Исследования близнецов и "наследие полноты"

«То, что казалось бесконечным потоком восьмилетних близнецов мужского пола, вливалось в комнату. Близнец за близнецом ... их лица, их повторяющиеся лица, потому что между ними было только одно ... (стр. 172) «... как личинки роились они ...» (стр. 178) писал Олдос Хаксли в Дивный новый мир . (1932) Вот «принцип массового производства, наконец, примененный к биологии» (стр.9) создание миллионов однояйцевых близнецов (и «не пустяковых двоек и троек, как в прежние дни живородящего») (стр. 8), а «колоссального улучшения природы» (стр. 8), которое должно было создать социальная стабильность.

Образы Дивный новый мир пугающие и отталкивающие, но близнецы очаровывали людей на протяжении всей истории. Это знаковые близнецы римской мифологии Ромул и Рем, которых кормила волчица и чьи Ромул основал Древний Рим. И были заметно разные братья-близнецы Иаков и Исав в Книге Бытия: Исав, «первый вышел весь красный, весь, как косматая одежда». (Бытие 25: 25) «Вот, Исав, брат мой, человек косматый, а я человек гладкий». (Бытие 27:11) (Для комического перевода этого отрывка из Бытие послушайте проповедь: Возьми скамью, Алан Беннетт, из За гранью: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) И у Шекспира Двенадцатая ночь , близнецы Виола и Себастьян так похожи друг на друга, что их описывают как «одно лицо, один голос, одну привычку и два человека. Естественная перспектива, то есть и нет», - говорит герцог. И Антонио добавляет: «Как вы разделили себя? Яблочная расселина не более близнеца, чем эти два существа». (Акт V, сцена 1)

Хотя Виолу и Себастьяна было трудно отличить друг от друга, они, как мужчина и женщина, являются разнояйцевыми или дизиготными (DZ) близнецами и возникают внутриутробно в результате одновременного оплодотворения двух яйцеклеток двумя спермиями. У них, как и у других братьев и сестер в семье, только 50% ДНК. Идентичные или монозиготные (MZ) близнецы возникают в результате деления одного эмбриона и имеют практически 100% ДНК и, следовательно, всегда одного пола. Диагностическое определение зиготности является первым шагом в оценке близнецов и обычно проводится путем изучения цвета волос, глаз, формы ушей, рта, зубов и других физических характеристик, включая отпечатки пальцев, а также сложных исследований антигенов группы крови. . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Предложение использовать близнецов в исследованиях обычно приписывают сэру Фрэнсису Гальтону, двоюродному брату Чарльза Дарвина, в конце 19 века. Гальтон опубликовал две книги, в том числе История близнецов и был заинтересован в различении «эффектов склонностей, полученных при рождении, и тех, которые навязаны особыми жизненными обстоятельствами», то есть между природой и воспитанием. (цитируется в Гедде, Близнецы в истории и науке , 1961, pp. 24-25) Гальтон, однако, не сравнивал разнояйцевых и однояйцевых близнецов, поэтому «его нельзя считать изобретателем метода близнецов». (Тео и Болл, История гуманитарных наук , 2009)

За ними последовали и другие исследователи, но у двойных исследований в начале и середине 20-го века есть и темная сторона, о чем свидетельствует работа фон Фершуэра, который был наставником Йозефа Менгеле, печально известного своими исследованиями-близнецами в Освенциме во время Мировой войны. Вторая война. Очевидно фон Фершуэр, который был уважаемым ученым, был нацистом и яростным антисемитом, который использовал свои исследования близнецов для продвижения своей дискриминационной расовой политики. (Мюллер-Хилл, История и философия наук о жизни , 1999). Сообщается, что Менгеле отправил фон Фершуеру для анализа образцы глаз и образцы крови 200 близнецов, над которыми он проводил неэтичные исследования на людях. Только 10% этих близнецов пережили эксперименты Менгеле над людьми. (Müller-Hill, 1999). По поводу обсуждения извращения науки фон Фершуэром и Менгеле и важности обязательства «ставить интересы пациента выше интересов врача» см. Coller, Журнал клинических исследований , 2006, который подчеркивает, что существует четыре «основных ценности медицинского гуманизма: драгоценность или святость каждой человеческой жизни; уважение человеческого достоинства, признание человеческого разнообразия и сочувственное понимание сложности человеческого состояния». (Coller, 2006). А для обсуждения упущений и «ревизионистской истории» исследований близнецов, которые можно найти в некоторых учебниках, см. Teo and Ball, 2009.

