Mendelsk randomisering er ein studiedesign som kan nyttast for å studere årsakssamanhengar i såkalla naturlege eksperiment. Eit naturleg eksperiment er ein studie der forskaren ikkje har hatt nokon kontrollerande funksjon, men der tilfeldigheita har fordelt observasjonseininga i ulike klasser av eksponering.

Ein brukar mendelsk randomisering for å undersøke om det er faktiske, kausale samanhengar mellom for eksempel biologiske markørar og sjukdom. Ein nyttar studietypen mellom anna i forsking på kosthald i store grupper av befolkninga (kosthaldsepidemiologi).

Metode

Metoden nyttar genetiske variantar (polymorfismar) som er forbundne med risikofaktorar ein kan påverke, slik som kosthald, fysisk aktivitet, tobakk- eller alkoholkonsum. Polymorfismane verkar då som instrumentvariablar for å berekne effektane av desse faktorane.

Grunnlaget for mendelsk randomisering er at ein har kartlagt ein samanheng mellom genetiske variantar og dei faktorane ein er interessert i å undersøke. Slik kartlegging gjer ein med ein heil-genomstudie (genome wide association study, GWAS). Det er ein studie der ein går gjennom genetiske variantar hjå ei stor mengd menneske. Ein undersøker kvar einaste genetiske variant for å sjå om den er knytt til ein særskilt eigenskap.

Ein kallar metoden for «mendelsk randomisering» fordi dei genetiske variantane vert tilfeldig fordelt (randomisert) gjennom danninga av kjønnsceller (meiosen). For at denne fordelinga skal vere ordentleg randomisert, må den genetiske varianten følgje mendelsk arvemønster.

Fordelar

Mendelsk randomisering kan gje meir robuste bevis for kausale samanhengar enn ikkje-eksperimentelle observasjonsstudiar. Observasjonsstudiar er utsette for forvrenging (konfundering) og systematiske skeivskapar (bias). Dei genetiske variantane vert tilfeldig tildelte i produksjonen av kjønnscellene og er derfor sannsynlegvis ikkje påverka av faktorar som kan forvrengje resultatet eller føre til skeivskapar, til dømes revers kausalitet.

Mendelsk randomisering kan òg hjelpe med å fastsetje kausalitet i situasjonar der ein av praktiske eller etiske grunnar ikkje kan nytte randomiserte kontrollerte studiar. Det kan til dømes vere i studiar av langvarige kosthaldsmønster eller miljøpåverknader.

Ein annan fordel med mendelsk randomisering er at den kan nyttast til å bestemme dei ulike effektane av ulike komponentar i ein påverkbar risikofaktor. I studiar av kosthaldsmønster kan ein til dømes nytte mendelsk randomisering til å berekne effektane av spesifikke næringsstoff eller matvaregrupper, heller enn berre det samla kosthaldsmønsteret. Dette kan bidra til å identifisere kva delar av kosthaldet som er mest avgjerande for førebygging av ein spesifikk sjukdom.

Føresetnadar

Det er tre viktige føresetnadar som ein ideell genetisk variant må oppfylle:

  1. Han må vere knytt til eksponeringa. Det vil seie at den genetiske varianten påverkar variasjonen av eksponeringa.
  2. Han må vere uavhengig av forvirrande (konfunderande) faktorar for samanhengen mellom eksponering og sjukdom (endepunkt). Det inneber at det ikkje er nokon relasjon mellom den genetiske varianten og typiske forvirrande faktorar mellom eksponering og endepunkt.
  3. Den genetiske varianten må ikkje gje tilleggsinformasjon utover det ein veit om eksponeringsstatus (fråver av pleiotropi). Det er derfor ingen andre effekter av den instrumentelle variabelen og endepunktet, enn det som går gjennom eksponeringa.
Mendelsk randomisering

Figuren syner nokre føresetnadar for mendelsk randomisering. Z er her ein genetisk variant (instrument variabel) som er direkte (kausalt) knytt til X (variantar av Z er tilfeldig fordelt i befolkninga). X står for eksponeringa vi er interessert i å undersøke effekten av. U er forvirrande (konfunderande) faktorar som ikkje er knytt til Z. Y er endepunkt, som for eksempel sjukdom og biologiske risikofaktorar. Figuren visar korleis Z påverkar X (1), som igjen er ein faktor som direkte påverkar risikoen for Y. Vegen mellom Z og U (ein kjent eller ukjent konfunderande faktorar) må være stengt (2), og det same gjeld vegen mellom Z og Y (ingen pleiotropi; 3), for at ein kan akseptere at X direkte påverkar risiko for sjukdom, Y. Gyldigheita til mendelsk randomisering er avhengig av at desse føresetnadane er oppfylt.

