Revue Fran~aise de Transfusion et Immuno-h6matologie Tome XXIII. - - N ° 6. - - 1980 683

Les ph4notypes 4rythrocytaires au Gabon

II. Estimation des frdquences gdniques des systOmes ABO, MNSs, Rh, Lu et Yk

clans 6 ethnies Bantoues et un groupe PygmOe du Gabon (Ogooud-Lolo et Haut-Ogooud)

par A l i ce G U E G U E N *, D e n i s e S A L M O N *, S a b i n e G L E Y *,

P. R O U G E R *** et G. L A N G U I L L A T **

* Groupe de Recherche U 88 el1 Santd Publique et en Epid6Iniologie. Facult6 de M6decine Piti4-Salp6tri6re, PARIS.

*** Centre Nat ional de Transfusion Sanguine, labora to i re associ6 au Coll6ge de France, anthropologie physique, PARIS.

** Centre In te rna t iona l de Recherches M6dicales, Francevi l le (GABON).

L 'I~TUDE du p o o l g6n6t ique d ' u n e p o p u l a t i o n r e p o s e su r l ' e s t i m a - t i on des f r 6 q u e n c e s g6n iques des sys t6mes de p o l y m o r p h i s m e

qu i o n t p u 6 t re examinds . S i m p l e dans ses p r i nc ipe s , dhs lo r s q u ' a dt6 d6f in i u n m o d h l e gdnd t ique : n o m b r e d 'a l l~ les p r d s e n t s , p o s s i b i l i t 6 d ' a l l6 le s i l enc ieux , ce t t e e s t i m a t i o n p o s e des d i f f icu l tds d ' o r d r e p r a t i - que n o n n4gl igeab les . Peu t -on r a s s e m b l e r des dchan t i l l ons p rd lev6s d a n s des t e r r i t o i r e s c o n t i g u s ? Les 6ven tue l l es d i f f6 rences o b s e r v 6 e s e n t r e eux re l6ven t -e l l es d u s i m p l e h a s a r d ou d ' u n p r o f i l g6n6 t ique s i n g u l i e r ? Les dca r t s ~ l ' 6 q u i l i b r e de H a r d y - W e i n b e r g sont - i l s d u s au h a s a r d ou, p lu s m a l e n c o n t r e u s e m e n t h u n m d l a n g e r d c e n t de p o p u l a t i o n s , ~ u n s o n d a g e n o n r a n d o m i s G ~ des e r r e u r s t e c h n i q u e s au l a b o r a t o i r e ? P o u r les s y s t 6 m e s /~ deux locus, te l HLAAB o u les

Manuscrit re~u le 13-5-1980.

684 G U E G U E N A. et coll.

syst~mes dtroi tement lids tels MNSs, quelle mdthode mathdmat ique utiliser d~s lors qu 'on suppose l 'existence de deux alleles silencieux (HLA X1 et Y1, MS ~ et NS~:). Enfin, quelle est la variance des esti- mations obtenues ?

L'dtude du polymorphisme des groupes sanguins rdalisde au Gabon sur 6 groupes bantous et un groupe de pygmdes nous a fourni la possibilitd de confronter diverses mdthodes statistiques d 'estimation.

METHODES STATISTIQUES

1. L'homogdndit6 des 6chantillons

Deux rdgions avaient 6t6 dchanti l lonndes: le Haut-Ogooud et l'Ogooud-Lolo. Dans la mesure du possible, nous maint iendrons cette division. De surcroit , dans le Haut-Ogoou6 (Groupe I) nous ferons une distinction entre les 3 ethnies bantoues Bateke, Obamba, Bawandji , et le groupe de Pygmdes. L'dchantil lon Ogooud-Lolo (Groupe II) compor te 2 ethnies, Bandjabi et Powi. Notons d 'emblde le faible effectif de l '6chantillon pygmde et de l 'dchantillon powi (28 sujets pour chacun d'eux) qui consti tue un obstacle aux calculs et ~ leur interprdtation.