Однако исследователи начала 20-го века, в том числе фон Фершуэр, начали рассматривать роль генетики именно в области ожирения. Доктор Джордж А. Брей в своей научной книге Битва за выпуклость (2007), исследовал историю исследований ожирения и перепечатал оригинальные статьи Дэвенпорта (стр. 474 и далее) (1923), а также фон Фершуэра (стр. 492 и далее) (1927), который использовал соотношение, которое мы известный как индекс массы тела (ИМТ), был первым, кто изучил взаимосвязь генетики и окружающей среды при ожирении и спросил: «Насколько сильно эта разница в построении между стройными и полными людьми зависит от конституциональных факторов?» (стр. 474) Я получил титул от доктора Брея (который позаимствовал его у своего наставника Эдвина Б. Аствуда) (стр. 148). Наследие полноты .

Затем последовали крупные исследования близнецов, в том числе шведский исследователь Бёрьесон (1976), который проанализировал важность наследственности и окружающей среды, сравнив внутрипарные различия у близнецов MZ и DZ, и чьи изображения близнецов появляются здесь. Кроме того, канадский исследователь Клод Бушар и его коллеги разработали свое так называемое долгосрочное «исследование перекармливания в Квебеке», в котором они изучили 12 пар идентичных близнецов мужского пола с нормальным весом, которые находились в контролируемых условиях в течение 120 дней в стационаре и получали питание. 1000 дополнительных калорий каждый день в течение шести дней в неделю в течение 84 из этих дней. (Бушар и др., Медицинский журнал Новой Англии , 1990; Редден и Эллисон, Обзоры ожирения , 2004; Бушар, Американский журнал клинического питания , 2009; Бушар и др., Международный журнал ожирения , 2014; ) Средняя прибавка в весе составила 8,1 кг, но колебалась от 4,3 до 13,3 кг. Примечательно, что перекармливание привело к значительно схожей массе тела и процентному содержанию жира в каждой паре близнецов MZ, но разница между разными парами была в три раза больше, чем внутри пар. Другими словами, строгий контроль одного и того же количества избыточного потребления пищи и ограниченная физическая активность вызвали разные реакции с точки зрения массы тела, состава тела и даже регионального распределения жира у генетически разных близнецов. Бушар подчеркнул, что, поскольку влияние любого взаимодействия гена и окружающей среды обычно невелико, исследователи должны попытаться свести к минимуму ошибку, и один из способов избежать ошибки - это фактическое измерение роста и веса, а не полагаться на самоотчеты, которые так распространены во многих исследованиях. . (Бушар, Ожирение, Дополнение, 2008.) Кроме того, Бушар объяснил, что «человеческая изменчивость», включая «биологический детерминизм» некоторых, более восприимчивых к увеличению веса или потере веса, является «абсолютной предпосылкой» в поисках любого взаимодействия генов и окружающей среды и для возможной идентификации конкретных генов. (Бушар, 2008)

На протяжении многих лет многие создали так называемые двойные реестры тысяч близнецов MZ и DZ, в том числе в Норвегии, Швеции и Финляндии, а также в США (например, Реестр близнецов Национальной академии наук и Национального исследовательского совета (NAS-NRC); Реестр Миннесоты и Реестр близнецов Вьетнамской эры Известный исследователь ожирения Альберт (Микки) Стункард, например, использовал в некоторых своих исследованиях шведские и датские реестры близнецов. (Джоу, NEJM , 2014) Стункард и др. ( JAMA , 1986) также использовали реестр NAS-NRC для оценки более 1900 близнецов MZ и более 2000 близнецов DZ для оценки генетического вклада в рост, вес и ИМТ в долгосрочном (25 лет) последующем исследовании с заключением: «Человеческая упитанность находится под строгим генетическим контролем». Однако исследователи признали, что оценки наследственности могут подвергаться критике, причем как заниженные, так и завышенные, возможно, из-за, например, среди других источников предвзятости, ошибок в установлении зиготности или даже ассортативного спаривания (при котором супруги склонны вступать в брак). партнер аналогичного телосложения.) Хеймсфилд и его коллеги (Эллисон и др., Поведенческая генетика , 1996) также подчеркнули, что «стандартные схемы близнецов» при ожирении не обязательно включают такие данные, как вес супругов и то, может ли ассортативное спаривание (то есть неслучайное спаривание) влиять на показатели наследственности.

