Дослідження близнюків та "Спадщина повноти"

"Те, що здавалося нескінченним потоком ідентичних восьмирічних близнюків чоловічої статі, лилося в кімнату. Близнюки за близнюками ... їхні обличчя, їх повторне обличчя, бо між ними було лише одне ... (с. 172) "... як опариші, яких вони зграїли ..." (с. 178) писав Олдос Хакслі в Чудовий новий світ . (1932) Ось «принцип масового виробництва, нарешті застосований до біології:» (с.9) створення мільйонів однояйцевих близнюків (і "не тих, хто балує двійки і трійки, як у старі живонароджуючі дні") (с. 8), а "чудового вдосконалення природи" (с. 8), що мав на меті створити соціальна стабільність.

Зображення Чудовий новий світ лякають і відлякують, але двійнята зачаровували людей протягом історії. Є знакові близнюки римської міфології, Ромул і Рем, яких смоктала вовчиця, і Ромул продовжив заснування Стародавнього Риму. І там були помітно різні брати-близнюки Яків та Ісав у Книзі Буття: Ісав, «перший вийшов увесь червоний, увесь, як волохата одежа». (Буття 25: 25) "Ось, Ісав, мій брат, волохатий чоловік, а я гладка людина". (Буття 27:11) (Для комічного перекладу цього уривка з Буття, послухайте проповідь, Візьми лавку, Алан Беннетт, с Поза межами: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) І в Шекспіра Дванадцята ніч , близнюки Віола і Себастьян так схожі один на одного, їх описують як "одне обличчя, один голос, одна звичка і дві особи. Природна перспектива, тобто є і не є", говорить герцог. І Антоніо додає: "Як ти зробив поділ на себе? Яблучна щілина навпіл не більше близнюків, ніж ці дві істоти". (Акт V, сцена 1)

Хоча Віолу та Себастьяна було важко відрізнити один від одного, вони, як чоловіки та жінки, є братськими або дизиготичними близнюками (DZ) і виникають внутрішньоутробно внаслідок одночасного запліднення двох яйцеклітин двома спермами. Вони поділяють, як і інші брати та сестри в родині, лише 50% своєї ДНК. Однояйцеві або монозиготні (MZ) близнюки виникають в результаті поділу одного ембріона і діляться по суті 100% своєї ДНК і, отже, завжди однієї статі. Діагностичне визначення для встановлення зигозності є першим кроком у оцінці близнюків і зазвичай проводиться шляхом вивчення кольору волосся, очей, форми вух, рота, зубів та інших фізичних рис, включаючи відбитки пальців, а також шляхом складних досліджень антигенів групи крові. . (Берєсон, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Пропозицію використовувати близнюків для досліджень зазвичай приписують серу Френсісу Гальтону, двоюрідному братові Чарльза Дарвіна, наприкінці 19 століття. Гальтон видав дві книги, в тому числі Історія близнюків і був зацікавлений у розмежуванні "між наслідками схильностей, отриманих при народженні, та тими, що накладаються в особливих обставинах життя", тобто між природою та вихованням. (як цитується в Гедді, Близнюки в історії та науці , 1961, с. 24-25) Однак Гальтон не порівнював братських та однояйцевих близнюків, тому "його не можна вважати винахідником методу близнюків". (Teo and Ball, Історія гуманітарних наук , 2009)

Інші дослідники слідували, але є темна сторона досліджень близнюків на початку і в середині 20-х років, про що свідчить робота фон Вершуера, який був наставником Йозефа Менгеле, сумно відомого своїми дослідженнями близнюків в Освенцімі під час Світу. Друга війна. Мабуть, фон Вершуер, який був шанованим вченим, був нацистським і жорстоким антисемітом, який використовував свої дослідження близнюків для просування своєї дискримінаційної расової політики. (Мюллер-Хілл, Історія та філософія наук про життя , 1999) Як повідомляється, Менгеле надіслав зразки очей і зразки крові від 200 близнюків, на яких він проводив неетичні дослідження людини, для аналізу фон Вершуеру. Лише 10% цих близнюків пережили людські експерименти Менгеле. (Мюллер-Хілл, 1999). Для обговорення збочення науки фон Вершуером та Менгеле та важливості зобов'язання "розмістити найкращі інтереси пацієнта вище інтересів лікаря" див. Коллер, Журнал клінічного дослідження , 2006, який підкреслює, що існує чотири "основні цінності медичного гуманізму: цінність або святість кожного людського життя; повага людської гідності, святкування людської різноманітності та співчутливе оцінювання складності людського стану". (Coller, 2006) А щодо обговорення упущень та "ревізіоністської історії" досліджень близнюків, знайдених у деяких підручниках, див. Teo and Ball, 2009.

