medgenМедицинская генетикаMedical Genetics2073-7998Publishing House «Genius Media» LLC10.25557/2073-7998.2023.07.3-10medgen-2323Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHВлияние генетической структуры на значения груза и разнообразия наследственной офтальмопатологии в популяциях РФThe influence of the genetic structure on the values of the load and diversity of hereditary ophthalmopathology in the populations of the Russian FederationКадышевВ. В.KadyshevV. V.

Кадышев Виталий Викторович

115522, г. Москва, ул. Москворечье, д. 1

Vitaly V. Kadyshev

1, Moskvorechye st., Moscow, 115522

vvh.kad@gmail.comГинтерЕ. К.GinterE. K.

115522, г. Москва, ул. Москворечье, д. 1

1, Moskvorechye st., Moscow, 115522

КуцевС. И.KutsevS. I.

115522, г. Москва, ул. Москворечье, д. 1

1, Moskvorechye st., Moscow, 115522

ЗинченкоР. А.ZinchenkoR. A.

115522, г. Москва, ул. Москворечье, д. 1

105064, Москва, ул. Воронцово поле, д. 12, строение 1

1, Moskvorechye st., Moscow, 115522

2, bldg. 1, Vorontsovo pole st., Moscow, 105064

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»РоссияN.P. Bochkov Research Centre for Medical GeneticsRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»; Национальный исследовательский институт общественного здоровья им. Н.А. СемашкоРоссияN.P. Bochkov Research Centre for Medical Genetics; N.A. Semashko National Research Institute of Public HealthRussian Federation202316102023227310Copyright © Кадышев В.В., Гинтер Е.К., Куцев С.И., Зинченко Р.А., 20232023Кадышев В.В., Гинтер Е.К., Куцев С.И., Зинченко Р.А.Kadyshev V.V., Ginter E.K., Kutsev S.I., Zinchenko R.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.medgen-journal.ru/jour/article/view/2323Цель

Цель: изучение влияния генетической структуры на значения груза и разнообразия изолированной наследственной патологии органа зрения (НПОЗ) и входящей в состав наследственных синдромов и болезней в популяциях РФ.

Методы

Методы. Анализируемая выборка включает в себя представителей 12 этнических групп из 14 регионов европейской части РФ, численностью обследованного населения около 4 млн. человек: русских из 6 регионов РФ (Кировской, Костромской, Тверской, Брянской, Ростовской областей и Краснодарского края), пяти этнических групп из Волго-Уральского региона (татар из Татарстана, башкир из Башкортостана, марийцев из Марий Эл, чувашей из Чувашии, удмуртов из Удмуртии) и шести народов Северного Кавказа (осетин из Северной Осетии, адыгейцев из Адыгеи, абазин, черкесов, ногайцев, и карачаевцев из Карачаево-Черкессии). Для оценки роли дрейфа в генетической дифференциации популяций по грузу и разнообразию НПОЗ использованы данные о случайном инбридинге (Fst) и индексе миграции (ИМ), коэффициент накопления (КН) в тех же обследованных популяциях.

Результаты

Результаты. Наиболее четкая зависимость и более высокие коэффициенты корреляций получены при анализе взаимосвязи суммарных значений груза НПОЗ (изолированной наследственной офтальмопатологии и входящей в состав наследственных синдромов и болезней) и значений случайного инбридинга Fst в популяциях РФ. Для груза суммарной НПОЗ с аутосомнодоминантным (АД) типом наследования коэффициент корреляции составил 0,616±0,204, 0,687±0,194 – с аутосомно-рецессивным (АР) и 0,581±0,218 – с Х-сцепленным (Х-сц.). Анализ взаимосвязи ИМ и груза НПОЗ показал низкие коэффициенты корреляций для АР и Х-сц. заболеваний во всех рассматриваемых группах и значимые для группы с АД типом наследования во всех рассматриваемых группах: изолированной (-0,612±0,211), синдромальной (-0,497±0,232) и суммарной (-0,577±0,218). Проведенный анализ регрессионной зависимости между КН по популяциям и значениями Fst и ИМ показал высокие и значимые коэффициенты корреляции (r=0,842±0,163 и r= -0,672±0,262 соответственно).

