Близнецовый метод исследования: ФГБНУ НЦПЗ. ‹‹Общая психиатрия››

Близнецовый метод исследования — характеристика, значение и применение » Kupuk.net

Близнецы — дети, рождённые от одной и той же матери в одно и то же время. На их долю приходится 1% всех рождений. Существуют монозиготные (похожие) и дизиготные (непохожие) близнецы. Если кратко, близнецовый метод исследования (БМИ) — способ, основанный на принципах сопоставления личностей близнецов с целью определения влияния генетики на формирование личности. Основоположником метода является Ф. Гальтон.

Суть методики

Близнецовый метод используется в науке биологии. В качестве основных характеристик можно отметить 2 этапа: первый метод проводится таким образом, чтобы сравнить генетическую ткань, при этом должно быть чёткое совпадение; второй класс — определение качества материала, который нужно исследовать. На картинке в учебнике можно посмотреть таблицу.

В первом случае монозиготные пары имеют одну генетическую ткань, а во втором — близнецы характеризуются другим генетическим набором. В дополнение к этому значению частота первых менее распространённым путём в природе.

В связи с тем, что на самом деле метод определения пар всё шире используется в научной сфере, методика нуждается в особенностях своей реализации в медицине. Первая индивидуальность заключается в том, что необходимо учитывать 2 фактора:

• среду формирования;
• недоступность различий.

Игнорирование первого фактора приведёт к нарушению внутренней валидности исследования, потому серьёзно нужно к этому относиться.

В качестве примера можно привести отношение родителей к близнецам, что приведёт к формулировке неверных выводов о влиянии окружающей среды на изучаемый симптом.

Пренебрежение уровнем однородности между парами будет влиять на внешнюю достоверность исследования, какая фактически недоступна для этого фактора и влияет на получение информации о генетическом элементе воздействия на состав изучаемого симптома.

В настоящее время генетики часто используют не только традиционный способ, но и различные его разновидности. Есть генеалогический метод, биохимический в медицине, а также:

Метод, где пары делятся, — первый, ориентирован к экспериментальной группе, а второй — в контрольной. После этого, основываясь на результатах исследования, определяют достоверные различия во влиянии на экспериментальный отбор по сравнению с показателями в контроле.

Методика для семей, которая используется для изучения влияния наследственности на формирование психических заболеваний.

Применение способа

Введение метода подобия позволяет ввести характер зиготности с довольно высокой степенью достоверности. На практике определение яйцеклетки с помощью метода сходства выполняется в том случае, когда близнецы являются однополыми. В отличие от обычных пар, как правило, каждый раз результат двусмысленный, и его нужно верно установить.

Исключение составляют те исключительные случаи, когда из идентичных пар делают анализ на половых хромосомах. Если недостаток недоступен, это правило не содержит исключений. Если близнецы однополые, тогда у них есть все шансы быть односторонними и двусторонними. Идентичность по нескольким симптомам, выбранным исследователем, говорит в пользу их идентичности. Наличие различий в характерах позволяет представлять вывод, что на самом деле близнецы считаются би-идентичными.

Вероятность того, что идентичные будут одинаковы в той же степени, как и у похожих, очень мала. Абсолютное совпадение идентичных близнецов по 8 изученным симптомам вполне вероятно примерно у 1 из 480 000. Если число совпадающих симптомов больше, то, конечно, вероятность идеальной однородности для идентичных ещё меньше.

Определение групп крови и сывороточных белков гарантирует ещё более высокий уровень достоверности при сравнении, когда материал применять.

Двойное сопоставление

Существует ещё один способ, который позволяет оценить значимость различия между парами и не близнецами. Если разница между людьми незначительна, то близнецы принадлежат к той же объединённой выборке, и следовательно, результаты исследований могут быть распределёнными. Эта разница ещё более заметна в раннем возрасте. То есть способности сущности образования близнецов оправдываются не столько проблемами эмбрионального образования, сколько особенностями появления близнецов в паре.

Таким образом, близнецовый метод в генетике по этому реферату — один из способов исследования, который заключается в сравнении характеристик членов близнецовой пары, позволяет определить степень влияния наследственных факторов.

Идентичные возможности выделяются в истории определённой частью из всей популяции, но с возрастом эта разница явно сглаживается, и они по большей части становятся сопоставимыми с другими людьми.

О близнецовых исследованиях в России и за рубежом в условиях санкций

Успехи в учебе зависят от генетики, к такому выводу пришли британские и российские ученые, проанализировавшие результаты масштабного проекта по исследованию британских близнецов.

Подробнее об исследовании «Газете.Ru» рассказала один из авторов статьи, вышедшей накануне в журнале PNAS, профессор генетики и психологии и директор лаборатории Inlab факультета психологии Голдмитс Университета Лондона, соруководитель Российско-британской лаборатории психогенетики Психологического института РАО, заведующий лабораторией когнитивных исследований и психогенетики Томского государственного университета Юлия Ковас.

— В чем состоит главный вывод работы?

Два мозга на одну голову

В многодетной австралийской семье родились девочки, у которых на двоих одно тело, два мозга и два лица. Это…

13 мая 15:31

— Главный вывод работы состоит в том, что индивидуальные различия в школьной успеваемости, замеренной у британских школьников по результатам выпускных экзаменов в 16 лет, во многом объясняются генетическими различиями. Причем генетические факторы, которые связаны со школьной успеваемостью, не полностью совпадают с генетическим влиянием на общий интеллект.

Генетические факторы, вносящие вклад в индивидуальные различия в темпераменте, мотивации и эмоциональных характеристиках, также вносят свой вклад в индивидуальные различия в школьной успеваемости.

— Какие методы при этом использовались? В чем состоит непосредственно ваш вклад?

— В исследовании использовался близнецовый метод, в частности многомерное структурное моделирование на близнецовых данных. Данные об успеваемости, а также о большом количестве когнитивных, мотивационных, личностных и других характеристик были собраны более чем у 13 тыс. близнецов. Я уже более восьми лет работаю в близнецовом проекте TEDS в Великобритании. В данном исследовании я принимала участие как в анализе, так и в написании статьи.

В проекте также участвовали мои студенты. Руководителем проекта является Роберт Пломин, один из самых авторитетных современных исследователей в области психогенетики и психологии развития.

— Как коррелируют интеллект и наследственные черты, согласно результатам исследования?

Встаньте в круг или в треугольник

Младенцы помнят о существовании объектов, даже если не видят их, однако детали их внешнего вида в мозгу не. ..

28 сентября 10:59

— Индивидуальные различия в общем интеллекте у 16-летних школьников примерно на 60% объясняются генетическими различиями. Интересно, что примерно такой же процент индивидуальных различий объясняется и в школьной успеваемости. Однако лишь примерно половина генетических факторов, влияющих на школьную успеваемость, связана с генами, влияющими на интеллект. Другая половина связана с генетическими факторами, вовлеченными в мотивационные, личностные и другие характеристики.

Таким образом, генетическая структура школьной успеваемости полигенна и еще более сложна, чем структура интеллекта.

— Какие перспективы у направления, которому посвящена данная работа?

— У поведенческой генетики огромные перспективы и потенциал к улучшению детского образования.

Лучшее понимание биологических, социальных и культурных факторов, вовлеченных в процессы обучения, приведет к возможности персонализировать образование таким образом, что все дети смогут учиться более эффективно.

Младенцы предпочитают экспертов

Дети уже с 4 лет отдают предпочтение экспертной информации, отличая потенциально сомнительные источники знания…

20 августа 14:08

Именно поэтому четыре года назад вместе с коллегами мы получили грант правительства России (так называемый мегагрант) на создание лаборатории когнитивных исследований и психогенетики в Томском государственном университете. На базе этой лаборатории при участии Российско-британской лаборатории психогенетики Психологического института РАО создан и постоянно пополняется российский школьный близнецовый регистр. Наши исследования в России в этой области объединяются как с проектом TEDS, так и с другими близнецовыми проектами мира, для того чтобы лучше понять, как гены взаимодействуют с образовательной средой.

— Где проводились изыскания? Помогали ли вам российские учреждения или работа шла только за рубежом?

— Данное исследование проводилось в Великобритании при участии исследователей из нескольких лабораторий в Великобритании, США и России.

Это невероятно масштабный проект, в котором близнецы и их семьи участвуют уже более 18 лет, с рождения и по настоящее время.

— Расскажите, пожалуйста, про созданную вами в рамках второй волны мегагрантов лабораторию.

— Она называется лабораторией когнитивных исследований и психогенетики и была создана в рамках этой программы. Существует наша лаборатория уже четвертый год: вначале она была профинансированна по мегагранту на первые три года, а на 2014–2015 годы получила продление финансирования.

Основные задачи лаборатории — изучение когнитивных механизмов, связанных с образовательными процессами. Это процессы памяти, внимания, математическое сознание и все остальные процессы, которые так или иначе связаны с обучением.

Мегагрант — мечта «завлаба»

Несмотря на сложную политическую обстановку, Минобрнауки продолжит конкурс «мегагрантов» по…

27 августа 18:33

Лаборатория междисциплинарная. В ней проводятся и психофизиологические исследования, и когнитивные исследования, и генетические, например близнецовые, и молекулярно-генетические исследования. Самое главное, что мы выходим на этап, когда все эти методы объединяются. Сейчас мы проводим психофизиологическое исследование математического сознания с использованием метода EEG (фиксация электрической мозговой активности) в близнецовой выборке.

