Методологические  основы близнецового метода были разработаны в 1924 г. Сименсом, который показал необходимость исследования близнецов обоих типов и возможность надежной диагностики типа зиготности на основании анализа большого числа критериев. Кроме того, Сименс сформулировал принципы составления близнецовой выборки, создав предпосылки для изучения генетики нормальной изменчивости.

   Таким образом, близнецовый метод включает следующие этапы:

   1) составление выборки, 

   2) определение типа зиготности,

   3) собственно оценка результатов  сопоставления пар. 

   При составлении выборки необходимо соблюдать ряд условий:

   1) обязательно обследовать обоих  членов близнецовой пары (из выборки  исключаются пары в случае  невозможности обследования одного из близнецов);

   2) иметь статистически достаточное  количество пар близнецов, причем  соотношение пар близнецов NDZ/NMZ должно совпадать с таковым для изучаемой популяции, так как и процент многоплодия, и указанное соотношение варьируют у разных рас и народов. Рассчитать количество ди- (NDZ) и монозиготных (NMZ) пар достаточно легко:

   а) NDZ = 2 х (количество разнополых пар), так как рождение однополых и разнополых дизиготных близнецов равновероятно, отсюда NMZ = NDZ + Mz - NDZ;

   б) или по формуле Вайнберга

   3) учитывать соответствие возраста  и пола близнецов в сравниваемых  выборках. Для установления типа  зиготности можно использовать  следующие методы:

   метод оценки количества плодных оболочек (плаценты и хориона) и метод полисимптомного сходства, предложенный Сименсом и Фершуером в 1924 г. и основанный на сравнении партнеров по внешним морфологическим признакам. Но самым надежным диагностическим тестом является метод оценки частоты встречаемости моногенных полиморфных признаков, впервые примененный Смитом и Пенроузом при анализе зиготности близнецов по группам крови. Для установления типа зиготности этим методом можно использовать анализ эритроцитарных и лейкоцитарных антигенов, белков сыворотки крови, ПДРФ-маркеров, восприятие вкуса фtнилтиокарбамида, а также содержание различных веществ в слюне, моче, поте. Сущность этого метода заключается в вычислении по теореме Байеса вероятности дизиготности и монозиготности пары близнецов одного пола при наличии у них одинаковых маркеров. Вероятность наличия у дизиготных близнецов одинаковых показателей в n-системах, равна произведению вероятностей по каждому тесту (Pd = Pdl x Pd2 x Pdn), а то, что они монозиготны - Рт = (1 — Pd). Результаты расчетов вероятностей встречаемости признаков показали, что сходство дизиготных близнецов по пяти локусам от двух гетерозиготных родителей ожидается лишь в 1,4%.

   Оценка  результатов сопоставления пар включает расчет конкордантности пар, а также доли наследственной обусловленности признака.

   Конкордантность (С) — показатель идентичности близнецов пары по определенному признаку; соответствует доле сходных (конкордантных) по изучаемому признаку пар среди обследованных пар близнецов для каждой группы):

   где n - число пар близнецов соответствующей группы, у которых признак отмечен у обоих партнеров, N - общее число обследованных близнецовых пар этой же группы.

   Дискордантность (D) по признаку, как правило, рассчитывается для дизиготных близнецов, как доля дискордантных (т.е. признак выявлен только у одного из двух партнеров) по изучаемому признаку пар среди всех обследованных дизиготиых пар близнецов или по формуле:

   DDZ=100%-CDZ.

   Аналогично  можно рассчитать и дискордантность  для монозиготных близнецов.

   Существуют  таблицы конкордантности близнецов  по различным признакам и заболеваниям, составленные эмпирически. Чем больше наследственная компонента, тем больше различаются по конкордантности моно- и дизиготные близнецы. Для определения доли наследственной обусловленности признака рассчитывается коэффициент наследуемости (Н) по формуле Хольцингера:

   Если  Н > 0,7 (70%), то решающая роль в проявлении признака принадлежит наследственным факторам, если показатель Н находится  в интервале 0,3—0,7 (30—70%), то на проявление признака оказывают влияние как  наследственные, так и внешнесредовые факторы с тем или иным преимуществом. Основная роль факторов внешней среды в проявлении признака предполагается, если Н < 0,3 (30%).

