Ученые Новосибирского государственного университета и Института цитологии и генетики СО РАН проводят уникальные междисциплинарные исследования наследственной глухоты в регионах Сибири. Оценив основные молекулярно-генетические причины возникновения этого заболевания, исследователи приступили к изучению социальных аспектов наследственных форм потери слуха в Республиках Тыва, Алтай и Саха (Якутия). На основе полученных данных ученые планируют с помощью компьютерного моделирования спрогнозировать распространенность наследственной глухоты в этих регионах в будущем.

По данным Всемирной организации здравоохранения, 360 миллионов человек в мире страдают от инвалидизирующей потери слуха. Один из 700-1000 детей рождается глухим, и более чем в половине случаев потеря слуха у ребенка происходит из-за генетических «поломок».

— Уникальной особенностью «генетической» глухоты является участие большого числа генов, мутации в которых могут вызвать потерю слуха. Но, тем не менее, «генетическая» глухота является моногенным заболеванием, а это означает, что в каждом конкретном случае происходят мутации в каком-то одном гене. Они специфически изменяют структуру или нарушают синтез белка, нужного для звуковосприятия, что приводит к необратимой потере слуха, — рассказывает автор исследования кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры цитологии и генетики факультета естественных наук НГУ, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики ИЦИГ СО РАН Ольга Посух.

Так, в большинстве европейских стран причиной врожденной тугоухости/глухоты у 50-60% больных являются мутации гена GJB2 (Сх26). В азиатских популяциях вклад таких мутаций несколько меньше — 10-20%. Это ген можно считать «главным геном глухоты» и он наиболее хорошо изучен. Но в развитии данного заболевания участвуют и много других генов (сейчас установлено около 90), о негативной роли которых наука знает пока недостаточно.

— Наследственная глухота относится к редким заболеваниям. Надо сказать, что сегодня известны около 5-6 тысяч различных других редких заболеваний, частота встречаемости которых варьирует от региона к региону. Большинство таких болезней связано с генетическими дефектами и для них пока не существует эффективного лечения. Активное изучение редких заболеваний осложняется малым количеством пациентов с такими болезнями, недостаточным для проведения полноценных исследований. В связи с этим, разработка методов их лечения и производство нужных лекарств не имеют коммерческого успеха. Поэтому редкие заболевания еще называют орфанными («сиротскими»), — продолжает Ольга Посух.

Хотя глухота и не связана с летальным исходом, человек теряет способ полноценной коммуникации с обществом. Эта проблема снижает качество жизни глухих людей, и в свое время она являлась важным фактором для их социальной изоляции. Вылечить сегодня «генетическую» глухоту нельзя, но вовремя поставленный молекулярно-генетический диагноз позволяет избежать потери времени и денег в поисках лечения патологии слуха (ведь слух можно потерять и в результате различных инфекционных болезней или травм) и своевременно начать социальную реабилитацию глухих детей с помощью слухопротезирования (включая кохлеарную имплантацию) и длительной педагогической коррекции. Такие реабилитационные мероприятия особенно успешны в раннем детском возрасте. Кроме того, точная информация о причине заболевания необходима для оценки степени риска его возникновения у родственников больного.

— Мы пытаемся выявить генетические факторы, приведшие к потере слуха у больных из Тувы и Республики Алтай, наши якутские коллеги работают над этой проблемой у себя в Якутии. В целом, мы уже выяснили роль гена GJB2 в развитии глухоты у коренного населения этих регионов. Так, например, теперь мы знаем, что наиболее частой причиной потери слуха у тувинцев является одна специфическая мутация в гене GJB2, а в нескольких алтайских семьях, с помощью экзомного секвенирования, нам удалось выявить и другие гены (в том числе и новый), ассоциированные с глухотой. Недавно вышла статья, которая подытоживает результаты последнего исследования, — говорит Ольга Посух.

Данные исследователей уже сейчас позволяют сделать вывод, что в таких относительно изолированных группах, как коренные народы Сибири, существенную роль в распространенности наследственной глухоты сыграл так называемый «эффект основателя»: при незначительных потоках генов «извне» и «наружу» (изоляция), современное население может сохранить специфическое генетическое разнообразие предковых групп, а частота определенных мутаций может существенно возрасти.