Un simple test du x 2 suffit h contr61er l 'homogdnditd d 'un regrou- pement d'dchantil lons pour les syst~mes gdndtiques ~t 2 allbles s'expri- mant en simple dose. Pour les systbmes plus complexes, ce test n ' appor te pas de conclusions valables d~s lors qu'il faut regrouper les classes de petits effectifs, souvent les plus riches d ' information. I1 nous a sembld pr~fdrable d'utiliser un test du rappor t de vraisem- blance : quand les divers 6chantillons forment un groupe homog~ne, la diffdrence entre le logari thme de la vraisemblance de l 'dchantillon total et la somme des logari thmes de la vraisemblance de chaque 6chantillon, multiplide par le coefficient - - 2 , suit une loi du X ~ /~ (s-l) (k-l) degrds de libert6, o/a s est le nombre d'dchantillons, k le hombre d'all~les supposds ou encore le produi t du nombre d'all~les de chaque locus si le systbme compor te 2 locus. Cette mdthode a dtd utilisde pour les syst~mes MNSs et le syst~me Rh.

I1 convient enfin d' insister sur l '6vidence suivante : d b s lors que l 'dquilibre de Hardy-Weinberg n 'est pas constat6 dans l 'dchantillon, aucune mdthode de calcul ne peut fournir une est imation des frd- quences gdniques. Ceci doit ~tre impdrat ivement retenu pour regrou- per ou comparer des dchantillons.

Pour une meilleure lecture des r6sultats, le procdd6 graphique du triangle dquilatdral peut met t re en 6vidence les dissemblances entre populat ions pour les syst~mes /~ 3 allbles.

P H E N O T Y P E S E R Y T H R O C Y T A 1 R E S A U G A B O N 685

2. M 6 t h o d e s de ca l cu l des f r6quences , g 6 n i q u e s et d e s var ianees des e s t i m a t i o n s sur un 6 c h a n t i l l o n de N suje ts .

Nous e n v i s a g e r o n s les p rob1~mes p a r o r d r e de d i f f i cu l t6 crois- san te . P o u r m d m o i r e , nous r a p p e l l e r o n s p o u r les sys tdmes ~ 2 alleles de f r 6 q u e n c e p e t q, la v a r i a n c e des e s t i m a t i o n s o b t e n u e s :

Pq - - p o u r des a l le les c o d o m i n a n t s 2N

1 - - q2 - - si l 'all61e de f r6quence q es t r6cess i f

4N

Sys t~mes ~ plusieurs alleles dont un si lencieux :

Les f r 6 q u e n c e s g6niques d ' u n te l sys tbme, s o u v e n t d 6 n o m m 6 ABO- l ike p a r g 6 n 6 r a l i s a t i o n (ABO, SsS u, Fy~FybFy) son t a i s 6 m e n t ca lcu l6es se lon les f o r m u l e s b i e n c o n n u e s de BERNSTEIN, modi f i6es p a r c e r t a i n s a u t e u r s (YASUDA et KIMURA [1], NAM et GART [2]), OU e n c o r e se lon la t r6s a s t u c i e u s e m 6 t h o d e de d 6 c o m p t e des gbnes (CEPELLINI, SINISCALCO et SMITH [3]) : so i t Pi la f r 6 q u e n c e des al lbles (i = 1, 2, ..., k- l ) s ' expr i - m a n t en s i m p l e dose , e t r la f r d q u e n c e de l 'all61e s i lenc ieux. So i t Gi le n o r n b r e de s u j e t s p r 6 s e n t a n t l ' a l lb le i (qu ' i l s so i en t ou non h6t6- rozygo te s ) e t ni ne p r 6 s e n t a n t que l 'all61e i. Ces d e r n i e r s son t so i t de v ra i s h o m o z y g o t e s , so i t des h6 t6 rozygo tes p o u r i et l ' a l l~le s i len- c ieux, en p r o p o r t i o n p2 et 2p~r.

La formule d ' i tdra t ion

2N 2N pi' + 2r'

comporte dcux termes. Le prcmier, constant d'une it6ration ~ 1'autre, revient 5 compter un al]dle i par sujet qui 1'exprime. Le second terme ajoute les alldles i presents chez les homozygotes vrais, proportion- n e l l e m e n t aux f r d q u e n c e s p ' e t r ' o b t e n u e s lo t s de l ' i t 4 r a t i o n prdcd- den te .

