Цель: спланировать исследование связи генетических маркеров и устойчивости к стрессу у студентов‑медиков с учётом этики и ограничений интерпретации.
Ключевые элементы плана:
1) Дизайн
- Продольное когорное исследование с несколькими точками измерения: до стресс‑периода (например, до экзаменов), во время, и через $1\text{–}3$ месяца после. Альтернатива: крупное перекрёстное исследование + валидационная когорта.
- Мультицентровый набор (несколько вузов) для повышения генетического и социального разнообразия.
2) Выбор и описание фенотипа (устойчивости)
- Субъективные шкалы: Connor‑Davidson Resilience Scale (CD‑RISC), Perceived Stress Scale (PSS).
- Объективные признаки: реакция кортизола в слюне (салива), вариабельность сердечного ритма (HRV), поведенческие данные (успеваемость, прогулы).
- Построение составного латентного показателя устойчивости через факторный анализ/Item Response Theory, чтобы уменьшить шум.
3) Генетика и лаборатория
- Генотипирование на SNP‑чипах + иммутация к панели (или WGS при бюджете).
- QC: фильтрация по call rate, MAF, Hardy‑Weinberg; удаление сродственных образцов; контроль за аномалиями.
- Контроль популяционной структуры: вычислить главные компоненты (PCs) и включать их как ковариаты.
4) Размер выборки и мощность
- Формула для простого линейного регресса: $N=\frac{(Z_{1-\alpha /2}+Z_{1-\beta }{)}^2}{f^2}+k+1$, где $f^2$ — коэффициент эффекта, $k$ — число ковариат.
- Примеры: при $\alpha =0.05,\beta =0.2$ и $f^2=0.02$ получается примерно $N\approx 400$; при $f^2=0.005$ — $N\approx 1,600$. Для GWAS‑уровня мелких эффектов ($R^2\sim 0.1\%$) требуются тысячи — обычно $N\ge 10,000$.
- Вывод: для надежных ассоциаций по генетике поведения ориентируйтесь на $N$ в тысячи либо используйте PRS с внешними GWAS и валидацией.
5) Статистический анализ
- Основные модели: линейные смешанные модели для повторных измерений; регрессии контролируя возраст, пол, ПК популяции, курение, SES, медикаменты.
- Анализы: GWAS, анализ кандидатов, Polygenic Risk Score (PRS), GxE (взаимодействие генотип×стрессор).
- Коррекция множественной проверки: FDR и/или Bonferroni; report независящие репликации.
- Доп.: медиативный анализ и Mendelian Randomization при наличии инструментальных переменных.
6) Этические и правовые аспекты
- Информированное согласие: явное согласие на генетический анализ, использование биобанка, возможный обмен обезличенными данными.
- Политика возврата результатов: заранее определённая политика — обычно не возвращать исследовательские генотипы, возвращать только клинически значимые и подтверждённые варианты через медицинский канал.
- Конфиденциальность: псевдонимизация, шифрование, доступ по уровню, соглашения об использовании данных.
- Управление риском стигматизации и дискриминации: просвещение участников, избегание детерминистского языка в отчётах, консультации с этиками и юристами.
- Поддержка участников: доступ к психологической помощи при необходимости. Одобрение IRB/экспертной комиссии обязательно.
7) Интерпретационные сложности и способы их уменьшения
- Малые эффекты: большинство генетических вкладов малы — избегать выводов о «гене устойчивости».
- Конфounding/популяционная стратификация: использовать PCs, стратифицированный анализ и репликацию.
- GxE и временная изменчивость: учитывать среды (социальная поддержка, сон), повторные измерения.
- Плейотропия и неполная причинность: использовать MR и функциональную валидацию, но осторожно интерпретировать.
- Репликация: заранее запланировать независимую валидацию и пререгистрацию аналитического плана.
8) План работ и сроки (ориентировочно)
- Подготовка и одобрение этики: $3\text{–}6$ мес.
- Рекрутмент и сбор данных (биологические образцы + анкеты) : $6\text{–}12$ мес.
- Генотипирование и QC: $2\text{–}4$ мес.
- Анализы и репликация: $3\text{–}6$ мес.
- Публикация и обратная связь участникам: $3$ мес.
9) Команда и ресурсы
- Генетики, биостатистики, психологи/психиатры, этик, IT‑специалист по хранению данных, клиническая поддержка.
Краткий итог: используйте продольный дизайн, строгую фенотипизацию и большие выборки (или PRS с внешними данными), строгие QC и корректировки, заранее оговорённую этическую политику и независимую репликацию; избегайте детерминистских заключений и обеспечьте защиту участников.