Pôvodný článok: Evaluation of a commercial test for genetic resistance to feline infectious peritonitis, rok 2015
Niels C. Pedersen, DVM PhD,
Emeritný profesor,
Centrum pre zdravie spoločenských zvierat,
School of Veterinary Medicine,
University of California, Davis
Laboratórium s názvom AnimalLabs© v Záhrebe v Chorvátsku ponúka test, ktorý podľa nich identifikuje mačky, ktoré sú nositeľmi genetického markera rezistencie na FIP (http://www.animalabs.com/feline-infectious-peritonitis-dna-test-for-resistance/, prístup 7. októbra 2015). Rovnaký test ponúka aj spoločnosť Genimal Biotechnologies vo Francúzsku (https://www.genimal.com/dna-tests/cat/feline-infectious-peritonitis-resistance/, prístup 29. októbra 2015). AnimalLabs© poskytol dva odkazy, jeden na výskumný článok, ktorý tento marker opisuje1 , a druhý prehľadový článok o FIP, ktorý som uverejnil v roku 2009.2 Prvý článok je voľne prístupný na adrese: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4041894/pdf/1297-9716-45-57.pdf. Zhrnutie môjho prehľadového článku z roku 2009 je dostupné na adrese: https://sockfip.org/wp-content/uploads/2019/04/FIP_Synopsis_Jan13_09-1.pdf. Chcem vás ubezpečiť, že uvedenie môjho prehľadového článku neznamená podporu tohto testu. V skutočnosti sa domnievam, že výskum, ktorý stál za týmto testom, bol vo viacerých ohľadoch chybný a mal by sa považovať prinajlepšom za predbežný.
Chcel by som zhrnúť výskum, ktorý v článku uskutočnil Hsieh a jeho kolegovia.1 Vedci predpokladali, že interferón-gama sa podieľa na ochrane pred FIP, čo je rozumný predpoklad založený na predchádzajúcom výskume ostatných vedcov. Sekvenovali gén pre interferón-gamma mačiek (fIFNG) a identifikovali rozdiely medzi mačkami (t. j. genetické polymorfizmy) na troch rôznych pozíciách, ktoré označili ako 401, 408 a 428B. Tieto polymorfizmy zahŕňali jednonukleotidový polymorfizmus (SNP – single nucleotide polymorphism) na každej z týchto pozícií. Tieto SNP sa nenachádzali v častiach génov, ktoré kódujú proteín fIFNG (t. j. exóny), ale skôr v oblastiach, ktoré exóny obklopujú (t. j. introny). Je známe, že intrónové oblasti obsahujú nezmyselné sekvencie aj genetické elementy, ktoré regulujú úroveň expresie proteínu génom. Potom odobrali DNA od 66 zdravých mačiek a 60 mačiek s FIP. Nezistili žiadny vzťah medzi rozdielmi u SNP na pozíciách +401 a +408, ale ukázalo sa, že existuje vzťah so stavom ochorenia pre SNP na pozícii +428B. Citujem ich prácu – “zo všetkých testovaných SNP; iba fIFNG + 428C/T sa ukázal ako významne súvisiaci s výsledkom infekcie. Na pozícii +428 bola vyššia frekvencia genotypu CT u asymptomatických kontrolných mačiek (19,5 %) ako u mačiek s FIP (6,3 %) a údaje ukázali významnú koreláciu s odolnosťou voči ochoreniu (p = 0,03) (tabuľka 2).” Je pozoruhodné, že medzi 66 zdravými a 60 mačkami s FIP boli prítomné len mačky, ktoré mali CC alebo CT; v oboch populáciách neboli prítomné žiadne mačky, ktoré mali TT. Tabuľka, v ktorej sú uvedené relevantné zistenia, je uvedená nižšie:
Zdravé mačky | FIP mačky | |
---|---|---|
+428 SNPs | (% of mačiek) | (% of mačiek) |
CC | 66 (80.5) | 60 (93.8) |
CT | 16 (19.5) | 4 (6.3) |
TT | 0 (0.0) | 0 (0.0) |
Autori dospeli k záveru, že rozdiel medzi 16 zdravými mačkami s CT (19,5 % zdravých mačiek) sa významne líšil od 4 mačiek s FIP s CT (6,3 % mačiek s FIP). Pomocou pomeru šancí (OR) vypočítali, že pravdepodobnosť výskytu CC mačiek s FIP bola 3,6-krát vyššia ako u mačiek s CT, a dospeli k záveru, že T SNP je dominantný voči C. S týmto záverom však boli dva problémy. Po prvé, žiadna mačka v ich štúdii nebola TT a vzhľadom na skutočnosť, že 20 mačiek v oboch populáciách nieslo T SNP (20/126=15,8 %), očakávalo by sa, že 9 % (0,158 x 0,158=,092), alebo 11 mačiek zo 126 mačiek bude TT. To naznačuje, že buď je TT embryonálne letálny, alebo je pravdepodobnejšie, že skúmané populácie