पेनेट्रेंस (Penetrance)
आनुवंशिकी (genetics) में पेनेट्रेंस (Penetrance) किसी जीन (जीनोटाइप) के एक विशेष प्रकार (या एलील) को धारण करने वाले उन व्यक्तियों का अनुपात है जो एक संबंधित लक्षण (फेनोटाइप) को भी व्यक्त करते हैं। चिकित्सा आनुवंशिकी (medical genetics) में, किसी रोग पैदा करने वाले उत्परिवर्तन (mutation) का पेनेट्रेंस उन व्यक्तियों का अनुपात है जिनमें उत्परिवर्तन के साथ नैदानिक लक्षण (symptoms) दिखाई देते हैं, उन सभी व्यक्तियों में से जिनमें ऐसा उत्परिवर्तन मौजूद है।[1] उदाहरण के लिए: यदि किसी विशेष ऑटोसोमल डोमिनेंट (autosomal dominant) विकार के लिए जिम्मेदार जीन में उत्परिवर्तन का पेनेट्रेंस 95% है, तो उत्परिवर्तन वाले 95% लोग रोग विकसित करेंगे, अपना फेनोटाइप दिखाएंगे, जबकि 5% नहीं करेंगे।
पेनेट्रेंस केवल इस बात को संदर्भित करता है कि क्या एक विशिष्ट जीनोटाइप वाला व्यक्ति कोई फेनोटाइपिक संकेत या लक्षण प्रदर्शित करता है, और इसे वेरिएबल एक्सप्रेसिविटी (variable expressivity) के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, जो यह है कि रोग के लक्षण किस सीमा या डिग्री तक दिखाए जाते हैं (फेनोटाइपिक लक्षण की अभिव्यक्ति)। इसका अर्थ यह है कि, भले ही एक ही रोग पैदा करने वाला उत्परिवर्तन अलग-अलग व्यक्तियों को प्रभावित करे, एक्सप्रेसिविटी अलग-अलग होगी।
पेनेट्रेंस की डिग्री
पूर्ण पेनेट्रेंस (Complete penetrance)
यदि किसी विशेष जीनोटाइप को धारण करने वाले 100% व्यक्ति संबंधित लक्षण को व्यक्त करते हैं, तो कहा जाता है कि जीनोटाइप पूर्ण पेनेट्रेंस दिखाता है।[1] न्यूरोफाइब्रोमैटोसिस टाइप 1 (NF1), एक ऑटोसोमल डोमिनेंट स्थिति है जो पूर्ण पेनेट्रेंस दिखाती है, परिणामस्वरूप जो कोई भी इस जीन के रोग पैदा करने वाले प्रकार को विरासत में प्राप्त करता है, उसमें NF1 के लक्षणों की कुछ डिग्री विकसित होगी।
कम पेनेट्रेंस (Reduced penetrance)
पेनेट्रेंस को कम कहा जाता है यदि किसी विशेष जीनोटाइप को धारण करने वाले 100% से कम व्यक्ति संबंधित लक्षणों को व्यक्त करते हैं, और यह संभवतः आनुवंशिक, पर्यावरणीय और जीवनशैली कारकों के संयोजन के कारण होता है।[1] BRCA1 कम पेनेट्रेंस वाले जीनोटाइप का एक उदाहरण है। 70 वर्ष की आयु तक, महिलाओं में इस उत्परिवर्तन का स्तन कैंसर पेनेट्रेंस लगभग 65% होने का अनुमान है। इसका अर्थ यह है कि जीन ले जाने वाली लगभग 65% महिलाएं 70 वर्ष की आयु तक स्तन कैंसर विकसित कर लेंगी।
- नॉन-पेनेट्रेंस (Non-penetrance): कम पेनेट्रेंस की श्रेणी के भीतर, उत्परिवर्तन को ले जाने वाले व्यक्ति जो कोई संकेत या लक्षण प्रदर्शित नहीं करते हैं, उन्हें ऐसा जीनोटाइप वाला कहा जाता है जो नॉन-पेनेट्रेंट है। ऊपर दिए गए BRCA1 उदाहरण के लिए, शेष 35% जो कभी स्तन कैंसर विकसित नहीं करते हैं, वे उत्परिवर्तन को ले जा रहे हैं, लेकिन यह नॉन-पेनेट्रेंट है। यह स्वस्थ, अप्रभावित माता-पिता को उत्परिवर्तन को भविष्य की पीढ़ियों तक ले जाने के लिए प्रेरित कर सकता है जो प्रभावित हो सकती हैं।[2]
पेनेट्रेंस को प्रभावित करने वाले कारक
आयु, लिंग, पर्यावरण, एपिजेनेटिक संशोधक और संशोधक जीन जैसे कई कारक पेनेट्रेंस से जुड़े होते हैं। ये कारक यह समझाने में मदद कर सकते हैं कि एक विशिष्ट जीनोटाइप वाले कुछ व्यक्ति रोग के लक्षण या संकेत क्यों प्रदर्शित करते हैं, जबकि अन्य नहीं करते हैं।[1]