J.M. NAM et J. GART [2] on t d 4 m o n t r 4 que l ' e s t i m a t e u r de B e r n s t e i n 6 ta i t s a t i s f a i s a n t p o u r le sy s t 6me ABO, ma i s i ne f f i cace dhs q u ' e x i s t a i e n t p lu s de 3 all61es e t / o u que l 'all61e s i l enc i eux ava i t une f r 4 q u e n c e 4gale ou i n f 4 r i e u r e g 0,10. Ces a u t e u r s p r o p o s e n t u n e m 6 t h o d e d ' e s t i m a t i o n qui u t i l i s e au p r e m i e r pas une f o r m u l e de B e r n s t e i n m o d i f i 6 e et aux pas su ivan t s l ' i t 4 r a t i o n h a b i t u e l l e d u d6co rnp t e des gbnes. A d6 fau t d ' o r d i n a t e u r s , ces ca lcu l s p e u v e n t 4t re a i s d m e n t e f fec tu4s s u r une ca l cu l e t t e p r o g r a m m a b l e .

C e p e n d a n t , les fo r rnu les des v a r i a n c e s des e s t i m a t i o n s de NAM et GART son t r d d h i b i t o i r e s . O. LARSEN [4] a mi s au p o i n t une m 6 t h o d e

686 G U E G U E N A. et coll.

d'inversion de maLrice permet tan t d 'obtenir les frdquences g6niques et leur variance sur ordinateur.

L 'est imation des fr6quences haplotypiques pour les syst6mes plusieurs locus suppose soit l 'utilisation de la rn6thode des scores du max imum de Vraisemblance (RA0 [5]) soit la mdthode du d6compte des haplo types propos6e par YASUOA et TsuJI [6] et dont la program- i-nation For t ran a 6td rdalis6e par LARSEN [7]. Cependant, seule la mdthode des scores du maximum de vraisemblance fourni t l '6cart- type des estimations obtenues.

Nous avons utilisd pour le syst6me MNSs le ddcompte des haplo- types. Le syst6me Rh a 6t6 dtudi6 selon les deux m6thodes. Le max imum de vraisemblance ndcessite la formulat ion pr6alable d'hypo- thSse sur les all61es. Au vu des ph6notypes observds, on constate que 4 all61es au min imum sont n6cessaires, h savoir R °, r, R 2 et r'. On peut leur adjoindre R 1, ou encore R 1 et r". A l 'oppos6, la m6thode du d6compte des g~nes ne pr6suppose pas d 'hypoth6ses, puisqu'elle repose sur le ddnombrement des combinaisons g6niques dont la pr6sence est plausible dans l '6chautillon. Les 6chantillons de tr6s faible effectif (Pygrn6es et Powi) n 'ont 6t6 analys6s que par cette derni6re mdthode.

L 'hypoth6se d 'un all~le silencieux Lu dans le syst~rne Lutheran a 6td retenue d'emblde, du fait de la pr6sence d 'un sujet Lu ( a - - b - - ) . Pour le syst~me Kidd, aucun sujet Jk ( a - - b - - ) n 'ayant 6td observe, deux hypotheses dtaient possibles, suivant qu 'on postulait ou non la prdsence d 'un allele silencieux.

RESULTATS

1. Sys t~me ABO

Le tableau I montre les frdquences g6niques et leur 6cart-type pour chaque ethnie, pour les 2 groupes bantous que nous avons d6sign6s comme groupes 1 et 2, et pour l '6chantillon total.

' L e s tests de X 2 v6rifiant l 'hypoth6se d 'un 6quilibre de Hardy- Weinberg donnent des valeurs trbs satisfaisantes, except6 pour le groupe Obamba (0,20 > p> 0,10) ott s 'observe un exc6s de sujets AB.

Les tests d 'homogdn6it6 sont trbs satisfaisants pour le groupe 2 (Ogoou6-Lolo, p > 0,75) et rnoins pour le groupe 1 (Haut-Ogoou6, p > 0,50), p robablement du fait du dds6quilibre de l '6chantillon Obarnba. Par contre, on constate un certain degrd d'h6t6rog6n6it6 entre les 3 groupes, h savoir le groupe 1, le groupe 2 et le groupe pygm6e (~2 = 7,71 pour 4 d.d.l., 0,15 > p > 0,10). En effet, le groupe

PHENOTYPES E R Y T H R O C Y T A 1 R E S A U G A B O N 687

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8

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688 G U E G U E N A . et coll.

