Genetisk epidemiologi

Genetisk epidemiologi, studien av hvordan gener og miljøfaktorer påvirker menneskers egenskaper og menneskers helse og sykdom. Genetisk epidemiologi utviklet først fra populasjonsgenetikk, spesifikt menneskelig kvantitativ genetikk, med konseptuelle og metodologiske bidrag fra epidemiologi.

En av de tidlige talsmennene for genetisk epidemiologi, den amerikanske genetikeren Newton Morton, definerte feltet som et som adresserer etiologi, distribusjon og kontroll av sykdom hos grupper av beslektede individer og de arvelige årsakene til sykdommer i populasjoner. Denne definisjonen ble senere utvidet til å omfatte miljøets rolle på grunn av erkjennelsen av at genetiske faktorer ofte samvirker med miljøfaktorer for å påvirke sykdom i menneskelige populasjoner. I 2003 myntet forskerne Muin J. Khoury, Julian Little og Wylie Burke begrepet menneskelig genomepidemiologi for å omfatte et studiesystem som bruker metodene til epidemiologi for å forstå påvirkningen av genomisk variasjon i både helse og sykdom, og derved gå utover innflytelse av individuelle gener, som fortsatt var det primære fokuset for genetisk epidemiologi.

Moderne genetisk epidemiologi inkluderer alle sykdommer, enten de er vanlige og sammensatte eller tilsynelatende enklere, for eksempel de såkalte monogene (enkeltgen) lidelser. Mange fremskritt innen epidemiologien av genetiske sykdommer har involvert tilsynelatende enkle arvelige lidelser (f.eks. Cystisk fibrose, sigdcellesykdom). Disse fremskrittene har imidlertid også indikert at selv monogene lidelser kan være svært kompliserte på grunn av epigenetiske faktorer og interaksjoner av sykdomsgener med miljøfaktorer. I tillegg til det brede fokuset på genetisk sykdom, omfatter genetisk epidemiologi en rekke aspekter ved epidemiologi, inkludert studier av utbredelse, klinisk epidemiologi, forhold mellom genotype og fenotype og sykdomsprogresjon og utfall.

Historisk utvikling

Historisk sett har feltet genetisk epidemiologi røtter i medisinområdene angående årsaker og arvelighet til sykdom. Før 50-tallet, før feltet ble formelt etablert, prøvde forskere som kanskje ville blitt stemplet som tidlige genetiske epidemiologer å avdekke forholdet mellom natur (genetikk) og pleie (miljø) i menneskers sykdom. Disse aktivitetene sto i kontrast til aktivitetene til tidlig utøvere av medisinsk genetikk og genetisk rådgivning. Førstnevnte hadde en tendens til å være orientert mot kliniske og beskrivende aspekter ved sykdommer med potensiell genetisk involvering, mens sistnevnte gjennomførte genetisk rådgivning basert på det som den gang var kjent om arvemønstrene til noen sykdommer. Tidlige utøvere av genetisk epidemiologi så derimot ofte etter assosiasjoner mellom sykdommer, for eksempel mellom magesår og genetiske egenskaper hos blodgrupper. I tillegg på begynnelsen av 1960-tallet, da genetisk epidemiologi begynte å ta form, var arven etter eugenikk fremdeles tydelig i navnene på medisinske tidsskrifter og organisasjoner.

Den tidlige historien med forsøk på å løse arvelighetsproblemet og miljøet - det vil si natur versus pleie - når det gjaldt å forårsake menneskelig sykdom, ble lagt under vekt på viktigheten av det ene over det andre. Både vitenskapelige og samfunnsmessige bekymringer var ansvarlige for å føre disse svingningene i perspektiv over tid, hvorved det vitenskapelige samfunnet og samfunnet så på naturen eller pleie som den viktigste determinanten for å forårsake sykdommer. I moderne tid er kontroversen om natur versus pleie gradvis erstattet av et syn som inkluderer roller for både natur og pleie i menneskers sykdom. Faktisk er det funnet at både genetiske og miljømessige faktorer påvirker sykdommens mottakelighet.

Siden siste del av 1900-tallet er viktigheten av genetiske determinanter for menneskelige sykdommer blitt stadig mer anerkjent. I mellomtiden har menneskelige genetikere beskrevet rollen til forskjellige miljøeksponeringer i menneskers sykdom. Det har også vært en økende aksept av ideen, hevdet i 2003 av Khoury, Little og Burke, at mest menneskelig sykdom, om ikke alt, er et resultat av samspillet mellom underliggende genetisk mottakelighet og eksponering for forskjellige komponenter i miljøet, inkludert kjemiske, kostholdsmessige, smittsomme, fysiske og atferdsmessige faktorer. Det siste vil omfatte påvirkninger fra kulturelle faktorer i menneskelig atferd og deres interaksjon med andre miljøfaktorer.

