Studi Kembar dan "Warisan Tubuh"

"Apa yang tampak seperti aliran tak berkesudahan dari kembar laki-laki identik berusia delapan tahun mengalir ke dalam ruangan. Kembar demi kembaran ... wajah mereka, wajah berulang mereka karena hanya ada satu di antara banyak dari mereka ... (hal. 172) "... seperti belatung yang mereka kumpulkan ..." (hal. 178) tulis Aldous Huxley Dunia Baru yang Berani . (1932) Inilah "prinsip produksi massal yang akhirnya diterapkan pada biologi:" (hal.9) terciptanya jutaan kembar identik, (dan "bukan anak kembar dua dan tiga yang bertiga seperti di masa vivipar yang lama") (hlm. 8) tetapi "perbaikan alam yang luar biasa" (hlm. 8) yang dimaksudkan untuk menciptakan stabilitas sosial.

Gambar dari Dunia Baru yang Berani menakutkan dan menjijikkan, tetapi anak kembar telah membuat orang terpesona sepanjang sejarah. Ada saudara kembar ikonik dari mitologi Romawi, Romulus dan Remus, yang disusui oleh serigala betina, dan yang kemudian Romulus menemukan Roma kuno. Dan ada saudara kembar Yakub dan Esau yang sangat berbeda dalam Kitab Kejadian: Esau, "yang pertama keluar semuanya merah, seluruhnya seperti pakaian berbulu." (Kejadian 25:25) "Lihatlah, Esau saudaraku adalah pria berbulu, dan aku pria yang halus." (Kejadian 27:11) (Untuk membawakan komik dari bagian Kejadian ini, dengarkan khotbahnya, Ambil Pew, oleh Alan Bennett, dari Di luar Fringe: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) Dan di Shakespeare Malam Kedua Belas , si kembar Viola dan Sebastian sangat mirip satu sama lain, mereka digambarkan sebagai "satu wajah, satu suara, satu kebiasaan dan dua pribadi. Perspektif alami, yaitu, dan tidak," kata Duke. Dan Antonio menambahkan, "Bagaimana Anda membuat divisi Anda sendiri? Sebuah apel yang retak menjadi dua tidak lebih kembar dari dua makhluk ini." (Babak V, Adegan 1)

Meskipun Viola dan Sebastian sulit dibedakan satu sama lain, mereka sebagai kembar laki-laki dan perempuan, fraternal, atau dizygotic (DZ) dan muncul dalam rahim dari pembuahan simultan dua telur oleh dua sperma. Mereka berbagi, seperti saudara kandung lainnya dalam sebuah keluarga, hanya 50% dari DNA mereka. Kembar identik atau monozigot (MZ) muncul dari pembelahan satu embrio dan pada dasarnya berbagi 100% DNA mereka dan karenanya selalu berjenis kelamin sama. Penentuan diagnostik untuk menetapkan zigositas adalah langkah pertama dalam evaluasi anak kembar dan biasanya dilakukan dengan memeriksa warna rambut, mata, bentuk telinga, mulut, gigi, dan ciri fisik lainnya, termasuk sidik jari, serta dengan studi antigen golongan darah yang canggih. . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

Saran untuk menggunakan anak kembar dalam penelitian biasanya dikaitkan dengan Sir Francis Galton, sepupu Charles Darwin, pada akhir abad ke-19. Galton menerbitkan dua buku, termasuk Sejarah Kembar dan tertarik untuk membedakan "antara efek kecenderungan yang diterima saat lahir dan yang dipaksakan oleh keadaan khusus kehidupan," yaitu antara alam dan pengasuhan. (seperti dikutip dalam Gedda, Kembar dalam Sejarah dan Sains , 1961, hlm. 24-25) Galton, bagaimanapun, tidak membandingkan saudara kembar identik sehingga "dia tidak dapat dianggap sebagai penemu metode kembar." (Teo dan Bola, Sejarah Ilmu Pengetahuan Manusia , 2009)

Peneliti lain mengikuti tetapi ada sisi gelap dari penelitian kembar di awal dan pertengahan abad ke-20, sebagaimana dibuktikan dalam karya von Verschuer, yang merupakan mentor Josef Mengele, yang terkenal karena studi kembarannya di Auschwitz selama Dunia Perang II. Rupanya von Verschuer, seorang ilmuwan yang dihormati, adalah seorang Nazi dan anti-Semit yang ganas yang menggunakan studi kembarnya untuk memajukan politik rasial diskriminatifnya. (Müller-Hill, Sejarah dan Filsafat Ilmu Kehidupan , 1999) Dilaporkan, Mengele mengirim spesimen mata dan sampel darah dari 200 anak kembar yang dia lakukan untuk penelitian manusia yang tidak etis, ke von Verschuer untuk dianalisis. Hanya 10% dari si kembar yang selamat dari eksperimen manusia Mengele. (Müller-Hill, 1999) Untuk diskusi tentang penyimpangan sains oleh von Verschuer dan Mengele dan pentingnya komitmen untuk "menempatkan kepentingan terbaik pasien di atas kepentingan dokter," lihat Coller, Jurnal Investigasi Klinis , 2006, yang menekankan bahwa ada empat "nilai inti humanisme medis: kesucian atau kesucian hidup setiap manusia; penghormatan terhadap martabat manusia, perayaan keragaman manusia, dan apresiasi simpatik terhadap kompleksitas kondisi manusia". (Coller, 2006) Dan untuk diskusi tentang kelalaian dan "sejarah revisionis" penelitian kembar yang ditemukan di beberapa buku teks, lihat Teo dan Ball, 2009.

