Genetische factoren: Zijn er verschillen tussen Nederland en andere landen?

Genetische variatie in Europa is omvangrijk

Mensen kunnen op basis van genetische variatie geografisch tot op ongeveer enkele tientallen kilometers nauwkeurig worden ingedeeld. Dit blijkt uit verschillende genoombrede analyses van Europeanen (Novembre et al., 2008; Lao et al., 2008; O'Dushlaine et al., 2010). Deze informatie is onder andere nuttig om bij moleculair epidemiologisch onderzoek te kunnen stratificeren naar genetische achtergrond. De bevindingen zijn opmerkelijk omdat de gemiddelde genetische variatie tussen Europeanen op basis van eerder (minder verfijnd) onderzoek als vrij gering werd bestempeld.

Genetische verschillen bepalen mede gezondheidsverschillen tussen etnisch verschillende bevolkingsgroepen

Van veel ziekten is bekend dat ze meer of minder voorkomen onder verschillende etnische groepen. Genetische variatie speelt hierbij mogelijk een rol. Voor zowel enkele monogene erfelijke aandoeningen als multifactoriële complexe aandoeningen bestaan goed gedocumenteerde voorbeelden:

De prevalentie van dragers van een gemuteerd cystic fibrose gen (taaislijmziekte, CFTR) verschilt wereldwijd aanzienlijk met als uitersten Europeanen (1 op 2500-3500) en Aziaten (1 op 100.000) (CFF, 2011).
De prevalentie van BRCA1 en daarmee erfelijke borstkanker is hoger voor Amerikanen van Latijns-Amerikaanse afkomst dan voor Amerikanen van andere afkomst (Afro-Amerikaans, Aziatisch en (blank) Europees) maar met uitzondering van Ashkenazi Joodse Amerikanen (John et al., 2007; Malone et al., 2006).
Op minimaal negen plaatsen in het genoom zijn er voor prostaatkanker relevante verschillen aangetoond tussen Afro-Amerikanen en Amerikanen van (blanke) Europese afkomst. Mede hierdoor is het risico op prostaatkanker voor Afro-Amerikanen twee maal zo hoog als voor Amerikanen van (blanke) Europese afkomst (Ishak & Giri, 2011; Jemal et al., 2011).
De prevalentie van de voor het risico op de ziekte van Crohn belangrijke genetische varianten in het NOD2-gen verschilt tussen Japanners (afwezig) en (blanke) Europeanen (Inoue et al., 2002).
Er bestaan wereldwijd verschillen in de prevalentie van het voor de ziekte van Alzheimer risicoverhogende APOE4-allel (Corbo & Scacchi, 1999; Mahley & Rall, 2000). Internationaal vergelijkend onderzoek (Ewbank, 2004) wijst bovendien een deel van de sterfteverschillen en verschillen in levensverwachting tussen Europese landen toe aan verschillen in het voorkomen van dit allel.
De prevalentie van astma verschilt aanzienlijk tussen verschillende etnische groepen, bijvoorbeeld 7,7% in Europese Amerikanen tegenover 12,5% in Afro-Amerikanen. Dit zou deels kunnen worden verklaard door een met astma geassocieerd locus/gen (PYHIN1) dat alleen voorkomt bij Afro-Amerikanen (Torgerson et al., 2011).

Zie ook:

Genetische factoren deels verantwoordelijk voor verschillen in ziekten tussen rassen en etniciteiten

De rol van genetische factoren bij verschillen in voorkomen van bovengenoemde ziekten is meestal nog maar deels opgehelderd en varieert per ziekte. Bovendien is het maar een deel van het verhaal. Ook sociaaleconomische en culturele factoren spelen een rol zoals, inkomen, opleiding en leefstijl. Vanwege dit complexe samenspel tussen al deze factoren zijn deskundigen het erover eens dat het niet mogelijk en daardoor niet zinvol is om ras en etniciteit op alleen genetische kenmerken te baseren (Collins, 2004). Bovendien heeft het een nadelige invloed op sociale en menselijke relaties. Ondanks deze fundamentele beperkingen zijn (genetische) groepskenmerken wel bruikbaar in het voorspellen van verschillen in ziekteprogressie en de reactie op medicijnen. Zie: Wat zijn de toepassingen?