   Близнецовые исследования, (определение коэффициента наследуемости и конкордантности  пар) сыграли значительную роль при изучении генетики поведения, многих инфекционных и, так называемых, мультифакториальных заболеваний.

   Довольно  часто в генетике человека используется не классический близнецовый метод, а его модификации, например, для  изучения возможностей улучшения определенных характеристик интеллекта путем психологической тренировки — метод контроля по партнеру, для исследования сахарного диабета - метод близнецовых семей. Наследование психологических особенностей личности и интеллекта удобно анализировать на разлученных близнецах, которые были разделены в младенческом или раннем возрасте и воспитывались раздельно, не имея влияния общей среды и специфического взаимодействия между собой.

   Однако  не всегда возможно получить достоверные  данные при изучении признаков близнецовым методов, это связано с систематическими различиями между близнецами и не близнецами по ряду признаков (по массе, частоте врожденных аномалий, индексу IQ) и психологическими и социальными особенностями развития близнецов в постнатальный период. Эти факторы и являются ограничениями использования данного метода.

Клинико-генеалогический  метод. 

   В основе генеалогического метода, предложенного в конце XIX века Ф.Гальтоном, лежит составление родословных, на основании выявления всех членов анализируемой семьи, установления степени их родства, и прослеживания того или иного признака в ряду поколений.

   Применительно к целям медицинской генетики этот метод часто называют клинико-генеалогическим, так как наибольший интерес исследователей в этой области вызывает изучение сегрегации патологического симптома или болезни. Клинико-генеалогический метод наиболее универсальный и поэтому используется для решения широкого круга задач медицинской генетики. Несмотря на появление новых лабораторных методов, анализ родословных не потерял своей актуальности и успешно применяется для установления наследственного характера признаков и заболеваний. Правильно составленная родословная с выявлением всех членов семьи, установлением между ними родственных связей и оценкой состояния их здоровья позволяет с достаточно высокой вероятностью установить тип наследования и определить пенетрантность и экспрессивность мутантного гена.

   Тщательный  анализ клинических проявлений заболевания  у больных из одной и той  же семьи может быть использован при расшифровке механизмов взаимодействия генов. Например, если в семье отмечаются различия в тяжести и особенностях клинических проявлений заболевания с аутосомно-доминантными типом наследования у родителя и потомков, то можно предположить наличие модифицирующего влияния рецессивного аллеля здорового родителя на патологический аллель с доминантным эффектом. Продемонстрируем это на примере родословной, представленной на рисунке.

   В данной ядерной семье отец и двое его сыновей страдают заболеванием с аутосомно-доминантным типом наследования, возникновение которого обусловлено мутацией в аллеле гена А, обладающего доминантным эффектом в гетерозиготном состоянии. Второй, рецессивный, аллель, обнаруженный у больного отца, обозначим a 1. Если для данного гена существует система множественных аллелей, то здоровая мать больных сибсов может иметь различное сочетание рецессивных аллелей (в представленной родословной показано, что она имеет аллели а1 и а2). При выявлении различий в клинической картине заболевания у пораженного отца, имеющего генотип Аа1 и его детей с генотипом Аа2 можно предположить наличие модифицирующего влияния аллеля а2 на доминантный аллель А.

   Клинико-генеалогический  метод демонстрирует генетическую гетерогенность многих заболеваний, например, таких как альбинизм, тугоухость, наследственная моторно-сенсорная нейропатия и других.

   В последние годы возросла роль клинико-генеалогического метода при проведении анализа сцепления локуса заболевания с полиморфными маркерами ДНК. Именно тщательно собранные родословные и идентификация генетического статуса всех ее членов могут быть основой для локализации генов и их последующей идентификации.

   Применение  клинико-генеалогического метода может  быть полезным и при изучении интенсивности  мутационного процесса.