Mendelsk randomisering
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Avgrensinger

Den viktigaste avgrensinga er viss utvalet i studien ikkje er tilfeldig, men er resultat av eit systematisk utval (seleksjonsbias). Det som hender med individa i tida frå befrukting og til ein kan bli rekruttert som deltakar i heil-genomstudien kan påverke ein slik seleksjon. Potensielle deltakarar kan bli sjuke eller døy av sjukdomen ein studerer før studien blir starta. Fråver av desse personane kan svekke eller reversere samanhengen mellom dei skadelege faktorane og sjukdomen ein studerer.

Ei anna avgrensing er at mendelsk randomisering krev store utval for å oppnå tilstrekkeleg statistisk styrke. Dette kjem av at genetiske variantar vanlegvis har små effektar på den interessante faktoren. Ein treng derfor eit stort tal variantar for å vere trygg på at ein har undersøkt det ein faktisk vil undersøke. Dette kan gje utfordringar i visse studiepopulasjonar, særleg viss dei er små eller dei er genetisk veldig like. Brot på desse føresetnadene kan leie til skeive berekningar av den kausale effekten.

Eksempel

Mendelsk randomisering har vorte nytta i mange studiar innan kosthald på befolkningsnivå. Her er to eksempel:

Kaffi og diabetes type 2

Ein har sett at kaffi minskar risikoen for diabetes type 2 (T2D) i store observasjonsstudiar, altså ikkje-eksperimentelle studiar. Store randomiserte forsøk med kaffi som eksponering og T2D som utfall eller endepunkt er ikkje mogleg eller etisk forsvarleg å gjennomføre. Men ein kan nytte mendelsk randomisering.

I eit arbeid har forskarar brukt resultata frå tolv heil-genomstudiar der dei kartla samanhengen mellom kaffi og genetiske variantar. Deretter nytta dei mendelsk randomisering for å teste om dei genetiske markørane kunne uttrykke risiko for T2D på førehand. Dei fann at vanleg kaffi minska risikoen for T2D, men ikkje dekaffeinert kaffi eller pulverkaffe. Dei bekrefta dermed resultata frå dei ikkje-eksperimentelle studia.

Alkohol og hjartesjukdom

Alkoholforskinga er ein del av folkehelseforskinga der det kanskje er vanskelegast og etisk mest uansvarleg å gjere kontrollerte randomiserte forsøk. Observasjonsstudia sidan 1980-talet har synt ein beskyttande effekt av alkohol mot hjartesjukdomar og T2D, men resultata sprikar. Her kan ein bruka ein genetisk variant i enzymet aldehyd-dehydrogenase (ALDH) som markør for alkoholbruken.

Det er levra som bryter ned vanleg alkohol (etanol). Først blir etanol brote ned til aldehyd, og deretter til eddiksyre. Ein genetisk variant av ALDH gjev ei langsamare nedbryting av aldehyd til eddiksyre. Berarar av varianten opplever rødme og andre ubehagelege symptom, noko som fører til lågare alkoholforbruk. Denne gruppa fungerer dermed som ei kontrollgruppe, og representerer personar med lågt alkoholinntak. Dei forvirrande (konfunderande) faktorene hamnar tilfeldig mellom dei ulike genetiske gruppene og ein står att med eit randomisert forsøk, eller rettare sagt noko som liknar på eit slikt forsøk.

Sidan rundt 2010 har det kome fleire studiar om alkohol og hjarte- og karsjukdommar som nyttar mendelsk randomisering. Dei viser ikkje same beskyttande effekt av alkohol som observasjonsstudiane. Skilnaden mellom desse studiane og studiar som bruker genetiske variantar som erstatning for eksponeringa er påfallande. Forskjellane i resultata kan skuldast at studiane som nyttar mendelsk randomisering i mindre grad fangar opp eit lågt alkoholforbruk. I så fall kan dei klassiske observasjonsstudiane vere gyldige, men det kan også vere at studia med mendelsk randomisering er nærare sanninga.

Les meir i Store norske leksikon

Kommentarar

Kommentarar til artikkelen blir synleg for alle. Ikkje skriv inn sensitive opplysningar, for eksempel helseopplysningar. Fagansvarleg eller redaktør svarar når dei kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logga inn for å kommentere.

eller registrer deg