A GENETIKA ÉS A GENETIKAI EPIDEMIOLÓGIA ALAPFOGALMAI, ORVOSI CIKKEK OLVASÁSA ÉS ÍRÁSA

1. A GENETIKA ÉS A GENETIKAI EPIDEMIOLÓGIA ALAPFOGALMAI,ORVOSI CIKKEK OLVASÁSA ÉS ÍRÁSA Dr Füst György

2. VIZSGA1. Számítógépes feladat, az eredmények beírása a vizsgalapba, eredmény értelmezése2. Feladatlap néhány eldöntendő kérdéssel, ill. egyszerűbb számítással3. Szóbeli vizsga, 1 előadás=1 tétel 2010 június 23, csütörtök, 16.30 2010 július 7 csütörtök 16.30 NET, számítógépes terem

3. GÉNEK, STB • Genom • Kromoszóma • Gén • Allél (génvariáns), homozigóta, heterozigóta • Haplotípus • Kiterjesztett haplotípus • Mendel szabályok, domináns, recesszív öröklődés

4. Az allél-gyakoriság kiszámítása • Az egészséges izlandi populációban vizsgáltuk a Hsp-70-2 A>G génpolimorfizmus két alléljének gyakoriságát. AA homozigóta: 50 (54.9%), AG heterozygota: 28 (30.8%), GG homozygota: 13 (14.3%). Mennyi a G allél gyakorisága a vizsgált 91 emberben?. A 91 embernek összesen 182 hsp70-2 allélja van. Ezekből 13x2 + 28 = 26+28 = 54 a G allél. Gyakorisága: 54/182= 0.297 (0.30). Az A allél gyakorisága = 1- 0,297 = 0.703 (0,70).

5. A Hardy-Weinberg egyensúly • Egy ideális populációbanminden egyed azonos valószínűséggel párosodhat bármely más egyeddel (pánmixis). Mivel az egyedek párválasztásának modellünkben nincs hatása a következő nemzedék allélgyakoriságára, az allélgyakoriság kizárólag a gamétákban lévő allélek gyakoriságától függ. (A szemléletesség kedvéért elképzelhetünk egy óriási tavat, amelyben nagyon sok hal él. A nőstények és hímek párzáskor a vízbe eresztik ivarsejtjeiket, amelyek eredetüktől függetlenül, véletlenszerűen egyesülnek.)

6. A Hardy-Weinberg egyensúly (folyt.) • Vizsgáljuk egyetlen lokusz két alléljának (A és a) gyakoriságát két egymást követő generációban. Az első generációban legyen A allél relatív gyakorisága p(A),a allélé pedig q(a). A két relatív gyakoriság összege 1, tehát p = 1 - q. Egy gaméta vagy az egyik, vagy a másik allélt hordozza, így az A allélt hordozó gaméták gyakorisága p, az a allélt hordozó gaméták gyakorisága q. Milyen arányban lesz jelen A és a allél a következő generáció gamétáiban? • AA genotípusú zigóta akkor jön létre, ha két A allélt hordozó gaméta találkozik. Két A allélt hordozó gaméta találkozásának valószínűsége p x p= p2 . Ugyanígy, aa genotípusú zigóták q2 valószínűséggel keletkeznek. Aa genotípusú egyedek kétféleképpen jöhetnek létre: egyrészt úgy, hogy A allélt hordozó hímivarsejt találkozik a allélt hordozó petesejttel, aminek valószínűsége p x q, illetve úgy, hogy a allélt hordozó hímivarsejt találkozik A allélt hordozó petesejttel, aminek valószínűsége q x p. A két valószínűség összege 2pq.

7. A Hardy-Weinberg egyensúly (folyt.) • Az egyes genotípusok létrejöttének valószínűsége és így arányuk a populációban a következőképpen várható: • p2AA + 2pqAa + q2aa = 1. (1) • azaz • (p + q)2 = 1

8. A Hardy-Weinberg egyensúly (folyt.) • Ideális populációban az utódnemzedékben az allélek gyakorisága azonos a szülői nemzedék allélgyakoriságával. Az allélgyakoriságok állandóságának tételét egymástól függetlenül két kutató bizonyította, nevük után az összefüggést Hardy-Weinberg aránynak, vagy Hardy-Weinberg egyensúlynak nevezik.