Это так называемый генетически информативный дизайн, когда мы сравниваем монозиготных и дизиготных близнецов, в частности, в функционировании их мозга, связанном с их математическим обучением.

Одна из самых важных задач лаборатории — создание, поддержание, пополнение и работа с российским школьным близнецовым регистром. Это регистр, который включает в себя близнецовые пары, обучающиеся в школах России. Проект очень масштабный. Он сотрудничает с другими близнецовыми проектами мира, которые работают в области образования.

— А есть ли какие-то отличия в работе с близнецами в Великобритании и России?

— Везде есть своих сложности. Британский проект, в котором я работаю уже много лет, уникален тем, что семьи в проект рекрутировались при рождении близнецов, а информация представлялась Медицинским советом Великобритании. Это масштабный проект, поддержанный на государственном уровне. Семьи этих близнецов в проекте уже на протяжении 18 лет. Проводилась большая работа с семьями, чтобы привлечь и удержать их в проекте.

Обоснование того, что это поддерживается правительством Великобритании и Медицинским советом, дало очень хорошую базу для проекта. Сейчас семьи стали настоящими, полноценными участниками проекта. Более 10 тыс. пар близнецов продолжают участвовать в исследовании.

В России пока нет возможности начинать подобный проект с рождения. Мы планируем новое исследование, которое явится по-настоящему когортным: семьи будут рекрутироваться еще во время беременности и дети будут прослеживаться на протяжении жизни.

Грудные разумные дети

Получены свидетельства, что у семимесячных детей есть своя «теория разума», то есть они способны…

24 декабря 11:31

С близнецовым регистром мы идем в другом направлении: обращаемся в школы с просьбой представить нам информацию, обучаются ли у них близнецы, а затем просим передать родителям этих близнецов приглашение к участию в исследовании. Это поступенчатый процесс, он достаточно сложный, но единственно возможный способ создания регистра в рамках полного соблюдения всех законов о доступе к информации и персональных данных.

Это не самый короткий способ привлечения людей в регистр, но он наиболее этичен. Мы начали с нескольких регионов, а сейчас начнем сборы информации в Москве, Санкт-Петербурге, Ленинградской области.

— Как вы относитесь к самой программе мегагрантов?

— Это программа очень успешная, и она была необходима. Она очень дорогостоящая и имела конкретную задачу — создать большое количество первоклассных лабораторий, у которых есть выход на сотрудничество с другими международными центрами. Есть надежда на то, что эти лаборатории будут продолжать существовать и по окончании первоначального финансирования.

Сейчас в России существуют достаточно успешные программы по предоставлению грантового финансирования для уже существующих лабораторий. Они могут подавать заявки и за рубеж.

В Санкт-Петербурге прошла конференция «Наука будущего», по итогам которой стало очевидно, что программа мегагрантов реализована очень успешно.

— Не испытывали ли проблем с продлением финансирования?

— На самом деле объем финансирования на следующие два года гораздо меньше, чем изначальное финансирование. Лаборатория в любом случае постоянно должна искать новые средства и новые возможности с помощью других грантов и с помощью сотрудничества с другими лабораториями.

Дело не в российских реалиях, такая ситуация во всем мире. Процент финансирования из тех заявок на гранты, которые подаются, доходит до 10% заявок.

Мы от лаборатории в Томске подаем заявки на гранты и к зарубежным, и к отечественным фондам. Надо думать, как какое-то время лаборатория может существовать без дополнительного финансирования. Это очень сложно, но это нормальное состояние науки.

Кроме того, существуют такие области науки, в которых необходимо очень дорогостоящее оборудование, нуждающееся в постоянной поддержке. Для этого должны существовать некие программные гранты, которые поддерживали бы существование таких лабораторий даже в отсутствие другого финансирования.

В целом лаборатории мегагрантов должны переходить на нормальную конкурсную основу получения финансирования.

— Вы не сталкивались ни с какими проблемами в рамках международного сотрудничества из-за ухудшения геополитической обстановки?

Где родишься — там и заразишься

Дети, родившиеся в результате кесарева сечения, получают принципиально иную микрофлору, которая, возможно…

23 июня 12:09

— Пока только с точки зрения опасений, выражаемых какими-то из наших зарубежных партнеров. Но в реальности пока никаких проблем не случилось: мы проводили несколько международных семинаров в лаборатории, и никто не отказывается к нам приезжать.

Разве что санкции могут привести к проблемам и замедлению в процессе получения виз. Этот процесс и так уже достаточно долгий и бюрократический. Но на нашей работе политические проблемы пока не отразились. Надеюсь, что и не отразятся.

Главная — Школа №619

Отделение дошкольного образования на Д. Бедного

Школа на Черкасова

Школа на Кондратьевском

• Обучение с применением дистанционных образовательных технологий

Все выпуски школьного ТВ »

Добро пожаловать

Сегодня Школа № 619 Калининского района Санкт-Петербурга – лидер образования, интерактивная площадка, куда съезжаются для обмена опытом взрослые и дети из разных регионов России и других стран. Одно из самых ценных и значимых событий недавнего времени — заключение договора о сотрудничестве с ереванской школой №8 им. А. С Пушкина, с которого началась теплая и крепкая дружба двух школ. Для нас это страничка новой истории.
Один из слоганов школы, родившийся 25 лет назад – «Дети и взрослые, объединяйтесь!» — сегодня стал общим направлением движения: дети и взрослые вместе обсуждают вопросы совершенствования системы образования, вместе совершают научные открытия, вместе творят и выходят на сцену, – вместе идут к общему успеху!
В области образования грядут глобальные изменения. Ученые утверждают: чтобы добиться реального успеха, нужно развивать в себе те способности, которые недоступны искусственному интеллекту, — креативность, воображение, инициативу, лидерские качества.
Школа № 619 делает ставку на развитие личности ребенка. Здесь ребенок с первых дней ученичества пробует свои силы в разных видах творческой, научной, спортивной и общественной деятельности. В школе создано пространство, в котором ученику предоставлены все возможности для раскрытия своей индивидуальности.
Собственная научно-практическая конференция «Многогранная Россия» и STA-лаборатория, проект «Абитуриент», лидерское движение, Малые Олимпийские игры, студии танца и вокала, легоконструирование и робототехника, детский театр, студия КВН и школьное ТВ, многообразие спортивных секций и собственный литературно-художественный журнал, обучение с оздоровлением, поддержка одаренных учащихся, творческие выезды во время каникул – вот он, настоящий праздник интеллекта, творчества, здоровья, воображения.
Школа 619 – ты как оркестр, где каждый музыкант, инструмент ведет свою партию, а в целом – рождается искусство. Ведь только тогда, когда школа поднимается от ремесла до искусства, она способна дать достойное образование и воспитание.

22.10.2022

Регистрация на Форум «Молодые молодым 2022» открыта!

05.10.2022

Тройная победа наших школьников во Всероссийском конкурсе сочинений!

05.10.2022

Нагрудным знаком награждены Юлия Карниевич и Егор Киреев

05.10.2022

Встреча с губернатором Санкт-Петербурга Александром Бегловым

02.10.2022

Поздравляем учителя Школы 619 Егора Киреева с высокой наградой!

01.10.2022

Родной Мариуполь, привет тебе!

Все новости »

• Инновационная деятельность
• Воспитательная система
• Обучение с применением дистанционных образовательных технологий
• Смешанный формат обучения
• Система наставничества
• Реализация проекта в рамках грантовой поддержки

• ШСК «Олимп». Спортивная кафедра
• Бассейн
• Служба здоровья
• Концертный зал
• Загородная дача
• Столовая
• Информационно-библиотечный центр

Полезные ссылки

Версия для слабовидящих

Наши достижения

Участники профессиональных конкурсов 2020/2021

Забаровский Андрей, 4Б

Савельева Мирабель, 2Г

Ребезов Иван, 4Б

Филиппова Мария, 9г

Быковский Андрей, 1Б

Кузнецова Александра, 4А

Быковский Виктор, 2Г

Макарова Софья, 3Г

Волкова Полина, 3А

Шилова Маша, 1Б

Белов Владимир, 4Д

Пивиков Егор, 3А

Маврычева Полина, 4А

Шохина Маргарита, 6В

Жамков Никита, 8В

Ройтман Игорь, 3А

Красильникова Ксения, 4В

Коноводова Антонина, 2Г

30.09.2022
Приближается ДЕНЬ УЧИТЕЛЯ!

30.09.2022
Поздравляем Егора Алексеевича Киреева с получением нагрудного знака

29.09.2022
Кадеты приняли участие в благотворительной акции

29. 09.2022
Ученик Школы 619 разработал чат-бот для выпускников

27.09.2022
Поздравляем отделение дошкольного образования с профессиональным праздником!

27.09.2022
Информация по приему и обработке заявок по программе Юный гроссмейстер

27.09.2022
Осенняя смена на Загородной даче!

27.09.2022
Учитель года: смотрим второе испытание!

27.09.2022
Скорбим вместе с вами

26.09.2022
619 Школа снова в эфире

23.09.2022
Учитель года: смотрим первое испытание!

23.09.2022
Болеем за Егора Алексеевича Киреева!

