Хроническим болезням уменьшают генетическую долю

Влияние генов на наше здоровье в некоторых случаях переоценено за счёт экологии.

Есть заболевания, которые жёстко связаны с генетическими дефектами. Например, серповидноклеточная анемия случается из-за мутации в гене, кодирующем один из полипептидов гемоглобина. Эритроциты с мутантным белком хуже переносят кислород, легче разрушаются, но зато такие больные относительно устойчивы к малярии. Другая болезнь – фенилкетонурия, когда мутация отключает (частично или полностью) фермент, превращающий аминокислоту фенилаланин в аминокислоту тирозин. Для фенилаланина включаются обходные метаболические пути, однако побочные продукты этих обходных реакций очень плохо сказываются на мозге. Наконец, есть синдром Дауна, развивающийся из-за лишней двадцать первой хромосомы. Других вариантов в таких случаях нет: есть мутация – есть болезнь.

Однако чаще, когда мы слышим о болезнетворных мутациях и «плохих генах», речь идёт о намного более распространённых хронических заболеваниях вроде диабета, ожирения, гипертонии, злокачественных опухолей и т. д. И в их случае крайне редко говорят об однозначной причинности, обычно мутация или вариант гена повышают вероятность заболевания на тот или иной процент. Остальные проценты относят на счёт окружающей среды, индивидуальных привычек, социоэкономического статуса – потому что от статуса зависит, где ты живёшь, что ешь и как лечишься; назовём все эти факторы экологическими. Как можно понять, далеко не всегда получается чётко отделить генетические факторы от экологических, и раньше с подобными оценками было сложнее, чем сейчас. Прежде исследователям не всегда хватало данных и адекватных инструментов для анализа этих данных, чтобы должным образом судить о генетических и экологических причинах тех или иных заболеваний. Потому прежние оценки здесь, скорее всего, часто грешат неточностью, и лучше бы их пересмотреть.

Сотрудники Университета штата Пенсильвания создали модель, которая позволяет уточнить «генетичность» хронических заболеваний. Для модели исследователи проанализировали данные более чем 50 млн человек, найдя в них более 257 тыс. семей (имеются в виду нуклеарные семьи, то есть родители и дети), на примере которых было удобно заново сравнить генетические и экологические факторы в состоянии здоровья. Медицинские данные об этих семьях совместили с экологическими, климатическими и социодемографическими сведениями. В экологической части особое внимание обращали на загрязнённость воздуха частицами в 2,5 микрона и диоксидом азота NO₂, который относится к сильнодействующим ядовитым веществам, раздражает слизистые, портит лёгкие, становится причиной кислотных дождей и пр. (Можно добавить, что по сравнению с другими оксидами азота NO₂ в меньшей степени образуется в атмосфере и в большей степени происходит от различных технологических реакций.)

Очевидно, что если семья с какой-нибудь общей болезнью живёт в городе или районе с плохим воздухом, то причина болезни у детей не обязательно будет в генах – скорее всего, они заболели потому, что дышали тем же воздухом, что и родители. Сравнивая такие семьи с более благополучными, можно оценить, как эту конкретную болезнь делят между собой гены и экология. В статье в Nature Communications исследователи пишут, что для некоторых болезней генетические проценты пришлось понизить. Например, если «генетичность» диабета второго типа раньше составляла в среднем 37,7%, то по новым расчётам она получается 28,4%. А у ожирения генетическая доля снизилась с 53,1% до 46,3%. Что касается частиц в 2,5 микрона и диоксида азота, то раньше их рассматривали как один загрязнитель – оба составляющих, как представлялось, действуют в эпидемиологическом смысле одинаково. Теперь же их отделяют друг от друга: по новым данным получается, что NO₂ связан с повышенным холестерином в крови, синдромом раздражённого кишечника, и обоими видами диабета – на всё это 2,5-микронные частицы влияют слабо. А вот на что они влияют сильно, так это на лёгкие и сон.

Насчёт загрязняющих частиц и лёгких можно вспомнить исследование, о котором мы рассказывали два года назад – в нём говорилось, что из-за 2,5-микронных частиц слабые раковые мутации в лёгочных клетках становятся сильными. То есть гены могут нести в себе дефекты, которые потенциально способны превратить клетку в раковую, однако возможность проявить себя у таких мутаций возникает как раз с появлением загрязняющих микрочастиц. Этот пример показывает, как в некоторых случаях часть генетических процентов болезни на самом деле принадлежит окружающей среде.

Ещё можно вспомнить, что попытки предсказать болезни по большому количеству генетических вариантов вообще дают невыразительные результаты. Очевидно, мы ещё недостаточно знаем и о функционировании наших генов, о том, как они взаимодействуют друг с другом и с внешними условиями, чтобы твёрдо оценивать их роль в тех или иных патологиях. Однако нам тут определённо должны помочь накопившиеся большие – очень большие – данные: генетические, экологические, социологические и семейно-медицинские.