Oorsprong genetische variaties bij de mens

De genetische verschillen tussen mensen van over de wereld, vinden hun oorsprong in de ontstaansgeschiedenis en verspreiding door de tijd van de menselijke soort. Hoe de mens zich over de wereld heeft verspreid is nog onderwerp van discussie maar de ‘Out of Africa’ hypothese is de meest aannemelijke theorie. Volgens deze hypothese leefde minstens 60.000 jaar geleden een voorloper van de huidige mens (Homo Sapiens) uitsluitend op de savanne in Centraal Afrika (zie ook dit onderwerp op AllesoverDNA). Toen de Homo Sapiens zich over de wereld verspreidde hebben onderlinge kruising, kruising met andere mensachtigen (Neanderthalers, Denisovians) en omgevingsinvloeden geleid tot een enorme genetische diversiteit (3-5 miljoen varianten tussen individuen) (McClellan & King, 2010).

Omgevingsfactoren belangrijk bij ontstaan genetische variatie tussen bevolkingsgroepen

De omgeving, waaronder klimaat, voeding en infectiedruk, heeft een belangrijke rol gespeeld in de evolutionaire selectie, waardoor genetische variatie tussen bevolkingsgroepen heeft kunnen ontstaan. Bekende voorbeelden van genetische variatie door selectie onder invloed van omgevingsfactoren zijn:

Het vaker voorkomen van sikkelcelanemie in gebieden waar malaria voorkomt. Dragers van één allel van een gemuteerd hemoglobine-gen zijn namelijk beter beschermd tegen de gevolgen van malaria-infecties dan Afrikanen met twee normale allelen (McClellan & King, 2010).
De relatief hoge prevalentie van dragers van een gemuteerd cystic fibrose-gen onder Europeanen wordt verklaard doordat deze heterozygoten beter ernstige darminfecties zoals bij buiktyfus konden overleven dankzij verminderde dehydratatie (Kellam & Weiss, 2006).
Lactose-intolerantie komt weinig voor in Europa (25%) en veel in Azië (100%). In westerse populaties is lactose-intolerantie (natuurlijke toestand) voor een groot deel verdwenen door de consumptie van melkproducten (McClellan & King, 2010).
In bevolkingsgroepen waar veel zetmeel wordt gegeten, hebben mensen gemiddeld meer kopieën van het amylase-gen dat nodig is om zetmeel te verteren. Uit onderzoek blijkt dat het aantal kopieën van het amylase-gen is mee geëvolueerd met de zetmeelconsumptie (Perry et al., 2007).

Zie ook: object_document_1 Wat zijn de mogelijke oorzaken van genetische variatie?

Genetische variaties van de mens wereldwijd ‘beperkt’ in kaart gebracht

Hoewel met genoomonderzoek is vastgesteld dat er aanzienlijke genetische verschillen tussen individuen zijn (3-5 miljoen basenparen), is het inzicht in de totale genetische variatie tussen bevolkingsgroepen en individuen nog altijd beperkt. Na de publicaties van de eerste ‘ruwe‘ versie van het humane genoom in 2000, was er behoefte aan een wereldwijde inventarisatie van genetische varianten en werd het zogeheten HapMap project gestart (zie Achtergrond bij de gegevensbronnen). Een meer compleet overzicht van genetische variaties is noodzakelijk om efficiënt bij te kunnen dragen aan preventie, diagnose en behandeling van zowel zeldzame, veelal ‘monogenetische’, aandoeningen als veelvoorkomende multifactoriële aandoeningen. Vooral aanvullende informatie over minder frequent voorkomende (zeldzame) genetische variaties met een matig risico is dringend gewenst omdat vooral voor multifactoriële aandoeningen een aanzienlijk deel van de veronderstelde genetische basis niet kan worden verklaard vanuit de veel (>5%) voorkomende genetische variaties met een laag risico (zie: Hoe zijn genetische factoren geassocieerd met ziekten en aandoeningen?). Omvangrijke onderzoeksprojecten zoals het Personal Genomes Project, het 1000 Genomes Project en het Human Variome Project moeten deze zeldzame variaties in populaties in kaart brengen. Zie: Achtergrond bij de gegevensbronnen