neboli náhodným zastúpením všetkých mačiek. Štatistické porovnania sú platné len vtedy, keď ide o populácie, ktoré sú náhodne vybrané, a osobitnú pozornosť treba venovať tomu, keď sa hladina významnosti blíži k minimálnej hodnote P≤0,05 a počet prípadov a kontrolných mačiek je malý. Nulová hodnota pre mačky TT v populácii tiež znemožnila posúdiť, či mačky obsahujúce dve kópie “ochrannej alely” mali aj významne vyššiu odolnosť ako mačky, ktoré boli CC. Dalo by sa očakávať, že ak je T dominantná a CT je ochranná, že TT bude tiež ochranná. Znalosť výskytu mačiek, ktoré sú TT pri +428, je pre použitie testu rozhodujúca, pretože jediný spôsob, ako šľachtiť na genotyp CT, ak je to jediný genotyp spojený s odolnosťou voči FIP, je zachovať v populácii mačky CC. Ak sa preukáže, že mačky TT vykazujú podobný stupeň odolnosti voči FIP ako mačky CT, potom je teoreticky možné šľachtiť len pre alelu T (CT a TT) za predpokladu, že alela T skutočne súvisí s rezistenciou. Preto hodnota testu závisí od výskytu genotypov CC, CT a TT v populáciách, v ktorých sa bude používať. Je pravdepodobné, že niektoré plemená budú homozygotné pre spoločnú alelu C, a preto sa na ne test nebude vzťahovať. Hoci je to nepravdepodobné, niektoré plemená môžu mať vysoký výskyt T a opäť za predpokladu, že CT aj TT sú ochranné, nemusí byť testovanie nákladovo efektívne. Ak je výskyt T nízky, pozitívna selekcia na T prináša riziko príbuzenského kríženia (pozri diskusiu nižšie). Pointa je, že chovatelia by nemali platiť za tento test, kým nedostanú informácie, ktoré sú potrebné na jeho správne použitie v ich chovateľských programoch.
Autori mali najväčší problém vysvetliť biologický význam polymorfizmu T SNP. Väčšina významných genetických mutácií sa nachádza v exónoch ( bielkovinové kódujúce oblasti) a nie v intrónoch ( nebielkovinové kódujúce oblasti). Na poskytnutie biologickej relevantnosti museli autori preukázať, že mutácia v introne spôsobila zvýšenie produkcie fIFNG. Obvyklým spôsobom, ako to urobiť, by bolo izolovať normálny gén s CC SNP a alternatívny gén s CT SNP a preukázať, že medzi týmito dvoma génmi bol rozdiel v úrovni expresie fIFNG v nejakom testovacom systéme (t. j. in-vitro). Najjednoduchším testom by bolo identifikovať veľkú skupinu mačiek, ktoré sú CC, CT alebo TT, izolovať ich krvné lymfocyty, stimulovať ich na produkciu IFNG a potom porovnať hladiny buď špecifickej RNA (pomocou qRT-PCR) alebo skutočného proteínu pomocou ELISA alebo iného testu. Ak sú ich pozorovania správne, lymfocyty mačiek, ktoré sú CT alebo TT, by mali exprimovať viac fIFNG ako mačky, ktoré sú CC. Namiesto tohto zložitého experimentu sa autori rozhodli iba zmerať hladiny fIFNG v plazme mačiek s FIP s odôvodnením, že mačky s FIP a CT SNP budú mať vyššie plazmatické hladiny fIFNG ako mačky s FIP a CC SNP. Zistili, že 12/12 mačiek s FIP s CC SNP malo veľmi nízke hladiny fIFNG, zatiaľ čo všetky tri mačky s FIP s CT mutáciou mali vysoké hladiny. Záver bol, že CT mutácia umožňuje vyššiu expresiu fIFNG. S týmto záverom bolo spojených niekoľko závažných problémov. Po prvé, je paradoxné, že by sa dospelo k záveru, že CT mutácia poskytuje odolnosť voči FIP a že táto odolnosť súvisí so zvýšenou expresiou fIFNG, ale potom to dokázať použitím plazmy od CT mačiek, ktoré trpeli FIP. Druhým problémom je, že v skupine CT boli len tri mačky a v skupine CC 12 mačiek, čím sa akékoľvek štatistické porovnanie stáva bezpredmetným. Napokon, neexistuje dobrý dôkaz, že u mačiek sa FIP vyvíja preto, že nie sú schopné produkovať dostatočné hladiny fIFNG. Niekoľko štúdií o FIP meralo expresiu cytokínov u mačiek s FIP.3 Tieto štúdie boli výstižnejšie, keď preukázali zvýšenie FIFNG v sére mačiek s FIP a zvýšenú produkciu krvnými lymfocytmi mačiek s FIP po stimulácii. V skutočnosti je všeobecný záver taký, že IFNG je u mačiek s FIP skôr stimulovaný ako inhibovaný.