Заключение

Заключение. В результате проведенного анализа показано, что  основными факторами динамики генофонда, в наибольшей мере определяющими дифференциацию российских популяций по грузу и разнообразию НПОЗ, а также обусловливающими локальное накопление отдельных наследственных заболеваний с поражением органа зрения в обследованных популяциях, являются дрейф генов, подразделенность популяций и миграционные характеристики.

Objective

Objective: to study the influence of the genetic structure on the values of the load and diversity of isolated hereditary diseases of the visual organ (HPOV) and included in the hereditary syndromes and diseases in the populations of the Russian Federation.

Methods

Methods: the analyzed sample is represented by 17 populations (12 ethnic groups from 14 regions of the European part of the Russian Federation), the number of the surveyed population is about 4 million. People: Russians from 6 regions of the Russian Federation (Kirov, Kostroma, Tver, Bryansk, Rostov regions and Krasnodar Krai), five ethnic groups from the Volga-Ural region (Tatars from Tatarstan, Bashkirs from Bashkortostan, Mari from Mari El, Chuvash from Chuvashia, Udmurts from Udmurtia) and six peoples of the North Caucasus (Ossetians from North Ossetia, Adygeans from Adygea, Abazines, Circassians, Nogais, and Karachays from Karachay-Cherkessia). Data on random inbreeding (Fst) and migration index (MI), accumulation coefficient (AC) in the same surveyed populations were used to assess the role of drift in the genetic differentiation of populations according to the load and diversity of HDOV.

Results

Results: The clearest dependence and higher correlation coefficients were obtained by analyzing the relationship between the total values of the load of the HPOV) (isolated hereditary ophthalmopathology and included in hereditary syndromes and diseases) from the values of random inbreeding FST in the populations of the Russian Federation: for the total HPOV with the AD type of inheritance, the correlation coefficient was 0.616±0.204, 0.687±0.194 for AR and 0.581±0.218 for X-linked. The analysis of the relationship between MI and the burden of the HPOVshowed low correlation coefficients for AR and X-linked diseases in all the groups under consideration, and significant for the group with AD type of inheritance in all the groups under consideration: isolated (-0.612±0.211), syndromic (-0.497±0.232) and total (-0.577±0.218). The analysis of the regression relationship between the AC for populations and the values of FST and MI showed high and significant correlation coefficients (r= 0.842±0.163 and r= – 0.672±0.262, respectively).

Conclusions

Conclusions. Asaresult of the analysis of the dependence of the burden and the diversity of the HPOV on the parameters of the genetic structure, it is shown that the main factors in the dynamics of the gene pool, which most determines the differentiation of Russian populations by burden and by the diversity of the HPOV, as well as causing the local accumulation of individual hereditary diseases with damage to the organ of vision in the examined populations, are gene drift, subdivision populations and migration characteristics.

