免疫细胞与炎症蛋白对DNA甲基化衰老指标的差异性预测作用：弗雷明汉心脏研究子代队列的前瞻性分析

本研究针对免疫衰老（immunosenescence）与炎症衰老（inflammaging）如何影响表观遗传衰老的核心问题，通过对弗雷明汉心脏研究子代队列中43种免疫细胞表型和68种炎症蛋白的前瞻性分析，发现24种免疫细胞和55种炎症蛋白与6年后的DNA甲基化（DNAm）衰老指标显著相关。免疫细胞关联主要存在于第一代时钟（如PCHorvath1）及PhenoAge加速指标，而炎症蛋白则显著关联第二代（PhenoAge、GrimAge）及第三代衰老速度指标（DunedinPACE）。该研究为免疫炎症调控生物衰老提供了迄今最全面的分子图谱，对开发抗衰老干预策略具有重要价值。

　　

随着全球人口老龄化加剧，深入理解衰老的生物学机制已成为健康医学领域的核心议题。chronological age（实际年龄）虽是目前疾病风险最明确的指标，但同龄人之间在功能衰退、疾病发生和寿命长度上存在显著差异，这促使科学家致力于寻找能够更准确反映个体生理衰退程度的biological aging（生物年龄）标志物。在众多生物衰老标志中，immunosenescence（免疫衰老）和inflammaging（炎症衰老）被认为是两个关键生物学过程。前者表现为免疫细胞组成和功能的渐进性变化，如初始T细胞减少、记忆T细胞积累和衰竭T细胞扩增；后者则体现为慢性低度炎症状态，多种炎症蛋白水平持续升高。与此同时，表观遗传学领域开发的DNA methylation-based biological clocks（DNA甲基化生物时钟）可通过检测基因组中特定CpG位点的甲基化水平来估计个体的生物年龄，甚至预测其healthspan（健康寿命）和lifespan（总寿命）。尽管这些衰老标志各自已被广泛研究，但它们之间的相互作用尚未系统阐明。尤其缺乏的是，关于早期免疫和炎症状态是否以及如何影响远期表观遗传衰老的前瞻性研究。

为此，研究人员在《GeroScience》发表了最新研究成果，通过对弗雷明汉心脏研究（Framingham Heart Study, FHS）Offspring Cohort（子代队列）的739名参与者进行前瞻性分析，探索了基线免疫炎症特征与6年后表观遗传衰老指标之间的关联。该研究不仅采用了流式细胞术直接测量免疫细胞表型（而非通过DNAm推算），还使用了OLINK蛋白芯片技术检测炎症标志物，同时应用了包括第一代（PCHorvath1、PCHorvath2、PCHannum）、第二代（PCPhenoAge、PCGrimAge）和第三代（DunedinPACE）在内的六种PC-trained epigenetic clocks（主成分训练表观遗传时钟）评估生物衰老，这些新开发的时钟版本相比早期版本具有更高的可靠性。

研究主要采用了流式细胞术免疫分型、OLINK炎症面板蛋白检测和Infinitum HumanMethylation 450K BeadChip甲基化芯片技术。样本来自FHS Offspring队列第七次检查（1998–2001年）的外周血单个核细胞（PBMCs）和血浆，DNA甲基化测量则在6年后的第八次检查（2005–2008年）进行。统计分析采用线性混合效应模型控制家族相关性，并针对年龄、性别、教育水平、CMV感染状态等协变量进行调整，还进一步纳入了心血管疾病及其风险因素进行敏感性分析。

免疫细胞表型与DNAm衰老指标的前瞻性关联

研究发现24种免疫细胞表型与至少一种DNAm衰老指标显著相关。其中8种显示保护性关联（负相关），包括CD4⁺ na?ve T cells（CD4⁺初始T细胞）、CD8⁺ na?ve T cells（CD8⁺初始T细胞）、CD4 Tn/Tm ratio（CD4初始/记忆T细胞比值）和CD8 Tn/Tm ratio等，这些细胞比例较高预示6年后更慢的表观遗传衰老。相反，16种细胞表型与衰老加速正相关，包括CD8⁺CD28^-CD27^-（衰竭T细胞）、CD8⁺ effector cells（CD8⁺效应T细胞）、CD4⁺ TEMRA cells（终末分化效应记忆T细胞）和Granzyme B⁺ CD4⁺ T cells（颗粒酶B阳性CD4⁺T细胞）等，表明基线时期更高水平的衰老相关免疫表型与未来更快的生物衰老相关。这些关联在调整心血管风险因素后仍然保持稳定，且主要见于第一代时钟和PhenoAge加速指标，与DunedinPACE无显著关联。

炎症蛋白与DNAm衰老指标的前瞻性关联

在68种炎症蛋白中，55种与至少一种DNAm衰老指标相关，其中50种正相关（有害关联），5种负相关（保护性关联）。保护性关联的蛋白包括TWEAK（TNFSF12）、SCF、DNER、FGF-19和CCL28，其较高水平与较慢的DunedinPACE或GrimAge加速相关。而促进衰老的蛋白包括IL-6、HGF、TNF、CCL19、CCL20、CCL3、4E-BP1、CD5、CD8A等，其中19种蛋白（如IL-6、HGF、TNF、CCL20等）同时与PhenoAge加速、GrimAge加速和DunedinPACE正相关，效应值以IL-6（β=0.35）和HGF（β=0.34）最大。与免疫细胞不同，炎症蛋白的关联主要集中于第二代和第三代时钟指标（PhenoAge、GrimAge和DunedinPACE），且这些关联在调整心血管风险因素后大多减弱，表明心血管健康可能介导了炎症与表观遗传衰老之间的关系。

分层分析揭示群体异质性

CMV（巨细胞病毒）血清阳性人群的免疫细胞与衰老指标的关联更强，说明病毒感染可能加剧免疫衰老对表观遗传的有害影响。年龄分层显示，炎症蛋白对衰老指标的效应在60岁以下人群中更强，提示中年期炎症控制对延缓生物衰老尤为重要。性别分析发现，女性中某些炎症蛋白（如FGF-21、IL-10、VEGFA）与衰老的关联更强，反映了免疫反应的性别二态性。

本研究通过大规模、多组学的前瞻性设计，首次全面描绘了免疫细胞与炎症蛋白在预测表观遗传衰老中的差异化作用。免疫细胞主要通过影响第一代时钟反映细胞组成变化，而炎症蛋白则通过调控第二代/第三代时钟捕获系统炎症状态。这不仅深化了对immunosenescence与inflammaging如何驱动生物衰老的理解，也为未来开发靶向免疫炎症通路的新型抗衰老干预策略提供了重要依据。研究的局限性包括样本以欧洲裔为主、缺乏纵向重复测量、未能调整基线表观遗传年龄等，未来需更多样化队列和机制研究来验证因果关联。总体而言，该研究标志着在精准解析人类衰老生物学机制方面迈出了关键一步。