Kajian Berkembar dan "Warisan Keturunan"

"Apa yang kelihatan seperti aliran kembar lelaki berusia lapan tahun yang serupa yang terus-menerus mengalir ke dalam bilik. Kembar demi kembar ... wajah mereka, wajah mereka yang berulang-ulang hanya ada satu di antara banyak dari mereka ... (h. 172) "... seperti belatung mereka mengerumuni ..." (ms 178) menulis Aldous Huxley di Dunia baru . (1932) Inilah "prinsip pengeluaran besar-besaran akhirnya diterapkan pada biologi:"9) penciptaan berjuta-juta kembar yang serupa, (dan "bukan anak kembar yang bertiga seperti pada zaman dulu") (hlm. 8) tetapi "peningkatan yang luar biasa pada alam" (hlm. 8) yang bertujuan untuk menciptakan kestabilan sosial.

Gambar-gambar dari Dunia baru menakutkan dan menghalau, tetapi kembar telah memikat orang sepanjang sejarah. Ada kembar ikonik dari mitologi Rom, Romulus dan Remus, yang disusui oleh serigala betina, dan yang Romulus terus menemui Rom kuno. Dan ada saudara kembar Yakub dan Esau yang sangat berbeza dalam Kitab Kejadian: Esau, "yang pertama keluar dengan warna merah, semuanya seperti pakaian yang berbulu." (Kejadian 25:25) "Lihatlah, Esau, saudaraku adalah seorang lelaki yang berbulu, dan aku seorang yang halus." (Kejadian 27:11) (Untuk penulisan komik petikan dari Kejadian ini, dengarkan khotbah, Ambil Pew, oleh Alan Bennett, dari Di Luar Jauh: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) Dan di Shakespeare's Malam keduabelas , kembar Viola dan Sebastian mirip satu sama lain, mereka digambarkan sebagai "satu wajah, satu suara, satu kebiasaan dan dua orang. Perspektif semula jadi, iaitu, dan tidak," kata Duke. Dan Antonio menambah, "Bagaimana anda membuat pembahagian diri anda? Celah epal dalam dua tidak lebih kembar daripada dua makhluk ini." (Akta V, Adegan 1)

Walaupun Viola dan Sebastian sukar dibedakan satu sama lain, mereka, sebagai lelaki dan perempuan, kembar persaudaraan, atau dizygotik (DZ) dan timbul dalam rahim dari persenyawaan serentak dua telur oleh dua sperma. Mereka berkongsi, sama seperti saudara kandung lain dalam keluarga, hanya 50% DNA mereka. Kembar identik atau monozigot (MZ) timbul daripada pembelahan satu embrio dan berkongsi 100% DNA mereka dan oleh itu selalu mempunyai jantina yang sama. Penentuan diagnostik untuk menentukan zigositi adalah langkah pertama dalam penilaian kembar dan biasanya dibuat dengan memeriksa warna rambut, mata, bentuk telinga, mulut, gigi, dan sifat fizikal lain, termasuk cap jari, serta oleh kajian antigen kumpulan darah yang canggih . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Cadangan untuk menggunakan kembar dalam penyelidikan biasanya dikaitkan dengan Sir Francis Galton, sepupu Charles Darwin, pada akhir abad ke-19. Galton menerbitkan dua buku, termasuk Sejarah Kembar dan berminat untuk membezakan "antara kesan kecenderungan yang diterima semasa kelahiran dan kesan yang disebabkan oleh keadaan hidup yang istimewa", iaitu antara sifat dan pengasuhan. (seperti dikutip di Gedda, Kembar dalam Sejarah dan Sains , 1961, hlm. 24-25) Namun, Galton tidak membandingkan kembar persaudaraan dan identik sehingga "dia tidak dapat dianggap sebagai penemu kaedah kembar." (Teo dan Bola, Sejarah Sains Manusia , 2009)

Penyelidik lain mengikuti tetapi ada penyelidikan sisi gelap untuk kembar pada awal dan pertengahan tahun ke-20, seperti yang dibuktikan dalam karya von Verschuer, yang merupakan mentor Josef Mengele, terkenal dengan kajian kembarnya di Auschwitz semasa Dunia Perang II. Rupanya von Verschuer, yang merupakan seorang saintis yang disegani, adalah seorang anti-Semit Nazi dan jahat yang menggunakan kajian kembarnya untuk memajukan politik perkaumannya yang diskriminatif. (Müller-Hill, Sejarah dan Falsafah Sains Kehidupan , 1999) Dilaporkan, Mengele mengirim spesimen sampel mata dan darah dari 200 kembar di mana dia melakukan penyelidikan manusia yang tidak beretika, ke von Verschuer untuk dianalisis. Hanya 10% daripada kembar itu yang selamat dari eksperimen manusia Mengele. (Müller-Hill, 1999) Untuk perbincangan mengenai penyelewengan sains oleh von Verschuer dan Mengele dan pentingnya komitmen untuk "meletakkan kepentingan terbaik pesakit daripada kepentingan doktor," lihat Coller, Jurnal Penyiasatan Klinikal , 2006, yang menekankan bahawa terdapat empat "nilai inti dari humanisme perubatan: berharga atau kesucian setiap kehidupan manusia; penghormatan terhadap martabat manusia, perayaan kepelbagaian manusia, dan penghargaan simpati terhadap kerumitan keadaan manusia." (Coller, 2006) Dan untuk perbincangan mengenai peninggalan dan "sejarah revisionis" penyelidikan kembar yang terdapat dalam beberapa buku teks, lihat Teo and Ball, 2009.

