Dvojčata a „dědictví věrnosti“

„To, co vypadalo jako nekonečný proud identických osmiletých mužských dvojčat, se valilo do místnosti. Dvojčata za dvojčaty ... jejich tváře, jejich opakovaná tvář byla mezi spoustou jen jedna ... (str. 172) „... jako červi se vyrojili ...“ (str. 178) napsal Aldous Huxley v Statečný nový svět . (1932) Tady byl „princip hromadné výroby, který se konečně aplikuje na biologii:“ (str.9) vytvoření miliónů identických dvojčat (a „nikoli poddajných dvojčat a trojek jako za starých viviparous dnů“) (str. 8), ale „podivuhodného zlepšení přírody“ (str. 8), které mělo vytvořit sociální stabilita.

Obrázky uživatele Statečný nový svět jsou děsivé a odpuzující, ale dvojčata fascinovala lidi v celé historii. Existují ikonická dvojčata římské mytologie, Romulus a Remus, která byla kojena vlkodlakem a jejichž Romulus pokračoval v založení starověkého Říma. A v knize Genesis byli nápadně odlišní dvojčata Jacob a Ezau: Ezau, „první vyšel celý červený, celý jako chlupatý oděv“. (1. Mojžíšova 25: 25) „Hle, můj bratr Ezau je chlupatý muž a já jsem hladký muž.“ (1. Mojžíšova 27:11) (Pro komické ztvárnění této pasáže z Genesis si poslechněte kázání, Vezměte lavici, Alan Bennett, od Beyond the Fringe: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) A v Shakespearově Dvanáctá noc „Dvojčata Viola a Sebastian se k sobě tak podobají, jsou popisována jako„ jedna tvář, jeden hlas, jeden zvyk a dvě osoby. Přirozená perspektiva, to je, a není, “říká vévoda. A Antonio dodává: „Jak ses rozdělil? Rozštěp jablka ve dvou není víc dvojčat než tato dvě stvoření.“ (Dějství V, scéna 1)

Ačkoli Violu a Sebastiana bylo obtížné od sebe odlišit, jsou to mužská a ženská dvojčata nebo dvojvaječná dvojčata (DZ) a vznikají in utero ze současného oplodnění dvou vajíček dvěma spermiemi. Sdílejí, stejně jako ostatní sourozenci v rodině, pouze 50% jejich DNA. Identická nebo monozygotní dvojčata (MZ) vznikají rozdělením jednoho embrya a sdílejí v zásadě 100% své DNA, a proto jsou vždy stejného pohlaví. Diagnostické stanovení pro stanovení zygosity je prvním krokem při hodnocení dvojčat a obvykle se provádí zkoumáním barvy vlasů, očí, tvaru uší, úst, zubů a dalších fyzických vlastností, včetně otisků prstů, a také sofistikovanými studiemi antigenu krevní skupiny . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Návrh použít dvojčata ve výzkumu je obvykle přičítán siru Francisu Galtonovi, bratranci Charlese Darwina, na konci 19. století. Galton vydal dvě knihy, včetně Historie dvojčat a zajímalo se o rozlišení „mezi účinky tendencí přijatých při narození a tendencemi vyvolanými zvláštními okolnostmi života“, tj. mezi přírodou a výchovou. (jak je citováno v Gedda, Dvojčata v historii a vědě , 1961, s. 24–25) Galton však neporovnával bratrská a identická dvojčata, takže „jej nelze považovat za vynálezce metody dvojčete“. (Teo a Ball, Dějiny humanitních věd , 2009)

Následovali další vědci, ale v raných a středních letech 20. století existuje dvojitá stránka výzkumu dvojčat, o čemž svědčí práce von Verschuera, který byl mentorem Josefa Mengeleho, neslavného pro jeho dvojčata v Osvětimi během světa. Válka Von Verschuer, který byl uznávaným vědcem, byl zjevně nacistický a virulentní antisemita, který pomocí svých studií dvojčat prosazoval svoji diskriminační rasovou politiku. (Müller-Hill, Dějiny a filozofie věd o živé přírodě , 1999) Mengele údajně zaslal von Verschuerovi k analýze vzorky očí a vzorky krve z 200 dvojčat, na nichž provedl neetický lidský výzkum. Pouze 10% z těchto dvojčat přežilo Mengeleho lidské experimentování. (Müller-Hill, 1999) Diskuse o zvrácení vědy von Verschuerem a Mengelem a důležitosti závazku „umístit nejlepší zájmy pacienta nad zájmy lékaře“, viz Coller, Journal of Clinical Investigation , 2006, který zdůrazňuje, že existují čtyři „základní hodnoty lékařského humanismu: vzácnost nebo posvátnost každého lidského života; úcta k lidské důstojnosti, oslava lidské rozmanitosti a soucitné ocenění složitosti lidského stavu.“ (Coller, 2006) A k diskusi o opomenutí a „revizionistické historii“ výzkumu dvojčat, které se nacházejí v některých učebnicích, viz Teo a Ball, 2009.