офтальмогенетикаизолированная и синдромальная наследственная офтальмопатологиягруз наследственной офтальмопатологиинакопление наследственных заболеваний по регионамгенетический дрейфиндекс миграцийкоэффициент накоплениякоэффициент корреляцииophthalmogeneticsisolated and syndromic hereditary ophthalmopathologyburden of hereditary ophthalmopathologyaccumulation of hereditary diseases by regiongenetic driftmigration indexaccumulation coefficientcorrelation coefficientГосударственное задание Министерства науки и высшего образования для ФГБНУ МГНЦ.The study was supported by the state task of the Ministry of Science and Higher Education for Research Centre for Medical Genetics.ReferencesКадышев В.В., Гинтер Е.К., Куцев С.И., Кириллова М.О., Зинченко Р.А. Груз наследственных болезней органа зрения в различных популяциях и этнических группах европейской части Российской Федерации. Медицинская генетика 2023; 22(6): 12-23Kadyshev V.V., Ginter E.K., Kutsev S.I., Kirillova M.O., Zinchenko R.A. Gruz nasledstvennykh bolezney organa zreniya v razlichnykh populyatsiyakh i etnicheskikh gruppakh yevropeyskoy chasti Rossiyskoy Federatsii [the burden of hereditary diseases of the visual organ in various populations and ethnic groups of the European part of the Russian Federation]. Meditsinskaya genetika [Medical genetics]. 2023;22(7):12-23 (In Russ.)Кадышев В.В., Гинтер Е.К., Куцев С.И., Оганезова Ж.Г., Зинченко Р.А. Эпидемиология наследственных болезней органа зрения в популяциях Российской Федерации. Клиническая офтальмология 2022; 22(2): 69-79. https://doi.org/10.32364/2311-7729-2022-22-2-69-79Kadyshev V.V., Ginter E.K., Kutsev S.I., Oganezova Zh.G., Zinchenko R.A. Epidemiologiya nasledstvennykh bolezney organa zreniya v populyatsiyakh Rossiyskoy Federatsii [Epidemiology of hereditary diseases of the visual organ in the populations of the Russian Federation]. Klinicheskaya oftal’mologiya [Clinical ophthalmology]. 2022; 22(2): 69-79. (In Russ.) https://doi.org/10.32364/2311-7729-2022-22-2-69-79Гинтер Е.К., Зинченко Р.А. Наследственные болезни в российских популяциях. Информационный вестник ВОГиС 2006; 10(1): 106-125.Ginter E.K., Zinchenko R.A. Nasledstvennyye bolezni v rossiyskikh populyatsiyakh [Hereditary diseases in Russian populations]. Informatsionnyy vestnik VOGiS [VOGiS Information Bulletin]. 2006; 10(1): 106-125. (In Russ.)Зинченко Р.А., Куцев С.И., Александрова О.Ю., Гинтер Е.К. Основные методологические подходы к выявлению и диагностике моногенных наследственных заболеваний и проблемы в организации медицинской помощи и профилактических программ. Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины. 2019; 27(5): 865-7 https://doi.org/10.32687/0869-866X-2019-27-5-865-877Zinchenko R.A., Kutsev S.I., Aleksandrova O.Yu., Ginter E.K. Osnovnyye metodologicheskiye podkhody k vyyavleniyu i diagnostike monogennykh nasledstvennykh zabolevaniy i problemy v organizatsii meditsinskoy pomoshchi i profilakticheskikh program [the main methodological approaches to the identification and diagnosis of monogenic hereditary diseases and problems in the organization of medical care and preventive programs]. Problemy sotsial’noy gigiyeny, zdravookhraneniya i istorii meditsiny [Problems of social hygiene, health care and the history of medicine]. 2019; 27(5): 865-7 (In Russ.) https://doi.org/10.32687/0869-866X-2019-27-5-865-877]Методология генетико-эпидемиологического изучения наследственных болезней и врожденных пороков развития. Учебно-методическое пособие под редакцией Зинченко Р.А., Амелиной С.