Epidemiologi genetik

Epidemiologi genetik, studi tentang bagaimana gen dan faktor lingkungan memengaruhi sifat manusia dan kesehatan serta penyakit manusia. Epidemiologi genetika awalnya dikembangkan dari genetika populasi, khususnya genetika kuantitatif manusia, dengan kontribusi konseptual dan metodologis dari epidemiologi.

Salah satu pendukung awal epidemiologi genetika, ahli genetika Amerika, Newton Morton, mendefinisikan bidang tersebut sebagai bidang yang membahas etiologi, distribusi, dan pengendalian penyakit dalam kelompok-kelompok individu terkait dan penyebab penyakit yang diturunkan dalam populasi. Definisi itu kemudian diperluas untuk mencakup peran lingkungan, karena kesadaran bahwa faktor genetik sering berinteraksi dengan faktor lingkungan untuk mempengaruhi penyakit pada populasi manusia. Pada tahun 2003, ilmuwan Muin J. Khoury, Julian Little, dan Wylie Burke menciptakan istilah epidemiologi genom manusia untuk mencakup sistem studi yang menggunakan metode epidemiologi untuk memahami pengaruh variasi genomik dalam kesehatan dan penyakit, sehingga melampaui pengaruh gen individu, yang tetap menjadi fokus utama epidemiologi genetik.

Epidemiologi genetik modern mencakup semua penyakit, apakah itu umum dan kompleks atau dianggap lebih sederhana, seperti apa yang disebut kelainan monogenik (gen tunggal). Banyak kemajuan dalam epidemiologi penyakit genetik telah melibatkan kelainan bawaan yang kelihatannya sederhana (misalnya, cystic fibrosis, penyakit sel sabit). Namun, kemajuan itu juga mengindikasikan bahwa bahkan gangguan monogenik bisa sangat kompleks, karena faktor epigenetik dan interaksi gen penyakit dengan faktor lingkungan. Selain fokus luas pada penyakit genetik, epidemiologi genetik mencakup berbagai aspek epidemiologi, termasuk studi prevalensi, epidemiologi klinis, hubungan genotip-fenotip, dan perkembangan dan hasil penyakit.

Perkembangan sejarah

Secara historis, bidang epidemiologi genetik memiliki akar di bidang kedokteran mengenai penyebab dan faktor keturunan penyakit. Sebelum tahun 1950-an, sebelum bidang ini ditetapkan secara resmi, para ilmuwan yang mungkin akan dicap sebagai ahli epidemiologi genetika awal mencoba mengurai hubungan antara alam (genetika) dan pengasuhan (lingkungan) pada penyakit manusia. Kegiatan-kegiatan itu berbeda dengan kegiatan para praktisi awal genetika medis dan konseling genetik. Yang pertama cenderung berorientasi pada aspek klinis dan deskriptif penyakit dengan potensi keterlibatan genetik, sedangkan yang kedua melakukan konseling genetik berdasarkan apa yang diketahui kemudian tentang pola pewarisan beberapa penyakit. Sebaliknya, para praktisi awal epidemiologi genetik sering kali mencari hubungan antara penyakit, seperti antara tukak lambung dan sifat genetik dari golongan darah. Selain itu, pada awal 1960-an, ketika epidemiologi genetik mulai terbentuk, warisan eugenika masih tampak jelas dalam nama jurnal medis dan organisasi.

Sejarah awal dari upaya untuk memecahkan masalah hereditas versus lingkungan — yaitu, alam versus pengasuhan — dalam menyebabkan penyakit manusia menjadi subyek pergeseran penekanan pada pentingnya satu sama lain. Kekhawatiran ilmiah dan sosial bertanggung jawab untuk mengarahkan ayunan dalam perspektif dari waktu ke waktu, di mana komunitas ilmiah dan masyarakat memandang baik alam atau pengasuhan sebagai penentu yang lebih penting dalam menyebabkan penyakit. Di era modern, kontroversi tentang alam versus pengasuhan telah berangsur-angsur digantikan oleh pandangan yang mencakup peran alam dan pengasuhan dalam penyakit manusia. Memang, kedua faktor genetik dan lingkungan telah ditemukan mempengaruhi kerentanan penyakit.

Sejak bagian akhir abad ke-20, pentingnya faktor penentu genetik penyakit manusia telah semakin diakui. Sementara itu, ahli genetika manusia telah menggambarkan peran berbagai paparan lingkungan pada penyakit manusia. Juga ada peningkatan penerimaan terhadap gagasan tersebut, yang ditegaskan pada tahun 2003 oleh Khoury, Little, dan Burke, bahwa sebagian besar penyakit manusia, jika tidak semua, adalah hasil dari interaksi antara kerentanan genetik yang mendasarinya dan paparan terhadap berbagai komponen lingkungan, termasuk faktor kimia, makanan, infeksi, fisik, dan perilaku. Yang terakhir akan mencakup pengaruh faktor budaya dalam perilaku manusia dan interaksinya dengan faktor lingkungan lainnya.