Výzkumníci z počátku 20. století, včetně von Verschuera, začali uvažovat o úloze genetiky konkrétně v oblasti obezity. Dr. George A. Bray ve své vědecké knize Bitva v Ardenách (2007), prozkoumali historii výzkumu obezity a přetiskli originální práce Davenporta (str. 474 a násl.) (1923), stejně jako von Verschuera (str. 492 a násl.) (1927) Davenporta, který použil poměr známý jako index tělesné hmotnosti (BMI), byl první, kdo studoval vztah genetiky a prostředí v obezitě, a zeptal se: „Jak daleko tento rozdíl v stavbě mezi štíhlými a masitými osobami závisí na ústavních faktorech?“ (str. 474) Titul jsem převzal od Dr. Braye (který si ho vypůjčil od mentora Edwina B. Astwooda) (str. 148) Dědictví tělesnosti .

Následovaly hlavní studie dvojčat, mimo jiné švédský výzkumník Börjeson (1976), který analyzoval význam dědičnosti a prostředí porovnáním intra-párových rozdílů u dvojčat MZ a DZ a jejichž obrazy dvojčat se zde objevují. Kanadský vyšetřovatel Claude Bouchard a jeho kolegové dále navrhli takzvanou dlouhodobou „Quebec Overfeeding Study“, ve které studovali 12 párů stejných dvojčat stejného pohlaví s normální hmotností, které zůstaly za kontrolovaných podmínek po dobu 120 dnů na lůžkové jednotce a byly krmeny Dalších 1000 kalorií každý den po dobu šesti dnů v týdnu po dobu 84 z těchto dnů. (Bouchard a kol., New England Journal of Medicine 1990; Redden a Allison, Recenze obezity 2004; Bouchard, American Journal of Clinical Nutrition 2009; Bouchard a kol., International Journal of Obesity , 2014; ) Průměrný přírůstek hmotnosti byl 8,1 kg, ale pohyboval se od 4,3 do 13,3 kg. Pozoruhodné je, že překrmování vedlo k významně podobné tělesné hmotnosti a procentuálnímu přírůstku tuku v každém dvojici MZ, ale mezi různými páry bylo třikrát větší rozptyl než uvnitř párů. Jinými slovy, přísná kontrola stejného množství nadměrného příjmu potravy a omezené fyzické aktivity vedly u geneticky odlišných dvojčat k různým reakcím, pokud jde o tělesnou hmotnost, složení těla a dokonce i regionální distribuci tuku. Bouchard zdůraznil, že protože účinek jakékoli interakce mezi genem a prostředím je obvykle malý, musí se vědci pokusit minimalizovat chyby a jedním ze způsobů, jak se chybám vyhnout, je skutečné měření výšky a hmotnosti, spíše než se spoléhat na vlastní zprávy, které jsou v mnoha studiích tak běžné . (Bouchard, Obezita, Suplement, 2008.) Dále Bouchard vysvětlil, že „lidská variace“, včetně „biologického determinismu“, u některých, které jsou náchylnější k přibývání na váze nebo úbytku hmotnosti, je „absolutním předpokladem“ při hledání jakékoli interakce mezi genem a prostředím a pro případnou identifikaci specifických genů. (Bouchard, 2008)

V průběhu let si mnozí vytvořili tzv dvojče registry tisíců dvojčat MZ a DZ, včetně dvojčat v Norsku, Švédsku a Finsku a v USA (např. Twin Registry National Academy of Sciences - National Research Council (NAS-NRC); Minnesota Registry a Vietnam-Era Twin Registry .) Renomovaný výzkumník obezity Albert (Mickey) Stunkard například pro některá ze svých studií používal švédská a dánská dvojčata. (Jou, NEJM , 2014) Stunkard et al ( JAMA , 1986) také použil registr NAS-NRC k hodnocení více než 1900 dvojčat MZ a více než 2000 dvojčat DZ k hodnocení genetického příspěvku k výšce, hmotnosti a BMI v dlouhodobé (25leté) následné studii se závěrem, „Lidská tučnost je pod silnou genetickou kontrolou.“ Vědci však připustili, že odhady dědičnosti mohou být předmětem kritiky, přičemž podhodnocení i nadhodnocení může být způsobeno například mimo jiné zdroji předpojatosti, chybami při stanovení zygosity nebo dokonce střídavým párením (ve kterém se manželé mají sklon k sňatku) partner podobné konstrukce.) Heymsfield a kolegové (Allison et al, Genetika chování , 1996) také zdůraznili, že „standardní dvojčata“ pro obezitu nemusí nutně zahrnovat údaje, jako jsou váhy manželů a to, zda asortativní páření (tj. Nenáhodné páření) může ovlivňovat míru dědičnosti.