9. Megfelelnek-e az izlandi populációban talált allélgyakoriságok a Hardy-Weinberg egyensúlynak? • Az A ill G allél gyakorisága (p, ill q): 0,70, ill. 0,30. Ha a H-W egyensúly fennáll, akkor az AA homozigoták p2, azaz 0,702=0.49 arányban kellene lenniük 0.49x91=44,59, azaz 45 ember kell, hogy AA homozigota legyen. A kapott érték: 50. A heterozígoták várt száma: 2pq, azaz 2x0,7x0,3=0.42x91= 38,22=38. A kapott gyakoriság: 28. A GG homozigótákra vonatkozó várt és kapott gyakoriság: 8 ill. 13. Fennáll-e H-W egyensúly? Számítás khi-négyzet próbával

10. Várt Kapott AA 45, 50, AG 38, 28, GG 8, 13, WEB:http://ihg.gsf.de/cgi-bin/hw/hwa1.pl Chi-square Chi-square, df 2.969, 2 P value 0,2266 P value summary ns One- or two-sided NA Statistically significant? (alpha<0.05) No

11. A kapcsoltsági egyensúly (linkage disequilibrium, LD) • Két (vagy több) lokusz együttes vizsgálatakor az első kérdés az, hogy az egyik lokuszon vett genotípus korrelál-e a másikon vett genotípussal: pl. az A1A1 egyedek között gyakoribb-e a B1B1 genotípus, mint mondjuk az A2A2 egyedek között, vagy az A1 allélt hordozó gaméták gyakrabban hordoznak B1 allélt, mint az A2 gaméták. Ha nincs ilyen korreláció a lokuszok között, akkor azt mondjuk, hogy a lokuszok kapcsoltsági egyensúlyban vannak. Ilyenkor egy gaméta pA valószínűséggel hordoz A1 allélt, és ettől függetlenül pB valószínűséggel rendelkezik B1 alléllel: az A1B1 gaméták gyakorisága tehát pApB. Ha a lokuszok nincsenek kapcsoltsági egyensúlyban, akkor az A1 gaméták gyakrabban (vagy ritkábban) hordoznak B1 allélt, az A1B1 gaméták gyakorisága eltér a pApB szorzattól. A kapcsoltsági egyensúlytól való eltérés mértéke az ún. linkage disequilibrium (D), melyet úgy számítunk ki, hogy az A1B1 gaméták tényleges gyakoriságából levonjuk a pApB szorzatot.

12. LD (folyt.) • Véletlenszerűen párosodó populációkban a linkage disequilibrium a rekombináció révén fokozatosan csökken. Ha pl. egy A1B2 kromoszóma rekombináción megy át, akkor az A1 allél mellé pB valószínűséggel kerül B1 allél a homológ kromoszómáról, így az A1B1 kromoszómák gyakorisága közelít pApB-hez. Ha a két lokusz szorosan kapcsolt, akkor ritkán történik közöttük rekombináció és a linkage disequilibrium sokáig fennmarad. Még különböző kromoszómákon található lokuszok esetén is csak 50% a rekombináns gaméták gyakorisága, ezért független lokuszoknál D minden generációban feleződik.

13. LD (folyt.) • Kapcsoltsági egyensúlytól való eltérést okozhatja szelekció (ha bizonyos allélkombinációk kedvezőek a szelekció során), genetikai sodródás vagy nem véletlenszerű párosodás. Az is lehetséges azonban, hogy a linkage disequilibriumhoz vezető ok már megszűnt, csak nem volt még elég idő a kapcsoltsági egyensúly beállásához. Tartósan megmaradó linkage disequilibrium a rekombináció akadályozottságára utalhat: pl. kromoszóma-inverziók akadályozzák meg, hogy a rekombináció szétzilálja a koadaptált génkomplexeket ("szupergének"). A kromoszómán fizikailag közel levő lokuszok között gyorsan beálló kapcsoltsági egyensúly arra vall, hogy a két lokusz között nagy rekombinációs gyakoriságot mutató "forró pont" található.

14. LD a Hsp70-2 -1267G és a TNF2 allélok között (MHC, extended haplotypes) az izlandi populációban • hsp70-2 AA AG GG • TNF2 nincs 45 20 9 • TNF2 van5 8 4

15. LD számítás: khi-négyzet próba vagy speciális (pl. Arlequin) szoftverek

16. Chi-square, df 5.534, 2 P value 0,0629 P value summary ns One- or two-sided NA Statistically significant? (alpha<0.05) No

17. Gyakorló feladat: fennáll-e LD ugyanezen két allél között a magyar populációban? • hsp70-2 AA AG GG • TNF2 nincs 40 34 10 • TNF2 van 8 25 10 • A khi-négyzet próba P értéke: • LD fennáll: igen - nem