Pendekatan dalam epidemiologi genetik

Berbagai pendekatan digunakan dalam epidemiologi genetik, termasuk pendekatan berbasis populasi, studi kasus-kontrol, dan studi prevalensi. Pendekatan berbasis populasi, misalnya, dapat digunakan untuk mengumpulkan data tentang fitur klinis dan hasil pada pasien dengan penyakit dan gangguan tertentu. Mengetahui karakteristik distribusi sosial ekonomi dan variabel demografi lainnya dari populasi penelitian dapat memberikan wawasan tambahan tentang penyakit.

Pendekatan lain yang digunakan termasuk studi keterkaitan, yang difokuskan pada kecenderungan gen tertentu dan faktor genetik lainnya untuk diwarisi sebagai satu unit (ketimbang secara independen). Untuk penyakit multifaktorial (penyakit yang melibatkan banyak gen), studi yang melibatkan anak kembar dapat digunakan untuk menetapkan bukti peran faktor genetik dalam suatu penyakit, sementara studi asosiasi dapat digunakan untuk mendeteksi gen kerentanan. Studi keluarga tentang risiko penyakit pada kerabat tingkat pertama juga digunakan dan sering termasuk perbandingan risiko keluarga dengan risiko dalam populasi (yaitu, prevalensi) dan, jika kontrol tersedia (misalnya, dalam studi kasus-kontrol), dengan risiko kerabat individu kontrol.

Kontribusi penting epidemiologi untuk pengembangan epidemiologi genetik adalah pengenalan metode epidemiologi tradisional ke dalam campuran desain penelitian. Genetika kuantitatif manusia menggunakan studi tentang kembar, saudara kandung, setengah saudara kandung, dan dalam beberapa kasus diadopsi untuk menyelidiki sumber genetik dan lingkungan dari variasi dalam sifat manusia dan penyakit. Penerapan metode epidemiologis seperti studi kasus kontrol dan studi kohort telah memperluas metode tersebut untuk memeriksa faktor risiko genetik dan lingkungan secara bersamaan. Dalam salah satu metode yang digunakan, penekanan pada pendekatan berbasis populasi menjadi penting, apakah itu pengumpulan data prevalensi dalam program surveilans atau meningkatkan kemampuan untuk menguji seberapa representatif sampel tertentu melalui pemahaman karakteristik yang lebih besar. populasi.

Kontribusi terhadap kesehatan masyarakat

Epidemiologi genetik telah memberikan kontribusi penting bagi kedokteran dan kesehatan masyarakat. Salah satu contoh adalah penggunaan skrining bayi baru lahir untuk mendeteksi kelainan bawaan pada keturunan. Di Amerika Serikat, sebuah studi intervensi klinis yang dilakukan selama 1980-an pada penyakit sel sabit membuka jalan bagi perluasan program skrining bayi baru lahir untuk memasukkan penyakit dalam program lebih banyak negara. Penelitian ini adalah uji coba secara acak untuk menentukan efek profilaksis (pencegahan) pemberian penisilin pada anak-anak yang didiagnosis dengan penyakit sel sabit. Pengurangan dalam kejadian infeksi pneumokokus dan kematian pada bayi-bayi yang menerima penisilin dibandingkan dengan kelompok yang tidak diobati mengarah pada kesimpulan bahwa anak-anak harus diskrining pada periode baru lahir untuk penyakit sel sabit dan menerima penisilin di awal tahun pertama kehidupan. untuk mencegah infeksi. Pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21, penelitian mengungkapkan bahwa sifat keluarga terkait dengan gangguan kejiwaan dan ketergantungan zat tertentu pada orang dewasa dan anak-anak. Kesadaran itu telah membantu ahli epidemiologi genetika untuk mengidentifikasi faktor lingkungan spesifik yang berkontribusi terhadap gangguan, menunjukkan bahwa mencegah paparan faktor-faktor tersebut dapat mengurangi risiko pengembangan gangguan.

Ketika ahli genetika manusia dan ahli epidemiologi mencari strategi yang lebih optimal untuk mengidentifikasi gen penyakit dan mengatasi keterbatasan metodologis dalam membedah komponen genetik penyakit kompleks, pekerjaan mereka terus membantu terjemahan hasil penelitian genom ke dalam langkah-langkah kesehatan masyarakat yang efektif.

Perbedaan dari bidang terkait

Ada sejumlah aspek yang membedakan epidemiologi genetik dari area genetika lainnya. Yang pertama adalah sifat epidemiologi genetik berdasarkan populasi, yang, bersama-sama dengan pendekatan metodologis bersama, adalah salah satu hubungan kunci dengan epidemiologi. Kedua, cara mengkonseptualisasikan bidang ini menekankan pada pencarian efek gabungan dan interaktif dari faktor genetik dan lingkungan. Akhirnya, epidemiologi genetik mencakup pertimbangan dasar biologis penyakit dalam mengembangkan model penyebab penyakit.

Selain itu, epidemiologi genetik berbeda dari bidang epidemiologi molekuler, yang tumbuh dari epidemiologi lingkungan. Alasan munculnya epidemiologi molekuler adalah kebutuhan untuk mengidentifikasi biomarker paparan lingkungan sebagai aplikasi biologi molekuler dalam epidemiologi.