22.09.2022
Первое в 2022-2023 учебном году Всероссийское родительское собрание пройдёт в новом формате

22.09.2022
Начинаются конкурсные испытания для финалистов Всероссийского конкурса «Учитель года России»

21.09.2022
29 сентября состоится сбор макулатуры в корпусе НА ЧЕРКАСОВА

Все новости »

Ранние исследования генетики человека с использованием близнецового метода: кто на самом деле изобрел этот метод?

. 2009 июнь; 12 (3): 237-45.

дои: 10.1375/твин.12.3.237.

Оливер Мэйо ¹

принадлежность

• ¹ CSIRO Livestock Industries, Австралия. [email protected]

• PMID: 19456215
• DOI: 10.1375/двухместный.12.3.237

Оливер Мэйо. Твин Рес Хам Генет. 2009 июнь

. 2009 июнь; 12 (3): 237-45.

дои: 10. 1375/твин.12.3.237.

Автор

Оливер Мэйо ¹

принадлежность

• ¹ CSIRO Livestock Industries, Австралия. [email protected]

• PMID: 19456215
• DOI: 10.1375/двухместный.12.3.237

Абстрактный

Близнецовый метод состоит из формального сравнения сходства между однояйцевыми (монозиготными, MZ) близнецами и сходством разнояйцевых (дизиготных, DZ) близнецов по какому-либо интересующему признаку. Он был разработан между 1900 и примерно 1940 годами, когда были созданы более точные инструменты для диагностики зиготности и статистического анализа сходства между родственниками. Его раннее использование было для демонстрации того, что признак был унаследован или что часть причинно-следственной связи признака была генетической, но теперь он развился до такой степени, что реестры близнецов представляют собой важный ресурс для идентификации конкретных генов и их взаимодействий как с другими генами и с внутренней и внешней средой. Кто на самом деле изобрел метод, до сих пор остается нерешенным вопросом, который исследуется в этой статье.

Похожие статьи

• Первое «классическое» исследование близнецов? Анализ аномалий рефракции с использованием монозиготных и дизиготных близнецов, опубликованный в 1922 году.

  Лью С.Х., Элснер Х., Спектор Т.Д., Хаммонд С.Дж. Лью С.Х. и соавт. Твин Рес Хам Генет. 2005 г., июнь; 8 (3): 198–200. дои: 10.1375/1832427054253158. Твин Рес Хам Генет. 2005. PMID: 15989747

• Датский реестр близнецов: прошлое и настоящее.

  Харвальд Б., Хауге Г., Кивик К.О., Кристенсен К., Скитте А., Холм Н.В. Харвальд Б. и соавт. Твин Рез. 2004 г., август 7(4):318-35. дои: 10.1375/136

  4774200451. Твин Рез. 2004. PMID: 15193163

• Сбор данных о множественных рождениях — установление регистров близнецов и определение зиготности.

  Ом Кивик К., Дером С. Ом Кивик К. и др. Ранний Хам Дев. 2006 г., июнь; 82 (6): 357–63. doi: 10.1016/j.earlhumdev.2006.03.013. Epub 2006 19 мая. Ранний Хам Дев. 2006. PMID: 16713137 Обзор.

• Семейные реестры близнецов по всему миру: важный ресурс для научных исследований.

  Hur YM, Bogl LH, Ordoñana JR, Taylor J, Hart SA, Tuvblad C, Ystrom E, Dalgård C, Skytthe A, Willemsen G. Хур Ю.М. и соавт. Твин Рес Хам Генет. 2019Декабрь; 22 (6): 427-437. doi: 10.1017/thg.2019.121. Epub 2020 15 января. Твин Рес Хам Генет. 2019. PMID: 31937381 Бесплатная статья ЧВК.

• Значение близнецов для здоровья и медицинских исследований: треть века прогресса.

  Craig JM, Calais-Ferreira L, Umstad MP, Buchwald D. Крейг Дж.М. и др. Твин Рес Хам Генет. 2020 фев;23(1):8-15. doi: 10.1017/thg.2020.4. Epub 2020 27 января. Твин Рес Хам Генет. 2020. PMID: 31983355 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Генетический и экологический вклад в вариации признаков аппетита в возрасте 10 лет: исследование близнецов в когорте поколения XXI.

  Варкентин С. , Северо М., Филдес А., Оливейра А. Варкентин С. и соавт. Ешьте расстройство веса. 2022 июнь; 27 (5): 1799-1807. дои: 10.1007/s40519-021-01322-1. Epub 2021 6 ноября. Ешьте расстройство веса. 2022. PMID: 34741756 Бесплатная статья ЧВК.

• Неизменная ценность исследований близнецов в эпоху омики.

  ван Донген Дж., Слэгбум ЧП, Драйсма Х.Х., Мартин Н.Г., Бумсма Д.И. ван Донген Дж. и соавт. Нат Рев Жене. 2012 Сентябрь; 13 (9): 640-53. дои: 10.1038/nrg3243. Epub 2012 31 июля. Нат Рев Жене. 2012. PMID: 22847273 Обзор.

Типы публикаций

термины MeSH

Двойные исследовательские планы и аналитические подходы

ISNN: 2652-5518
Катрина Дж. Скурра и Джон Л. Хоппер

Основные пункты Классический план исследования близнецов использовался для изучения причин различий в характеристиках человека почти столетие, но теперь исследователи все чаще узнают многие другие вопросы, которые можно решить с помощью дизайна исследования близнецов. Достижения в биологической науке и технологиях создали новые возможности и возможности для дизайна исследований близнецов. Эти новые инициативы особенно важны при использовании в сочетании с новыми статистическими моделями, разрабатываемыми для решения фундаментальной проблемы причинно-следственной связи.        Исследования близнецов по-прежнему будут иметь большое значение для здравоохранения и медицинских исследований.

 

Резюме

Цель этой статьи — обобщить различные типы планов исследований с участием близнецов и способы их использования для решения различных конкретных исследовательских вопросов. Мы описываем преимущества и ограничения различных дизайнов, выделяем некоторые проблемы, о которых следует знать исследователям при их использовании, и обсуждаем некоторые противоречия. Рассмотрены также исторические перспективы и актуальные методологические темы исследований.

Рекомендуемая ссылка: K.J. Скурра и Дж. Л. Хоппер. Исследование близнецов: дизайн и аналитические подходы . Conversations in Twins Research, Twins Research Australia, Мельбурн, 2019 г. https://www.twins.org.au/research/tools-and-resources/125-conversation-in-twin-research/377-twin-research-designs -и-аналитические-подходы

Введение

Исследования близнецов могут дать представление о здоровье всех людей, а не только близнецов, поэтому они актуальны для всего населения. Различные дизайны близнецовых исследований преследуют разные цели, требуют специальных методов статистического анализа с соответствующими модельными предположениями и имеют различные преимущества и ограничения.

Например, недавнее исследование показало, что если у одного близнеца в паре была вальгусная деформация стопы, то у другого близнеца, скорее всего, тоже будет деформация стопы [1]. Это показало, что факторы, общие для близнецов в паре, имеют важное значение. Однако не было никакой разницы в сходстве между монозиготными (MZ) и дизиготными (DZ) близнецами, что позволяет предположить, что важны общие факторы окружающей среды, а не гены. Одним из следствий этого является то, что будущие исследования могут быть сосредоточены на предотвращении конкретных негенетических факторов риска, таких как тип носимой обуви.

Изучение различий внутри пар также может дать ценные результаты. Например, исследование пар близнецов с дискордантным анамнезом табакокурения показало, что более активно курящий близнец с большей вероятностью будет иметь более низкую минеральную плотность костей и в два раза больше риск перелома костей [2]. При исследовании пар близнецов, у одного из которых был рак молочной железы, а у другого его не было, исследователи обнаружили, что пораженный близнец обычно раньше достиг половой зрелости [3].

Классический двойной дизайн

Одним из наиболее часто используемых близнецовых дизайнов, о котором исследователи обычно думают в первую очередь при рассмотрении вопроса о близнецах, является «классический» близнецовый дизайн. Семейное сходство по признаку (например, росту) можно количественно оценить, оценив его корреляцию в парах близнецов; это можно сделать для всех типов пар близнецов вместе или отдельно для близнецов MZ и DZ. Корреляции всегда между -1 и 1, а корреляции больше нуля предполагают наличие семейных факторов, вызывающих сходство по конкретному признаку. Классическая близнецовая модель изначально оценивает корреляции отдельно для пар МЗ и ДЗ и сравнивает их. Если корреляция больше для пар MZ, чем для пар DZ, это согласуется (но не доказывает) с существованием генетических эффектов, влияющих на изменчивость, даже если гены не были измерены. Этот вывод делается при определенных предположениях (см. ниже), и даже когда корреляции согласуются с генетическими эффектами, конкретные ответственные гены не могут быть идентифицированы путем изучения признаков болезни без измерения генов.

Классический близнецовый метод опирается на два сильных допущения:

• Пары MZ и DZ в одинаковой степени разделяют аспекты окружающей среды (релевантные для признака) (часто называемое допущением «равных условий» [4])
• , единственное различие между парами MZ и DZ заключается в пропорции общих генов.

Первое допущение не означает, что предполагается, что все пары близнецов одинаково разделяют свое окружение, просто в среднем степень совместного использования не зависит от зиготности. Иными словами, это означает, что в среднем пары MZ не разделяют релевантную для признака среду больше (или меньше), чем пары DZ.