आयु-निर्भर पेनेट्रेंस (Age-dependent penetrance)
यदि किसी विशिष्ट जीनोटाइप से जुड़े नैदानिक संकेत बढ़ती उम्र के साथ अधिक बार दिखाई देते हैं, तो पेनेट्रेंस को आयु-निर्भर कहा जाता है। कुछ रोग एक निश्चित आयु तक नॉन-पेनेट्रेंट होते हैं और फिर पेनेट्रेंस तेजी से बढ़ने लगती है, जबकि अन्य कम उम्र में कम पेनेट्रेंस प्रदर्शित करते हैं और समय के साथ बढ़ते रहते हैं। इस कारण से, कई रोगों का आयु के आधार पर अलग-अलग अनुमानित पेनेट्रेंस होता है।[1]
C9orf72 जीन के भीतर एक विशिष्ट हेक्सान्यूक्लियोटाइड रिपीट विस्तार, जिसे अमीओट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (ALS) और फ्रंटोटेम्पोरल डिमेंशिया (FTD) विकसित करने का एक प्रमुख कारण कहा जाता है, आयु-निर्भर पेनेट्रेंस वाले जीनोटाइप का एक उदाहरण है। जीनोटाइप को 35 वर्ष की आयु तक नॉन-पेनेट्रेंट, 60 वर्ष की आयु तक 50% पेनेट्रेंट और 80 वर्ष की आयु तक लगभग पूरी तरह से पेनेट्रेंट कहा जाता है।[1]
[3] कुछ उत्परिवर्तनों के लिए, फेनोटाइप एक लिंग में अधिक बार मौजूद होता है और दुर्लभ मामलों में उत्परिवर्तन किसी विशेष लिंग में पूरी तरह से नॉन-पेनेट्रेंट दिखाई देते हैं। इसे लिंग-संबंधी पेनेट्रेंस या लिंग-निर्भर पेनेट्रेंस कहा जाता है और यह एलीलिक भिन्नता, ऐसे विकार जिनमें रोग की अभिव्यक्ति केवल एक लिंग में पाए जाने वाले अंगों जैसे वृषण या अंडाशय तक सीमित है, या सेक्स स्टेरॉयड-उत्तरदायी जीन का परिणाम हो सकता है। BRCA2 उत्परिवर्तन के कारण होने वाला स्तन कैंसर लिंग-संबंधी पेनेट्रेंस वाले रोग का एक उदाहरण है। पेनेट्रेंस पुरुषों की तुलना में महिलाओं में बहुत अधिक निर्धारित की जाती है। 70 वर्ष की आयु तक, उसी उत्परिवर्तन वाले पुरुषों के 6% की तुलना में लगभग 86% महिलाओं में स्तन कैंसर विकसित होने का अनुमान है।
उन मामलों में जहां नैदानिक लक्षण या आनुवंशिक उत्परिवर्तन से संबंधित फेनोटाइप केवल एक लिंग में मौजूद होते हैं, विकार को सेक्स-लिमिटेड कहा जाता है। LHCGR जीन में उत्परिवर्तन के कारण होने वाली फैमिलियल मेल-लिमिटेड प्रीकोशियस प्यूबर्टी (FMPP), केवल पुरुषों में पेनेट्रेंट जीनोटाइप का एक उदाहरण है। इसका अर्थ यह है कि इस विशेष जीनोटाइप वाले पुरुष रोग के लक्षण प्रदर्शित करते हैं जबकि वही जीनोटाइप महिलाओं में नॉन-पेनेट्रेंट होता है।[4]
आनुवंशिक संशोधक (Genetic modifiers)
आनुवंशिक संशोधक आनुवंशिक प्रकार या उत्परिवर्तन हैं जो स्वयं रोग पैदा किए बिना प्राथमिक रोग पैदा करने वाले प्रकार के फेनोटाइपिक परिणाम को संशोधित करने में सक्षम हैं।[5] उदाहरण के लिए, एकल जीन विकारों में एक जीन मुख्य रूप से रोग के विकास के लिए जिम्मेदार होता है, लेकिन अलग से विरासत में मिले संशोधक जीन फेनोटाइप को प्रभावित कर सकते हैं। इसका अर्थ यह है कि रोग पैदा करने वाले उत्परिवर्तन के अलावा किसी अन्य लोकी (loci) पर स्थित उत्परिवर्तन की उपस्थिति, या तो फेनोटाइप की अभिव्यक्ति को बाधित कर सकती है या उत्परिवर्तन के प्रभावों को बदल सकती है, और इस प्रकार पेनेट्रेंस को प्रभावित कर सकती है।
पर्यावरणीय संशोधक (Environmental modifiers)