   Медико-генетическое консультирование немыслимо без  клинико-генеалогического метода, поскольку  именно он позволяет выявить в  родословной лиц, являющихся гетерозиготными  носителями мутантного гена, и определить прогноз потомства в семье, где  имеется или предполагается рождение ребенка с наследственной патологией.

   Клинико-генеалогический  метод включает три основных этапа: клиническое обследование, составление  родословной и генеалогический  анализ.

   При составлении родословных  принято использовать унифицированные символы, представленные на рисунке. Составление родословной начинается с пробанда (от англ. probe - зондирование), т.е. с лица, первым попавшего в поле зрения исследователя. Чаще всего им оказывается больной или носитель признака, сегрегацию которого необходимо проследить при анализе родословной. Однако им может быть и любой родственник больного, обратившийся за медико-генетической консультацией. Всех детей одной супружеской пары называют сибсами (от англ. аббревиатуры SIBS: Sisters - BrotherS). Если общим у братьев и сестер является только один из родителей, их называют полусибсами. В родословной сибсы располагаются в порядке рождения горизонтально слева направо, начиная со старшего.

   При составлении родословной желательно получить сведения о максимальном количестве родственников 3-4 поколений. Чаще всего родословная бывает представлена последовательными, соединенными между собой горизонтальными рядами, однако, в том случае, если членов родословной оказывается очень много, эти ряды могут быть представлены в виде концентрических окружностей. Все члены одного поколения располагаются строго в одном ряду. Ряды поколений обозначают римскими цифрами. Представители одного поколения нумеруются арабскими цифрами, последовательно — слева направо. Таким образом, каждый член родословной имеет свой шифр двоичной системы, например- 1-1,II-1, II-2 и т.д.

   Необходимо  указывать возраст всех членов родословной, так как некоторые заболевания  проявляются в различные периоды  жизни, и отмечать лично обследованных знаком «!». Супруги родственников пробанда, если они здоровы, могут не изображаться. При рассмотрении нескольких признаков прибегают к буквенным или штриховым изображениям внутри символов.

   Далее, внизу под родословной записывается легенда (данные о состоянии здоровья родственников, причинах и возрасте смерти и др.) и указывается дата составления этого документа.

   Использование клинико-генеалогического метода предполагает плательное клиническое обследование всех членов родословной с целью  выявлена у них стертых или  атипичных признаков заболевания. Иногда это оказывается возможным только с помощью дополнительных параклинических методов исследования (например, рентгенологических, биохимических, электрофизилогических, морфологических и других). При невозможности обследования всех членов родословной сбор информации о наличии в семье пробанда заболеваний или признаков, указывающих на таковое, можно проводить разными методами. Например, путем опроса или анкетирования. К сожалению, в настоящее время составление родословных представляет собой сложную задачу, вследствие того, что люди зачастую имеют скудные, отрывочные или неточные сведения о своих родственниках и состоянии их здоровья. Все это затрудняет постановку диагноза.

   Сбор  анамнестических  данных проводится по определенной схеме.

   1. Сведения о пробанде — анамнез  заболевания, включающий начальные  признаки и возраст их манифестации, последующее течение болезни;  если это ребенок - сведения  о раннем психомоторном и последующем  умственном и физическом развитии.

   2. Данные о сибсах (братьях и  сестрах) и родителях пробанда  — возраст, здоровы или больны, проведение аналогии с заболеванием  пробанда в случае болезни. 

   3. Сведения о родственниках со  стороны матери (родители, их дети, внуки).

   4. Сведения о родственниках со стороны отца (родители, их дети, внуки).

   Полученные  данные записываются в этой последовательности в медико-генетическую карту. Чем  больше родственников пробанда будет  непосредственно опрошено или обследовано, тем выше шансы на получение более достоверных и полезных сведений, так как наследственные заболевания в семье часто скрываются или неправильно диагностируются. Необходимо внимательно анализировать сообщения об инфекциях и травмах, характер течения которых может указывать на сопутствующее наследственное заболевание или предрасположенность к нему. Важно учитывать генетическую гетерогенность и варьирующую экспрессивность наследственных заболеваний.