การศึกษาคู่แฝดและ "มรดกแห่งคอร์พิเรนซ์"

"สิ่งที่ดูเหมือนเป็นช่วง ๆ ของฝาแฝดชายวัยแปดขวบที่เหมือนกันกำลังหลั่งไหลเข้ามาในห้องแฝดแฝด ... 172) "... เหมือนหนอนที่พวกมันรุม ... " (น. 178) เขียนว่า Aldous Huxley ใน โลกใหม่ที่กล้าหาญ . (พ.ศ. 2475) นี่คือ "หลักการผลิตจำนวนมากที่นำมาใช้กับชีววิทยาในที่สุด:" (น.9) การสร้างฝาแฝดที่เหมือนกันหลายล้านคู่ (และ "ไม่ใช่คู่หูและสามอย่างในสมัยก่อนที่มีชีวิตอยู่") (หน้า 8) แต่เป็นการ "ปรับปรุงธรรมชาติอันน่าอัศจรรย์" (หน้า 8) ที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้าง เสถียรภาพทางสังคม

ภาพของ โลกใหม่ที่กล้าหาญ เป็นสิ่งที่น่ากลัวและขับไล่ แต่ฝาแฝดก็ทำให้ผู้คนหลงใหลตลอดประวัติศาสตร์ มีฝาแฝดที่เป็นสัญลักษณ์ของเทพนิยายโรมันโรมูลุสและรีมัสซึ่งถูกหมาป่าดูดนมและโรมูลุสได้ไปพบโรมโบราณ และมีพี่น้องฝาแฝดที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดยาโคบและเอซาวในหนังสือปฐมกาล: เอซาว "คนแรกออกมาเป็นสีแดงทั้งหมดเหมือนเสื้อผ้าที่มีขนดก" (ปฐมกาล 25: 25) "ดูเถิดเอซาวพี่ชายของฉันเป็นคนมีขนดกและฉันเป็นคนเรียบ" (ปฐมกาล 27:11) (สำหรับการแปลข้อความนี้ในการ์ตูนจากปฐมกาลให้ฟังคำเทศนา ใช้ Pew โดย Alan Bennett จาก นอกเหนือจากขอบ: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) และใน Shakespeare’s คืนที่สิบสอง ฝาแฝดวิโอลาและเซบาสเตียนมีลักษณะคล้ายกันอย่างใกล้ชิดพวกเขาถูกอธิบายว่า "หนึ่งหน้าหนึ่งเสียงหนึ่งนิสัยและสองคนมุมมองที่เป็นธรรมชาตินั่นคือและไม่ใช่" Duke กล่าว และอันโตนิโอกล่าวเสริมว่า "คุณแบ่งตัวเองได้อย่างไรแอปเปิ้ลแหว่งเป็นสองท่อนไม่ได้เป็นแฝดมากกว่าสิ่งมีชีวิตทั้งสองนี้" (พระราชบัญญัติ V ฉาก 1)

แม้ว่าวิโอลาและเซบาสเตียนจะแยกความแตกต่างจากกันได้ยาก แต่ทั้งคู่เป็นฝาแฝดชายและหญิงภราดรภาพหรือ dizygotic (DZ) และเกิดขึ้นในมดลูกจากการปฏิสนธิพร้อมกันของไข่สองฟองโดยสเปิร์มสองตัว พวกเขาแบ่งปันเช่นเดียวกับพี่น้องคนอื่น ๆ ในครอบครัวเพียง 50% ของ DNA ของพวกเขา ฝาแฝดที่เหมือนกันหรือ monozygotic (MZ) เกิดขึ้นจากการแบ่งตัวของตัวอ่อนตัวเดียวและมี DNA ร่วมกัน 100% ดังนั้นจึงเป็นเพศเดียวกันเสมอ การวินิจฉัยเพื่อสร้าง zygosity เป็นขั้นตอนแรกในการประเมินฝาแฝดและมักทำโดยการตรวจสอบสีผมตารูปร่างหูปากฟันและลักษณะทางกายภาพอื่น ๆ รวมทั้งลายนิ้วมือและโดยการศึกษาแอนติเจนของกลุ่มเลือดที่ซับซ้อน . (เบอร์เจสัน, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