Penyelidik awal abad ke-20, termasuk von Verschuer, mula mempertimbangkan peranan genetik secara khusus dalam bidang kegemukan. Dr. George A. Bray, dalam buku ilmiahnya, Pertempuran Bulge (2007), telah menjelajahi sejarah penyelidikan obesiti dan mencetak semula makalah asli oleh Davenport (hlm. 474 ff) (1923), dan juga oleh von Verschuer (hlm. 492 ff) (1927.) Davenport, yang menggunakan nisbah kita tahu sebagai indeks jisim badan (BMI), adalah orang pertama yang mengkaji hubungan genetik dan persekitaran dalam kegemukan dan bertanya, "Sejauh mana perbezaan pembinaan antara orang yang langsing dan berdaging ini bergantung pada faktor perlembagaan?" (hlm. 474) Dari Dr. Bray (yang meminjamnya dari mentor Edwin B. Astwood) (hlm. 148) saya telah mengambil tajuk saya Warisan Keturunan .

Kajian kembar utama diikuti, termasuk oleh penyelidik Sweden Börjeson (1976), yang menganalisis kepentingan keturunan dan persekitaran dengan membandingkan perbezaan intra-pasangan pada kembar MZ dan DZ, dan yang gambar kembarnya muncul di sini. Selanjutnya, penyiasat Kanada Claude Bouchard dan rakan-rakan mereka membuat apa yang disebut sebagai "Quebec Overfeeding Study" jangka panjang, di mana mereka mengkaji 12 pasang kembar lelaki yang sama berat badan normal yang tetap dalam keadaan terkawal selama 120 hari pada unit pesakit dalam dan diberi makan 1000 kalori tambahan setiap hari selama enam hari seminggu selama 84 hari tersebut. (Bouchard et al, Jurnal Perubatan New England , 1990; Redden dan Allison, Ulasan Obesiti , 2004; Bouchard, Jurnal Pemakanan Klinikal Amerika , 2009; Bouchard et al, Jurnal Obesiti Antarabangsa , 2014; ) Peningkatan berat badan purata ialah 8.1 kg tetapi berkisar antara 4.3 hingga 13.3 kg. Hebatnya, penyusuan berlebihan menyebabkan berat badan dan peratusan kenaikan lemak yang serupa dalam setiap pasangan kembar MZ, tetapi terdapat tiga kali lebih banyak perbezaan antara pasangan yang berlainan daripada pasangan. Dengan kata lain, kawalan ketat terhadap jumlah pengambilan makanan yang berlebihan dan aktiviti fizikal yang terhad menghasilkan tindak balas yang berbeza dari segi jisim badan, komposisi badan, dan juga pengedaran lemak serantau pada kembar yang berbeza secara genetik. Bouchard menekankan bahawa kerana kesan interaksi gen-persekitaran biasanya kecil, penyelidik mesti berusaha meminimumkan ralat dan salah satu cara untuk mengelakkan kesilapan adalah dengan pengukuran tinggi dan berat badan yang sebenarnya daripada bergantung pada laporan diri yang begitu biasa dalam banyak kajian . (Bouchard, Obesiti, Tambahan, 2008.) Selanjutnya, Bouchard menjelaskan bahawa "variasi manusia," termasuk "determinisme biologi" pada beberapa orang agar lebih rentan terhadap kenaikan berat badan atau penurunan berat badan, adalah "prasyarat mutlak" dalam mencari sebarang interaksi gen-persekitaran dan untuk akhirnya mengenal pasti gen tertentu. (Bouchard, 2008)

Selama bertahun-tahun, banyak yang mencipta apa yang disebut daftar berkembar beribu-ribu kembar MZ dan DZ, termasuk di Norway, Sweden, dan Finland, dan di AS, (seperti National Academy of Sciences-National Research Council (NAS-NRC) Twin Registry; Minnesota Registry, dan Vietnam-Era Twin Registry .) Penyelidik obesiti terkenal Albert (Mickey) Stunkard, misalnya, menggunakan pendaftaran kembar Sweden dan Denmark untuk beberapa kajiannya. (Jou, NEJM , 2014) Stunkard et al ( JAMA , 1986) juga menggunakan NAS-NRC Registry untuk menilai lebih dari 1900 kembar MZ dan lebih dari 2000 kembar DZ untuk menilai sumbangan genetik terhadap ketinggian, berat badan, dan BMI dalam kajian susulan jangka panjang (25 tahun), dengan kesimpulannya, "Kegemukan manusia di bawah kawalan genetik yang kuat." Walau bagaimanapun, para penyelidik mengakui bahawa anggaran heritabilitas boleh dikritik, dengan kedua-duanya terlalu rendah dan terlalu tinggi kemungkinan, misalnya, antara sumber bias yang lain, kerana kesalahan dalam mewujudkan zigositas atau bahkan kawin bermacam-macam (di mana pasangan cenderung berkahwin rakan kongsi yang serupa.) Heymsfield dan rakan sekerja (Allison et al, Genetik Tingkah Laku , 1996) juga telah menekankan bahawa "reka bentuk kembar standard" untuk kegemukan tidak semestinya merangkumi data seperti berat pasangan dan sama ada perkawinan bermacam-macam (iaitu perkawinan tanpa rawak) boleh mempengaruhi kadar keturunan.