Naar boven

Bronnen en Literatuur

Literatuur

CFF, Cystic Fibrosis Foundation. Genetic Carrier Testing. 2011.
Collins FS.What we do and don't know about 'race', 'ethnicity', genetics and health at the dawn of the genome era. Nat Genet 2004; 36(11 Suppl): S13-5
Corbo RM, Scacchi R.Apolipoprotein E (APOE) allele distribution in the world. Is APOE*4 a 'thrifty' allele?. Ann Hum Genet 1999; 63(Pt 4): 301-10
Ewbank DC.The APOE gene and differences in life expectancy in Europe. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2004; 59(1): 16-20
Inoue N, Tamura K, Kinouchi Y, Fukuda Y, Takahashi S, Ogura Y, Inohara N, Nunez G, Kishi Y, Koike Y, Shimosegawa T, Shimoyama T, Hibi T.Lack of common NOD2 variants in Japanese patients with Crohn's disease. Gastroenterology 2002; 123(1): 86-91
Ishak MB, Giri VN.A systematic review of replication studies of prostate cancer susceptibility genetic variants in high-risk men originally identified from genome-wide association studies. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2011; 20(8): 1599-610
Jemal A, Bray F, Center MM, Ferlay J, Ward E, Forman D.Global cancer statistics. CA Cancer J Clin 2011; 61(2): 69-90
John EM, Miron A, Gong G, Phipps AI, Felberg A, Li FP, West DW, Whittemore AS.Prevalence of pathogenic BRCA1 mutation carriers in 5 US racial/ethnic groups. JAMA 2007; 298(24): 2869-76
Kellam P, Weiss RA.Infectogenomics: insights from the host genome into infectious diseases. Cell, 2006; 124(4): 695-7.
Lao O, Lu TT, Nothnagel M, Junge O, Freitag-Wolf S, Caliebe A, Balascakova M, Bertranpetit J, Bindoff LA, Comas D, Holmlund G, Kouvatsi A, Macek M, Mollet I, Parson W, Palo J, Ploski R, Sajantila A, Tagliabracci A, Gether U, Werge T, Rivadeneira F, HofmanCorrelation between genetic and geographic structure in Europe. Curr Biol 2008; 18(16): 1241-8
Mahley RW, Rall SC Jr.Apolipoprotein E: far more than a lipid transport protein. Annu Rev Genomics Hum Genet 2000; 1: 507-37
Malone KE, Daling JR, Doody DR, Hsu L, Bernstein L, Coates RJ, et al.Prevalence and predictors of BRCA1 and BRCA2 mutations in a population-based study of breast cancer in white and black American women ages 35 to 64 years. Cancer Research, 2006; 66(16): 8297–8308.
McClellan J, King MC. Genetic heterogeneity in human disease. Cell,2010; 141(2): 210-7.
Novembre J, Johnson T, Bryc K, Kutalik Z, Boyko AR, Auton A, Indap A, King KS, Bergmann S, Nelson MR, Stephens M, Bustamante CD.Genes mirror geography within Europe. Nature 2008; 456(7218): 98-101
O'Dushlaine C, McQuillan R, Weale ME, Crouch DJ, Johansson A, Aulchenko Y, Franklin CS, Polasek O, Fuchsberger C, Corvin A, Hicks AA, Vitart V, Hayward C, Wild SH, Meitinger T, van Duijn CM, Gyllensten U, Wright AF, Campbell H, Pramstaller PP, Rudan I, WiGenes predict village of origin in rural Europe. Eur J Hum Genet 2010; 18(11): 1269-70
Perry GH, Dominy NJ, Claw KG, Lee AS, Fiegler H, Redon R, Werner J, Villanea FA, Mountain JL, Misra R, Carter NP, Lee C, Stone AC.Diet and the evolution of human amylase gene copy number variation. Nat Genet 2007; 39(10): 1256-60
Torgerson DG, Ampleford EJ, Chiu GY, Gauderman WJ, Gignoux CR, Graves PE, Himes BE, Levin AM, Mathias RA, Hancock DB, Baurley JW, Eng C, Stern DA, Celedon JC, Rafaels N, Capurso D, Conti DV, Roth LA, Soto-Quiros M, Togias A, Li X, Myers RA, Romieu I, Van Meta-analysis of genome-wide association studies of asthma in ethnically diverse North American populations. Nat Genet 2011; 43(9): 887-92

Begrippen en afkortingen

Afkortingen

BRCA: BReast CAncer; Gen dat betrokken is bij het ontstaan van erfelijke borst- en eierstokkanker.
heterozygoot: heterozygoot; in de geslachtscellen erfelijke factoren van verschillende aard hebbend

Definities

Allel: Eén van de twee afzonderlijke kopieën van een gen op een chromosomenpaar.
Lactose-intolerantie: Ook wel melkintolerantie genoemd. Het enzym lactase is verantwoordelijk voor de afbraak en opname van lactose (melksuiker) in de darm. Bij het ontbreken van dit enzym kan de lactose die van nature in melk voorkomt niet afgebroken worden en kunnen er darmklachten ontstaan.
Sikkelcelanemie: Een erfelijke vorm van bloedarmoede waarbij de rode bloedlichaampjes een sikkelvorm hebben.

Kranen HJ van (RIVM). Genetische factoren: Zijn er verschillen tussen Nederland en andere landen? In: Volksgezondheid Toekomst Verkenning, Nationaal Kompas Volksgezondheid. Bilthoven: RIVM, <http://www.nationaalkompas.nl> Nationaal Kompas Volksgezondheid\Gezondheidsdeterminanten\Persoonsgebonden\Genetische factoren, 27 januari 2012.