ข้อเสนอแนะในการใช้ฝาแฝดในการวิจัยมักเป็นของเซอร์ฟรานซิสกัลตันลูกพี่ลูกน้องของชาร์ลส์ดาร์วินในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 Galton ตีพิมพ์หนังสือสองเล่ม ได้แก่ ประวัติความเป็นมาของฝาแฝด และสนใจที่จะแยกแยะ "ระหว่างผลกระทบของแนวโน้มที่ได้รับตั้งแต่แรกเกิดและที่กำหนดโดยสถานการณ์พิเศษของชีวิต" นั่นคือระหว่างธรรมชาติและการเลี้ยงดู (ตามที่ยกมาในเก็ดถวา ฝาแฝดในประวัติศาสตร์และวิทยาศาสตร์ , 1961, หน้า 24-25) แม้ว่ากัลตันจะไม่ได้เปรียบเทียบฝาแฝดภราดรภาพและฝาแฝดที่เหมือนกันดังนั้น "เขาจึงไม่ถือว่าเป็นผู้คิดค้นวิธีแฝด" (เตียวกับบอล, ประวัติศาสตร์มนุษย์ศาสตร์ , 2009)

นักวิจัยคนอื่น ๆ ติดตาม แต่มีด้านมืดในการวิจัยแฝดในช่วงต้นและกลางปีของศตวรรษที่ 20 ดังที่เห็นได้จากผลงานของฟอนแวร์ชูเออร์ซึ่งเป็นที่ปรึกษาของ Josef Mengele ซึ่งเป็นที่น่าอับอายสำหรับการศึกษาแฝดของเขาใน Auschwitz ในช่วงโลก สงครามครั้งที่สอง เห็นได้ชัดว่าฟอน Verschuer ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการยอมรับนับถือเป็นพวกนาซีและต่อต้านชาวยิวที่รุนแรงซึ่งใช้การศึกษาแฝดของเขาเพื่อพัฒนาการเมืองการเหยียดผิวที่เลือกปฏิบัติของเขา (มึลเลอร์ - ฮิลล์, ประวัติศาสตร์และปรัชญาของวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต , 1999) มีรายงานว่า Mengele ได้ส่งตัวอย่างดวงตาและตัวอย่างเลือดจากฝาแฝด 200 คนที่เขาทำการวิจัยเกี่ยวกับมนุษย์ที่ผิดจรรยาบรรณให้กับฟอน Verschuer เพื่อทำการวิเคราะห์ มีฝาแฝดเพียง 10% เท่านั้นที่รอดชีวิตจากการทดลองในมนุษย์ของ Mengele (Müller-Hill, 1999) สำหรับการอภิปรายเกี่ยวกับการบิดเบือนของวิทยาศาสตร์โดยฟอน Verschuer และ Mengele และความสำคัญของคำมั่นสัญญาที่จะ "ให้ผลประโยชน์สูงสุดของผู้ป่วยอยู่เหนือแพทย์" ดู Coller วารสารการสอบสวนทางคลินิก , 2006 ซึ่งเน้นย้ำว่า "ค่านิยมหลักของมนุษยนิยมทางการแพทย์มี 4 ประการ ได้แก่ ความล้ำค่าหรือความศักดิ์สิทธิ์ของชีวิตมนุษย์แต่ละคนการเคารพศักดิ์ศรีความเป็นมนุษย์การเฉลิมฉลองความหลากหลายของมนุษย์ (Coller, 2006) และสำหรับการอภิปรายเกี่ยวกับการละเว้นและ "revisionist history" ของงานวิจัยแฝดที่พบในหนังสือเรียนบางเล่มโปรดดู Teo and Ball, 2009

นักวิจัยในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 รวมถึง von Verschuer เริ่มพิจารณาถึงบทบาทของพันธุศาสตร์โดยเฉพาะในด้านโรคอ้วน ดร. จอร์จเอ. เบรย์ในหนังสือวิชาการของเขา การต่อสู้ของ Bulge (2007) ได้สำรวจประวัติศาสตร์ของการวิจัยโรคอ้วนและพิมพ์เอกสารต้นฉบับซ้ำโดย Davenport (หน้า 474 ff) (1923) และโดย von Verschuer (หน้า 492 ff) (1927) Davenport ซึ่งใช้อัตราส่วนที่เรา รู้จักกันในชื่อดัชนีมวลกาย (BMI) เป็นคนแรกที่ศึกษาความสัมพันธ์ของพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมในโรคอ้วนและถามว่า "ความแตกต่างระหว่างคนรูปร่างผอมและคนอ้วนขึ้นอยู่กับปัจจัยตามรัฐธรรมนูญอย่างไร" (หน้า 474) มาจากดร. เบรย์ (ซึ่งยืมมาจากที่ปรึกษาเอ็ดวินบี. แอสต์วูด) (น. 148) ที่ฉันได้รับตำแหน่ง มรดกแห่งความอุดมสมบูรณ์ .