Ve své klasické studii s dvojčaty Stunkard et al ( NEJM, 1990) hodnotilo 93 párů identických dvojčat chovaných od sebe (jeden z nejúčinnějších prostředků pro stanovení důležitosti sdílených genů od významu sdíleného prostředí); 154 párů identických dvojčat chovaných společně; 218 párů bratrských dvojčat chovaných od sebe a 208 párů bratrských dvojčat chovaných společně, z nichž všechny pocházely ze švédského rejstříku, který kombinoval studie dvojčat s adopčními studiemi. Dvojčata byla hodnocena na konci 50. let, přičemž 60% žen. Vědci však poznamenali, že i když jsou dvojčata chována od sebe, mohou se navzájem podobat, pokud je jejich prostředí pro chov podobné (např. Pokud byla dvojčata umístěna „selektivně“ v domech, které se podobaly těm jejich biologickým rodičům.) Z těchto dvojčat kteří byli odděleni od svých biologických rodičů, téměř polovina dvojčat byla oddělena v prvním roce života, často kvůli smrti, nemoci nebo finančním potížím v původní rodině. Stunkard et al našli silné důkazy o vlivu dědičnosti na BMI a zjistili, že genetické vlivy sahají napříč všemi váhovými kategoriemi, tj. Od hubených po obézní. Rovněž poznamenali, že identická dvojčata chovaná od sebe měla koeficienty korelace uvnitř páru 0,70 u mužů a 0,66 u žen pro BMI, a dospěli k závěru, že v dětském prostředí měl malý nebo dokonce žádný vliv. Dělají však opatrnost, „dědičnost neznamená neměnný, neměnný genetický vliv“, ale spíše genetické vlivy za určitých podmínek prostředí. (Stunkard et al, 1990) V tomto duchu Allison, Heymsfield a kolegové (Faith et al, International Journal of Obesity, 2012) zdůraznili význam zvážení kontext měření za jakých podmínek prostředí, které jsou vlastní koncepci studie (např. čtení dvojčat během jídla), mohou potenciálně ovlivnit výsledky.

V průběhu let Allison, Heymsfield a jejich kolegové použili klasický design dvojčat k vyhodnocení vztahu tzv genetická architektura do životního prostředí, a to i během nitroděložního období (Allison et al, International Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders , 1995.) Tento model také použili ke studiu indexu tělesné hmotnosti a krevního tlaku (Allison et al, American Journal of Medical Genetics, 1995); index tělesné hmotnosti ve vzorku pediatrických dvojčat (Faith et al, Pediatrie, 1999); kalorický příjem (Faith et al, Genetika chování, 1999); a samoregulační stravování (Faith et al, International Journal of Obesity , Londýn , 2012)

Sečteno a podtrženo : Studie dvojčat se vyvinula z doby sira Francise Galtona, který na konci 19. století navrhl použití dvojčat k odlišení účinků přírody od výchovy. Byli zneužiti vědci, například nacisty během druhé světové války. Historicky nejdůležitější raný výzkum v oblasti obezity pocházel od Dr. Claude Bouchard et al., Kteří hodnotili identická (monozygotní) dvojčata za kontrolovaných hospitalizací v klasické studii o překrmování v Quebecu, a Mickey Stunkard et al., Kteří hodnotili monozygotní i dizygotická adoptovaná dvojčata, aby oddělili prostředí od genetických účinků, v volala klasický twin design.

Poznámka: Toto je část I dvoudílného blogu o používání dvojčat ve výzkumu obezity. Část II bude podrobněji prozkoumávat použití designu dvojčat, ve kterém jedno identické dvojče nesouhlasí s rysem ve srovnání s druhým. Zvláštní poděkování všem, kteří pomohli při přípravě blogů I a II, viz blog II.