1, Haut-Ogoou6 est plus riche en gbnes O, le groupe 2 en gbnes A, et les Pygm6es en g~nes B.

2. Syst~me MNSs

SYSTEME MN (Tabl. II). L'6quilibre de Hardy-Weinberg n 'est pas observ6 sur l '6chantillon

Bandjabi, ni, en consdquence, sur le groupe Ogoou6-Lolo (p < 0,05). Un exc~s de ph6notypes MN est en cause. Un exc~s de MN est 6gale- ment retrouv6 chez les Bateke off le test du X 2 n 'est cependant pas significatif. Du fair de l 'opposit ion des r6sultats observ6s chez les Bateke (N plus fr6quent que M) et chez les Bawandj i (M plus frd- quent que N), les tests d 'homog6n6it6 sont moins satisfaisants pour le groupe 1 (p < 0,10) que pour le groupe 2 (p > 0,30). En ce qui concerne la totalit6 de l 'dchantillon, ils restent satisfaisants.

SYSTEME SSH (Tabl. II).

L'6quilibre,., de Hardy-Weinberg est respect& Les tests d 'homo- g6n6it6 sont satisfaisants. L'homog6n6it6 entre groupes bantous est supdrieure (p > 0,40) /t celle observ6e quand on adjoint les Pygm6es (p < 0,20). Ces derniers ont en effet une fr6quence 61ev6e de u (0,33), mais leur petit effectif ne permet pas de tirer des conclusions plus fermes. Pour la rn6me raison, l 'absence de sujets S - - s - - chez les Powi, peut relever du hasard d'6chantillonnage. L'intervalle de confiance de l 'est imation de u est de 0,1387 ~ 0,5292 chez les Pygm6es et de 0 h 0,2580 chez les Powi.

SYST~ME MNSs (Tabl. III). Les frdquences haplotypiques observ6es sont comparables d 'un

groupe ethnique /t l 'autre (tests d 'homog6n6it6 satisfaisants entre Bateke et Bawandj i d 'une part, entre Powi et Bandjabi d 'autre part, et sur la totalit6 de l '6chantillon). Cependant, on note, comme pr6c6demment, que l 'homog6ndit6 du groupe I est moins forte (p, > 0,20).

3. Syst~me Rh

La m6thode du max imum de vraisemblance (Tabl. IV), appliqu6e aux 420 sujets de l 'dchantillon total selon les trois hypoth6ses de 4 all61es (r, R °, R 2, r'), 5 al161es (les pr6c6dents et R1), 6 allbles (les pr6c6dents et R 1 et r") mont re que la pr6sence de R I darts l'6chantil- lon est v6rifi6e avec une fr6quence de 0,02031, mais que celle de r" ne l 'est pas (fr6quence estimde nulle). L 'hypoth6se des 5 all6les est

PHENOTYPES ERYTHROCYTA1RES AU GABON 689

d

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690 G U E G U E N A . e t c o l l .

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PHENOTYPES ERYTHROCYTAIRES AU GABON 691

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0 Z

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0 0 Z Z

692 GUEGUEN A. et coll.

donc retenue et appliqu6e aux divers groupes ethniques d'effectif suffisant.

La m6thode du d6compte des gbnes ( T a b l . V ) permet le calcul des fr6quences all61iques de chaque groupe ethnique. Pour les groupes 6tudi6s selon les deux mdthodes, on constate une remarquable simi- litude des r6sultats. En particulier, les fr6quences estim6es sur l'6chan- tillon global de 420 sujets sont tr6s comparables pour le d6compte des combinaisons g6niques et l 'hypoth6se des 5 all~les.

D'un groupe ethnique h l 'autre, on observe des variations des fr6quences. Les Bawandji et les Pygm6es prdsentent une moindre fr6quence de r et une plus grande fr6quence de R °. La valeur 61ev6e (0,87) de cet all61e chez les Pygmdes ne repose malencont reusement que sur un trop petit dchantillon.