Однак на початку 20 століття дослідники, включаючи фон Вершуера, почали розглядати роль генетики саме в галузі ожиріння. Доктор Джордж А. Брей у своїй науковій книзі, Битва за опуклість (2007), дослідив історію досліджень ожиріння і передрукував оригінальні статті Давенпорта (с. 474 і далі) (1923), а також фон Вершуера (с. 492 і далі) (1927.) Давенпорта, який використовував співвідношення відомий як індекс маси тіла (ІМТ), першим вивчив взаємозв'язок генетики та навколишнього середовища при ожирінні та запитав: "Наскільки ця різниця у стані між худорлявими та м'ясистими людьми залежить від конституційних факторів?" (с. 474) Саме від доктора Брея (який запозичив його у наставника Едвіна Б. Ествуда) (с. 148) я взяв свій титул Спадщина повнотілля .

Потім були проведені основні дослідження близнюків, зокрема шведський дослідник Берьєсон (1976), який проаналізував важливість спадковості та навколишнього середовища шляхом порівняння внутрішньо-парних відмінностей у близнюків MZ та DZ, і зображення яких близнюків з’являються тут. Крім того, канадський слідчий Клод Бушар та його колеги розробили своє так зване довготривале "Дослідження перегодовування Квебеку", в якому вони вивчили 12 пар однояйцевих близнюків нормальної ваги, які перебували в контрольованих умовах протягом 120 днів у стаціонарі та годувались 1000 додаткових калорій щодня протягом шести днів на тиждень протягом 84 з цих днів. (Бушар та ін., New England Journal of Medicine , 1990; Редден і Еллісон, Огляди ожиріння , 2004; Бушар, Американський журнал клінічного харчування , 2009; Бушар та ін., Міжнародний журнал ожиріння , 2014; ) Середній приріст ваги становив 8,1 кг, але коливався від 4,3 до 13,3 кг. Примітно, що перегодовування призвело до суттєво подібної маси тіла та відсотка набору жиру в кожній парі-близнюку МЗ, але між різними парами було втричі більше розбіжностей, ніж між парами. Іншими словами, суворий контроль однакової кількості надмірного споживання їжі та обмежена фізична активність викликали різні реакції з точки зору маси тіла, складу тіла та навіть регіонального розподілу жиру у генетично різних близнюків. Бушар підкреслив, що оскільки ефект будь-якої взаємодії ген-середовище зазвичай невеликий, дослідники повинні намагатися мінімізувати помилки, і одним із способів уникнути помилок є фактичне вимірювання зросту та ваги, а не покладатися на самозвіти, які так часто зустрічаються в багатьох дослідженнях . (Бушар, Ожиріння, Додаток, 2008.) Далі Бушар пояснив, що "людські варіації", включаючи "біологічний детермінізм", дехто є більш сприйнятливим до збільшення або зниження ваги, є "безумовною передумовою" у пошуку будь-якої взаємодії між генами та середовищем. для остаточної ідентифікації конкретних генів. (Бушар, 2008)

Протягом багатьох років багато хто створював т. Зв двійні реєстри тисяч близнюків MZ та DZ, у тому числі в Норвегії, Швеції та Фінляндії, а також у США (наприклад, Реєстр близнюків Національної академії наук-Національної дослідницької ради (NAS-NRC); Реєстр Міннесоти та Реєстр близнюків В'єтнаму-Ери .) Відомий дослідник ожиріння Альберт (Міккі) Штункард, наприклад, використовував шведський та датський реєстри близнюків для деяких своїх досліджень. (Джо, NEJM , 2014) Stunkard et al ( ДЖАМА , 1986) також використовував Реєстр NAS-NRC для оцінки понад 1900 близнюків MZ і понад 2000 близнюків DZ для оцінки генетичного внеску у зріст, вагу та ІМТ у довгостроковому (25 років) подальшому дослідженні, з висновком: "Вгодованість людини знаходиться під сильним генетичним контролем". Однак дослідники визнали, що оцінки спадковості можуть піддаватися критиці, при цьому як занижуючи, так і завищуючи, можливо, через, наприклад, серед інших джерел упередженості, помилки у встановленні зигозності або навіть асортивне спарювання (в якому подружжя схильні одружуватися партнером подібної збірки.) Хеймсфілд та його колеги (Allison et al, Генетика поведінки , 1996) також підкреслили, що "стандартні конструкції близнюків" для ожиріння не обов'язково включають такі дані, як ваги подружжя та чи може асортивне спаровування (тобто випадкове спарювання) впливати на показники спадковості.

