遗传因素对BMI波动及其与青春期至成年早期BMI轨迹的关联：一项芬兰双生子25年随访研究

《Twin Research and Human Genetics》：Genetic Contributions to BMI Fluctuation and Its Associations With BMI and Its Trajectories Over Adolescence and Early Adulthood: A 25-Year Follow-Up Longitudinal Study of Finnish Twins

本研究针对BMI波动及其与肥胖发展的遗传关联这一空白，通过芬兰双生子队列的25年随访数据，结合双生子模型与多基因风险评分（PRSBMI），首次揭示青春期BMI波动与成年早期BMI轨迹的遗传相关性，为肥胖早期干预提供新靶点。

　　

肥胖已成为全球性的公共卫生挑战，而青春期肥胖更是成年期肥胖的重要风险因素。尽管既往研究证实体重指数（Body Mass Index, BMI）的遗传力高达40%-70%，且全基因组关联分析（Genome-Wide Association Study, GWAS）已识别千余个相关基因位点，但BMI的长期波动规律及其遗传机制仍不明确。尤其值得关注的是，体重循环（Weight Cycling）可能通过“脂肪设定点”（Adipostat）机制加剧未来肥胖风险，然而遗传因素在BMI波动中的作用几乎未被探索。

为解决这一问题，由Alvaro Obeso领衔的研究团队在《Twin Research and Human Genetics》发表了一项长达25年的纵向研究，首次系统分析了青春期至成年早期BMI波动与BMI轨迹的关联及其遗传基础。研究团队利用芬兰双生子队列（FinnTwin12）的5次随访数据（年龄覆盖11.5、14、17.5、24及37岁），通过线性混合效应模型（Linear Mixed-Effects Models, LME）拟合个体BMI轨迹，并以观测值与轨迹预期值的均方差定义BMI波动。同时，结合双生子遗传模型（Twin Modeling）和多基因风险评分（Polygenic Risk Score, PRS_BMI）两种互补方法，解析遗传与环境因素的贡献。

关键方法概述

研究纳入1379名芬兰双生子（48%为男性），其中336对完整双生子用于遗传建模。BMI轨迹分青春期（11.5-17.5岁）和成年早期（17.5-37岁）两阶段计算，BMI波动定义为个体BMI值与轨迹预期值的均方误差。遗传分析采用ACE/ADE模型分解方差成分，PRS_BMI基于欧洲人群GWAS汇总数据构建，并控制人口分层偏倚。

研究结果

1. 性别特异性关联模式

男性青春期BMI轨迹与成年早期BMI波动呈正相关（r=0.14），而女性青春期BMI波动与成年早期BMI轨迹正相关（r=0.18）。青春期BMI（11.5-17.5岁）均与成年早期BMI波动显著关联（男性r=0.16-0.30，女性r=0.37-0.39）。

2. 遗传力估计

BMI波动遗传力存在性别差异：男性青春期波动遗传力（a²=0.80）高于成年早期（a²=0.34），女性则相反（青春期a²=0.34，成年早期a²=0.51）。BMI轨迹遗传力在两阶段均较高（男性0.61-0.70，女性0.61-0.75）。

3. 遗传与环境贡献分解

双变量乔列斯基分解显示，男性青春期BMI与成年早期波动的关联由遗传因素主导（r_A=0.16-0.51），而青春期轨迹与成年波动的关联完全源于环境因素（r_E=0.24）。女性青春期波动与成年轨迹的关联则纯粹由遗传驱动（r_A=0.14）。

4. 多基因风险评分验证

PRS_BMI与成年早期BMI波动（男性β=0.13，女性β=0.23）及轨迹（男性β=0.11，女性β=0.16）显著相关，证实BMI遗传易感性同时影响体重波动与长期变化模式。

结论与意义

本研究首次揭示BMI波动在青春期与成年早期均受遗传因素调控，且与BMI本身存在共享遗传基础。青春期体重变化模式可预测成年期肥胖风险，尤其女性青春期波动与成年体重增长的遗传关联提示早期干预的重要性。结合双生子模型与PRS的分析策略，为肥胖的生命历程研究提供了新范式。未来需在更多样化队列中验证结果，并探索非线性BMI轨迹的遗传机制。