Dalam kajian kembar klasik mereka, Stunkard et al ( NEJM, 1990) menilai 93 pasang kembar identik yang dibesarkan (salah satu kaedah paling berkesan untuk menentukan kepentingan gen bersama dari persekitaran bersama); 154 pasang kembar identik diternak bersama; 218 pasang kembar persaudaraan dibesarkan, dan 208 pasang kembar persaudaraan dibesarkan bersama, semuanya berasal dari Pejabat Pendaftaran Sweden yang menggabungkan kajian kembar dengan kajian adopsi. Kembar dinilai pada akhir 50-an, dengan 60% wanita. Walaupun begitu, para penyelidik menyatakan bahawa walaupun kembar dibesarkan, mereka dapat menyerupai satu sama lain jika persekitaran pemeliharaan mereka serupa (misalnya jika kembar ditempatkan "secara selektif" di rumah yang cenderung menyerupai orang tua kandungnya.) yang terpisah dari ibu bapa kandung mereka, hampir separuh daripada kembar itu terpisah pada tahun pertama kehidupan, sering disebabkan oleh kematian, penyakit, atau kesulitan kewangan dalam keluarga asal. Stunkard et al menemukan bukti kuat untuk pengaruh keturunan pada BMI, dan mereka mendapati bahawa pengaruh genetik meluas ke semua kategori berat badan, iaitu, dari mereka yang kurus hingga yang gemuk. Mereka juga menyatakan bahawa kembar identik yang dibesarkan mempunyai pekali korelasi intra-pasangan 0,70 untuk lelaki dan 0,66 untuk wanita untuk BMI dan menyimpulkan dalam kajian ini bahawa persekitaran kanak-kanak sedikit atau bahkan tidak ada pengaruh. Namun, mereka berhati-hati, "heritabilitas tidak menyiratkan pengaruh genetik yang tidak berubah," melainkan pengaruh genetik dalam keadaan persekitaran tertentu. (Stunkard et al, 1990) Seiring dengan itu, Allison, Heymsfield dan rakan sekerja (Faith et al, Jurnal Obesiti Antarabangsa, 2012) telah menekankan kepentingan mempertimbangkan konteks pengukuran di mana keadaan persekitaran yang wujud dalam reka bentuk kajian (misalnya membaca kepada anak kembar semasa makan) berpotensi mempengaruhi hasil.

Selama bertahun-tahun, Allison, Heymsfield dan rakan-rakan mereka telah menggunakan reka bentuk kembar klasik untuk menilai hubungan yang disebut seni bina genetik ke persekitaran, termasuk dalam tempoh intra-rahim (Allison et al, Jurnal Antarabangsa Obesiti dan Gangguan Metabolik Berkaitan , 1995.) Mereka juga telah menggunakan model ini untuk mengkaji indeks jisim badan dan tekanan darah (Allison et al, Jurnal Genetik Perubatan Amerika, 1995); indeks jisim badan dalam sampel kembar pediatrik (Faith et al, Pediatrik, 1999); pengambilan kalori (Faith et al, Genetik Tingkah Laku, 1999); dan makan kendiri (Faith et al, Jurnal Obesiti Antarabangsa , London , 2012)

Pokoknya : Kajian kembar telah berkembang sejak zaman Sir Francis Galton, yang menyarankan penggunaan kembar untuk membezakan kesan alam dari pengasuhan, pada akhir abad ke-19. Mereka telah disalahgunakan oleh penyelidik, seperti oleh Nazi semasa Perang Dunia II. Dari segi sejarah, penyelidikan awal yang paling penting untuk bidang kegemukan berasal dari Drs. Claude Bouchard et al, yang menilai kembar yang sama (monozigot) di bawah keadaan pesakit dalam yang terkawal dalam kajian berlebihan Quebec klasik, dan dari Mickey Stunkard et al, yang menilai kedua-dua anak kembar monozigotik dan dizygotik untuk memisahkan alam sekitar dari kesan genetik, sehingga- dipanggil reka bentuk kembar klasik.

Harap maklum: Ini adalah bahagian I blog dua bahagian mengenai penggunaan kembar dalam penyelidikan mengenai obesiti. Bahagian II akan meneroka dengan lebih lengkap penggunaan reka bentuk kembar bersama di mana satu kembar identik tidak sesuai dengan sifat berbanding dengan yang lain. Untuk ucapan terima kasih khas kepada mereka yang membantu dalam penyediaan blog I dan II, lihat blog II.