Среднее значение признака (среднее значение признака) часто зависит от измеряемых переменных, таких как возраст и пол. Например, средний рост у мужчин обычно больше, чем у женщин. В таких ситуациях среднее значение признака должно быть скорректировано для этих переменных до оценки корреляции. Обычно для этого требуется подгонка статистических моделей, которые оценивают влияние измеряемых переменных на интересующий признак (например, как влияет пол на рост или, что то же самое, насколько в среднем мужчины выше женщин?).

После оценки корреляций для пар MZ и DZ и определения статистической значимости их различий можно подобрать модели, которые делят остаточную (необъяснимую) изменчивость на компоненты, обусловленные общими генетическими эффектами, общими эффектами окружающей среды и неразделенными эффектами. Эти «модели компонентов дисперсии» могут быть подобраны с использованием оценки максимального правдоподобия [5] или с помощью подхода структурных уравнений [6] и должны также включать поправки на измеряемые переменные, описанные в параграфе выше.

Остаточная дисперсия (которая включает вариацию, обусловленную ошибкой измерения и случайными факторами, а также факторы, уникальные для отдельных близнецов) и количество вариаций, связанных с общими генами и общими эффектами окружающей среды, предоставляют информацию об относительных причинах различий в черта интереса между людьми среди населения. Включение пар DZ противоположного пола позволяет сделать вывод о том, различается ли степень, в которой гены или эффекты окружающей среды влияют на изменчивость признаков, между мужчинами и женщинами. Компоненты дисперсии часто представляются как доли общей дисперсии, и в этом случае доля общих генетических эффектов называется наследственностью. Хотя об этом часто сообщается, сосредоточение внимания на наследственности теряет много информации и не рекомендуется [7, 8].

Корреляции обычно оцениваются для непрерывных признаков (таких как рост), но ученые также часто хотят оценить, насколько похожи близнецы в отношении категориального исхода, такого как наличие или отсутствие бурсита, облысение (отсутствие, легкая, умеренная или тяжелая степень ) или диагноз шизофрении. Это сходство обычно количественно определяется с помощью конкордантности (по случаям или попарно [9]). Для шизофрении конкордантность по случаям для пар MZ оценивается как 0,48, что означает, что если у одного члена пары MZ диагностировано это состояние, существует 48% вероятность того, что у другого также будет это состояние (см. рис. 3.6). Пломин и др. [10]). Для пар DZ конкордантность оценивается в 0,17. Если мы снова предположим, что два типа близнецов в равной степени разделяют среду, связанную с шизофренией, и различаются только долей общих генов, эти оценки согласуются с генетическим влиянием на риск шизофрении. Это не исключает роли факторов окружающей среды, поскольку в противном случае конкордантность для пар МЗ была бы равна 1,00.

Альтернативным подходом к количественной оценке сходства бинарных исходов является метод отношения шансов близнецов (ORtwin) [11, 12], в котором исход близнеца включается в качестве фактора риска в модель логистической регрессии. Это сравнивает шансы исхода для человека с больным близнецом с шансами исхода для человека с здоровым близнецом, который называется ORtwin. Значение ORtwin, значительно превышающее 1, свидетельствует о наличии семейных эффектов. Включив взаимодействие между зиготностью и исходом родственного близнеца, можно оценить и сравнить различные ОШ для MZ- и DZ-близнецов. Например, этот подход показал, что, хотя семейные эффекты присутствовали для косточек с ORtwin = 3,7 (т. е. у однояйцевого близнеца человека с бурситами в 3,7 раза больше шансов на развитие бурсита по сравнению с однояйцевым близнецом человека без косточек). , ОШ существенно не отличались для пар MZ и DZ, что указывает на то, что факторы окружающей среды, а не генетические факторы, способствуют изменению риска бурсита [1].

Модели компонентов дисперсии также могут быть приспособлены к бинарным признакам (например, с бурситом или без бурсита) с помощью корреляции. Существуют альтернативы, в том числе оценка «внутренней корреляции» после поправки на измеряемые переменные, такие как возраст, которые могут повлиять на соответствие [1, 13], и обобщенные линейные смешанные модели (GLMM), подобранные с использованием методов Монте-Карло с цепями Маркова [14]. Также существуют методы исходов, которые лучше всего представлены в виде порядкового, категориального [15, 16] или цензурированного времени выживания [17, 18].

Другой способ анализа бинарных признаков состоит в том, чтобы предположить, что существует неизмеримая непрерывно распределенная предрасположенность к болезни. Хотя этот метод анализа широко используется, он вызывает споры, поскольку он включает непроверяемые предположения, а интерпретация проблематична; например, наследуемость предрасположенности — это не доля болезней, вызванных генами [19].
К преимуществам классической близнецовой конструкции относится возможность включения всех типов пар близнецов (например, MZ и DZ, однополые и разнополые, оба пораженные/один пораженный/не затронутый, оба открытые/один открытый/ни один открытый) независимо от их измеренных результатов или воздействия, способность оценивать вариацию и ковариацию (количество вариаций, характерных для близнецов в паре), а также корреляции и наследуемость, а также способность оценивать влияние измеряемых факторов риска, таких как возраст и пол, на как признак, так и дисперсии или ковариации. Однако этот план также имеет ограничения, возможно, наиболее важные из которых связаны с предположением о равных средах, которое имеет решающее значение для вывода, но его трудно проверить. Классический план также имеет низкую мощность для обнаружения общих эффектов окружающей среды (см., например, [4]) и предполагает, что все различия в корреляциях обусловлены исключительно различиями в генетике.

Другие типы планов исследований близнецов

Другие планы исследований близнецов очень полезны в эпидемиологии в целом, а не только в генетической эпидемиологии. Некоторые примеры других планов и типов вопросов, на которые может ответить исследование близнецов, показаны в Таблице 1 ниже. Для большинства планов требуются статистические модели, которые позволяют подбирать коррелированные наблюдения, такие как GLMM, также известные как модели смешанных эффектов, или модели, подбираемые с использованием обобщенных оценочных уравнений (GEE). Эти модели имеют преимущества и недостатки. Например, подход GEE подходит, когда исследователя интересует связь измеренных факторов риска (например, военная служба во Вьетнаме или добавки кальция) с результатом, в то время как GLMM необходимы для оценки вариации и ковариации. Обе эти модели подходят для непрерывных (например, рост) и бинарных (например, бурсит) результатов, и обе могут быть встроены в стандартные пакеты статистического программного обеспечения, такие как Stata [20]. Какой подход и модель лучше, зависит от вопроса исследования и доступных данных.

Таблица 1. Планы близнецов и статистические подходы

Дизайн	Примеры/применения	Статистическая модель/аналитический подход
Контрольное исследование однояйцовых близнецов – дискордантное заболевание: согласованный дизайн случай-контроль, как правило, однояйцевые близнецы, дискордантные по признаку	Более раннее начало полового созревания не связано с риском рака молочной железы у близнецов с дискордантным заболеванием [3]	Условная логистическая регрессия или бинарные GLMM/GEE
Контрольное исследование однояйцевых близнецов – воздействие не соответствует: однояйцевых близнеца, несовместимых по характеристике, связанной со здоровьем	Военная служба во Вьетнаме связана с более высоким риском симптомов посттравматического стресса, чем военная служба где-либо еще [21]	Линейная или логистическая регрессия с поправкой на внутрипарную корреляцию (например, GEE или модели смешанных эффектов)
Исследование различий: и экспозиция, и исход противоречивы, и обе являются непрерывными переменными	Различия в потреблении курения предсказывают различия в плотности костей [22]	Линейная регрессия
Поперечное исследование: пары близнецов не были отобраны по их исходам или воздействиям	Несколько распространенных генетических вариаций, связанных с риском развития рака молочной железы, также связаны с маммографической плотностью	То же, что и для исследований с дискордантным воздействием
Рандомизированное контролируемое исследование: однояйцевых близнеца, естественно совпадающих по возрасту, полу и генам, получавших одинаковые или разные вмешательства (или, возможно, оба, если используется перекрестный дизайн)	Прием кальция в подростковом возрасте мало влияет на плотность костей [23]	То же, что и для исследований с дискордантным воздействием
Эпигенетика: близнецы MZ имеют одинаковую ДНК, но способ работы этой ДНК может различаться	Масса тела при рождении связана с эпигенетическими различиями генов роста и метаболизма [24]	То же, что и для исследований с дискордантным воздействием
Продольные модели: Следя за ростом и развитием близнецов, можно определить изменяющиеся модели генетического влияния и влияния окружающей среды	Более высокое кумулятивное воздействие растворителей в течение жизни связано с повышенным риском болезни Паркинсона [25]. Во многих реестрах близнецов имеются лонгитюдные данные о близнецах [26-28]	Подход на основе регрессии с учетом корреляции (например, модели смешанных эффектов)
Многовариантные планы: Изучение двух или более признаков одновременно может выявить общие и отдельные генетические и средовые влияния	Гены, влияющие на способности детей к чтению, частично совпадают с генами, влияющими на математические способности [29]	Многомерные модели компонентов дисперсии
Расширенное исследование семей близнецов: Включение других членов семьи, таких как родители, братья и сестры, расширяет диапазон генетических факторов и факторов окружающей среды, которые можно понять	Для роста, индекса массы тела (ИМТ) и артериального давления существуют разные модели ковариации [30]	Варианты компонентов модели

 

Преимущества и ограничения двойных исследований

Каждый из этих типов исследований имеет свои преимущества и недостатки. В исследованиях дискордантных по заболеванию близнецов пары случай-контроль сопоставляются как по измеренным, так и по неизмеренным факторам — 100 % по возрасту, генетическим факторам (идеально для пар MZ; 50 % для DZ), негенетическим семейным факторам (не обязательно одинаковая степень для пар MZ и DZ), мать, отец, матка и (возможно) плацента, пол (если включены только однополые пары), календарный год и сезон рождения. Хотя этот тип исследования может быть менее дорогостоящим и трудоемким, чем когортное исследование, он имеет те же ограничения, что и стандартные исследования случай-контроль (такие как потенциальная систематическая ошибка припоминания и неэффективность выборки для редких контактов).