— «Эффект основателя», наряду с другими факторами (этнический состав населения, доля близкородственных браков) оказывает влияние на распространенность многих других редких генетических заболеваний. Но, все-таки, наследственная глухота отличается от других моногенных заболеваний, — объясняет Ольга Посух. — Дело в том, что в распространенности мутаций гена GJB2, вероятно, важную роль сыграли и определенные социальные факторы: долговременная традиция заключения ассортативных браков между глухими людьми в сочетании с ростом их социальной адаптации и биологической приспособленности. Стартом для этих событий был «прорыв» глубокой социальной изоляции глухих людей, произошедший 300 лет назад, когда в Европе (а позднее и в США) возникли школы для глухих с обучением жестовому языку как единому средству коммуникации.

Лингвистическая гомогамия привела к формированию так называемой Deaf Culture — особого сообщества глухих, в котором люди не считают отсутствие слуха какой-то патологией, а относятся к этому лишь как к некому культуральному признаку, характеристике, вроде цвета кожи или глаз. Это способствовало тому, что глухие люди стали чаще заключать браки с глухими же — возникла ассортативность брака по патологическому фенотипу, что считается уникальной ситуацией в мире практически для всех болезней. Зарубежные исследователи, сопоставляя современные и архивные данные, показали, что в США за 200-летний период такие социальные процессы, вероятно, могли привести к удвоению частоты глухоты, обусловленной мутациями гена GJB2.

Подобных ретроспективных работ по исследованию глухоты в России до настоящего момента не было: нет архивных данных, статистики, не велись записи в церковных книгах. Впрочем, в Европе и США такие исследования единичны, и их нет в других регионах мира.

Но новосибирские ученые, опираясь на современные данные, пытаются выяснить роль как генетических, так и социальных факторов в распространенности наследственной глухоты в ряду будущих поколений. Команда Ольги Посух получила грант РФФИ для оценки потенциальной роли социально-демографической структуры сообществ глухих людей в распространенности наследуемых форм потери слуха в регионах Сибири.

Важным источником информации являются первичные данные, которые были получены на молекулярно-генетическом этапе работ. Перед их началом у больного человека выяснялись этническая принадлежность, место рождения, количество братьев, сестер, состояние слуха у родственников и так далее, чтобы составить его родословную и понять, есть ли предпосылки для «генетической» глухоты, ведь заболевание может быть приобретенным вследствие менингита, отита или травм. Затем уже у больных с потенциально наследуемой глухотой проводились молекулярно-генетические исследования.

— Для «человеческого» генетика самый важный инструмент — родословная. Но собрать данные для построения родословной глухого человека — очень и очень трудно. Провести эту сложнейшую кропотливую работу нам помогали слышащие родственники больных, региональные отделения общества глухих, сурдопереводчики, — объяснила генетик.

Кроме того, исследователи провели и специализированное социологическое анкетирование. Анкета состояла из нескольких блоков вопросов, которые позволяли выяснить: как глухой человек сам оценивает свое состояние слуха, когда возникла глухота, есть ли родственники с потерей слуха, данные о супруге, детях, материальном положении, образовании. Ряд вопросов позволял также оценить психоэмоциональное состояние глухих людей и их взаимоотношения с обществом: как, по мнению опрошенного, к нему относится общество — с сочувствием, нейтрально, с опасением, с презрением? И как люди сами относятся к своей собственной глухоте: рассматривают ли как недостаток? Помешало ли отсутствие слуха получить образование, работу? У молодых людей выясняли их отношение к состоянию слуха будущего ребенка и выбору брачного партнера: хотят ли, чтобы они были глухими, или этот фактор не имеет значения?