Až do tohto bodu predpokladám, že tento výskum má svoje opodstatnenie a že je potrebné pokračovať v ďalšom výskume. Problémom je urobiť obrovský skok od istého chabého výskumného zistenia k aplikácii v praxi. Už teraz existuje dostatok dôkazov o tom, že odolnosť voči FIP nemožno pripísať jednoduchému polymorfizmu v jednom géne. Naše pokusy nájsť jediný gén zodpovedný za odolnosť voči FIP v terénnych štúdiách s birmskými mačkami4 a s náhodne chovanými mačkami v našom vlastnom experimentálnom šľachtiteľskom programe5 neumožnili identifikovať jediný genetický marker odolnosti/náchylnosti voči FIP, ktorý by sme považovali za významný. V skutočnosti jediným genetickým rizikovým faktorom, ktorý sa nám podarilo identifikovať pre rezistenciu voči FIP, bolo samotné príbuzenské kríženie.6 Chov rezistentných mačiek s rezistentnými mačkami nezvýšil rezistenciu ich potomkov, ale skôr ich urobil ešte náchylnejšími. To je presne to, čo by ste očakávali od genetickej vlastnosti, ktorá zahŕňa mnoho rôznych génov a génových dráh. Čím viac sa snažíte selektovať jediný faktor rezistencie, tým viac neúmyselne obmedzujete úlohu viacerých génov a génových dráh. Zaujímavé je, že súčasné odporúčanie je stále najlepšie, t. j. vyhýbať sa príbuzenskej plemenitbe a nechovať mačky, ktoré splodili mačiatka s FIP. Toto odporúčanie je založené na teórii, že takéto mačky nesú väčší podiel faktorov náchylnosti ako mačky, ktoré neprodukujú mačiatka, u ktorých sa vyvinula FIP, a pri spoločnom chove budú produkovať mačiatka s ešte väčším podielom rizikových faktorov. Na základe týchto zistení je pravdepodobnejšie, že selekcia na odolnosť voči FIP pomocou jediného genetického markera bude uprednostňovať príbuzenskú plemenitbu a v skutočnosti zvýši výskyt FIP. Nakoniec treba pripomenúť, že dedičnosť vysvetľuje len 50 % náchylnosti na FIP, 7 pričom zvyšok sa pripisuje epigenetickým (genetickým zmenám, ku ktorým dochádza po narodení) a environmentálnym faktorom.
Hoci sa zdá, že jednoduchý genetický test, ktorý by výrazne znížil riziko FIP, nie je realistický, je dôvod pokračovať v hľadaní genetických vysvetlení, prečo sa môže zdať, že niektoré mačky odolávajú infekcii vírusom FIP a iné jej podľahnú, a prečo sa u niektorých mačiek vyvinie vlhká forma FIP a u iných chronická suchá forma. Tieto štúdie by sa mali sústrediť na chovy, kde existuje FIP, kde sú známe rodokmene a kde sa dajú ľahko sledovať genetické znaky. Náklady na takýto výskum by však nemali ísť na úkor chovateľov, ktorí si test objednajú. Bežná postupnosť pri uvádzaní genetického testu na chorobný znak na trh spočíva v jeho overení pred jeho ponúknutím verejnosti. Nemyslím si, že tento test bol dostatočne preskúmaný.
Citovaná literatúra
- Hsieh LE, Chueh LL. Identification and genotyping of feline infectious peritonitis-associated single nucleotide polymorphisms in the feline interferon-γ gene. Vet Res. 2014, 45:57.
- Pedersen NC. A review of feline infectious peritonitis virus infection: 1963-2008. J Feline Med Surg. 2009, 11(4):225-58.
- Pedersen NC. An update on feline infectious peritonitis: virology and immunopathogenesis. Vet J. 2014, 201(2):123-32
- Golovko L, Lyons LA, Liu H, Sørensen A, Wehnert S, Pedersen NC. Genetic susceptibility to feline infectious peritonitis in Birman cats. Virus Res. 2013, 175(1):58-63.
- Pedersen NC, Liu H, Gandolfi B, Lyons LA. The influence of age and genetics onnatural resistance to experimentally induced feline infectious peritonitis. Vet Immunol Immunopathol. 2014, 162(1-2):33-40.
- Pedersen NC, et al. Immunity to feline infectious peritonitis virus infection is diminished rather than enhanced by positive selection for a resistant phenotype over three generations.Manuscript in preparation.
- Foley JE, Pedersen NC: Inheritance of susceptibility of feline infectious peritonitis in purebred catteries. Feline Practice, 1996, 24(1):14-22