18. Gyakorló feladat: fennáll-e LD ugyanezen két allél között a magyar populációban? • hsp70-2 AA AG GG • TNF2 nincs 40 34 10 • TNF2 van 8 25 10 • A khi-négyzet próba P értéke: p=0.0051 • LD fennáll: igen - nem

19. Kiterjesztett (extended) haplotípus

21. III. RÉSZ. HOGYAN OLVASSUNK ÉS ÍRJUNK ORVOSI CIKKEKET? Az olvasás egyik célja egy adott témáról való általános tájékozódás. Erre a legcélszerűbb az összefoglaló tanulmányokat elolvasni, mert az élet rövid és mert, ezeket a tanulmányokat olyanok írják akik nagyon értenek a témához és ezért már az összefoglalt dolgozatokat is kritikusan olvassák. Azoknak a témák esetében, amely az olvasót közelebbről érintik (egy az orvos által elôször diagnosztizált betegség, új gyógyszer, szűkebb kutatási téma) az olvasó feladata a cikkek kritikai értékelése (ennek hiszek, ennek nem). Ilyenkor arra is törekszünk, hogy a legújabb cikkeket is megismerjük.

22. A kritikai szemlélet a cikk minden részére ki kell terjedjen. A cikkírásnál elkövetett leggyakoribb hibák a következők (minél rangosabb egy folyóirat, annál ritkábbak benne a hibák, de azért benne maradhatnak (pl. egy 9-es impakt faktorú folyóiratban azt közölték, hogy egy bizonyos immunológiai marker magas értékei esetében a halálozás valószínűsége nagyobb, mint az alacsony értékek esetében, csak azt “felejtették el” megírni, hogy a vizsgált egyének miben haltak meg)

23. A cikk fő részei: • 1.Strukturált összefoglaló • 2.Bevezetés • 3.Anyagok és módszerek (vizsgált egyének) • 4.Eredmények (alcímekkel!) • 5.Megbeszélés, célja? • 6.Köszönetnyilvánítás • 7.Irodalomjegyzék • 8.Táblázatok • 9.Ábramagyarázat 10. Ábrák • HOGYAN KEZDJÜNK CIKKET ÍRNI???

24. A három legfontosabb kritikai kérdés: • 1.Jól volt-e a vizsgálat megtervezve, értékelve és végrehajtva? • 2.Ha igen, a kapott eredmények fontosak-e tudományos szempontból, adatak-e új információt • 3.Ha a különbségek statisztikailag szignifikánsak, szignifikánsak-e tudományos szempontból is. Ha nem, elég beteget (kontrollt) vontak-e be a vizsgálatba?

25. A típusú hiba • A cikkben (általában a bevezetés utolsó mondatai tartalmazzák ezt) a szerzők nem írják meg, hogy miért végezték el a vizsgálatot. E mögött gyakran az áll, hogy a szerzők nem is tudták elôre, hogy miért hajtották ezt végre. A kiindulópont ekkor: végezzük el a vizsgálatot, gyűjtsünk minél több adatot (ha lehet olyat, amelyet mások még nem néztek) és nézzük meg, hogy van-e ezek között összefüggés. (HALÁSZ-KIRÁNDULÁS). Van, amikor utólag, a véletlenszerűen kapott adatok ismeretében utólag kreálnak célkitűzéseket a vizsgálatnak.

26. Megjegyzés • Ha a halászkirándulás végén a halakat megfelelôen szortírozzák és becsületesen bevallják, hogy ilyen kirándulásra indultak, akkor az ilyen típusú vizsgálat is hozhat új eredményt, születhet belôle új hipotézis. A baj csak az, ha ezeket a véletlenszerűen kijött összefüggéseket sem a szerzôk, sem mások nem igyekeznek reprodukálni. Ha neves szerzôk közölnek ilyen eredményeket, akkor sokszor ellenôrzés nélkül ezek az eredmények még tankönyvi adatokká is válhatnak.

27. B típusú hiba: mintakiválasztás. Torzítások I • Prevalencia vagy incidencia torzulás: egy adott faktor hatását vizsgálják egy betegségre, a hatást azonban nem a diagnózis felállítása után azonnal, hanem késôbb vizsgálják. Közben azonban a legsúlyosabb esetek meghaltak. Lehetséges, hogy a halálozásban éppen ez a faktor játszott szerepet. Nagy korai letalitású betegségek esetében néhány nap késés is számíthat.