— По результатам анкетирования мы сейчас имеем уникальные данные, которые нам помогут более глубоко изучить проблему распространения заболевания. Так, мы получили сведения, что, например, в Туве высокая ассортативность браков глухих людей — 64.5%, то есть глухие предпочитают создавать семьи преимущественно с глухими. Причем у городского населения этот показатель статистически значимо выше — 70.9%, чем в сельской местности — 57.7% (видимо, потому что в небольших по численности поселках меньше возможностей найти глухого брачного партнера). Выявлена тенденция к снижению среднего числа детей в ассортативных браках между глухими людьми по сравнению с браками, в которых только один из партнеров с потерей слуха. Глухие люди в исследуемых регионах чувствуют изоляцию от остального мира и рассматривают отсутствие слуха как серьезный недостаток. Кроме того, по данным опроса, более половины молодых людей, не состоящих в браке, предпочли бы иметь брачного партнера с нормальным слухом и слышащих детей, — рассказала исследователь.

В то время как в США аналогичные исследования показывают: высокий процент людей с нарушениями слуха не против или даже хотят глухих детей, так как не желают, чтобы их ребенок выходил из мира родителей — Deaf Culture, где различия между глухими и слышащими рассматриваются только в социокультурном аспекте, а не как отклонение от нормы.

68% респондентов из Тувы также считают, что отсутствие слуха негативно отразилось на возможностях выбора работы и низком материальном положении, однако, 32% опрошенных уверены, что отсутствие у них слуха не повлияло на выбор работы и «все зависит от личных качеств и усилий».

— Все это позволяет представить современную ситуацию с глухими людьми в нашем обществе, — говорит Ольга Посух.

Полученные данные (и молекулярно-генетические, и социально-демографические) ученые систематизируют и пытаются обобщить в виде компьютерной модели, разрабатываемой с помощью IT-специалистов отдела системной биологии ИЦиГ и кафедры информационной биологии ФЕН НГУ. Исследователи хотят сделать прогноз: как наблюдаемые тенденции, связанные с брачной структурой и репродукцией глухих людей, отразятся на распространенности «генетической» глухоты в ряду поколений.

— Мы используем метод агентного моделирования (agent based modeling) для построения модели распространенности глухоты. Наличие точных фактических данных позволяет построить детальные модели, когда фактически каждый индивидуум представлен в модели и имеет свою собственную «судьбу». Мы, зная статистические параметры, в частности, демографические (среднее количество детей, предпочтения в браке и т.д.) можем смоделировать стохастические процессы и посмотреть, как, меняя тот или иной параметр, это будет отражаться в поколениях на структуре популяции, — рассказал кандидат биологических наук, заведующий сектором компьютерного анализа и моделирования биологических систем ИЦИГ СО РАН, доцент кафедры информационной биологии ФЕН НГУ Сергей Лашин. — Мощность современных компьютеров позволяет рассчитывать прогнозы на много лет вперед. Сделав тысячу или 10 тысяч раундов моделирования, к примеру, на 500 лет вперед, мы можем определить, какие сценарии развития событий более вероятны, а какие — менее, и затем сделать предсказание в духе: «при сохранении неизменными таких-то параметров (например, уровеня ассортативности браков глухих людей, их репродуктивных показателей и т.д.) в будущем наиболее вероятен такой-то сценарий, и что может произойти при их изменении».

Ученый отмечает: особенно ценно в данной работе, что исследователи выходят за пределы чисто генетических параметров и получается комплексная социально-генетическая работа с использованием современных методов компьютерного моделирования.

— В научном мире есть не так много моделей, которые учитывают и социальные факторы, и генетику. В основном на животных, моделей на людях — единицы. В этом смысле наша работа многообещающая, — добавляет Сергей Лашин.

На основе всей собранной информации новосибирские ученые создали единую базу данных о примерно полутора тысячах больных с различными нарушениями слуха в Республике Тыва. Схожая база данных имеется и для Республики Алтай. Якутские коллеги работают над аналогичной информационной базой для Республики Саха (Якутия).

Впереди группу исследователей ждет еще большая молекулярно-генетическая и аналитическая работа, результаты которой будут использованы для моделирования распространенности наследуемой глухоты в этих регионах Сибири. В будущем ученые планируют провести подобное исследование в Новосибирске и сравнить полученные результаты с данными по мегаполису.

Исследование проводится в тесном сотрудничестве с Якутским научным центром комплексных медицинских проблем, Северо-Восточным федеральным университетом (город Якутск, Республика Саха), Перинатальным центром Республики Тыва (город Кызыл) и другими организациями.

Марина Москаленко