रसायन, आहार, शराब का सेवन, दवा और तनाव जैसे पर्यावरणीय और जीवनशैली कारकों के संपर्क में आना कुछ ऐसे कारक हैं जो रोग पेनेट्रेंस को प्रभावित कर सकते हैं।[1] उदाहरण के लिए, महिलाओं में स्तन और डिम्बग्रंथि के कैंसर के बढ़ते जोखिम से जुड़े BRCA1 और BRCA2 उत्परिवर्तनों के कई अध्ययनों ने गर्भावस्था, स्तनपान का इतिहास, धूम्रपान, आहार, आदि जैसे पर्यावरणीय और व्यवहारिक संशोधकों के साथ संबंधों की जांच की है।
एपिजेनेटिक विनियमन (Epigenetic regulation)
कभी-कभी, आनुवंशिक परिवर्तन जो आनुवंशिक रोग और फेनोटाइपिक लक्षण पैदा कर सकते हैं, सीधे DNA अनुक्रम से संबंधित परिवर्तनों से नहीं, बल्कि एपिजेनेटिक परिवर्तनों जैसे DNA मिथाइलेशन या हिस्टोन संशोधनों से होते हैं। इसलिए एपिजेनेटिक अंतर कम पेनेट्रेंस में योगदान देने वाले कारकों में से एक हो सकते हैं।[1] आनुवंशिक रूप से समान मोनोजायगोटिक जुड़वां बच्चों की एक जोड़ी पर किए गए एक अध्ययन में, जहां एक जुड़वां को ल्यूकेमिया और बाद में थायराइड कार्सिनोमा का निदान किया गया था, जबकि दूसरे को कोई बीमारी नहीं थी, यह दिखाया गया कि प्रभावित जुड़वां में BRCA 1 जीन का मिथाइलेशन स्तर बढ़ा हुआ था। शोध ने निष्कर्ष निकाला कि परिवार में पिछले चार पीढ़ियों में कोई ज्ञात DNA-मरम्मत सिंड्रोम या कोई अन्य वंशानुगत रोग नहीं था, और अध्ययन किए गए मोनोजायगोटिक जुड़वां बच्चों की जोड़ी के बीच BRCA1 नियामक क्षेत्र में कोई आनुवंशिक अंतर नहीं पाया गया। यह इंगित करता है कि पर्यावरणीय या व्यवहारिक कारकों के कारण होने वाले एपिजेनेटिक परिवर्तनों ने प्रभावित जुड़वां में BRCA1 जीन के प्रमोटर हाइपरमिथाइलेशन के कारण में एक प्रमुख भूमिका निभाई, जिससे कैंसर हुआ।
पेनेट्रेंस (प्रवेश्यता) का निर्धारण
किसी विशिष्ट जीनोटाइप की पेनेट्रेंस का अनुमान लगाना चुनौतीपूर्ण हो सकता है, क्योंकि इसमें कई कारक प्रभाव डालते हैं। ऊपर बताए गए कारकों के अलावा, पेनेट्रेंस निर्धारित करते समय कई अन्य बातों पर भी ध्यान देना आवश्यक है:
एसरटेनमेंट बायस (निर्धारण पूर्वाग्रह)
यदि नमूनाकरण (sampling) व्यवस्थित न हो, तो पेनेट्रेंस के अनुमानों पर एसरटेनमेंट बायस का प्रभाव पड़ सकता है।[6] पारंपरिक रूप से, पेनेट्रेंस निर्धारित करने के लिए एक फेनोटाइप-संचालित दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता रहा है, जो किसी विशिष्ट स्थिति वाले व्यक्तियों और उनके परिवार के सदस्यों पर केंद्रित होता है। हालाँकि, इन अनुमानों को सामान्य आबादी पर लागू करना कठिन हो सकता है क्योंकि परिवार के सदस्य अन्य आनुवंशिक और/या पर्यावरणीय कारकों को साझा कर सकते हैं जो उक्त बीमारी की अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे एसरटेनमेंट बायस उत्पन्न होता है और पेनेट्रेंस का अधिक अनुमान (overestimation) लग सकता है। बड़े पैमाने पर जनसंख्या-आधारित अध्ययन, जो लोगों के बड़े समूहों से आनुवंशिक अनुक्रमण और फेनोटाइप डेटा दोनों का उपयोग करते हैं, पेनेट्रेंस निर्धारित करने की एक अलग विधि है। यह विधि परिवार-आधारित अध्ययनों की तुलना में कम 'अपवर्ड बायस' प्रदान करती है और नमूना जनसंख्या जितनी बड़ी होती है, यह उतनी ही सटीक होती है। हालाँकि, इन अध्ययनों में 'स्वस्थ-प्रतिभागी पूर्वाग्रह' (healthy-participant-bias) हो सकता है, जिससे पेनेट्रेंस का अनुमान कम हो सकता है।
फेनोकॉपी (Phenocopies)