В своем классическом исследовании близнецов Стункард и др. ( NEJM, 1990) оценили 93 пары однояйцевых близнецов, воспитанных отдельно (один из наиболее эффективных способов определения важности общих генов по сравнению с общей средой); 154 пары однояйцевых близнецов, воспитанных вместе; 218 пар разнояйцевых близнецов воспитывались отдельно, и 208 пар разнояйцевых близнецов воспитывались вместе, все они были из Шведского реестра, который сочетал исследования близнецов с исследованиями усыновления. Близнецы были обследованы в возрасте от 50 до 60% женщин. Однако исследователи отметили, что даже когда близнецы воспитываются отдельно, они могут походить друг на друга, если условия их воспитания схожи (например, если близнецы были помещены «выборочно» в дома, похожие на дома их биологических родителей). которые были разлучены со своими биологическими родителями, почти половина близнецов были разлучены в первый год жизни, часто из-за смерти, болезни или финансовых затруднений в семье происхождения. Stunkard et al. Нашли убедительные доказательства влияния наследственности на ИМТ, и они обнаружили, что генетическое влияние распространяется на все весовые категории, то есть от худых до страдающих ожирением. Они также отметили, что у однояйцевых близнецов, разлученных друг с другом, коэффициенты внутрипарной корреляции для ИМТ составляли 0,70 для мужчин и 0,66 для женщин, и в этом исследовании пришли к выводу, что детская среда не имела большого влияния или даже не имела никакого влияния. Тем не менее, они предупреждают: «наследственность не подразумевает неизменное, неизменное генетическое влияние», а скорее генетическое влияние при определенных условиях окружающей среды. (Stunkard et al, 1990). В том же духе Эллисон, Хеймсфилд и его коллеги (Faith et al, Международный журнал ожирения, 2012) подчеркнули важность рассмотрения контекст измерения в которых условия окружающей среды, присущие дизайну исследования (например, чтение близнецам во время еды), могут потенциально повлиять на результаты.

На протяжении многих лет Эллисон, Хеймсфилд и их коллеги использовали классический дизайн близнецов для оценки взаимосвязи так называемых генетическая архитектура в окружающую среду, в том числе во внутриутробный период (Allison et al, Международный журнал ожирения и связанных с ним метаболических нарушений , 1995.) Они также использовали эту модель для изучения индекса массы тела и артериального давления (Allison et al, Американский журнал медицинской генетики, 1995); индекс массы тела в выборке педиатрических близнецов (Faith et al, Педиатрия, 1999); калорийность (Faith et al, Генетика поведения, 1999); и саморегулирующееся питание (Faith et al, Международный журнал ожирения , Лондон , 2012)

Нижняя граница : Исследования близнецов развились со времен сэра Фрэнсиса Гальтона, который предложил использовать близнецов, чтобы отличать влияние природы от воспитания, в конце 19 века. Исследователи неправильно использовали их, например, нацисты во время Второй мировой войны. Исторически сложилось так, что самые важные ранние исследования в области ожирения были проведены доктором. Claude Bouchard и др., Которые оценивали однояйцевых (монозиготных) близнецов в контролируемых условиях стационара в классическом исследовании перекармливания в Квебеке, и Mickey Stunkard et al., Которые оценивали как монозиготных, так и дизиготных приемных близнецов, чтобы отделить экологические и генетические эффекты в целом. называется классический твин дизайн.

Пожалуйста, обрати внимание: Это первая часть блога, состоящего из двух частей, об использовании близнецов в исследованиях ожирения. В Части II более полно исследуется использование дизайна двойных близнецов, в котором один идентичный близнец не согласуется по признаку по сравнению с другим. За особую благодарность тем, кто помогал в подготовке блогов I и II, см. Блог II.