С., Куцева С.И., Гинтера Е.К. – Белгород: «ПОЛИТЕРРА», 2020:569 с.Metodologiya genetiko-epidemiologicheskogo izucheniya nasledstvennykh bolezney i vrozhdennykh porokov razvitiya. Uchebno-metodicheskoye posobiye pod redaktsiyey Zinchenko R.A., Amelinoy S.S., Kutseva S.I., Gintera Ye.K. [Methodology of genetic and epidemiological study of hereditary diseases and congenital malformations. Educational and methodical manual edited by Zinchenko R.A., Amelinoj S.S., Kutseva S.I., Gintera E.K.]. – Belgorod: «POLItERRA» [Belgorod: «POLItERRA»]. 2020:569p. (In Russ.)Гинтер Е.К. Медицинская генетика: Учебник. М.: Медицина. 2003. - 448 с.Ginter E.K. Meditsinskaya genetika: Uchebnik. [Medical Genetics: textbook]. M.: Meditsina [M.: Medicine]. 2003-448p. (In Russ.)Зинченко Р.А., Ельчинова Г.И., Гинтер Е.К. Ассоциация между уровнем индекса эндогамии российских популяций, случайным инбридингом и отягощенностью наследственными болезнями. Медицинская генетика. 2003; 2(9):432-436.Zinchenko R.A., Yelchinova G.I., Ginter E.K. Assotsiatsiya mezhdu urovnem indeksa endogamii rossiyskikh populyatsiy, sluchaynym inbridingom i otyagoshchennost’yu nasledstvennymi boleznyami Association between the level of the endogamy index of Russian populations, accidental inbreeding and the burden of hereditary diseases. Meditsinskaya genetika Medical genetics. 2003; 2(9):432-436. (in Rus.)]Гинтер Е.К., Зинченко Р.А., Ельчинова Г.И., Нурбаев С.Д., Балановская Е.В. Роль факторов популяционной динамики в распространенности наследственной патологии в российских популяциях. Медицинская генетика 2004; 3(12):548-555.Ginter E.K., Zinchenko R.A., Elchinova G.I., Nurbaev S.D., Balanovskaya E.V. Rol’ faktorov populyatsionnoy dinamiki v rasprostranennosti nasledstvennoy patologii v rossiyskikh populyatsiyakh [the role of population dynamics factors in the prevalence of hereditary pathology in Russian populations]. Meditsinskaya genetika [Medical genetics]. 2004; 3(12):548-555. (In Russ.)Зинченко Р.А., Ельчинова Г.И., Балановская Е.В., Нурбаев С.Д., Гинтер Е.К. Влияние генетической структуры популяций на размеры груза моногенных наследственных болезней, в российских популяциях. Вестник Российской академии медицинских наук. 2000; 5:5-10.Zinchenko R.A., Yelchinova G.I., Balanovskaya E.V., Nurbaev S.D., Ginter E.K. Vliyaniye geneticheskoy struktury populyatsiy na razmery gruza monogennykh nasledstvennykh bolezney, v rossiyskikh populyatsiyakh. [Influence of the genetic structure of populations on the size of the cargo of monogenic hereditary diseases in Russian populations]. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk [Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences]. 2000; 5:5-10. (In Russ.)Гинтер Е.К., Ельчинова Г.И., Петрин А.Н., Бессонова Л.А., Галкина В.А., Кадышев В.В., Гаврилина С.Г., Вафина З.И., Зинченко Р.А. Генетико-эпидемиологическое изучение моногенных наследственных болезней в Республике Татарстан: роль факторов популяционной динамики в дифференциации груза наследственной патологии в пяти районах. Генетика. 2012; 48(9): 1105-1112.Ginter E.K., Yelchinova G.I., Petrin A.N., Bessonova L.A., Galkina V.A., Kadyshev V.V., Gavrilina S.G., Vafina Z.I., Zinchenko R.A. Genetiko-epidemiologicheskoye izucheniye monogennykh nasledstvennykh bolezney v Respublike tatarstan: rol’ faktorov populyatsionnoy dinamiki v differentsiatsii gruza nasledstvennoy patologii v pyati rayonakh [Genetic and epidemiological study of monogenic hereditary diseases in the Republic of tatarstan: the role of population dynamics factors in the differentiation of the burden of hereditary pathology in five districts]. Genetika [Genetics]. 