4. Syst~me Lutheran (Tabl. VI)

Un seul sujet Lu ( a - - b - - ) est observ6. I1 appart ient au groupe Bateke. L'dquilibre de Hardy-Weinberg est par tout respect6. Les tests d 'homog6n6it6 entre 6chantillons ne sont pas tr~s satisfaisants, le groupe I I 6tant plus fiche en alleles Lu%

5. Syst~me Kidd (Tabl. VII)

L 'hypoth6se de 3 allbles Jk% Jk b e t Jk est retenue de prdf6rence l 'hypoth~se des seuls alleles Jk a et Jk b, du fait de sa meilleure

ad6quation ~ l '6quilibre de Hardy-Weinberg. Pour les Pygm6es, par exemple, x z = 0,52 pour 3 all61es et 2,01 pour 2 alleles (exc~s d'ho- mozygotes).

L'6quilibre de Hardy-Weinberg est toujours respect6 (plus forte valeur du z 2 = 1,46 chez les Bawandji). L'homog6ndit6 entre 6chan- tillons est bonne.

DISCUSSION

Syst~me ABO

La fr6quence 61evde du g6ne O chez les mdlano-africains est bien connue. Darts cette enqu6te, elle varie de 0,72 chez les 103 Bandjabi ~t 0,79 chez les 103 Bateke. Le groupe Haut Ogoou6 pr6sente d'ailleurs une frdquence de 0 sup6rieure h celle du groupe Ogooud- Lolo (0,77 contre 0,73). Le g6ne A et le g6ne B ont l 'un et l 'autre une fr6quence de 0,10 ~ 0,12 dans le groupe Haut Ogoou6 alors que le g6ne A est plus frdquent que B dans le groupe Ogoou6-Lolo. Les Pygmdes ne sont pas notablement diffdrents des autres ethnies, si

PHENOTYPES E R Y T H R O C Y T A I R E S A U G A B O N 693

~ o ~ o o . . . . . . c ~

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~ o ~

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694 GUEGUEN A. et coil.

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P H E N O T Y P E S E R Y T H R O C Y T A I R E S A U G A B O N 695

c~

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o~e',q ~ £ ' . q

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0 ,

o

" 0

696 G U E G U E N A. et coll.

ce n 'est par un exc6s de B relat ivement h A, retrouv6 d'ailleurs chez les Bawandji . Pygm6es et Bawandj i semblent donc avoir le m6me profil ABO.

Syst~me MNSsu Les fluctuations au tour de 0,50 des frdquences respectives de M

et de N d 'un 6chantillon ~ l 'autre ne semblent pas avoir de valeur statistique, les tests d 'homog6n6it6 ne met tan t pas en 6vidence de diff6rences entre populat ion (p > 0,20).

La faible fr6quence du g6ne S (de 0,12 /t 0,16) est d6jh connue chez les m61ano-Africains. L'antig6ne s a une fr6quence de 0,70 environ. La fr6quence 61ev6e de l'all~le silencieux u est notable (0,17), sur tout chez les 22 pygm6es (0,33). Malencontreusement, le faible effectif de ce dernier 6chantillon interdit de t irer des conclusions nettes de cette 616vation. Chez les Bantous, u semble 6galement lid ~ M ou h N. Chez les Pygm6es, il est prdf6rentiellement lid h M, mais, 1~ encore, la petitesse de l '6chantillon demanderai t que cette diff6rence soit contr616e sur de nouveaux effectifs.

Syst~me Rh

On peut prdsumer de l 'existence des all61es R °, r, R 2, r ' et R 1 dans l '6chantillon, le modble ~t cinq all61es 6tant le mieux adapt6. La fr6quence trbs 61ev6e (0,71) du complexe g6nique R °, caract6rist ique des m61ano-africains est bien retrouv6e dans cette enqu6te. Cette frdquence atteint 0,87 chez les pygmdes, valeur qui demanderai t h 6tre contr616e sur un plus grand nombre de sujets.

Systi~me Lutheran L'all61e silencieux Lu semble n'exister qu 'en faible proport ion,

un seul sujet Lu ( a - - b - - ) est d'ailleurs observd.