Tilnærminger innen genetisk epidemiologi

Ulike tilnærminger brukes i genetisk epidemiologi, inkludert populasjonsbaserte tilnærminger, case-control studier og prevalensstudier. Befolkningsbaserte tilnærminger kan for eksempel brukes til å samle data om kliniske trekk og utfall hos pasienter med spesifikke sykdommer og lidelser. Å kjenne til fordelingsegenskapene til sosioøkonomiske og andre demografiske variabler i en studiepopulasjon kan gi ytterligere innsikt i sykdom.

Andre tilnærminger som brukes inkluderer koblingsstudier, som er fokusert på tendensen til at visse gener og andre genetiske faktorer blir arvet som en enhet (heller enn uavhengig). For multifaktorielle sykdommer (sykdommer som involverer flere gener), kan studier som involverer tvillinger brukes for å etablere bevis for en rolle for genetiske faktorer i en sykdom, mens assosiasjonsstudier kan brukes til å påvise følsomhetsgener. Familieundersøkelser av sykdomsrisiko hos førstegradsfamilier brukes også og inkluderer ofte sammenligninger av familiær risiko for risiko i befolkningen (dvs. utbredelse) og, hvis kontroller er tilgjengelige (f.eks. I case-control studier), til risikoen for pårørende til kontrollindivider.

Et viktig bidrag fra epidemiologi til utviklingen av genetisk epidemiologi har vært introduksjonen av tradisjonelle epidemiologiske metoder til blandingen av studieutforminger. Menneskelig kvantitativ genetikk brukte studier av tvillinger, søsken, halvsøsken og i noen tilfeller adoptees for å undersøke de genetiske og miljømessige kildene til variasjon i menneskelige egenskaper og sykdommer. Anvendelse av epidemiologiske metoder som case-control studier og kohortstudier har utvidet metodene ytterligere for å undersøke genetiske og miljømessige risikofaktorer samtidig. I noen av metodene som blir brukt, blir vektleggingen av en populasjonsbasert tilnærming viktig, enten det er innsamling av prevalensdata i overvåkningsprogrammer eller styrke evnen til å teste hvor representativ en spesifikk prøve er gjennom forståelse av egenskapene til de større befolkning.

Bidrag til folkehelsen

Genetisk epidemiologi har gitt viktige bidrag til medisin og folkehelse. Et eksempel er bruk av screening for nyfødt for å oppdage arvelige lidelser hos avkom. I USA banet en klinisk intervensjonsstudie utført på 1980-tallet på sigdcellesykdom veien for utvidelse av screeningprogrammer for nyfødte til å inkludere sykdommen i programmene til flere stater. Studien var en randomisert studie for å bestemme de profylaktiske (forebyggende) effektene av penicillinadministrasjon hos barn diagnostisert med sigdcellesykdom. En reduksjon i både forekomsten av pneumokokkinfeksjoner og dødeligheten hos de spedbarn som fikk penicillin sammenlignet med den ubehandlede gruppen, førte til konklusjonen at barn skulle screenes i den nyfødte perioden for sigdcellesykdom og få penicillin tidlig på det første leveåret. For å forhindre infeksjoner. På slutten av det 20. og begynnelsen av det 21. århundre avslørte forskning at familiære egenskaper er assosiert med visse psykiatriske lidelser og rusmiddelavhengighet hos voksne og barn. Denne erkjennelsen har hjulpet genetiske epidemiologer til å identifisere spesifikke miljøfaktorer som bidrar til lidelsene, og indikerer at å forhindre eksponering for slike faktorer kan redusere risikoen for å utvikle lidelsene.

Når humane genetikere og epidemiologer søker etter mer optimale strategier for å identifisere sykdomsgener og overvinne metodologiske begrensninger for å dissekere de genetiske komponentene til komplekse sykdommer, fortsetter deres arbeid å hjelpe oversettelsen av resultatene fra genomisk forskning til effektive folkehelsetiltak.

Distinksjoner fra beslektede felt

Det er en rekke aspekter som skiller genetisk epidemiologi fra andre genetiske områder. Den første er den populasjonsbaserte naturen til genetisk epidemiologi, som sammen med delte metodologiske tilnærminger er en av dens viktigste bånd med epidemiologi. For det andre vektlegger måter å konseptualisere feltet søk på kombinert og interaktiv effekt av genetiske og miljømessige faktorer. Til slutt inkluderer genetisk epidemiologi hensynet til det biologiske grunnlaget for sykdommene til å utvikle modeller for årsakssammenheng for sykdommer.

I tillegg er genetisk epidemiologi forskjellig fra feltet molekylær epidemiologi, som vokste ut av miljøepidemiologi. Begrunnelsen for fremveksten av molekylær epidemiologi var behovet for å identifisere biomarkører for miljøeksponeringer som en anvendelse av molekylærbiologi i epidemiologi.