การศึกษาคู่แฝดที่สำคัญตามมารวมถึงนักวิจัยชาวสวีเดนBörjeson (1976) ซึ่งวิเคราะห์ความสำคัญของพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมโดยเปรียบเทียบความแตกต่างภายในคู่ในฝาแฝด MZ และ DZ และภาพของฝาแฝดปรากฏที่นี่ นอกจากนี้นักวิจัยชาวแคนาดา Claude Bouchard และเพื่อนร่วมงานได้คิดค้นสิ่งที่เรียกว่า "Quebec Over feeding Study" ระยะยาวซึ่งพวกเขาศึกษาฝาแฝดชายที่มีน้ำหนักตัวเท่ากันปกติ 12 คู่ซึ่งอยู่ภายใต้สภาวะควบคุมเป็นเวลา 120 วันในห้องผู้ป่วยในและได้รับการเลี้ยงดู แคลอรี่เพิ่มเติม 1,000 แคลอรี่ในแต่ละวันเป็นเวลาหกวันต่อสัปดาห์เป็นเวลา 84 วัน (Bouchard et al, วารสารการแพทย์นิวอิงแลนด์ , 2533; เรดเดนและอัลลิสัน ความคิดเห็นเกี่ยวกับโรคอ้วน , 2547; บูชาร์ด วารสารโภชนาการคลินิกอเมริกัน , 2552; Bouchard และคณะ วารสารนานาชาติเรื่องโรคอ้วน , 2557; ) น้ำหนักเพิ่มขึ้นเฉลี่ย 8.1 กก. แต่อยู่ระหว่าง 4.3 ถึง 13.3 กก. เป็นที่น่าสังเกตว่าการให้อาหารมากเกินไปทำให้น้ำหนักตัวและเปอร์เซ็นต์การเพิ่มขึ้นของไขมันในคู่แฝด MZ แต่ละคู่มีความแตกต่างกันมากขึ้นถึงสามเท่า กล่าวอีกนัยหนึ่งการควบคุมการบริโภคอาหารส่วนเกินในปริมาณที่เท่ากันอย่างเข้มงวดและการออกกำลังกายที่ จำกัด ทำให้เกิดการตอบสนองที่แตกต่างกันในแง่ของมวลกายองค์ประกอบของร่างกายและแม้แต่การกระจายไขมันในระดับภูมิภาคในฝาแฝดที่แตกต่างกันทางพันธุกรรม Bouchard เน้นย้ำว่าเนื่องจากผลของปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนกับสิ่งแวดล้อมมักมีน้อยนักวิจัยจึงต้องพยายามลดข้อผิดพลาดให้น้อยที่สุดและวิธีหนึ่งในการหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดคือการวัดความสูงและน้ำหนักตามความเป็นจริงแทนที่จะพึ่งพาการรายงานด้วยตนเองซึ่งพบบ่อยในการศึกษาจำนวนมาก . (บูชาร์ด, โรคอ้วน Supplement, 2008. ) นอกจากนี้ Bouchard ยังอธิบายว่า "การเปลี่ยนแปลงของมนุษย์" ซึ่งรวมถึง "ปัจจัยกำหนดทางชีวภาพ" ในบางสิ่งที่มีความอ่อนไหวต่อการเพิ่มน้ำหนักหรือการลดน้ำหนักเป็น "สิ่งที่จำเป็นต้องมีก่อน" ในการค้นหาปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนกับสิ่งแวดล้อมและ สำหรับการระบุยีนเฉพาะในที่สุด (บูชาร์ด 2551)