Syst~me Kidd On notera la frdquence 61evde de l'all61e JK ~ (0,80) et aussi une

Valeur positive de l 'est imation de l'all61e silencieux JK malgr6 l 'absence de tout sujet J K ( a - - b - - ) , et part iculi~rement chez les Pygm6es.

RESUME

I1 n 'appara i t pas entre les diffdrents groupes bantous qui com- posent notre 6chantillon de diff6rences notables. On peut noter peut- ~tre une frdquence du g6ne O encore plus ~levde dans le Haut Ogoou6 (0,77) que darts l 'Ogoou6-Lolo (0,73).

P H E N O T Y P E S E R Y T H R O C Y T A 1 R E S A U G A B O N 697

Le g r o u p e Powi p r 4 s e n t e t r6s p e u d'all61es MS ~ ou NS • m a i s son f a ib l e e f f ec t i f s ' o p p o s e h t o u t e conc lu s ion f e rme .

L ' e n s e m b l e de ces p o p u l a t i o n s b a n t o u e s se c a r a c t 6 r i s e p a r u n e f r 6 q u e n c e 41ev6e de 0, de u, de R °.

L ' 6 c h a n t i l l o n de Pygm6es es t c o n f o r m e / t c e s c a r a c t 6 r i s t i q u e s , e t ne d i f f~re des B a n t o u s que p a r u n e f r4quence t r6s 4lev6e de u (0,33), p a r t i c u l i 6 r e m e n t de l ' h a p l o t y p e M U et p a r une f r6quence a c c r u e de R °. Son f a ib l e e f f ec t i f ne p e r m e t pas de c o n s i d 6 r e r ces d i f f6 rences c o m m e s t a t i s t i q u e m e n t va l ab l e s .

I1 c o n v i e n t de n o t e r que le g r o u p e B a w a n d j i se r a p p r o c h e des P y g m i e s p a r son p r o f i l ABO et son p r o f i l Rhdsus , h s avo i r u n e f r 6 q u e n c e m a r q u 6 e de B et de R °.

SUMMARY

T h e r e does n o t s e e m to b e any n o t i c e a b l e d i f f e r e nc e b e t w e e n the v a r i o u s B a n t o u g r o u p s t e s t ed . One can no t e a h i g h e r f r e q u e n c y of t he O gene in t he H i g h Ogoou4 (0,77) t h a n in t he Ogoou6 Lolo (0,73).

The Powi g r o u p s h o w s ve ry few MS T: o r NS T: a l le les b u t b e c a u s e of t he s m a l l n u m b e r , no f i r m c o n c l u s i o n s can be d r a w n . The co l l e c t i on of t h e s e B a n t o u p o p u l a t i o n s is c h a r a c t e r i s e d b y a h igh f r e q u e n c y of O, u, a n d R °.

The t e s t e d Pygmies m a t c h u p w i t h t hese c h a r a c t e r i s t i c s a n d on ly d i f f e r f r o m the B a n t o u s b y a ve ry h igh f r e q u e n c y of u (0,33), e s p e c i a l l y of t he M e h a p l o t y p e , a n d b y an i n c r e a s e d f r e q u e n c y of R °. The s m a l l n u m b e r does n o t e n a b l e t hese d i f f e r ences to b e c o n s i d e r e d as s t a t i s t i c a l l y va l id .

I t s h o u l d be n o t e d t h a t t he B a w a n d j i g roup is s i m i l a r to t h e P y g m y g r o u p as r e g a r d s ABO a n d Rhesus , i.e. a m a r k e d B a n d R ° f r equency .

Alice GUEGL'EN, Groupe de Recherche U 88, Facult6 de M6decine Pitid-Salp6tri6re, 91, bd de l 'H6pital , 75634 PARRS C~dex 13.

Nous tenons a expr imer not re vive reconnaissance S. OLESEN LARSEN, Biostat is t ical Depar tment Sta tens Se rum Ins t i tu t Copenhagen, qui nous a t ransmis les p rog ra mme s Fo r t r an de d6compte des g6nes et des haplotypes .

698 GUEGUEN A. et coll.

B IBLIOGRAPHIE

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