遗传度

2024-02-06

    遗传度 :

具体针对特定表型P,可以描述为遗传和环境共同的作用:表型(P)=基因型(G)+环境(E),表型的方差也可以表示为,在控制遗传与环境的协方差为0时,广义的遗传度就定义为:。广义的遗传度中遗传的贡献包括:加性、显性、基因-基因相互作用等各种类型的遗传影响,其中最主要的影响是加性方差,此时狭义的遗传度就定义为。

遗传度是数量遗传学中重要的概念,尤其在选择育种和行为遗传学中应用广泛。遗传度衡量的是一种相对的贡献,存在于特定的环境和人群中,是可能随着环境和人群发生变化的,当遗传因素对表型的变化贡献多或者非遗传因素贡献少时,遗传度就会提高。

遗传度的估计与计算有两个主要的流派,一个是芝加哥大学W.休厄尔发展的基于相关系数和回归的方法;另一个是R.A.费希尔在育种研究中发展的基于方差的分析方法。其中,Falconer方法是一种使用较为普遍的基于相关系数和回归的方法,该方法的基本假设为某研究目标疾病为多基因遗传病,其个体发病概率取决于该个体对该疾病的易患性,当某个个体患该疾病的易患性高于某个阈值时,该个体就会出现该疾病的临床表现。但这个易患性在个体中是难以测量的,只能通过他们婚后的子女发生该病的情况进行大概估计。然而在群体中,可以通过该群体现患率即易患性超过阈值的部分来估计该群体易患性平均值的高低。一般人群对该疾病的易患率为正态分布,而患者亲属中的易患性亦为正态分布,而且患者亲属中现患率高于一般人群的现患率。因此,在患者亲属这个特殊人群中的易患性平均值比一般人群易患性平均值更接近阈值。假设样本中患者数为A,总样本量为N,频率q=A/NX为阈值距离总体均数的正态方差,a为患者的均值与群体均值的方差,b为亲属与先证者之间的回归系数,则b=(Xg-Xra)/agh2=b/R,其中小标gra分别表示一般人群和患者亲属,R为血缘系数,表示血缘的远近程度,对于同卵双生子R=1,异卵双生子和父母等一级亲属R=1/2,对二级亲属R=1/4,对于三级亲属R=1/8

双生子是最常用的计算遗传度的模型。精神类疾病是一种常见的多基因疾病,遗传因素在疾病的发生发展过程中都起到很重要的作用。常见的几种精神类疾病中,抑郁症、创伤后应激障碍等受环境因素影响更大,遗传度大约在30%~40%,而精神分裂症、双相情感障碍、注意缺陷多动障碍、孤独症等遗传度都比较高,在70%以上,甚至高达85%。研究这些疾病的遗传机制对理解疾病的发病机制、有效的早期识别、精准的药物靶标筛选,以及治疗都具有重要的意义。此外,使用全基因组关联研究(GWAS)数据也可以估计遗传度。由于使用的方法、数据等差异,基于双生子和基于GWAS(独立不相关人群)数据的遗传度估计会有差异。例如,对于创伤后应激障碍,双生子研究估计的遗传度为40%,而GWAS研究估计的遗传度为29%(后者仅针对欧美白种女性)。