综述:基于DNA甲基化时钟的加速生物老化是中风发生的预测指标:一项系统评价和荟萃分析

《Frontiers in Neurology》:Accelerated biological aging based on DNA methylation clocks is a predictor of stroke occurrence: a systematic review and meta-analysis

【字体: 时间:2025年11月07日 来源:Frontiers in Neurology 2.8

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  DNA甲基化测量的生物年龄加速(EAA)与中风风险显著相关,首次中风关联更强,机制涉及血管老化、炎症和神经血管单元损伤,为精准医学提供新方向。

  这项研究聚焦于DNA甲基化时钟所反映的表观遗传年龄加速(Epigenetic Age Acceleration, EAA)与脑卒中风险之间的关系。研究团队通过系统回顾和荟萃分析的方法,整合了多个观察性研究的证据,旨在揭示EAA是否可以作为脑卒中风险的预测指标。研究结果显示,EAA与脑卒中发生之间存在显著的正向关联,且在首次发生脑卒中的情况下,这种关联更为明显。这些发现不仅为脑卒中的风险评估提供了新的视角,也强调了EAA作为潜在生物标志物的价值。

脑卒中是全球第二大死亡原因,也是导致成人残疾的主要病因之一。尽管临床风险评估模型已经整合了高血压、糖尿病等传统血管风险因素,但仍有相当一部分脑卒中事件无法通过这些模型解释。这表明,除了已知的环境和生活方式因素外,还存在一些尚未被充分认识的生物学机制。近年来,表观遗传学作为连接基因型与表型之间的桥梁,在衰老相关疾病研究中取得了重要进展。DNA甲基化时钟作为一种新兴的评估生物年龄的工具,能够量化特定CpG位点的甲基化差异,从而反映个体的生物年龄与实际年龄之间的偏差。这种偏差,即表观遗传年龄加速,被认为可能与器官功能下降、炎症激活等病理生理过程相关,并且已被证实与心血管疾病和神经退行性疾病存在显著联系。

研究团队在PubMed、Embase、Web of Science和Cochane Library等数据库中进行了系统的文献检索,截止到2025年1月10日,共筛选出13项符合条件的研究。这些研究覆盖了亚洲、欧洲和北美洲等多个地区,为全球范围内的研究提供了数据支持。通过随机效应模型进行的荟萃分析显示,EAA与脑卒中风险之间存在显著的正向关联,综合比值比(OR)为1.16(95% CI 1.13–1.19),且异质性极高(I2 = 98.9%)。进一步的分层分析发现,EAA与首次发生脑卒中的关联(OR = 1.28,95% CI 1.25–1.35)强于与复发性脑卒中的关联(OR = 1.11,95% CI 1.06–1.16)。这些结果表明,EAA在预测个体首次发生脑卒中的风险方面具有更高的敏感性。

尽管研究结果具有一定的说服力,但研究者也指出了当前研究的局限性。首先,研究中仍存在较高的异质性,这可能源于不同研究在调整混杂因素、使用的组织类型以及基线人口特征报告方面的不一致。其次,Egger检验显示存在发表偏倚(p = 0.006),这可能影响整体效应估计的可靠性。虽然研究团队采用了修剪与填充法(trim-and-fill method)来减少这种偏倚,但由于纳入的研究数量较少(n = 13),修正效果可能有限。此外,部分研究样本量较小,可能导致效应估计的不稳定性,而缺乏个体层面的数据则限制了对详细混杂因素的调整,如基线体重指数(BMI)、胰岛素抵抗和吸烟强度等。这些因素可能同时与EAA和脑卒中风险相关,从而引入残留的混杂效应。

研究还探讨了EAA与脑卒中之间的潜在生物学机制。首先,血管老化是脑卒中的关键驱动因素,而DNA甲基化在调控血管弹性及内皮功能方面发挥重要作用。某些与血管健康密切相关的基因,如ELOVL2和KLF14,其甲基化状态与EAA密切相关。加速的甲基化过程可能抑制这些基因的表达,进而导致动脉硬化和内皮功能障碍。这些病理变化在首次发生脑卒中(OR = 1.28)中更为显著,提示EAA在预测首次脑卒中风险方面具有更大的潜力。