पूर्ण पेनेट्रेंस वाला एक जीनोटाइप हमेशा अपने उत्परिवर्तन (mutation) से संबंधित नैदानिक फेनोटाइपिक लक्षणों को प्रदर्शित करेगा (अभिव्यक्तिशीलता को ध्यान में रखते हुए), लेकिन किसी विशिष्ट प्रभावित व्यक्ति द्वारा प्रदर्शित संकेत या लक्षण अक्सर अन्य असंबंधित फेनोटाइपिक लक्षणों के समान हो सकते हैं। पर्यावरणीय या व्यवहारिक संशोधकों के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, और यह देखते हुए कि वे कैसे किसी उत्परिवर्तन या एपिजेनेटिक परिवर्तन के कारण को प्रभावित कर सकते हैं, अब हमारे पास यह कारण है कि कैसे अलग-अलग रास्ते एक ही फेनोटाइपिक प्रदर्शन की ओर ले जाते हैं। जब समान फेनोटाइप देखे जा सकते हैं लेकिन अलग-अलग कारणों से, तो इसे फेनोकॉपी कहा जाता है। फेनोकॉपी तब होती है जब पर्यावरणीय और/या व्यवहारिक संशोधक एक ऐसी बीमारी का कारण बनते हैं जो आनुवंशिक रूप से विरासत में मिली बीमारी के फेनोटाइप की नकल करती है। फेनोकॉपी के कारण, किसी आनुवंशिक बीमारी के लिए पेनेट्रेंस की डिग्री निर्धारित करने के लिए अध्ययनों में भाग लेने वाले व्यक्तियों और उन कारकों का पूर्ण ज्ञान होना आवश्यक है, जिन्होंने उनकी बीमारी का कारण बनाया हो या न बनाया हो।[2]
उदाहरण के लिए, हाइपरट्रॉफिक कार्डियोमायोपैथी (HCM) पर नया शोध, जो कार्डियक मैग्नेटिक रेजोनेंस (CMR) नामक तकनीक पर आधारित है, यह बताता है कि कैसे विभिन्न आनुवंशिक बीमारियाँ जो HCM के समान फेनोटाइपिक लक्षण प्रदर्शित करती हैं, वास्तव में फेनोकॉपी हैं। पहले इन सभी फेनोकॉपी का निदान और उपचार यह मानकर किया जाता था कि वे एक ही कारण से उत्पन्न हुई हैं, लेकिन नई नैदानिक विधियों के कारण, अब उन्हें अलग किया जा सकता है और अधिक कुशलता से उपचार किया जा सकता है।[7]
इन्हें भी देखें
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 (1 October 2013). "Where genotype is not predictive of phenotype: towards an understanding of the molecular basis of reduced penetrance in human inherited disease". Human Genetics. 132 (10) 1077–1130. doi:10.1007/s00439-013-1331-2.
- ↑ 2.0 2.1 (1 January 2009). Clinical and Translational Science. 265–287. Academic Press. ISBN 978-0-12-373639-0. doi:10.1016/b978-0-12-373639-0.00019-4.
- ↑ (1993). BRCA1- and BRCA2-Associated Hereditary Breast and Ovarian Cancer. GeneReviews®.
- ↑ Zlotogora, Joël. (1 September 2003). Penetrance and expressivity in the molecular age. Genetics in Medicine. 5 (5) 347–352. doi:10.1097/01.GIM.0000086478.87623.69.
- ↑ (25 February 2020). "Genetic Modifiers and Rare Mendelian Disease". Genes. 11 (3) 239. doi:10.3390/genes11030239.
- ↑ (15 December 2022). "Calculating variant penetrance from family history of disease and average family size in population-scale data". Genome Medicine. 14 (1) 141. doi:10.1186/s13073-022-01142-7.
- ↑ (1 November 2022). "Beyond Sarcomeric Hypertrophic Cardiomyopathy: How to Diagnose and Manage Phenocopies". Current Cardiology Reports. 24 (11) 1567–1585. doi:10.1007/s11886-022-01778-2.
स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Penetrance” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Penetrance यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।