Para peneliti awal abad ke-20, termasuk von Verschuer, mulai mempertimbangkan peran genetika secara khusus di bidang obesitas. George A. Bray, dalam buku ilmiahnya, Pertempuran Bulge (2007), telah mengeksplorasi sejarah penelitian obesitas dan mencetak ulang makalah asli oleh Davenport (hlm. 474 dst) (1923), serta oleh von Verschuer (hlm. 492 dst) (1927.) Davenport, yang menggunakan rasio kami yang dikenal sebagai indeks massa tubuh (BMI), adalah orang pertama yang mempelajari hubungan genetika dan lingkungan pada obesitas dan bertanya, "Seberapa jauh perbedaan bentuk tubuh antara orang bertubuh ramping dan berdaging ini bergantung pada faktor konstitusional?" (hal. 474) Dari Dr. Bray (yang meminjamnya dari mentor Edwin B. Astwood) (hlm. 148) saya telah mengambil gelar saya Warisan Corpulence .

Studi kembar besar diikuti, termasuk oleh peneliti Swedia Börjeson (1976), yang menganalisis pentingnya hereditas dan lingkungan dengan membandingkan perbedaan intra-pasangan pada kembar MZ dan DZ, dan yang gambar kembar muncul di sini. Lebih lanjut, peneliti Kanada Claude Bouchard dan rekannya merancang apa yang mereka sebut "Studi Pemberian Makan Berlebih Quebec", di mana mereka mempelajari 12 pasang kembar laki-laki identik dengan berat badan normal yang tetap dalam kondisi terkontrol selama 120 hari di unit rawat inap dan diberi makan. 1000 kalori tambahan setiap hari selama enam hari seminggu selama 84 hari tersebut. (Bouchard dkk, Jurnal Kedokteran New England , 1990; Redden dan Allison, Ulasan Obesitas , 2004; Bouchard, Jurnal Nutrisi Klinis Amerika , 2009; Bouchard dkk, Jurnal Internasional Obesitas , 2014; ) Berat badan rata-rata adalah 8,1 kg tetapi berkisar antara 4,3 sampai 13,3 kg. Hebatnya, overfeeding menyebabkan berat badan yang sama secara signifikan dan persentase penambahan lemak dalam setiap pasangan kembar MZ, tetapi ada tiga kali lebih banyak perbedaan di antara pasangan yang berbeda daripada di dalam pasangan. Dengan kata lain, kontrol ketat atas jumlah yang sama dari asupan makanan berlebih dan aktivitas fisik yang terbatas menghasilkan respons yang berbeda dalam hal massa tubuh, komposisi tubuh, dan bahkan distribusi lemak regional pada kembar yang berbeda secara genetik. Bouchard menekankan bahwa karena pengaruh interaksi gen-lingkungan biasanya kecil, para peneliti harus mencoba meminimalkan kesalahan dan salah satu cara untuk menghindari kesalahan adalah dengan pengukuran tinggi dan berat yang sebenarnya daripada mengandalkan laporan diri yang sangat umum dalam banyak penelitian. . (Bouchard, Kegemukan, Suplemen, 2008.) Lebih lanjut, Bouchard menjelaskan bahwa "variasi manusia," termasuk "determinisme biologis" pada beberapa menjadi lebih rentan terhadap kenaikan berat badan atau penurunan berat badan, adalah "prasyarat mutlak" dalam pencarian interaksi gen-lingkungan dan untuk identifikasi gen tertentu. (Bouchard, 2008)

Selama bertahun-tahun, banyak yang telah menciptakan apa yang disebut pendaftar kembar ribuan kembar MZ dan DZ, termasuk yang ada di Norwegia, Swedia, dan Finlandia, dan di AS, (misalnya, Pendaftaran Kembar National Academy of Sciences-National Research Council (NAS-NRC); Minnesota Registry, dan Vietnam-Era Twin Registry .) Peneliti obesitas terkenal Albert (Mickey) Stunkard, misalnya, menggunakan register kembar Swedia dan Denmark untuk beberapa studinya. (Jou, NEJM , 2014) Stunkard dkk ( JAMA , 1986) juga menggunakan NAS-NRC Registry untuk mengevaluasi lebih dari 1.900 MZ kembar dan lebih dari 2000 DZ kembar untuk menilai kontribusi genetik terhadap tinggi badan, berat badan, dan BMI dalam studi tindak lanjut jangka panjang (25 tahun), dengan kesimpulan, "Kegemukan manusia berada di bawah kendali genetik yang kuat." Para peneliti mengakui, bahwa perkiraan heritabilitas dapat dikritik, dengan meremehkan dan melebih-lebihkan mungkin karena, misalnya, di antara sumber bias lainnya, kesalahan dalam menetapkan zigositas atau bahkan perkawinan bermacam-macam (di mana pasangan cenderung menikah. mitra dengan build serupa.) Heymsfield dan rekan (Allison et al, Genetika Perilaku , 1996) juga telah menekankan bahwa "desain kembar standar" untuk obesitas tidak selalu mencakup data seperti berat pasangan dan apakah perkawinan asortatif (yaitu, perkawinan non-acak) dapat mempengaruhi tingkat heritabilitas.

