дискуссии о роли воспитания и природных факторов, предлагая ключ к разгадке, какие факторы привели к диагнозу у того или иного человека.Эти цифры влекут за собой важные последствия, но, вероятно, так быть не должно. Аутизм возникает вследствие комплексного взаимодействия генетических и внешних факторов, а исследования наследуемости по большей части чрезмерно упрощают эти взаимосвязи.Некоторые работы по наследуемости аутизма, опубликованные в последние годы, привлекли значительное внимание. Исследования, опубликованные с 2011 по 2014 год, оценили наследуемость в диапазоне от 35 до 50%, а исследования, опубликованные с 2017 года, дают оценку 64 - 85 %.Что же на самом деле означают эти оценки?Наследуемость часто неверно понимается как доля в проявлениях заболевания, за которую отвечают гены. Однако эта интерпретация не совсем корректна. Или, скорее, чтобы она стала корректной, потребуется такое количество сносок и оговорок, что ее нельзя признать таковой даже с большой натяжкой.Оценка наследуемости может сказать нам, до какой степени генетика человека предопределяет его заболевание. Но она ничего не скажет нам о том, как различные факторы внешней среды заставляют эту генетику проявиться.
Позвольте представить Вам реальность:
Во-первых, позвольте объяснить, почему большинство оценок наследуемости являются некорректными. В исследованиях, оценивающих наследуемость аутизма, используется статистическая модель. С ее помощью ученые пытаются приписать состояние либо генетике, либо окружающим факторам. Появляется все больше данных, что эта модель слишком упрощенная, чтобы объяснить появление аутизма.Эта модель в общих чертах выглядит примерно так: наблюдаемые характеристики или фенотип (P) = генотип (G) + окружающая среда (E). Каждый из компонентов - G и E – может быть разбит на подкомпоненты, чтобы выявить конкретные типы генетических или внешних факторов, но основная идея в разделении G и E.Тем не менее, статистическая модель — всего лишь карикатура на реальность. Полезность модели зависит от того, насколько хорошо она отражает реальность. Модель P = G + E предполагает, что генетическое и внешнее влияния независимы друг от друга, и что гены не взаимодействуют с внешней средой и другими генами в своем влиянии на фенотип.В действительности нам известно, что идет взаимодействие генных сетей, которое влияет на вероятность, что у человека будет аутизм, и что генетические факторы повышают вероятность аутизма, вызванного внешним воздействием, таким как инфекция, загрязнение атмосферы и питание.Короче говоря, если реальность более сложна, чем модель, такая модель может дать ошибочную оценку наследуемости. Есть много формальных аргументов в поддержку идеи, что опубликованные оценки наследуемости, вероятно, ошибочны.
Мысленные эксперименты:
Существует также и гораздо более простой довод против того, чтобы принимать оценки наследуемости за чистую монету. Высокая наследуемость не равняется генетической причинности и не исключает возможность влияния внешней среды.Два мысленных эксперимента это демонстрируют.Заимствуя пример великого эволюционного биолога Ричарда Левонтина, представим, что мы посадили набор идентичных семян в одинаковой среде, где все семена получают равное количество света и питательных веществ. Любая вариация в высоте растений, выросших из этих семян, приписывается исключительно генетической вариации среди растений. Наследуемость в этом сценарии составляет 100%.А теперь представьте, что мы берем еще один набор тех же семян, и высаживаем их в равных субоптимальных условиях, где мало света и питательных веществ. Рост растений будет угнетен, а наследуемость снова будет составлять 100 %.Дело в том, что даже когда наследуемость оценивается как 100%, внешняя среда может влиять на фенотип. Конечно, это относится не только к растениям. Так наследуемость человеческого роста оценивается примерно в 80%, но при этом на рост сильно воздействует и питательная среда человека.
Далее рассмотрим следующий пример от Дэвида Мура и Дэвида Шенка. Представим ведро, в которое человек A наливает 40 литров воды, а человек B наливает 60 литров воды. Ясно, что 40% воды «приписывается» человеку A, а 60% - человеку B. Теперь представим то же ведро, но в этот раз человек A открывает кран, а человек B держит шланг. Сколько воды в ведре там оказалось благодаря человеку A, а сколько благодаря человеку B?То есть когда причины взаимодействуют между собой и создают результат, бессмысленно пытаться выделить долю заслуги (или вины) одной из причин, независимо от другой.Пример с ведром — это не просто мысленный эксперимент. Он изображает заболевания, имеющие и генетический и внешний компоненты.Рассмотрим такое состояние как оксифенилкетонурия. Она возникает у людей, имеющих генетические варианты, которые влияют на метаболизм аминокислоты фенилаланин. Это состояние не возникает в отсутствии генетических вариантов, но оно также не возникает, если исключить потребление фенилаланина. Так какую долю можно приписать генам, а какую среде?
Комплексные причины:
Неверная оценка роли генетики в диагнозе человека может привести к потенциально серьезным последствиям. Помимо дезинформирования общества, это может оттянуть финансирование, выделяемое на исследования этиологии аутизма, полностью в генетические исследования, вместо того чтобы поддерживать исследования взаимодействия генов и внешней среды.Это должно одинаково беспокоить генетиков и исследователей окружающей среды.Поиск редких генетических вариантов, которые могут вызывать аутизм, уже принес много важных открытий, но поиск распространенных вариантов, комбинация которых повышает вероятность аутизма, оказался менее плодотворным. Скорее всего, существует много таких вариантов, каждый из которых оказывает лишь слабый эффект, что не позволяет обнаружить их в крупных исследовательских выборках. Также очень вероятно, что многие распространенные варианты не оказывают эффекта в отсутствии другого генетического или внешнего фактора.Исследования на животных, изучающие генетические факторы в отсутствие релевантных внешних взаимодействий, были бы обречены на неудачу, если бы были попытки доказать эффекты этих генетических факторов у человека.Одним словом, многие опубликованные оценки наследуемости аутизма с большой вероятностью ошибочны и, что важнее, ведут к неверной интерпретации. Вместо того чтобы задавать вопрос: «Причина аутизма в генах или во внешней среде?», мы должны спросить: «Как влияют гены и окружающая среда на возникновение аутизма?»Источник: https://www.spectrumnews.org/opinion/viewpoint/autism-heritability-it-probably-does-not-mean-what-you-think-it-means/?fbclid=IwAR0ZI6a1UkfGxQkWi3uA8LTuSKIfSLqyYbCQAIkO9QVQndSIiy-4ohlq6aMПеревод: Татьяна СкрипкоРедактор: Екатерина Мень