Konkordanz (Genetik)

In der Genetik bezeichnet Konkordanz die Wahrscheinlichkeit , dass zwei Individuen ein bestimmtes Merkmal ( phänotypisches Merkmal ) gemeinsam aufweisen, vorausgesetzt, mindestens eines der beiden besitzt dieses Merkmal. Konkordanz wird mithilfe von Konkordanzraten gemessen , die die Wahrscheinlichkeit angeben , dass eine Person das Merkmal aufweist, wenn die andere es ebenfalls aufweist. Ein Paar von Individuen ist konkordant, wenn beide das Merkmal zeigen, und diskordant, wenn nur eine Person es zeigt. Wichtige klinische Beispiele sind die Wahrscheinlichkeit, dass Nachkommen eine bestimmte Krankheit haben, wenn die Mutter, der Vater oder beide Elternteile daran erkrankt sind.

Die Konkordanz zwischen Geschwistern ist ebenfalls von Interesse: Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein nachfolgendes Kind die gleiche Krankheit hat, wenn ein älteres Kind erkrankt ist? In der Forschung wird Konkordanz häufig im Zusammenhang mit Zwillingen diskutiert . Zwillinge sind konkordant, wenn beide ein bestimmtes Merkmal aufweisen oder beide nicht aufweisen. ^{[ 1 ]} Das ideale Beispiel für Konkordanz sind eineiige Zwillinge , da ihr Genom identisch ist. Diese Übereinstimmung erleichtert die Kausalitätsforschung durch Dekonfundierung genetischer, epigenetischer und Umwelteinflüsse ( Anlage versus Umwelt ). Im Gegensatz dazu liegt Diskordanz vor, wenn ein ähnliches Merkmal nicht von den Zwillingen geteilt wird. Studien an Zwillingen haben gezeigt, dass die genetischen Merkmale eineiiger Zwillinge vollständig konkordant sind, während bei zweieiigen Zwillingen die Hälfte der genetischen Merkmale konkordant und die andere Hälfte diskordant ist. Höhere Diskordanzraten als Konkordanzraten verdeutlichen den Einfluss der Umwelt auf die Merkmale der Zwillinge. ^{[ 2 ]}

Eine Zwillingsstudie vergleicht die Konkordanzrate eineiiger Zwillinge mit der zweieiiger Zwillinge. Dies kann Hinweise darauf geben, ob eine Krankheit oder ein bestimmtes Merkmal eine genetische Ursache hat. ^{[ 3 ]} Kontroverse Anwendungen von Zwillingsdaten untersuchten die Konkordanzraten für Homosexualität und Intelligenz . Andere Studien befassten sich mit den genetischen und Umweltfaktoren, die bei weiblichen Zwillingen zu einem erhöhten LDL-Cholesterinspiegel führen können. ^{[ 4 ]}

Da eineiige Zwillinge genetisch nahezu identisch sind, ist es sehr wahrscheinlich, dass ein genetisches Muster, das einer der Zwillinge trägt, auch beim anderen vorhanden ist. Wenn ein Merkmal, das bei einem Zwilling festgestellt wird, durch ein bestimmtes Gen verursacht wird, ist es mit hoher Wahrscheinlichkeit auch beim anderen Zwilling vorhanden. Daher gibt die Konkordanzrate eines bestimmten Merkmals Aufschluss darüber, ob und in welchem ​​Ausmaß dieses Merkmal genetisch bedingt ist.

Diese Annahme birgt mehrere Probleme:

1. Ein bestimmtes genetisches Muster weist möglicherweise keine 100% ige Penetranz auf , in welchem ​​Fall es bei genetisch identischen Individuen unterschiedliche phänotypische Konsequenzen haben kann;
2. Die Entwicklungs- und Umweltbedingungen können bei genetisch identischen Individuen unterschiedlich sein. Wenn Entwicklungs- und Umweltbedingungen zur Entwicklung der Krankheit oder eines anderen Merkmals beitragen, kann es Unterschiede im Krankheitsverlauf bei genetisch identischen Individuen geben;
3. Die Logik wird noch komplizierter, wenn das Merkmal polygen ist , d.h. durch Unterschiede in mehr als einem Gen verursacht wird.
4. Epigenetische Effekte können die Genexpression bei Zwillingen durch verschiedene Faktoren verändern. Die Ausprägung des epigenetischen Effekts ist typischerweise am schwächsten, wenn die Zwillinge jung sind, und nimmt mit zunehmendem Alter der eineiigen Zwillinge zu. ^{[ 5 ]}
5. Wenn eine Erkrankung bei einem Individuum in Abwesenheit eines oder mehrerer Umweltfaktoren selbst bei hohen Konkordanzraten nicht auftritt, ist die unmittelbare Ursache umweltbedingt, mit starkem genetischem Einfluss: Daher schließt „eine wesentliche Rolle genetischer Faktoren nicht aus, dass die Krankheitsentwicklung durch Eingriffe der Umwelt beeinflusst werden kann“. Es wird also angenommen, dass „genetische Faktoren zur Entwicklung dieser Krankheit beitragen“, aber nicht allein als ursächlich gelten können. ^{[ 6 ]}

In Genotypisierungsstudien , bei denen die DNA direkt auf Varianten untersucht wird (siehe SNP ), bezeichnet die Konkordanz den Prozentsatz der als identisch gemessenen SNPs . Proben desselben Individuums oder eineiiger Zwillinge weisen theoretisch eine Konkordanz von 100 % auf, aufgrund von Analysefehlern und somatischen Mutationen liegt sie jedoch üblicherweise zwischen 99 % und 99,95 %. Die Konkordanz kann daher zur Beurteilung der Genauigkeit einer Genotypisierungsplattform herangezogen werden .

Da ein Kind die Hälfte seiner DNA von jedem Elternteil erbt, beträgt die Übereinstimmung zwischen Eltern und Kindern, Geschwistern und zweieiigen Zwillingen (dizygoten Zwillingen) im Durchschnitt 50 %.

• Zwillingsregister der Michigan State University