В то время как исследования близнецов с дискордантным воздействием также соответствуют как неизмеренным, так и измеряемым факторам (кроме интересующего воздействия) и могут позволить сделать вывод о причинно-следственной связи, оценки риска могут быть неприменимы для общей популяции. Этот тип исследования имеет те же преимущества и ограничения, что и стандартные согласованные когортные исследования: он выгоден для редких случаев воздействия, но может быть трудно найти и набрать пары близнецов с дискордантным воздействием. Например, в одном исследовании был проведен скрининг более 2000 пар близнецов женского пола, чтобы найти 20 пар, дискордантных по 20 или более пачко-летам курения [2].

В рандомизированных контролируемых испытаниях пары будут подобраны по генам, их участие может быть усилено спариванием, и они могут быть мотивированной группой. Однако связь между близнецами может привести к несоблюдению протокола исследования (например, путем обсуждения или замены лечения).

Вывод о причинно-следственной связи на основе исследований близнецов

Эпидемиологические исследования пар близнецов чрезвычайно ценны для оценки связи факторов риска с исходами, поскольку они контролируются естественным соответствием по возрасту, полу, генам и другим семейным факторам риска. Однако они по-прежнему только оценивают ассоциации и не могут быть использованы для вывода о причинно-следственной связи. Две переменные могут быть связаны, потому что есть другая переменная, которая вызывает их обе. Например, употребление алкоголя связано с раком легких, но не вызывает его. Курение вызывает рак легких, и курильщики чаще пьют.

Правильный вывод о причинно-следственной связи чрезвычайно важен для улучшения здоровья и является активной областью исследований, и было описано и применено несколько статистических подходов, основанных на подборе одной или нескольких серий регрессионных моделей (таблица 2). Часто как измеренный фактор риска близнеца, так и измеренный фактор риска его/ее брата-близнеца включаются в качестве факторов риска в регрессионную модель. Промежуточная модель, в которой используется линейная или логистическая регрессия с поправкой на внутрипарную корреляцию (например, GEE или модели смешанных эффектов), была одной из первых таких моделей [31, 32]. Эта модель включает в качестве факторов риска среднее воздействие на пару близнецов и разницу между средним значением для пары близнецов и воздействием на человека; авторы описывают возможные сценарии и выводы, которые можно сделать из них. Позднее эта идея была развита Шёландером и его коллегами для описания конкретных обстоятельств и моделей, при которых можно сделать причинно-следственные выводы [33, 34].

Альтернативным подходом к выводу является вывод о причинно-следственной связи посредством исследования семейного смешения (ICE FALCON), который оценивает изменения коэффициентов регрессии между тремя регрессионными моделями с i) воздействием только на человека, ii) только с воздействием на брата-близнеца и iii) с включением в качестве факторов риска воздействия как на человека, так и на близнеца. Выводы этого подхода [35, 36] согласуются с выводами менделевского подхода рандомизации [37], который использует измеренные генетические варианты, которые, как известно, влияют на воздействие окружающей среды, в качестве инструментальных переменных для оценки того, связано ли воздействие с исходом в каждом генетическом риске. слой. Оба подхода показывают, что курение и более высокий ИМТ вызывают изменения метилирования ДНК (которые изменяют способ экспрессии генов в организме), а не наоборот [36]. Анализ причинно-следственных связей, целью которого является количественная оценка прямого и косвенного воздействия воздействия на результат, теоретически может также применяться к данным о близнецах (с соответствующими поправками на внутрипарную корреляцию).

Таблица 2. Примеры статистических подходов к причинно-следственной связи с использованием близнецовых планов

Дизайн	Примеры/применения
В рамках–между исследованиями (относится к каузальным моделям)	Наблюдаемая связь между массой тела при рождении и уровнем эритропоэтина пуповинной крови, по-видимому, обусловлена ​​индивидуальными, а не парными факторами [31]
Причинные модели для близнецов	Наблюдаемая связь между ИМТ и смертностью вряд ли является причинно-следственной и, по-видимому, в значительной степени связана с общим смешением [33, 34]
ЛЕДЯНОЙ СОКОЛ	Курение и ИМТ оказывают причинное влияние на метилирование ДНК [35, 36]
Менделевская рандомизация	ДЗ-близнецы женского пола с братом-близнецом имеют более низкие баллы по синдрому дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и признакам аутизма, чем те, у которых есть сестра-близнец [38]
Причинное посредничество	Более высокий риск плохих образовательных результатов у близнецов опосредуется гестационным возрастом и малым размером тела для гестационного возраста [39]. ]

 

Планы по проблемам близнецов

Исследования по проблемам близнецов могут помочь родителям близнецов (в повседневных решениях) и политикам (в долгосрочном планировании). Стандартные эпидемиологические планы, а также описанные выше планы для близнецов могут использоваться для изучения таких вопросов. Например, поперечный дизайн был использован в исследовании, которое показало, что для большинства пар близнецов пребывание вместе в первый год обучения в школе является важной социальной поддержкой [40]. Хотя есть убедительные доказательства того, что близнецы имеют худшие результаты при рождении, чем одноплодные, недавнее исследование, в котором использовался подход с увязкой данных, показало, что дети-близнецы также имеют более низкие образовательные результаты в детстве, чем одноплодные, в то время как анализ причинно-следственных связей затем показал, что этот недостаток в основном был из-за более короткого среднего гестационного возраста близнецов [39]. Регрессионные модели с поправкой на внутрипарную корреляцию обычно подходят для анализа данных в этих исследованиях, но требуемая точная модель зависит от вопроса исследования и типа результата.

Общие статистические вопросы

Общие статистические принципы применяются при анализе данных о близнецах и семьях. Надлежащая статистическая практика в этом контексте включает:

• тщательное изучение данных до подбора модели
• знать и тестировать предположения модели
• отчет о оценочных значениях, правдоподобных диапазонах для этих значений (например, 95% доверительных интервалов) и убедительности доказательств против нулевой гипотезы (например, p-значения)
• начиная с простых анализов и моделей, а затем опираясь на них
• корректировка измеряемых переменных до учета неизмеренных эффектов
• , помня, что анализ непрерывных результатов обычно более эффективен, чем анализ бинарных результатов, созданных на основе непрерывного результата.

Заключение

В то время как классическая модель близнецов применялась в течение почти 100 лет для выяснения причин различий в человеческих характеристиках, исследователи все чаще используют и признают ценность многих других моделей близнецов, особенно в области здравоохранения и медицинских исследований. Технологические достижения, которые привели к созданию эпигенетических, микробиомных и других «омических» платформ, открыли новые возможности и возможности для исследований близнецов с использованием этих дизайнов, особенно с учетом того, что новые статистические модели разрабатываются для решения фундаментальной проблемы причинно-следственной связи. Исследования близнецов по-прежнему будут оставаться актуальными во многих областях исследований.

Если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы, пожалуйста, напишите нам по адресу Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или перейдите на нашу страницу в FB, Twin Researcher and Stats Group, здесь

Об авторах

Катрина Скурра — ведущий специалист по биостатистике и председатель группы статистической методологии в Исследовательском центре близнецов Австралии, Центр эпидемиологии и биостатистики, Мельбурнская школа народонаселения и Глобальное здоровье, Мельбурнский университет.

Джон Хоппер — директор (по исследованиям) Центра эпидемиологии и биостатистики Мельбурнской школы глобального здравоохранения Мельбурна.

Благодарности

Мы благодарим Брайана Бирна, Джиллиан Дайт, Мина Буи, Джеффа Крейга и Джона Мэтьюса (директора-основателя Австралийского реестра близнецов) за полезные обсуждения и комментарии к этому документу. Часть этого материала содержится в главе 15. Близнецы и близнецы (Умстад М., Л. Кале-Феррейра, К. Скурра, Дж. Г. Холл и Дж. М. Крейг) Pyeritz R., B.R. Корф и В. Гроди (редакторы) Принципы и практика медицинской генетики Эмери и Римуана (2018 г.).

