Наследуемость продолжительности жизни человека может быть сильно недооценена

Наследуемость продолжительности жизни человека — важная, но сложная для исследования тема. Сбор данных в этом случае занимает много времени, а на смертность могут влиять различные факторы, как внешние, так и внутренние. Предыдущие исследования оценивают наследуемость в диапазоне 15–33% (преимущественно 20–25%), а недавние генеалогические работы сообщают о еще меньшем значении — около 6%. Однако авторы публикации в Science предполагают, что эти оценки сильно занижены, а в действительности продолжительность жизни наследуется примерно на 55%. 

В большинство исследований продолжительности жизни включали людей, родившихся в XIX–XX веках, и смертность от внешних причин в таких когортах была высокой. К смертности от внешних причин относится, например, насильственная смерть, гибель в результате несчастного случая или инфекции, тогда как эндогенные причины смерти связаны с генетическими факторами и возраст-ассоциированными заболеваниями. 

Другой важный фактор — это возраст отсечки для включения в исследование, и авторы статьи сообщают, что влияние обоих факторов на наследуемость продолжительности жизни ранее не было систематически изучено. 

Ученые построили две математических модели смертности человека, разделив ее на внутреннюю и внешнюю составляющие. В обоих случаях результаты моделирования оказались схожими.

Смертность от внешних причин снижалась и выходила на плато в диапазоне 20–40 лет, а затем экспоненциально возрастает. При этом ее экспоненциальный рост вносит примерно такой же вклад, какой вносила бы не зависящая от возраста константа. Поэтому в модели смертность ученые рассматривают как сумму двух переменных: постоянной и зависящей от возраста. 

Для примера авторы предлагают рассмотреть близнецовое исследование, в котором пары монозиготных близнецов делятся на генетические группы с различной продолжительностью жизни. Ее наследуемость рассчитывается по корреляции между продолжительностью жизни каждого из близнецов (корреляция увеличивается при более высоком межгрупповом различии и более низком внутригрупповом). При этом смертность от внешних факторов снижает межгрупповое различие и удлиняет «хвосты» распределения, когда один из близнецов умирает значительно раньше другого. Таким образом, в близнецовых исследованиях смертность от внешних факторов может занижать оценку наследуемости.

В исторических данных зачастую не хватает информации о причинах смерти, и напрямую скорректировать модель на смертность от внешних факторов. Поэтому ученые разработали подход, позволяющий оценивать только продолжительность жизни, связанную с эндогенными факторами. Они использовали две математические модели, в параметры которых входит смертность от внешних факторов (m_ex). 

Смоделировав распределение продолжительности жизни монозиготных близнецов, авторы уменьшали параметр m_ex и пересчитывали корреляции. По мере снижения этого показателя корреляция между близнецами возрастала, приближаясь к асимптотическому значению около 50%.

Чтобы подтвердить этот результат, ученые смоделировали наследуемость на дизиготных близнецах, у которых общих генов только половина. Снижение параметра m_ex в модели показало, что внешняя смертность в исторических датских и шведских когортах маскировала генетический вклад, а наследуемость продолжительности жизни также приближалась к 50%. При этом отсечка по возрасту вносила слабый и нелинейный вклад.

Дополнительную проверку гипотезы о том, что низкий уровень смертности от внешних причин увеличивает предполагаемую наследственную продолжительность жизни, ученые провели на когорте SATSA (Swedish Adoption/Twin Study of Aging). В нее входят близнецы 1900–1935 годов рождения, дожившие минимум до 61 года. В отличие от предыдущих наборов данных, в SATSA указана смертность от рака, сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и деменции. По этой когорте авторы оценили наследуемость смерти от конкретной причины в возрасте 80, 90 и 100 лет. 

Наследуемость смерти от рака не зависела от возраста и составляла около 30%, наследуемость смертности от ССЗ была выше (около 50%) и снижалась к 100 годам. Смертность от деменции демонстрировала самую высокую наследуемость (70%) к 80 годам и стабилизировалась на уровне 40–50% в дальнейшем. 

Также ученые подтвердили полученные результаты на когорте долгожителей США, чтобы убедиться, что наследуемость не зависит от этнического происхождения (все предыдущие когорты в работе были скандинавскими).

Наконец, исследователи предложили оценивать наследуемую продолжительность жизни при нулевой смертности от внешних причин, используя возраст отсечки 15 лет — по их расчетам, это минимизирует вклад внешних факторов. Используя такое определение, авторы рассчитали наследуемость продолжительности жизни человека и получили оценку в 55%. 

Рассчитанный показатель примерно в два раза превышает результаты прошлых исследований. Авторы приходят к выводу, что ранее он был занижен из-за недооцененного вклада смертности от внешних, не наследуемых генетически причин. 

У четырех из пяти пожилых людей выявили хотя бы один фактор риска деменции 

Гены человека «замолкают» по мере старения