ตลอดหลายปีที่ผ่านมาหลายคนได้สร้างสิ่งที่เรียกว่า ทะเบียนแฝด จากฝาแฝด MZ และ DZ หลายพันคู่รวมถึงในนอร์เวย์สวีเดนและฟินแลนด์และในสหรัฐอเมริกา (เช่น National Academy of Sciences-National Research Council (NAS-NRC) Twin Registry; Minnesota Registry และ Vietnam-Era Twin Registry ) นักวิจัยโรคอ้วนชื่อดัง Albert (Mickey) Stunkard ใช้ทะเบียนแฝดของสวีเดนและเดนมาร์กในการศึกษาบางส่วน (จู, NEJM , 2014) Stunkard et al ( JAMA , 1986) ยังใช้ NAS-NRC Registry ในการประเมินฝาแฝด MZ กว่า 1900 คู่และฝาแฝด DZ มากกว่า 2,000 คู่เพื่อประเมินผลงานทางพันธุกรรมต่อความสูงน้ำหนักและค่าดัชนีมวลกายในการศึกษาติดตามผลระยะยาว (25 ปี) ด้วยข้อสรุป "ความอ้วนของมนุษย์อยู่ภายใต้การควบคุมทางพันธุกรรมที่แข็งแกร่ง" อย่างไรก็ตามนักวิจัยยอมรับว่าการประมาณความสามารถในการถ่ายทอดทางพันธุกรรมอาจถูกวิพากษ์วิจารณ์ได้ทั้งการประเมินที่ต่ำเกินไปและการประเมินค่าสูงเกินไปอาจเกิดจากสาเหตุอื่น ๆ ของความเอนเอียงไปจนถึงข้อผิดพลาดในการสร้างความสามารถในการผสมพันธุ์หรือแม้แต่การผสมพันธุ์แบบแบ่งกลุ่ม (ซึ่งคู่สมรสมักจะแต่งงานกัน หุ้นส่วนของงานสร้างที่คล้ายกัน) Heymsfield และเพื่อนร่วมงาน (Allison et al, พันธุศาสตร์พฤติกรรม , 2539) ยังได้เน้นย้ำว่า "การออกแบบแฝดมาตรฐาน" สำหรับโรคอ้วนไม่จำเป็นต้องรวมข้อมูลเช่นน้ำหนักของคู่สมรสและการผสมพันธุ์แบบแบ่งส่วน (กล่าวคือการผสมพันธุ์แบบไม่สุ่ม) อาจส่งผลต่ออัตราการแพร่พันธุ์หรือไม่

ในการศึกษาแฝดแบบคลาสสิก Stunkard et al ( NEJM, 1990) ประเมินคู่แฝดที่เหมือนกัน 93 คู่ที่เลี้ยงแยกจากกัน (หนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการพิจารณาความสำคัญของยีนที่ใช้ร่วมกันจากสภาพแวดล้อมที่ใช้ร่วมกัน) ฝาแฝดที่เหมือนกัน 154 คู่เลี้ยงด้วยกัน ฝาแฝดภราดรภาพ 218 คู่แยกจากกันและฝาแฝดภราดรภาพ 208 คู่เลี้ยงด้วยกันซึ่งทั้งหมดมาจากสำนักทะเบียนสวีเดนที่รวมการศึกษาแฝดกับการศึกษาการรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม ฝาแฝดได้รับการประเมินในช่วงปลายยุค 50 โดยเป็นผู้หญิง 60% นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าแม้ว่าฝาแฝดจะแยกจากกัน แต่ก็สามารถมีลักษณะคล้ายกันได้หากสภาพแวดล้อมการเลี้ยงดูของพวกเขามีความคล้ายคลึงกัน (เช่นหากฝาแฝดถูกวางไว้ในบ้านแบบ "คัดเลือก" ซึ่งมีแนวโน้มที่จะคล้ายกับพ่อแม่ผู้ให้กำเนิด) ของฝาแฝดเหล่านั้น ที่พลัดพรากจากพ่อแม่ผู้ให้กำเนิดฝาแฝดเกือบครึ่งถูกแยกจากกันในปีแรกของชีวิตมักเกิดจากความตายโรคหรือความยากลำบากทางการเงินในครอบครัวต้นกำเนิด Stunkard et al พบหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับอิทธิพลของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่มีต่อค่าดัชนีมวลกายและพวกเขาพบว่าอิทธิพลทางพันธุกรรมขยายไปในทุกประเภทน้ำหนักเช่นจากคนที่ผอมไปจนถึงคนอ้วน พวกเขายังตั้งข้อสังเกตว่าฝาแฝดที่เหมือนกันที่เลี้ยงแยกกันมีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ภายในคู่ที่ 0.70 สำหรับผู้ชายและ 0.66 สำหรับผู้หญิงสำหรับค่าดัชนีมวลกายและสรุปในการศึกษานี้ว่าสภาพแวดล้อมในวัยเด็กมีอิทธิพลเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย อย่างไรก็ตามพวกเขาระมัดระวังว่า "ความสามารถในการถ่ายทอดทางพันธุกรรมไม่ได้หมายความถึงอิทธิพลทางพันธุกรรมที่ไม่แปรเปลี่ยนและไม่เปลี่ยนรูปแบบ" แต่เป็นอิทธิพลทางพันธุกรรมภายใต้สภาวะแวดล้อมบางอย่าง (Stunkard et al, 1990) ตามแนวเหล่านั้น Allison, Heymsfield และเพื่อนร่วมงาน (Faith et al, วารสารนานาชาติเรื่องโรคอ้วน 2555) ได้เน้นความสำคัญของการพิจารณา บริบทของการวัด ซึ่งสภาพแวดล้อมที่มีอยู่ในการออกแบบการศึกษา (เช่นการอ่านฝาแฝดระหว่างการรับประทานอาหาร) อาจส่งผลต่อผลลัพธ์