Ссылки

1. Munteanu, S.E., et al., Hallux valgus, от природы или воспитания? Двойное исследование. Arthritis Care & Research, 2016. 69(9): с. 1421-1428 гг.
2. Хоппер, Дж. Л. и Э. Симан. Плотность костей близнецов женского пола, несовместимая с употреблением табака. Медицинский журнал Новой Англии, 1994. 330(6): с. 387-392.
3. Гамильтон, А.С. и Т.М. Мак, Половое созревание и генетическая предрасположенность к раку молочной железы в исследовании случай-контроль у близнецов. Медицинский журнал Новой Англии, 2003. 348(23): с. 2313-2322.
4. Хоппер, Дж.Л., Почему «общие эффекты окружающей среды» так редко встречаются в литературе, в «Достижениях в анализе пар близнецов и сибсов», Т.Д. Спектор, Х. Снайдер и А.Дж. МакГрегор, редакторы. 2000, издательство Оксфордского университета: Лондон. п. стр. 151-65.
5. Lange, K., D. Weeks, and M. Boehnke, Программы для анализа родословных: MENDEL, FISHER и dGene. Генетическая эпидемиология, 1988. 5: с. 471-472.
6. Рейсдейк, Ф.В. и П.К. Шам, Аналитические подходы к данным о близнецах с использованием моделей структурных уравнений. Бриф Биоинформ, 2002. 3(2): с. 119-33.
7. Фишер Р.А. Пределы интенсивного производства у животных. Британский сельскохозяйственный бюллетень, 1951. 4: с. 217-218.
8. Хоппер, Дж.Л., Наследуемость, в Энциклопедии биостатистики. 2005. John Wiley & Sons, Ltd. Genet Epidemiol, 1999. 16(3): с. 290-304.
10. Пломин Р. и др. Генетика поведения. Пятое изд. 2008, Нью-Йорк: издательство Worth Publishers.
11. Бетенский Р.А. и др., Простая в вычислительном отношении проверка однородности отношений шансов для данных о близнецах. Генетическая эпидемиология, 2001. 20(2): с. 228-238.
12. Рамакришнан В. и др. Элементарные методы анализа дихотомических исходов в неотобранных выборках близнецов. Genet Epidemiol, 1992. 9(4): с. 273-87.
13. Ханна, М. С., Хоппер Дж. Л., Мэтьюз Дж. Д., Конкордантность близнецов для бинарного признака. I. Статистические модели, иллюстрированные данными об употреблении алкоголя. Acta Genet Med Gemellol (Roma), 1983. 32(2): p. 127-37.
14. Burton, P., et al., Анализ компонентов генетической дисперсии для бинарных фенотипов с использованием обобщенных линейных смешанных моделей (GLMM) и выборки Гиббса. Генетическая эпидемиология, 1999. 17(2): с. 118:140.
15. Zaloumis, S.G., et al., Многомерная логистическая регрессия непропорциональных шансов порядковых семейных данных. Биометрический журнал, 2015. 57(2): с. 286-303.
16. Nyholt, D.R., et al., Генетическая основа мужского облысения. Журнал исследовательской дерматологии, 2003. 121(6): с. 1561-1564 гг.
17. Яшин И., Дж. Вопель и И. Ячин, Коррелированная индивидуальная слабость: выгодный подход к анализу выживаемости на основе двумерных данных. Математические исследования населения, 1995. 5(2): с. 145-159.
18. Скурра, К. Дж., Л. Дж. Палмер и П. Р. Бертон, Анализ компонентов дисперсии для цензурированных данных о выживании на основе родословных с использованием обобщенных линейных смешанных моделей (GLMM) и выборки Гиббса в BUGS. Генетическая эпидемиология, 2000. 19(2): с. 127-148.
19. Хоппер Дж.Л. и Т.М. Мак, письмо о наследственности рака простаты. Рак эпидемиол биомаркеры Prev, 2015. 24 (5): с. 878.
20. StataCorp, Stata Statistical Software: Release 14. 2015, StataCorp LLC College Station, T.
21. Голдберг, Дж. и М. Фишер, Методы контроля близнецов, в Энциклопедии статистики в поведенческих науках. 2005, John Wiley & Sons, Ltd.
22. Хоппер, Дж. Л. и Э. Симан, Плотность костей близнецов женского пола, несовместимая с употреблением табака. N Engl J Med, 1994. 330(6): с. 387-92.
23. Nowson, C.A., et al., Исследование влияния добавок кальция на плотность костной ткани в подростковом возрасте. Osteoporos Int, 1997. 7(3): с. 219-25.
24. Gordon, L., et al., Неонатальный профиль метилирования ДНК у близнецов определяется сложным взаимодействием между внутриутробными факторами окружающей среды и генетическими факторами, подверженными тканеспецифичному влиянию. Genome Res, 2012. 22(8): с. 1395-406.
25. Голдман С.М. и др. Воздействие растворителей и риск болезни Паркинсона у близнецов. Анналы неврологии, 2012. 71(6): с. 776-784.
26. Moayyeri, A., et al., Профиль когорты: TwinsUK и исследование близнецов здорового старения. Int J Epidemiol, 2013. 42(1): с. 76-85.
27. Хоппер Дж. Л. и др., Австралийский реестр близнецов: 30 лет прогресса. Twin Res Hum Genet, 2013. 16 (1): с. 34-42.
28. Gatz, M., et al., Профиль когорты: Реестр близнецов Национальной академии наук и Национального исследовательского совета (Регистр близнецов NAS-NRC). Международный журнал «Эпидемиол», 2014 г.
29. Davis, O.S.P., et al., Корреляция между способностями к чтению и математике в возрасте двенадцати лет имеет существенный генетический компонент. 2014. 5: с. 4204.
30. Harrap, S.B., et al., Семейные модели ковариации сердечно-сосудистых факторов риска у взрослых: The Victorian Family Heart Study. Am J Epidemiol, 2000. 152(8): с. 704-15.
31. Карлин Дж. Б. и др. Модели регрессии для исследований близнецов: критический обзор. Международный журнал эпидемиологии, 2005. 34(5): с. 1089-1099.
32. Gurrin, L.C., et al., Использование двумерных моделей для понимания межкластерных и внутрикластерных коэффициентов регрессии с применением к данным о близнецах. Биометрия, 2006. 62(3): с. 745-751.
33. Sjölander, A., T. Frisell, и S. Öberg, Причинная интерпретация внутренних моделей для исследований близнецов, в Epidemiologic Methods. 2012. с. Статья 10.
34. Sjolander, A., et al., Между-внутри модели для анализа выживаемости. Статистика в медицине, 2013. 32(18): с. 3067-3076.
35. Li, S., et al., Вывод о причинно-следственной связи между индексом массы тела и метилированием ДНК в крови из семейного исследования близнецов. bioRxiv, 2017.
36. Ли С. и др. Причинное влияние курения на метилирование ДНК в периферической крови: исследование близнецов и семей. Клин Эпигенетика, 2018. 10: с. 18.
37. Дэйви Смит Г. и Эбрахим С. Менделевская рандомизация: перспективы, возможности и ограничения. Int J Epidemiol, 2004. 33(1): с. 30-42.
38. Аттерманн Дж. и др. Признаки СДВГ и аутизма у девочек, имеющих брата-близнеца: менделевское рандомизированное исследование. Европейская детская подростковая психиатрия, 2012. 21(9): с. 503-9.
39. Zeltzer, J., et al., Более высокий риск плохих результатов в учебе у близнецов по сравнению с одиночками опосредован гестационным возрастом: популяционное исследование связи данных. В процессе подготовки, 2019 г..
40. Staton, S., et al., Разделять или не разделять? Принятие решения родителями о разлучении близнецов в первые годы обучения в школе. Журнал исследований раннего детства, 2012. 10 (2): с. 196-208.

 

Исследование близнецов — wikidoc

Исследования близнецов — это один из семейства планов генетики поведения, которые помогают изучать индивидуальные различия, подчеркивая роль экологических и генетических причин в поведении. Близнецы бесценны для изучения этих важных вопросов, потому что они разделяют общие гены и окружающую среду. Если мы заметим, что дети в семье больше похожи, чем можно было бы ожидать случайно, это может отражать общие влияния окружающей среды, общие для членов семьи — класс, стиль воспитания, образование и т. д. — но они также будут отражать общие гены, унаследованные от родителей. . Близнецовый дизайн сравнивает сходство однояйцевых близнецов, которые имеют 100% общих генов, с дизиготными или разнояйцевыми близнецами, которые имеют только 50% общих генов. Изучая многие сотни семей близнецов, исследователи могут больше узнать о роли генетических эффектов, а также о влиянии общих и уникальных воздействий окружающей среды.

Современные исследования близнецов показали, что почти на все черты частично влияют генетические различия, при этом некоторые характеристики демонстрируют сильное влияние (например, рост), другие — промежуточный уровень (т. гены, влияющие на различные элементы признака — например, аутизм.

Содержание

• 1 История
• 2 метода
  • 2.1 Современное моделирование
  • 2.2 Допущения
  • 2.3 Измеренное сходство: прямая проверка допущений в двойных проектах
  • 2.4 Расширенные конструкции близнецов и более сложные генетические модели
• 3 Критика
  • 3.1 Критика статистических методов
    • 3.1.1 Ответы на статистические критические анализы
  • 3.2 Выборка: близнецы как репрезентативные члены населения
    • 3. 2.1 Ответ на репрезентативность близнецов
  • 3.3 Наблюдательный характер исследований близнецов
    • 3.3.1 Ответ на наблюдательный характер исследований близнецов
• 4 Расширенная методология
  • 4.1 Взаимодействие
  • 4.2 Непрерывные переменные или корреляционные исследования
• 5 Терминология
  • 5.1 Попарное соответствие
  • 5.2 Пробандусная согласованность
• 6 Дополнительная литература
  • 6.1 Важнейшие учетные записи
• 7 См. также
• 8 Внешние ссылки
• 9 Каталожные номера

История[править]

File:Francis Galton.jpg

Фрэнсис Гальтон заложил основы генетики поведения как отрасли науки.