28. 10 évig tartó prospektív vizsgálat, 10 éves követés után értékelve

29. Ugyanaz a vizsgálat végén történő mintakiválasztásssal

30. Torzítások II • A kórházi felvételből adódó torzulás. Ha kórházban kezelt betegek esetében egy rizikófaktor hatását vizsgáljuk, de azokat a betegeket, akiknél a rizikófaktor fennáll, gyakrabban veszik fel kórházba, mint azokat, akiknél ez nem áll fenn.

31. Torzítások III • A csoportba sorolásból adódó torzulás. Pl. paradox megfigyelés: a veszélyes munkahelyeken dolgozók egészségi állapota jobb, mint a veszélytelen munkahelyeken dolgozóké. Miért? Az veszélyes munkahelyre csak az egészséges embereket veszik fel, a többi esetében ezt nem veszik figyelembe

32. Torzítások IV • Az eljárásra való kiválasztás torzulása. Ez akkor állhat fenn, ha az adott kezelésre a betegek egy csoportját (pl. súlyosabb betegeket) nagyobb gyakorisággal választják ki, mint a kontrollcsoportba. Ez elsősorban akkor fordul elő, ha nem történik randomizálás

33. ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK (checklist) Strukturált összefoglaló • ·a vizsgálat célja fontos-e és érdemes-e tanulmányozni? • ·A vizsgálat célja különbség vagy összefüggés meghatározása-e, pontosan tudható-e ez a cikkből? • ·Mi a vizsgálat kimenetelének a fő mérési kritériuma (outcome)? Ez folyamatos vagy kategórikus változó-e? • ·A vizsgált betegek olyanok-e, akik az olvasó praxisában is előfordulnak? • Ha a különbségek statisztikailag szignifikánsak, jelentősek-e klinikailag?

34. ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK (checklist) Bevezetés • ·Ha nincs strukturált összefoglaló, a fenti információk itt kell szerepeljenek +Eddig milyen vizsgálatok történtek a vizsgált témával kapcsolatban és ezeknek mi volt az eredménye? Várható-e, hogy a cikk új információkat ad-e?

35. ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK (checklist) Módszerek • ·A vizsgálat tervezése megfelel-e a célnak? • ·A vizsgálati periódus elég hosszú-e és nem túl hosszú-e? • ·Világosan le vannak-e írva a vizsgálatba beválogatás és a kizárás kritériumai? Ettől függ, hogy a konklúziók általánosíthatók-e • ·A mérési módszerek ismertek-e, megfelelő referenciák szerepelnek-e, ha új a módszer, jól, reprodukálhatóan van-e leírva? • ·A használt statisztikai módszerek le vannak-e írva és megfelelőek-e • ·Le van-e írva, hogy hány beteg volt szükséges a kívánt hatás-mérték (effect size) eléréséhez?

36. ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK (checklist)Eredmények I • ·A leírt megfigyelések a feltett kérdésekre adott válaszoknak tekinthetők-e? • ·Az eredmények prezentálása (átlag, S.D. S.E.M., medián, stb) fel van-e tüntetve és a táblázatból tudjuk-e hogy mi micsoda • ·Nincs-e túl sok p érték (minden 20. összehasonlításnál véletlenszerűen is p<0.05)

37. ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK (checklist)Eredmények II • Az összehasonlítandó csoportok alapértékei azonosak-e? Ha nem, akkor ezt a szerzők figyelembe vették-e (egyáltalán leírják-e?) és ha igen, hogyan tudták a confounding variables hatását kiküszöbölni? • ·Az ábrák és táblázatok egymagukban is érthetőek-e? • Ha a cikk egy diagnosztikai eljárásról szól, akkor ennek specificitása és érzékenysége le van-e írva. Ha a szerzők megadják az eljárás prediktív értékét, beszámították-e ebbe a vizsgált betegség prevalenciáját?

38. ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK (checklist)1 Megbeszélés • ·A feltett kérdések és leírt megfigyelések megfelelően diszkutálva vannak-e? • ·A levont következtetések a kapott eredményeken alapulnak-e? A következtetések nem túl általánosak-e? • ·A fontos idevonatkozó irodalom meg van-e említve és a saját eredményeit szerzők ezekkel összevetették-e? • ·A vizsgálat limitációit, esetleges hibáit, torzításait megtárgyalják-e a szerzők?

39. VIZSGA1. Számítógépes feladat, az eredmények beírása a vizsgalapba, eredmény értelmezése2. Feladatlap néhány eldöntendő kérdéssel, ill. egyszerűbb számítással3. Szóbeli vizsga, 1 előadás=1 tétel 2010 június 23, csütörtök, 16.30 2010 július 7 csütörtök 16.30 NET, számítógépes terem