Tweelingstudies en het "erfgoed van corpulentie"

'Wat leek op een eindeloze stroom identieke achtjarige mannelijke tweelingen stroomde de kamer binnen. Tweeling na tweeling ... hun gezichten, hun herhaalde gezicht, want er was er maar één tussen hen in ... (p. 172) "... als maden hadden ze gezwermd ..." (p. 178) schreef Aldous Huxley in Dappere nieuwe wereld . (1932) Hier was het "principe van massaproductie eindelijk toegepast op de biologie:" (p.9) de creatie van miljoenen identieke tweelingen (en 'niet de piepende tweeën en drieën zoals in de oude levendbarende dagen') (p. 8) maar een 'wonderbaarlijke verbetering van de natuur' (p. 8) die bedoeld was om te creëren sociale stabiliteit.

De afbeeldingen van Dappere nieuwe wereld zijn beangstigend en afstotend, maar tweelingen hebben mensen door de geschiedenis heen gefascineerd. Er zijn de iconische tweelingen uit de Romeinse mythologie, Romulus en Remus, die werden gezoogd door de wolvin, en wiens Romulus het oude Rome stichtte. En er waren de merkbaar verschillende tweelingbroers Jacob en Esau in het boek Genesis: Esau, "de eerste kwam helemaal rood uit, helemaal als een harig kleed." (Genesis 25: 25) "Zie, mijn broer Esau is een harige man, en ik ben een gladde man." (Genesis 27:11) (Voor een komische vertolking van deze passage uit Genesis, luister naar de preek, Neem een ​​bank, door Alan Bennett, uit Voorbij de rand: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) En in Shakespeare's Twaalfde nacht , de tweeling Viola en Sebastian lijken zo sterk op elkaar dat ze worden beschreven als "één gezicht, één stem, één gewoonte en twee personen. Een natuurlijk perspectief, dat is en is niet", zegt de hertog. En Antonio voegt eraan toe: 'Hoe heb je jezelf verdeeld? Een in tweeën gespleten appel is niet meer tweeling dan deze twee wezens.' (Act V, Scene 1)

Hoewel Viola en Sebastian moeilijk van elkaar te onderscheiden waren, zijn ze, als mannelijke en vrouwelijke, broederlijke of dizygote (DZ) tweelingen en ontstaan ​​in utero door de gelijktijdige bevruchting van twee eieren door twee zaadcellen. Ze delen, net als andere broers en zussen in een gezin, slechts 50% van hun DNA. Identieke of monozygote (MZ) tweelingen ontstaan ​​door de deling van een enkel embryo en delen in wezen 100% van hun DNA en zijn daarom altijd van hetzelfde geslacht. Een diagnostische bepaling om zygositeit vast te stellen is de eerste stap bij de evaluatie van tweelingen en wordt meestal gedaan door de haarkleur, ogen, vorm van oren, mond, tanden en andere fysieke kenmerken, waaronder vingerafdrukken, te onderzoeken, evenals door geavanceerde bloedgroepantigeenstudies. . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

De suggestie om tweelingen te gebruiken bij onderzoek wordt meestal toegeschreven aan Sir Francis Galton, neef van Charles Darwin, aan het einde van de 19e eeuw. Galton publiceerde twee boeken, waaronder De geschiedenis van Twins en was geïnteresseerd in het maken van een onderscheid tussen 'de effecten van neigingen die bij de geboorte werden ontvangen en die welke worden opgelegd door bijzondere omstandigheden in het leven', d.w.z. tussen natuur en opvoeding. (zoals geciteerd in Gedda, Tweelingen in geschiedenis en wetenschap , 1961, pp. 24-25). Galton vergeleek echter geen broederlijke en identieke tweelingen, dus 'hij kan niet worden beschouwd als de uitvinder van de tweelingmethode'. (Teo en Ball, Geschiedenis van de humane wetenschappen , 2009)

Andere onderzoekers volgden, maar er zit een donkere kant aan tweelingonderzoek in het begin en midden van de 20e eeuw, zoals blijkt uit het werk van Von Verschuer, de mentor van Josef Mengele, berucht vanwege zijn tweelingstudies in Auschwitz tijdens World Oorlog II. Blijkbaar was Von Verschuer, een gerespecteerde wetenschapper, een nazi en virulente antisemiet die zijn tweelingstudies gebruikte om zijn discriminerende raciale politiek te bevorderen. (Müller-Hill, Geschiedenis en filosofie van de levenswetenschappen , 1999). Naar verluidt stuurde Mengele monsters van ogen en bloedmonsters van de 200 tweelingen waarop hij onethisch menselijk onderzoek uitvoerde, naar Von Verschuer voor analyse. Slechts 10% van die tweelingen overleefde Mengeles menselijke experimenten. (Müller-Hill, 1999) Voor een bespreking van de perversie van de wetenschap door von Verschuer en Mengele en het belang van een toewijding om 'de belangen van de patiënt boven die van de arts te plaatsen', zie Coller, Journal of Clinical Investigation , 2006, die benadrukt dat er vier "kernwaarden van medisch humanisme zijn: kostbaarheid of heiligheid van elk mensenleven; respect voor de menselijke waardigheid, viering van menselijke diversiteit en een sympathieke waardering voor de complexiteit van de menselijke conditie." (Coller, 2006) En voor een bespreking van de weglatingen en 'revisionistische geschiedenis' van tweelingonderzoek die in sommige leerboeken worden aangetroffen, zie Teo and Ball, 2009.

