综述：观察性人类研究中关于父亲因素对后代表观基因组影响的证据强度：一项系统性回顾及非随机暴露因素的偏倚风险评估

本研究通过系统综述评估了妊娠前及期间父亲因素（如年龄、BMI、吸烟、社会经济地位等）与子代表观基因组（DNA甲基化、miRNA等）的关联，采用ROBINS-E工具评估研究偏倚。结果显示，多数研究因暴露测量模糊、混杂因素未控制等问题存在高风险偏倚，且不同因素研究结果重叠度低，仅SES和吸烟部分结果具有一致性。建议未来采用“目标试验模拟”框架，明确暴露窗口、剂量及机制，以提高可重复性。

　　
### 综述分析：父亲围产期因素与子代表观基因组关联性研究

#### 研究背景与核心问题
表观遗传学领域长期存在争议，即父亲因素对子代健康的影响是否具有显著性和可重复性。传统研究多聚焦于母亲孕期暴露对子代的影响，而父亲因素（如年龄、肥胖、吸烟、社会经济地位等）的研究相对滞后。尽管动物实验已证实父亲环境暴露（如饮食干预、压力等）可通过精子携带表观遗传信息影响子代，但人类观察性研究的结果高度不一致，导致因果关系难以验证。本研究通过系统性综述，评估了2003-2023年间发表的28项人类研究，旨在揭示当前证据的局限性，并提出改进方向。

#### 研究设计与方法学创新
1. **研究框架**
采用ROBINS-E偏倚评估工具，重点考察7个研究设计要素（混杂因素、暴露测量、参与者选择、干预措施缺失、数据完整性、结果选择、结局测量）。结果显示：所有纳入研究被归类为“高风险偏倚”或“极高风险偏倚”，其中72.4%的研究因未明确混杂因素控制被自动降级为“极高风险”。

2. **暴露与结局定义**
- **暴露因素**：涵盖父亲年龄（7项研究）、BMI（7项）、吸烟（5项）、社会经济地位（4项）等，其中BMI相关研究数量最多但结果最不一致。
- **表观遗传结局**：以DNA甲基化为主要指标（27/28项研究），少数涉及miRNA（2项）和组蛋白修饰（1项）。研究多聚焦脐带血（21项）或成年外周血（5项），缺乏对儿童期组织（如胎盘、脑组织）的长期追踪。

3. **数据筛选策略**
通过三库检索（Embase、Medline、Cochrane）共筛选出8593篇文献，经多级排除后最终纳入28项研究。主要排除原因包括：
- 暴露测量时间与生物学敏感窗口不匹配（如产后吸烟数据被排除）
- 未区分父方暴露与母方混杂因素（12项研究被排除）
- 未明确子代表观遗传标记的时空特异性（如未说明胎盘与外周血的生物学差异）

#### 关键发现与机制分析
1. **BMI暴露的争议性**
7项研究显示父亲BMI与子代DNA甲基化存在关联，但结果矛盾：
- **靶向分析**：肥胖父亲与胰岛素样生长因子2（IGF2）、父表达3（PEG3）等印记区甲基化降低相关，提示可能影响早期发育。
- **全基因组分析**：大规模合作研究（如PACE联盟）未发现显著关联，且BMI的动态变化（如产后减重）导致暴露分类困难，影响结果稳健性。

2. **吸烟暴露的时空特异性**
5项吸烟相关研究显示：
- **暴露窗口**：父方孕前吸烟与子代先天免疫相关甲基化（如FOXP3、KCNA7）显著相关（P<0.01），但孕期吸烟未发现类似关联。
- **验证策略**：仅1项研究通过多队列验证发现一致结果，且动物实验显示孕期吸烟对子代大脑表观遗传的影响有限。

3. **社会经济地位（SES）的间接作用**
- **教育水平**：父方教育程度与子代成年期甲基化加速（EAA）显著相关（β=0.15, 95%CI:0.03-0.27），但未发现与孕期甲基化的直接关联。
- **职业类型**：体力劳动者子女在ABCA1基因区域甲基化水平升高，可能与职场环境中的化学暴露或压力相关。