2012; 48(9): 1105-1112. (In Russ.)Baird P.A., Anderson N.W., Newcombe N.B., Lowry R.B. Genetic disorders in children and young adults: A population study. Am. J. Hum. Genet. 1988; 42:677-694.Baird P.A., Anderson N.W., Newcombe N.B., Lowry R.B. Genetic disorders in children and young adults: A population study. Am. J. Hum. Genet. 1988; 42:677-694.Finnish Disease Database. http://www.findis.org/ (Updated: April, 2023).Finnish Disease Database. http://www.findis.org/ (Updated: April, 2023).Zinchenko R.A., Makaov A.Kh., Marakhonov A.V. et al. Epidemiology of hereditary diseases in Karachay-Cherkess Republic. International Journal of Molecular Sciences. 2020; 21(1): 325 https://doi.org/10.3390/ijms21010325Zinchenko R.A., Makaov A.Kh., Marakhonov A.V. et al. Epidemiology of hereditary diseases in Karachay-Cherkess Republic. International Journal of Molecular Sciences. 2020; 21(1): 325 https://doi.org/10.3390/ijms21010325Zinchenko R.A., Ginter E.K., Marakhonov A.V. et al. Epidemiology of rare hereditary diseases in European part of Russia: point and cumulative prevalence. Frontiers in Genetics. 2021: 678957 https://doi.org/10.3389/fgene.2021.678957Zinchenko R.A., Ginter E.K., Marakhonov A.V. et al. Epidemiology of rare hereditary diseases in European part of Russia: point and cumulative prevalence. Frontiers in Genetics. 2021: 678957 https://doi.org/10.3389/fgene.2021.678957Ельчинова Г.И., Кадышев В.В., Гетоева З.К., Джаджиева М.Ю., Векшина А.Б., Лепешинская О.Л., Зинченко Р.А. Эндогамность населения Северной Осетии (конец ХХ века). Генетика. 2020; 56(7):855–860 https://doi.org/10.31857/S0016675820070048Elchinova G.I., Kadyshev V.V., Getoeva Z.K., Djadzhieva M.Yu., Vekshina A.B., Lepeshinskaya O.L., Zinchenko R.A. Endogamnost’ naseleniya Severnoy Osetii (konets XX veka) [Endogamy of the population of North Ossetia (the end of the twentieth century)]. Genetika [Genetics]. 2020; 56(7):855–860. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0016675820070048Ельчинова Г.И., Кадышев В.В., Гетоева З.К., Джаджиева М.Ю., Векшина А.Б., Ревазова Ю.А., Лепешинская О.Л., Зинченко Р.А. Картографический анализ случайного инбридинга и фамильной структуры в населении Северной Осетии. Генетика. 2020; 56(8):969–973. https://doi.org/10.31857/S0016675820080032Еlchinova G.I., Kadyshev V.V., Getoeva Z.K., Djadzhieva M.Yu., Vekshina A.B., Revazova Yu.A., Lepeshinskaya O.L., Zinchenko R.A. Kartograficheskiy analiz sluchaynogo inbridinga i famil’noy struktury v naselenii Severnoy Osetii [Cartographic analysis of random inbreeding and family structure in the population of North Ossetia]. Genetika [Genetics]. 2020; 56(8):969–973. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0016675820080032Зинченко Р.А., Ельчинова Г.И., Руденская Г.Е. и др. Комплексное популяционно- и медико-генетическое изучение двух районов Тверской области. Генетика. 2004; 40(5):667-676. https://doi.org/10.1023/B:RUGE.0000029157.14539.10Zinchenko R.A., El’chinova G.I., Rudenskaya G.E. et al. Kompleksnoye populyatsionno- i mediko-geneticheskoye izucheniye dvukh rayonov tverskoy oblasti [Comprehensive population- and medical-genetic study of two districts of the tver region]. Genetika [Genetics]. 2004; 40(5):667-676. (In Russ.) https://doi.org/10.1023/B:RUGE.0000029157.14539.10Зинченко Р.А., Ельчинова Г.И., Гинтер Е.К. Факторы, определяющие распространение наследственных болезней в российских популяциях. Медицинская генетика. 