В то время как близнецы интересовали ученых со времен ранней цивилизации, таких как ранний врач Гиппократ (5 век до н.э.), который приписывал схожие заболевания у близнецов общим материальным обстоятельствам, и философ-стоик Посидоний (1 век до н. э.), который приписал такое сходство общим астрологическим сексуальным обстоятельствам, современная история изучения близнецов восходит к новаторскому использованию близнецов сэром Фрэнсисом Гальтоном для изучения роли генов и окружающей среды в человеческом развитии и поведении.

Методы[править]

Сила дизайна близнецов заключается в том, что близнецы могут быть либо монозиготными (MZ: развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки и, следовательно, имеют общие гены), либо дизиготными (DZ: развиваются из двух оплодотворенных яиц и, следовательно, имеют в среднем 50% общих генов, такой же уровень генетического сходства, как и у братьев и сестер, не являющихся близнецами). Эти известные различия в генетическом сходстве вместе с проверяемым предположением об одинаковой среде для близнецов MZ и DZ (Bouchard & Propping, 1993) создает основу для дизайна близнецов для изучения влияния генетической изменчивости и средовой изменчивости на фенотип (Neale & Cardon, 1992).

Основную логику исследования близнецов можно понять, используя очень немного математики, помимо понимания корреляции и концепции дисперсии.

Как и все генетические исследования поведения, классическое исследование близнецов начинается с оценки изменчивости поведения (называемого генетиками фенотипом) в большой группе и пытается оценить, насколько это связано с генетическими эффектами (наследуемость), как многое, по-видимому, связано с общими воздействиями окружающей среды, и сколько из-за уникальных воздействий окружающей среды — событий, происходящих с одним близнецом, но не с другим.

Обычно эти три компонента называются A (аддитивная генетика), C (общая среда) и E (уникальная среда). так называемая модель ACE. Также можно исследовать неаддитивные генетические эффекты (часто обозначаемые D для доминирования (более сложные конструкции близнецов см. Ниже).

Используя модель ACE, исследователи могут определить, какая доля изменчивости признака является наследственной по сравнению с пропорциями, обусловленными общей или неразделенной средой. Хотя почти все исследования проводятся с использованием программ SEM, таких как бесплатное ПО Mx, основная логика двойного дизайна выглядит следующим образом:

Близнецы MZ, воспитанные в семье, на 100% разделяют как свои гены, так и всю общую среду. Все различия между ними в этой структуре уникальны. Корреляция, которую мы наблюдаем между MZ-близнецами, дает оценку A+C. У DZ-близнецов общее окружение и 50% общих генов: таким образом, корреляция между DZ-близнецами является прямой оценкой 1/2A + C.

р _МЗ = А+С

r _ДЗ = .5*А+С

Эти два уравнения позволяют нам получить A C и E:

А = 2*( r _mz — r _dz )

С = р _мз -А

E= 1- r _mz

Где r _mz и r _dz являются просто корреляциями признаков в MZ близнецов соответственно и DZ близнецов. Двойная разница между близнецами MZ и DZ дает нам A: аддитивный генетический эффект. C — это просто MZ-корреляция — наша оценка A и E оценивается напрямую по тому, насколько корреляция MZ-близнецов отклоняется от 1. (Jinks & Fulker, 19).70; Plomin, DeFries, McClearn, & McGuffin, 2001).

Современное моделирование[править]

Начиная с 1970-х годов исследования перешли к явному моделированию значений A, C и E в рамках системы максимального правдоподобия (Martin & Eaves, 1977). Хотя в вычислительном отношении этот подход намного сложнее, преимущества этого подхода многообразны, а инструменты моделирования, такие как Mx (Neale, Boker, Xie, & Maes, 2002), сделали новые методы относительно доступными.

Предположения[править]

Равные среды. Из приведенного выше моделирования видно, что основным допущением исследования близнецов является равное окружение. На интуитивном уровне это кажется разумным — зачем родителям замечать, что двое детей имеют одинаковый цвет волос и глаз, а потом умудряться делать их IQ одинаковыми? Действительно, как они могли? Это предположение, однако, было непосредственно проверено. Интересен случай, когда родители считают своих близнецов неидентичными, хотя на самом деле они генетически МЗ. Исследования ряда психологических черт показывают, что эти дети остаются такими же конкордантными, как и МЗ, воспитанные родителями, которые относились к ним как к идентичным (Kendler, Neale, Kessler, Heath, & Eaves, 19). 93).

Измеренное сходство: прямая проверка предположений в близнецовых планах Вместо того, чтобы использовать близнецов, эта группа воспользовалась тем фактом, что, хотя братья и сестры в среднем имеют 50% общих генов, фактическое совместное использование генов для отдельных пар братьев и сестер варьируется около этого значения, по существу создавая континуум генетического сходства или «близнецов» внутри. семьи. Оценки наследуемости, основанные на прямых оценках совместного использования генов, подтверждают оценки метода близнецов, обеспечивая поддержку предположений метода в областях познания, личности и психопатологии.

Расширенный дизайн близнецов и более сложные генетические модели Это представляет собой лишь часть возможных генетических и экологических отношений. Таким образом, будет справедливо сказать, что оценки наследуемости по схемам близнецов представляют собой первый шаг в понимании генетики поведения. Дисперсионное разделение исследования близнецов на аддитивную генетическую, общую и неразделенную среду является первым приближением к полному анализу, учитывающему ковариантность и взаимодействие генов и среды, а также другие неаддитивные эффекты на поведение.

Революция в молекулярной генетике предоставила более эффективные инструменты для описания генома, и многие исследователи занимаются молекулярной генетикой, чтобы непосредственно оценить влияние аллелей и окружающей среды на признаки.

Первоначальным ограничением дизайна близнецов является то, что он не дает возможности одновременно учитывать как общую среду, так и неаддитивные генетические эффекты. Это ограничение можно обойти, включив в проект дополнительных братьев и сестер.

Второе ограничение заключается в том, что корреляция GE не может быть обнаружена как отдельный эффект. Устранение этого ограничения требует включения моделей усыновления или планов детей от близнецов для оценки влияния семьи, не коррелирующего с общими генетическими эффектами.

Критика[править]

Близнецовый метод подвергся критике со стороны статистической генетики, статистики и психологии, причем некоторые утверждали, что выводы, сделанные с помощью этого метода, неоднозначны или бессмысленны. Основные элементы этих критических замечаний и их ответы перечислены ниже:

Критика статистических методов Такая статистическая критика утверждает, что оценки наследуемости, используемые в большинстве исследований близнецов, основаны на ограничительных предположениях, которые обычно не проверяются, а если и проверяются, то часто обнаруживаются, что данные нарушаются.

Например, Питер Шенеманн подверг критике методы оценки наследуемости, разработанные в 1970-х годах. Он также утверждал, что оценка наследуемости по результатам исследования близнецов может отражать факторы, отличные от общих генов. Используя статистические модели, опубликованные в Loehlin and Nichols (1976)Loehlin, JC, & Nichols, R.C. (1976). Наследственность, окружающая среда и личность: исследование 850 наборов близнецов. Остин, Техас: University of Texas Press., было показано, что узкая наследуемость ЧСС ответов на вопрос «вам натирали спину» составляет 0,9.2 наследуемый для мужчин и 0,21 наследуемый для женщин, и вопрос «Вы носили солнцезащитные очки после наступления темноты?» наследуется на 130 % у мужчин и на 103 % у женщин. Питер Шонеманн (1997) Модели и неразбериха наследственности. Генетика, 99, 97-108: Питер Шенеманн (1995). Тотемы мифа об IQ: общие способности (g) и их наследуемость (h², HR). 1995 г. Заседания Американской ассоциации содействия развитию науки

Ответы на статистические критические анализы[править]

В дни, когда еще не было компьютеров, статистики были вынуждены использовать методы, поддающиеся вычислительной обработке, за счет известных ограничений. С 1980-х годов от этих приблизительных статистических методов отказались: современные близнецовые методы, основанные на моделировании структурными уравнениями, не имеют ограничений, и оценки наследуемости, такие как отмеченные выше, невозможны. Важно отметить, что новые методы позволяют явно проверять роль различных путей, а также включать и тестировать сложные эффекты.

Выборка: близнецы как репрезентативные члены популяции Поэтому важно понимать конкретную изучаемую выборку и характер самих близнецов.

Близнецы не являются случайной выборкой населения, и они различаются по среде своего развития. В этом смысле они не репрезентативны. Рекорд, Р. Г., МакКаун, Т., и Эдвардс, Дж. Х. (1970). Исследование разницы в измеренном интеллекте между близнецами и одиночками. Анналы генетики человека, 34, 11–20.