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา Allison, Heymsfield และเพื่อนร่วมงานได้ใช้การออกแบบฝาแฝดแบบคลาสสิกเพื่อประเมินความสัมพันธ์ของสิ่งที่เรียกว่า สถาปัตยกรรมทางพันธุกรรม ต่อสิ่งแวดล้อมรวมทั้งในช่วงมดลูก (Allison et al, วารสารนานาชาติเรื่องโรคอ้วนและความผิดปกติของการเผาผลาญที่เกี่ยวข้อง , 1995. ) พวกเขายังใช้แบบจำลองนี้เพื่อศึกษาดัชนีมวลกายและความดันโลหิต (Allison et al, วารสารพันธุศาสตร์การแพทย์อเมริกัน 2538); ดัชนีมวลกายในตัวอย่างแฝดเด็ก (Faith et al, กุมารเวชศาสตร์ 2542); ปริมาณแคลอรี่ (ศรัทธาและคณะ พันธุศาสตร์พฤติกรรม 2542); และการกินที่ควบคุมตนเอง (ศรัทธาและคณะ วารสารนานาชาติเรื่องโรคอ้วน , ลอนดอน , 2012)

บรรทัดด้านล่าง : การศึกษาแฝดมีวิวัฒนาการมาจากสมัยของเซอร์ฟรานซิสกัลตันซึ่งแนะนำให้ใช้ฝาแฝดเพื่อแยกผลกระทบของธรรมชาติจากการเลี้ยงดูในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 พวกเขาถูกนักวิจัยนำไปใช้ในทางที่ผิดเช่นนาซีในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ในอดีตการวิจัยในช่วงต้นที่สำคัญที่สุดสำหรับสาขาโรคอ้วนมาจาก Drs Claude Bouchard et al ผู้ประเมินฝาแฝด (monozygote) ที่เหมือนกันภายใต้สภาวะผู้ป่วยในที่มีการควบคุมในการศึกษาการให้อาหารมากเกินไปของ Quebec แบบคลาสสิกและจาก Mickey Stunkard et al ผู้ประเมินทั้งคู่แฝด monozygotic และ dizygotic เพื่อแยกสิ่งแวดล้อมออกจากผลทางพันธุกรรม เรียกว่า ดีไซน์คลาสสิกคู่

โปรดทราบ: นี่เป็นส่วนหนึ่งของบล็อกสองส่วนเกี่ยวกับการใช้ฝาแฝดในการวิจัยเกี่ยวกับโรคอ้วน ส่วนที่ II จะสำรวจการใช้งานการออกแบบคู่แฝดอย่างเต็มที่มากขึ้นซึ่งฝาแฝดที่เหมือนกันคู่หนึ่งมีความไม่ลงรอยกันในลักษณะเปรียบเทียบกับคู่อื่น ๆ ขอขอบคุณเป็นพิเศษสำหรับผู้ที่ช่วยในการจัดทำบล็อก I และ II โปรดดูที่บล็อก II