其次,慢性炎症是衰老和脑卒中的共同特征,而EAA可能通过促进炎症反应来加剧脑卒中的风险。例如,促炎细胞因子如IL-6和TNF-α的低甲基化状态可能导致炎症持续存在,损害血管内皮并加速动脉粥样硬化的进程。在复发性脑卒中(OR = 1.11)中,由于血管损伤已经发生,EAA相关的炎症效应可能相对较小,这也解释了为何复发性脑卒中的OR值较低。

此外,EAA可能通过影响神经血管单位(Neurovascular Unit, NVU)的功能,间接增加脑卒中的风险。NVU是维持脑血管结构和功能稳定的重要组成部分,其损伤是脑卒中的核心病理特征之一。EAA相关的甲基化变化可能抑制神经保护基因SIRT1的表达,从而削弱血脑屏障(Blood-Brain Barrier, BBB)的功能,使大脑更容易受到缺血性损伤的影响。这些机制表明,EAA不仅是一个简单的年龄指标,更可能是一个综合性的生物标志物,能够反映血管、炎症和神经系统的多重损伤。

尽管EAA在预测脑卒中风险方面表现出一定的潜力,但其临床应用仍需谨慎。研究显示,EAA的独立效应(OR = 1.16)相较于传统风险因素(如高血压、糖尿病)较小,因此它不能完全替代现有的临床评估工具,如CHA?DS?-VASc评分系统。然而,EAA可以作为传统风险因素的补充,为个体化风险评估提供额外的信息。例如,EAA可能揭示那些在传统模型中未被识别的高风险人群,从而帮助优化风险分层和临床决策。

在推动EAA从生物标志物向临床可操作工具的转化过程中,未来的研究应着重于以下几个方面。首先,需要建立标准化的方法学框架,包括采用经过验证的、专门针对血管健康的表观遗传时钟,并统一脑卒中结局的定义,以减少研究之间的异质性。其次,研究应扩展至更多样化的研究人群,特别是来自非洲、南美洲和大洋洲的少数族裔群体,以便更全面地评估EAA与脑卒中风险之间的种族特异性关联。第三,通过孟德尔随机化(Mendelian Randomization)等方法,未来的研究可以进一步探索EAA与脑卒中的因果关系。第四,应评估针对EAA的干预措施,如生活方式调整或表观遗传调节剂,以验证其在降低脑卒中发生率方面的实际效果。第五,将EAA整合到传统风险模型中,评估其对风险预测的增量价值,例如通过计算曲线下面积(AUC)和净再分类改善(Net Reclassification Improvement, NRI)等指标,有助于更准确地衡量EAA的临床意义。

这项研究的另一个重要贡献在于,它是首个系统回顾和荟萃分析EAA与脑卒中风险关系的综述,涵盖了过去十年的最新研究成果。研究团队采用PRISMA指南进行系统回顾,确保了研究过程的透明性和方法学的严谨性。此外,所有纳入的研究均达到了较高的质量标准(NOS评分≥7分),这增强了研究结果的可信度。然而,由于纳入的研究数量有限,以及不同研究在调整混杂因素和报告基线特征方面的不一致性,研究结果仍可能存在一定的偏差。

综上所述,DNA甲基化时钟所反映的表观遗传年龄加速与脑卒中风险之间存在显著的正向关联,尤其是在首次发生脑卒中的情况下。这一发现为脑卒中的风险评估提供了新的思路,也强调了EAA作为潜在生物标志物的价值。然而,为了更好地推动EAA在临床实践中的应用,未来的研究需要进一步解决异质性问题、评估因果关系、探索干预措施,并建立统一的EAA阈值标准。只有通过这些努力,EAA才能真正成为脑卒中预防和管理的重要工具,为精准医学的发展提供新的方向。
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