Например: На рождение дизиготных (DZ) близнецов влияет множество факторов. Некоторые женщины часто производят более одной яйцеклетки за каждый менструальный период и, следовательно, у них больше шансов родить близнецов. Эта склонность может проявляться в семье либо по материнской, либо по отцовской линии, и часто проходит через обе стороны. Женщины старше 35 лет чаще производят две яйцеклетки. Женщины, у которых трое и более детей, также могут иметь дизиготных близнецов. Искусственная индукция овуляции и экстракорпоральное оплодотворение-замена эмбрионов также могут привести к рождению близнецов DZ и MZ. Клегг, А., и Вуллет, А. (1983). Двойняшки. Лондон: издательство Century Publishing Co. <ссылка> Корсон, С.Л. Дики, Р. П., Гоциал, Б., Батцер, Ф. Р., Айзенберг, Э. Хупперт, Л., и Майслин, Г. (1989). Результат 242 беременностей, вызванных экстракорпоральным оплодотворением – заменой эмбриона или внутрифаллопиевым переносом гамет. Fertility and Sterility, 51, 644–650 <ссылка> Дером, К. Вьетлинк, Р., Дером, Р., Ван Ден Берге, Х. и Тьери, М. (1987). Увеличение частоты двойников MZ после индукции овуляции. Lancet, 1236–1238. Эдвардс, Р. Г., Меттлер, Л., и Уолтерс, Д. Е. (1986). Однояйцевые близнецы и экстракорпоральное оплодотворение. Журнал экстракорпорального оплодотворения и переноса эмбрионов, 3, 114–117. <ссылка> Ли, Г. (1983). Все о близнецах. Лондон: Рутледж и Кеган. Кристиан Капрон, Адриан Р. Ветта, Мишель Дюим и Атам Ветта (1999). Заблуждения биометрических IQists. Cahiers de Psychologie Cognitive/Current Psychology of Cognition 1999, 18 (2), 115–160.

Ответ на репрезентативность близнецов[править]

Близнецы очень мало отличаются от братьев и сестер, не являющихся близнецами. Измеренные исследования личности и интеллекта близнецов показывают, что их оценки по этим характеристикам очень похожи на оценки неблизнецов (например, Deary et al., 2006).

Наблюдательный характер исследований близнецов Это контрастирует, например, с исследованиями растений или селекции животных, где измеряются эффекты экспериментально рандомизированных комбинаций генотипов и окружающей среды. В исследованиях на людях мы наблюдаем, а не контролируем воздействие различных сред на людей.

Кемпторн О. (1997). Наследуемость: использование и злоупотребление. Genetica, Volume 99, Numbers 2–3, 1997 г., стр. 109–112 (4) Кендлер, К.С., и Грюнберг, А.М. (1984). Независимый анализ датского исследования усыновления шизофрении. Архив общей психиатрии, 41, 555-564 Левонтин, Р. К., Роуз, С., и Камин, Л. Дж. (1984). Не в наших генах. Нью-Йорк: Пантеон. Роуз, Р. Дж. (1982, стр. 960). Разделенные близнецы: данные и их ограничения. Наука, 215, 959-960.

Ответ на наблюдательный характер исследований близнецов Исследования близнецов частично мотивированы попыткой воспользоваться случайным набором генов между членами семьи, чтобы помочь понять эти корреляции.

Это, хотя исследование близнецов говорит нам только о том, как гены и семьи влияют на поведение в пределах наблюдаемого диапазона окружающей среды, и с оговоркой, что часто гены и окружающая среда будут ковариантны, утверждается, что это значительный шаг вперед по сравнению с альтернативой, которая заключается в отсутствии знания о различные роли генов и семей вообще.

Усовершенствованная методология[править]

Взаимодействия[править]

Эффекты генов зависят от среды, в которой они находятся. Возможные сложные генетические эффекты включают взаимодействия G*E, при которых эффекты аллеля гена различаются в разных средах. Простые примеры включают ситуации, когда ген многократно увеличивает влияние среды (в этом случае наклон реакции на среду будет различаться между генотипами). Второй эффект — это «корреляция GE», при которой одни аллели встречаются чаще, чем другие, в определенных условиях. Если ген вызывает у человека любовь к чтению, то дети с этим аллелем, скорее всего, вырастут в семьях, где есть книги (из-за корреляции ГС: один или оба их родителя имеют аллель и, следовательно, оба накапливают коллекцию книг и сдают книги). на аллель чтения книг). Такие эффекты можно оценить путем непосредственного измерения предполагаемого коррелята окружающей среды (в данном случае книг в доме).

Часто роль среды кажется максимальной в самом начале жизни и быстро снижается после начала обязательного образования. Это наблюдается, например, в чтении (Byrne et al, 2006), а также в интеллекте (Deary et al, 2006). Это пример эффекта G*Age, который позволяет исследовать как корреляции GE из-за родительского окружения (они разрушаются со временем), так и корреляции G*E, вызванные активным поиском людьми определенных сред (Plomin et al., 1987).

Непрерывные переменные или корреляционные исследования.

File:Heritability-from-twin-correlations1.jpg

Рис. 2. Наследуемость девяти психологических черт, оцененная по результатам исследований близнецов. Все источники — близнецы, выращенные вместе (размер выборки показан внутри столбцов). Как указывалось выше, однояйцевые близнецы (МЗ-близнецы) генетически в два раза более похожи, чем разнояйцевые близнецы (ДЗ-близнецы), и поэтому наследуемость ( h ² ) примерно вдвое превышает разницу в корреляции между MZ и DZ близнецами. Уникальная экологическая дисперсия ( e ² ) отражает степень непохожести однояйцевых близнецов, выращенных вместе, и аппроксимируется корреляцией 1-MZ. Эффект общей среды ( c ² ) способствует сходству во всех случаях и аппроксимируется корреляцией DZ за вычетом разницы между корреляциями MZ и DZ.

Терминология[править]

Попарное согласование Пробандальное соответствие

Попарная конкордантность

Для группы близнецов попарная конкордантность определяется как C/(C+D), где C — количество конкордантных пар, а D — количество дискордантных пар.

Например, группа из 10 близнецов была предварительно отобрана для одного пораженного члена (из пары). В ходе исследования четыре других ранее незатронутых члена становятся пораженными, что дает попарную конкордантность 4/(4+6), или 4/10, или 40%.

Пробандусная конкордантность рассчитывается по формуле 2C/(2C+D), где C — количество согласованных пар, а D — количество несогласованных пар.

Например, рассмотрим группу из 10 близнецов, которые были предварительно отобраны для одного пораженного члена. В ходе исследования четыре других ранее не болевших члена становятся пораженными, что дает пробандусную конкордантность 8/(8+6), или 8/14, или 57%.

Дополнительная литература[править]

• Учебник, программное обеспечение и примеры сценариев для исследования близнецов
• Джанг, К.Л., МакКрей, Р.Р., Англейтнер, А. Риманн, Р. и Ливсли, В.Дж. (1998). Наследуемость черт на уровне граней в кросс-культурной выборке близнецов: поддержка иерархической модели личности. Журнал личности и социальной психологии 74 : 1556-1565.
• Пломин, ДеФрис, Макклирн и Макгаффин (2000). Поведенческая генетика: учебник для начинающих, 4-е издание. WHFreeman & Co Ltd.
• Нэнси Л. Сигал (2005) Неделимые на два: жизни необычных близнецов . Нью-Йорк, издательство Гарвардского университета.

Критические счета[править]

• Питер Шенеманн (1997). Модели и неразберихи наследственности. Генетика, 99, 97-108: [1]
• Питер Шенеманн и Роберта Д. Шенеманн (1994). Экологические и генетические модели для личностных данных Осборна однояйцевых и разнояйцевых близнецов. КПК, 1994, 13 (2), 141-167 [2]
• Камин Л.Ю. (1974). Наука и политика I.Q. Потомак, Мэриленд: Lawrence Erlbaum Associates.
• Кемпторн О. (1997). Наследуемость: использование и злоупотребление. Genetica, Volume 99, Numbers 2–3, 1997 г., стр. 109–112 (4)
.
• Джозеф, Дж. (2003). Генная иллюзия: генетические исследования в психиатрии и психологии под микроскопом. Книги ПКС.

Эта книга прошла критический обзор Американской психологической ассоциации. Хэнсон, Д. Р. (2005). «Путаница с иллюзией гена: обзор книги Джея Джозефа «Иллюзия гена: генетические исследования в психиатрии и психологии под микроскопом» [Электронная версия]. PsycCritiques, 50, e14.

• Кристиан Капрон, Адриан Р. Ветта, Мишель Дуим и Атам Ветта (1999). Заблуждения биометрических IQists. Cahiers de Psychologie Cognitive/Current Psychology of Cognition 1999, 18 (2), 115-160
• Хорвиц А.В., Видеон Т.М., Шмитц М.Ф., Дэвис Д. Переосмысление близнецов и окружающей среды: возможные социальные источники предполагаемых генетических влияний в исследованиях близнецов. J Health Soc Behav. 2003 июнь; 44 (2): 111-129.

А в ответ на эту статью см.:

• Фриз Дж. и Пауэлл Б. Тильтинг в Twindmills: переосмысление социологических ответов на поведенческую генетику. J Health Soc Behav. 2003 июнь;44(2):130-135.

См. также[править]

• Поведенческая генетика
• Взаимодействие генов и окружающей среды
• Наследственность
• Человеческая природа
• Природа против воспитания

Внешние ссылки ]. Работа по поведенческой генетике занимает видное место в нескольких более общих обществах, например, в Международном обществе психиатрической генетики.