Dalam studi kembar klasik mereka, Stunkard et al ( NEJM, 1990) mengevaluasi 93 pasang kembar identik yang dibesarkan terpisah (salah satu cara paling efektif untuk menentukan pentingnya gen bersama dari lingkungan bersama); 154 pasang kembar identik dibesarkan bersama; 218 pasang kembar fraternal dibesarkan terpisah, dan 208 pasang kembar fraternal dibesarkan bersama, semuanya berasal dari Swedish Registry yang menggabungkan studi kembar dengan studi adopsi. Anak kembar dievaluasi di akhir usia 50-an, dengan 60% wanita. Namun, para peneliti mencatat bahwa meskipun anak kembar dibesarkan terpisah, mereka dapat mirip satu sama lain jika lingkungan pemeliharaan mereka serupa (misalnya jika anak kembar ditempatkan "secara selektif" di rumah yang cenderung mirip dengan orang tua kandung mereka.) yang dipisahkan dari orang tua kandung mereka, hampir setengah dari anak kembar dipisahkan pada tahun pertama kehidupan, seringkali karena kematian, penyakit, atau kesulitan keuangan dalam keluarga asal. Stunkard dkk menemukan bukti kuat untuk pengaruh hereditas pada BMI, dan mereka menemukan bahwa pengaruh genetik meluas di semua kategori berat badan, yaitu dari mereka yang kurus hingga mereka yang obesitas. Mereka juga mencatat bahwa kembar identik yang dibesarkan terpisah memiliki koefisien korelasi intra-pasangan 0,70 untuk pria dan 0,66 untuk wanita untuk BMI dan menyimpulkan dalam penelitian ini bahwa lingkungan masa kanak-kanak memiliki sedikit atau bahkan tidak ada pengaruh. Namun, mereka berhati-hati, "heritabilitas tidak menyiratkan pengaruh genetik yang tidak berubah dan tidak berubah," melainkan pengaruh genetik dalam kondisi lingkungan tertentu. (Stunkard et al, 1990) Sejalan dengan itu, Allison, Heymsfield dan rekan (Faith et al, Jurnal Internasional Obesitas, 2012) telah menekankan pentingnya mempertimbangkan konteks pengukuran di mana kondisi lingkungan yang melekat dalam desain penelitian (misalnya membaca untuk anak kembar saat makan) berpotensi mempengaruhi hasil.

Selama bertahun-tahun, Allison, Heymsfield dan rekan mereka telah menggunakan desain kembar klasik untuk mengevaluasi hubungan yang disebut arsitektur genetik terhadap lingkungan, termasuk selama periode intra-uterus (Allison et al, Jurnal Internasional Obesitas dan Gangguan Metabolik Terkait , 1995.) Mereka juga menggunakan model ini untuk mempelajari indeks massa tubuh dan tekanan darah (Allison et al, American Journal of Medical Genetics, 1995); indeks massa tubuh dalam sampel kembar pediatrik (Faith et al, Pediatri, 1999); asupan kalori (Faith et al, Genetika Perilaku, 1999); dan makan dengan pengaturan sendiri (Faith et al, Jurnal Internasional Obesitas , London , 2012)

Intinya : Studi kembar telah berkembang sejak zaman Sir Francis Galton, yang menyarankan penggunaan anak kembar untuk membedakan efek alam dari pengasuhan, pada akhir abad ke-19. Mereka telah disalahgunakan oleh para peneliti, seperti oleh Nazi selama Perang Dunia II. Secara historis, penelitian awal terpenting untuk bidang obesitas berasal dari Drs. Claude Bouchard dkk, yang mengevaluasi kembar identik (monozigot) di bawah kondisi rawat inap terkontrol dalam studi overfeeding klasik Quebec, dan dari Mickey Stunkard dkk, yang menilai kembar monozigot dan dizygotik yang diadopsi untuk memisahkan lingkungan dari efek genetik, di so- dipanggil desain klasik kembar.

Tolong dicatat: Ini adalah bagian I dari blog dua bagian tentang penggunaan anak kembar dalam penelitian tentang obesitas. Bagian II akan mengeksplorasi lebih lengkap penggunaan desain co-twin di mana satu kembar identik tidak selaras untuk suatu sifat dibandingkan dengan yang lain. Untuk ucapan terima kasih khusus kepada mereka yang membantu persiapan blog I dan II, lihat blog II.