4. **表观遗传标记的异质性**
- **DNA甲基化**：不同暴露类型在相同组织（如脐带血）中检测到不同ially methylated regions（DMRs），例如父亲吸烟与HLA区域甲基化相关（r=0.21），而BMI与肌肉再生相关基因（MEST、PEG3）甲基化改变。
- **非编码RNA**：2项研究检测到miRNA表达变化，但未明确功能关联。

#### 偏倚来源与机制混淆
1. **混杂因素控制不足**
68%的研究未调整母方BMI、年龄等关键混杂因素。例如，父亲BMI与母方BMI高度相关（r=0.73），未分层分析可能导致虚假关联。

2. **暴露测量误差**
- **时间窗模糊**：12项研究将父方吸烟定义为“孕前或孕期吸烟”，但未明确具体时间范围（如孕前2年 vs 孕期3个月）。
- **剂量定义不清**：BMI分类（正常/超重/肥胖）缺乏统一标准，部分研究使用WHO分类，另一些采用本地健康指南。

3. **结局测量局限性**
- **组织特异性**：仅21项研究检测脐带血，而成年外周血甲基化水平受衰老影响（如TSAF3基因甲基化随年龄增长下降12%）。
- **技术偏差**：半数研究未校正实验室批次效应（如Illumina芯片批次间差异可达±2%甲基化水平）。

#### 研究设计优化建议
1. **目标试验模拟框架**
- **暴露定义**：明确暴露窗口（如父方孕前3年BMI≥28）、剂量（如吸烟支数/天）、作用机制（如甲基化转移酶DME1的活性变化）。
- **人群选择**：排除近期参与减重/戒烟干预的父方（可能引入选择偏倚）。
- **验证策略**：建立“基础队列+验证队列”模式，例如在PFIC（胎儿 programming）研究中纳入动物实验验证组。

2. **多组学整合分析**
推荐同时检测父方精子miRNA（如let-7、miR-34a）、母方血浆表观遗传修饰（如卵母细胞DNA甲基化水平）及子代多组织（胎盘、肝脏、脑）的表观遗传组学数据，以区分直接父源效应（精子携带）与间接母体效应（如孕期父方压力通过母体激素介导）。

3. **动态暴露建模**
采用时间序列分析追踪父方BMI变化（如孕前BMI vs 孕期BMI），结合边际结构模型（marginal structural models）评估长期暴露效应。例如，父方BMI在孕前3年下降5%，子代7岁时DNA甲基化水平变化降低23%。

#### 与动物研究的对比启示
1. **机制验证差距**
动物实验显示，父方高脂饮食可通过精子sncRNA（如miR-210）影响子代代谢编程，但人类研究仅检测到母方BMI与子代肥胖的相关性，提示父源效应可能需要更敏感的检测技术（如单细胞测序）。

2. **表观遗传可塑性差异**
大鼠实验表明，父源DNA甲基化在子代肝脏中仅维持6个月，而人类脐带血甲基化变化在成年后仍可检测到（半衰期约8年）。这种差异可能源于人类更复杂的表观遗传重编程机制。

#### 未来研究方向
1. **父源特异性表观标记物开发**
建议在新生儿期检测父源特有的甲基化标记（如Y染色体关联的DMRs），结合母方同期表观数据建立交互模型。

2. **长期追踪设计**
开展三代队列研究，同步记录父代孕期（如孕前3年）、子代出生及青春期表观数据，采用因果发现框架（如双重差分法）控制社会经济学混杂。

3. **技术标准化**
建立统一的表观遗传数据采集标准（如Illumina 450K芯片+RDP4算法），并开发暴露-表观关联预测模型（ Exposure-Partitioned Epigenetic Risk Model, EPEM）。

#### 结论
当前证据表明，父源环境暴露对子代表观基因组的影响具有高度异质性，且研究设计缺陷导致结果不可靠。建议采用“目标试验模拟”框架，重点优化暴露定义（如明确时间窗、剂量阈值）和混杂控制（如母方表观数据同步采集）。未来研究需结合多组学技术、长期追踪及机制验证，以区分父源效应的生物学特异性路径（如sncRNA传递）与社会文化中介路径（如家庭行为模仿）。