2009; 8,12(90): 7-23Zinchenko R.A., El’chinova G.I. Ginter E.K. Faktory, opredelyayushchiye rasprostraneniye nasledstvennykh bolezney v rossiyskikh populyatsiyakh [Factors determining the spread of hereditary diseases in Russian populations]. Meditsinskaya genetika [Medical genetics]. 2009; 8,12(90): 7-23. (In Russ.)Гинтер Е.К. Влияние генетической структуры на груз наследственных болезней в русских популяциях. Вестник РАМН. 1994; (9): 75-69Ginter E.K. Vliyaniye geneticheskoy struktury na gruz nasledstvennykh bolezney v russkikh populyatsiyakh [the influence of genetic structure on the burden of hereditary diseases in Russian populations]. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk [Bulletin of the Russian Academy of Sciences]. 1994; (9): 75-69. (In Russ.)Гинтер Е.К., Мамедова Р.А., Ельчинова Г.И., Брусинцева О.В. Генетическая структура популяций и особенности территориального распределения аутосомно-рецессивных заболеваний в Кировской области. Генетика. 1994; 30(1): 107-111Ginter E.K., Mamedova R.A., Elchinova G.I., Brusentseva O.V. Geneticheskaya struktura opulyatsiy i osobennosti territorial’nogo raspredeleniya autosomno-retsessivnykh zabolevaniy v Kirovskoy oblasti [Genetic structure of populations and features of territorial distribution of autosomal recessive diseases in the Kirov region]. Genetika [Genetics]. 1994; 30(1): 107-111. (In Russ.)Ельчинова Г.И., Шакманов М.М., Ревазова Ю.А., Зинченко Р.А. Популяционно-генетическая характеристика абазин Карачаево-Черкесии (по брачным миграциям и частотам распределения фамилий). Генетика. 2015; 51(10):1184-1190. https://doi.org/10.7868/S0016675815100057Elchinova G.I., Shamanov M.M., Revazova Yu.A., Zinchenko R.A. Populyatsionno-geneticheskaya kharakteristika abazin Karachayevo-Cherkesii (po brachnym migratsiyam i chastotam raspredeleniya familiy) [Population-genetic characteristics of the Abaza of Karachay-Cherkessia (by marital migrations and frequencies of distribution of surnames)]. Genetika [Genetics]. 2015; 51(10):1184-1190. (In Russ.) https://doi.org/10.7868/S0016675815100057Ельчинова Г.И., Макаов А.Х.-М., Ревазова Ю.А., Гаврилина С.Г., Русакова А.В., Зинченко Р.А., Гинтер Е.К. Брачно-миграционная характеристика черкесов (конец ХХ века). Генетика. 2016; 52(3): 385-388. https://doi.org/10.7868/S0016675816030061Elchinova G.I., Makarov A.H.-M., Revazova Yu.A., Gavrilina S.G., Rusakova A.V., Zinchenko R.A., Ginter E.K. Brachno-migratsionnaya kharakteristika cherkesov (konets XX veka) [Marital and migration characteristics of Circassians (the end of the twentieth century)]. Genetika [Genetics]. 2016; 52(3): 385-388. (In Russ.) https://doi.org/10.7868/S0016675816030061Ельчинова Г.И., Ревазова Ю.А., Макаов А.Х.-М., Зинченко Р.А. Популяционно-генетическая характеристика ногайцев Карачаево-Черкесии (по данным о распределении фамилий и брачных миграциях). Вестник Московского Университета. Серия XXIII. Антропология. 2016; (1):109-115.Elchinova G.I., Revazova Yu.A., Makarov A.Kh.-M., Zinchenko R.A. Populyatsionno-geneticheskaya kharakteristika nogaytsev Karachayevo-Cherkesii (po dannym o raspredelenii familiy i brachnykh migratsiyakh) [Population-genetic characteristics of Nogais of Karachay-Cherkessia (according to data on the distribution of surnames and marital migrations)]. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seriya XXIII. Antropologiya [Bulletin of the Moscow University. Series XXIII. Anthropology]. 2016; (1):109-115. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.