Onderzoekers aan het begin van de 20e eeuw, waaronder von Verschuer, begonnen echter de rol van genetica specifiek op het gebied van obesitas te onderzoeken. Dr.George A.Bray, in zijn wetenschappelijke boek, Het Ardennenoffensief (2007), heeft de geschiedenis van obesitasonderzoek verkend en originele artikelen herdrukt door Davenport (pp. 474 ev) (1923), evenals door von Verschuer (pp. 492 ev) (1927.) Davenport, die de verhouding gebruikte bekend als body mass index (BMI), was de eerste die de relatie tussen genetica en omgeving bij obesitas bestudeerde en vroeg: "In hoeverre hangt dit verschil in opbouw tussen slanke en vlezige personen af ​​van constitutionele factoren?" (p. 474) Het is van Dr. Bray (die het leende van mentor Edwin B. Astwood) (p. 148) dat ik mijn titel The Heritage of Corpulence .

Er volgden grote tweelingstudies, onder meer door de Zweedse onderzoeker Börjeson (1976), die het belang van erfelijkheid en omgeving analyseerde door intra-pair verschillen in MZ- en DZ-tweelingen te vergelijken, en wiens afbeeldingen van tweelingen hier verschijnen. Verder bedachten de Canadese onderzoeker Claude Bouchard en collega's hun zogenaamde 'Quebec Overfeeding Study', waarin ze 12 paar identieke mannelijke tweelingen met een normaal gewicht bestudeerden die 120 dagen onder gecontroleerde omstandigheden op een intramurale afdeling verbleven en werden gevoed. Zes dagen per week 1000 extra calorieën elke dag gedurende 84 van die dagen. (Bouchard et al, New England Journal of Medicine , 1990; Redden en Allison, Obesitas beoordelingen , 2004; Bouchard, American Journal of Clinical Nutrition , 2009; Bouchard et al, International Journal of Obesity , 2014; ) De gemiddelde gewichtstoename was 8,1 kg maar varieerde van 4,3 tot 13,3 kg. Opmerkelijk was dat overvoeding leidde tot een significant vergelijkbaar lichaamsgewicht en percentage van vettoename binnen elk MZ-tweelingpaar, maar er was drie keer meer variantie tussen de verschillende paren dan binnen de paren. Met andere woorden, strikte controle van dezelfde hoeveelheid overmatige voedselinname en beperkte fysieke activiteit veroorzaakte verschillende reacties in termen van lichaamsgewicht, lichaamssamenstelling en zelfs regionale vetverdeling bij genetisch verschillende tweelingen. Bouchard benadrukte dat, aangezien het effect van een gen-omgeving-interactie meestal klein is, onderzoekers moeten proberen fouten te minimaliseren en een manier om fouten te voorkomen is door daadwerkelijke lengte en gewicht te meten in plaats van te vertrouwen op zelfrapporten die in veel onderzoeken zo vaak voorkomen. . (Bouchard, Zwaarlijvigheid, Supplement, 2008.) Verder legde Bouchard uit dat ‘menselijke variatie’, waaronder een ‘biologisch determinisme’ dat bij sommigen vatbaarder is voor gewichtstoename of gewichtsverlies, ‘een absolute voorwaarde’ is bij het zoeken naar enige interactie tussen genen en omgeving. voor de uiteindelijke identificatie van specifieke genen. (Bouchard, 2008)

Door de jaren heen hebben velen zogenaamde dubbele registers van duizenden MZ- en DZ-tweelingen, waaronder die in Noorwegen, Zweden en Finland, en in de VS (bijv. National Academy of Sciences-National Research Council (NAS-NRC) Twin Registry; Minnesota Registry en Vietnam-Era Twin Registry .) De bekende zwaarlijvigheidsonderzoeker Albert (Mickey) Stunkard, bijvoorbeeld, gebruikte Zweedse en Deense tweelingregisters voor sommige van zijn onderzoeken. (Jou, NEJM , 2014) Stunkard et al ( JAMA , 1986) gebruikten ook het NAS-NRC-register om meer dan 1900 MZ-tweelingen en meer dan 2000 DZ-tweelingen te evalueren om genetische bijdragen aan lengte, gewicht en BMI te beoordelen in een langetermijnonderzoek (25 jaar), met de conclusie: "Menselijke vetheid staat onder sterke genetische controle." De onderzoekers erkenden echter dat schattingen van erfelijkheidsgraad onderhevig kunnen zijn aan kritiek, waarbij zowel onderschattingen als overschattingen mogelijk zijn als gevolg van bijvoorbeeld, naast andere bronnen van vooringenomenheid, fouten bij het vaststellen van zygositeit of zelfs verschillende paringen (waarbij echtgenoten de neiging hebben om te trouwen). een partner met een vergelijkbare build.) Heymsfield en collega's (Allison et al, Gedragsgenetica , 1996) hebben ook benadrukt dat "standaard tweelingontwerpen" voor zwaarlijvigheid niet noodzakelijk gegevens bevatten zoals het gewicht van echtgenoten en of assortatieve paring (d.w.z. niet-willekeurige paring) de kans op erfelijkheid kan beïnvloeden.