У своєму класичному дослідженні близнюків, Stunkard et al ( NEJM, 1990) оцінив 93 пари однояйцевих близнюків, які вирощені один від одного (один з найефективніших засобів визначення важливості спільних генів від спільного середовища); 154 пари однояйцевих близнюків, що виховуються разом; 218 пар братських близнюків виростили один від одного, і 208 пар братських близнюків виростили разом, усі вони були зі шведського реєстру, який поєднував дослідження близнюків з дослідженнями усиновлення. Близнюків оцінювали наприкінці 50-х років, серед них 60% жінок. Однак дослідники відзначають, що навіть коли близнюки виховуються, вони можуть бути схожими один на одного, якщо середовище їх вирощування схоже (наприклад, якщо близнюки були розміщені "вибірково" в будинках, які, як правило, нагадували умови їхніх біологічних батьків.) З цих близнюків. які були відокремлені від своїх біологічних батьків, майже половина близнюків були розлучені на першому році життя, часто через смерть, хворобу або фінансові труднощі в родині. Stunkard та ін. Знайшли вагомі докази впливу спадковості на ІМТ, і вони виявили, що генетичний вплив поширюється на всі вагові категорії, тобто від худих до тих, що страждають ожирінням. Вони також зазначили, що однояйцеві близнюки, які виховувались окремо, мали коефіцієнти кореляції внутрішньої пари 0,70 для чоловіків та 0,66 для жінок для ІМТ, і дійшли висновку в цьому дослідженні, що середовище дитинства мало чи навіть не впливало. Однак вони обережні: "спадковість не передбачає незмінного, незмінного генетичного впливу", а скоріше генетичного впливу за певних умов навколишнього середовища. (Stunkard et al, 1990) У цьому напрямку Еллісон, Хеймсфілд та його колеги (Faith et al, Міжнародний журнал ожиріння, 2012) наголосили на важливості розгляду контекст вимірювання в яких умови навколишнього середовища, властиві розробці дослідження (наприклад, читання близнюкам під час їжі), можуть потенційно вплинути на результати.

Протягом багатьох років Елісон, Хеймсфілд та їх колеги використовували класичний дизайн близнюків для оцінки стосунків так званих генетична архітектура на навколишнє середовище, в тому числі протягом внутрішньоматкового періоду (Allison et al, Міжнародний журнал ожиріння та пов’язаних з ним метаболічних розладів , 1995.) Вони також використовували цю модель для вивчення індексу маси тіла та артеріального тиску (Allison et al, Американський журнал медичної генетики, 1995); індекс маси тіла у дитячій зразку-близнюка (Faith et al, Педіатрія, 1999); споживання калорій (Faith et al, Генетика поведінки, 1999); і саморегулювання їжі (Faith et al, Міжнародний журнал ожиріння , Лондон , 2012)

Нижня лінія : Дослідження близнюків розвинулися з часів сера Френсіса Гальтона, який запропонував використовувати близнюків для диференціації наслідків природи від виховання наприкінці 19 століття. Їх зловживали дослідники, наприклад, нацисти під час Другої світової війни. Історично склалося так, що найважливіші ранні дослідження в галузі ожиріння походили від доктора. Клод Бушар та співавт., Які проводили оцінку однояйцевих (монозиготних) близнюків у контрольованих стаціонарних умовах у класичному дослідженні перегодовування в Квебеці, та від Міккі Стенкарда та співавт., Які оцінювали як монозиготних, так і дизиготних усиновлених близнюків, щоб відокремити навколишнє середовище від генетичних ефектів, у таких випадках: зателефонував класичний дизайн Твін.

Будь ласка, запиши: Це частина I двосекційного блогу про використання близнюків у дослідженнях ожиріння. Частина II більш детально вивчить використання конструкції спільних близнюків, в якій один однояйцевий близнюк суперечить ознаці порівняно з іншою. Особливу подяку тим, хто допомагав у підготовці I та II блогів, див. У блозі II.