In hun klassieke tweelingstudie, Stunkard et al ( NEJM, 1990) evalueerde 93 paren identieke tweelingen die apart werden grootgebracht (een van de meest effectieve manieren om het belang van gedeelde genen te bepalen ten opzichte van die van een gedeelde omgeving); 154 paren identieke tweelingen samen grootgebracht; 218 paren van twee-eiige tweelingen werden apart grootgebracht en 208 paren van twee-eiige tweelingen werden samen grootgebracht, die allemaal afkomstig waren van de Zweedse griffie die tweelingstudies combineerde met adoptiestudies. Tweelingen werden geëvalueerd in hun late jaren 50, met 60% vrouwen. De onderzoekers merkten echter op dat zelfs wanneer tweelingen apart worden grootgebracht, ze op elkaar kunnen lijken als hun opvoedingsomgeving vergelijkbaar is (bijvoorbeeld als tweelingen 'selectief' werden geplaatst in huizen die de neiging hadden om op die van hun biologische ouders te lijken). die gescheiden waren van hun biologische ouders, werd bijna de helft van de tweelingen in het eerste levensjaar gescheiden, vaak als gevolg van overlijden, ziekte of financiële problemen in het gezin van herkomst. Stunkard et al vonden sterk bewijs voor de invloed van erfelijkheid op BMI, en ze ontdekten dat genetische invloeden zich uitstrekken over alle gewichtscategorieën, d.w.z. van die dun tot zwaarlijvig. Ze merkten ook op dat identieke tweelingen die apart werden grootgebracht, intra-pair correlatiecoëfficiënten hadden van 0,70 voor mannen en 0,66 voor vrouwen voor BMI, en concludeerden in deze studie dat kinderomgevingen weinig of zelfs geen invloed hadden. Ze waarschuwen echter wel: 'erfelijkheid impliceert geen onveranderlijke, onveranderlijke genetische invloed', maar eerder genetische invloeden onder bepaalde omgevingsomstandigheden. (Stunkard et al, 1990) In die zin stellen Allison, Heymsfield en collega's (Faith et al, International Journal of Obesity, 2012) hebben het belang benadrukt van het overwegen van de context van meting waarin omgevingsfactoren die inherent zijn aan de opzet van een onderzoek (bijv. voorlezen aan tweelingen tijdens het eten) de resultaten mogelijk kunnen beïnvloeden.

In de loop der jaren hebben Allison, Heymsfield en hun collega's het klassieke dubbele ontwerp gebruikt om de relatie van zogenaamd te evalueren genetische architectuur voor het milieu, ook tijdens de intra-uteriene periode (Allison et al, International Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders , 1995.) Ze hebben dit model ook gebruikt om de body mass index en bloeddruk te bestuderen (Allison et al, American Journal of Medical Genetics, 1995); body mass index in een pediatrische tweelingsteekproef (Faith et al, Kindergeneeskunde, 1999); calorie-inname (Faith et al, Gedragsgenetica, 1999); en zelfregulerend eten (Faith et al, International Journal of Obesity , Londen , 2012)

Waar het op neerkomt : Tweelingenstudies zijn geëvolueerd uit de tijd van Sir Francis Galton, die aan het eind van de 19e eeuw het gebruik van tweelingen voorstelde om de effecten van natuur en opvoeding te onderscheiden. Ze zijn misbruikt door onderzoekers, zoals door de nazi's tijdens de Tweede Wereldoorlog. Historisch gezien kwam het belangrijkste vroege onderzoek op het gebied van obesitas van Drs. Claude Bouchard et al, die identieke (monozygote) tweelingen onder gecontroleerde intramurale omstandigheden evalueerden in het klassieke onderzoek naar overvoeding in Quebec, en van Mickey Stunkard et al, die zowel monozygote als dizygote geadopteerde tweelingen beoordeelden om milieu- en genetische effecten te onderscheiden, in de gebeld klassiek tweelingontwerp.

Houd er rekening mee dat: Dit is deel I van een tweedelige blog over het gebruik van tweelingen bij onderzoek naar obesitas. Deel II zal het gebruik van het co-twin-ontwerp vollediger onderzoeken, waarbij de ene identieke tweeling dissonant is voor een eigenschap in vergelijking met de andere. Voor speciale dank aan degenen die hebben geholpen bij de voorbereiding van blogs I en II, zie blog II.