在DO-HEALTH试验中，维生素D、omega-3和运动对老年人生物衰老的DNA甲基化时钟的个体和累加效应

Bischoff-Ferrari等人将表观遗传时钟应用于DO-HEALTH试验的样本，报告了3年内补充omega-3对几个时钟的小保护作用，以及omega-3、维生素D和使用PhenoAge进行锻炼的附加保护作用。

　　

探究维生素 D、Omega-3 和运动对老年人生物衰老影响的重要研究

在老龄化问题日益严峻的当下，如何延缓衰老、提升老年人健康水平成为全球关注的焦点。来自瑞士苏黎世大学（University of Zurich）的 Heike A. Bischoff-Ferrari 等研究人员，在《Nature Aging》期刊上发表了题为 “Individual and additive effects of vitamin D, omega-3 and exercise on DNA methylation clocks of biological aging in older adults from the DO-HEALTH trial” 的论文。这一研究成果为揭示营养补充和运动干预对老年人生物衰老的影响提供了关键依据，对推动老年健康领域的发展意义重大。

一、研究背景

随着人们生活水平的提高和医疗技术的进步，人口老龄化加剧，老年健康问题愈发突出。生物学衰老与多种慢性疾病、残疾和死亡风险密切相关，寻找有效延缓生物衰老的方法迫在眉睫。

过往的观察性研究和小型试点试验表明，维生素 D、Omega-3 和运动可能具有延缓生物衰老的作用，但这些研究存在局限性，缺乏大规模临床试验对这些干预措施单独或联合使用效果的验证。在分子层面，DNA 甲基化（DNAm）时钟作为衡量生物衰老的重要指标，能综合基因组测量信息量化生物衰老程度。第二代和第三代 DNAm 时钟，如 PhenoAge、GrimAge、GrimAge2 和 DunedinPACE 等，与年龄相关的发病率、死亡率以及生活方式的关联更为紧密，然而，相关干预措施对这些时钟的影响尚不明确。在此背景下，本研究旨在通过大规模临床试验，探究维生素 D、Omega-3 和运动单独及联合使用对老年人 DNAm 时钟的影响，为延缓生物衰老提供科学依据。

二、研究材料与方法

（一）研究对象

本研究基于 DO-HEALTH 试验，该试验是一项多中心随机对照试验，在欧洲 5 个国家招募了 2157 名 70 岁及以上、一般健康且活跃的成年人。本研究选取其中 777 名瑞士参与者作为分析样本，这些参与者在基线和 3 年随访时均有 DNAm 测量数据。参与者平均年龄 75 岁，女性占 59%，30% 的人 25 - 羟基维生素 D（25 (OH) D）水平低于 20 ng/ml ，53% 符合护士健康研究定义的健康老年人标准，88% 身体活跃。

（二）研究设计

采用 2×2×2 析因设计，设置三个主要治疗对比组：每天 2000 IU 维生素 D 与安慰剂对比；每天 1g Omega-3（330mg EPA 加 660mg DHA）与安慰剂对比；每周进行 3 次、每次 30 分钟的力量训练运动计划（SHEP）与每周 3 次、每次 30 分钟的关节灵活性注意力控制运动计划对比。参与者被随机分配到 8 个治疗组之一，接受为期 3 年的干预，期间每年进行临床访视，每 3 个月进行电话随访。

（三）关键技术路线

1. DNAm 数据处理：采集参与者全血样本，提取 DNA 后在 Illumina 的 Infinium Methylation EPIC v1.0 阵列上进行处理，对 866,238 个 CpG 位点的 5 - 甲基胞嘧啶水平进行量化。经过质量控制和标准化分析，提取 beta 值用于后续分析。
2. 计算 DNAm 时钟和蛋白质指标：研究涉及多种 DNAm 时钟，包括第一代的 Horvath 和 Hannum 时钟，第二代的 PhenoAge 和 GrimAge2 时钟，以及第三代的 DunedinPACE 时钟。除 GrimAge2 和 DunedinPACE 使用原始版本外，其他时钟分析基于 DNAm 主成分（PC）构建的版本，以提高技术可靠性。同时，对 GrimAge 时钟相关的 7 种基于 DNAm 的血浆蛋白替代标志物进行分析。
3. 数据分析方法：通过协方差分析比较治疗组与对照组从基线到 3 年随访时的变化，模型调整了年龄、性别、跌倒史、BMI 和研究地点等协变量。计算标准化变化分数，以检验干预措施是否能延缓生物衰老，重点关注多个验证良好的生物衰老测量指标，尤其是第二代时钟和 DunedinPACE 的一致性结果。

三、研究结果

（一）干预措施对 DNAm 时钟的影响

1. Omega-3 的单独作用：通过对 777 名参与者的数据分析发现，每日补充 Omega-3 显著降低了 PhenoAge、GrimAge2 和 DunedinPACE 三个时钟的年龄加速或衰老速度值。具体数据为，PhenoAge 差异（d）=-0.16（95% 置信区间（CI）：-0.02 至 -0.30）；GrimAge2 d=-0.32（95% CI：-0.06 至 -0.59）；DunedinPACE d=-0.17（95% CI：-0.04 至 -0.31）。
2. 维生素 D 和 SHEP 的作用：维生素 D 补充和 SHEP 与任何时钟的变化均无关联。然而，对于 PhenoAge 时钟，Omega-3 与其他两种干预措施（维生素 D 和 SHEP）单独或联合使用时，存在明显的相加治疗效果（d 值范围：-0.24 至 -0.32）。而在 GrimAge、GrimAge2 或 DunedinPACE 时钟上，未观察到干预措施间的相加效应。
3. 对第一代时钟的影响：各干预措施对第一代时钟（Horvath 和 Hannum 时钟）均无显著影响。

（二）干预措施对 GrimAge 相关血浆蛋白标志物的影响

GrimAge 可视为基于 DNAm 的血浆蛋白替代标志物的线性组合。研究发现，Omega-3 补充剂对基于 DNAm 的纤溶酶原激活物抑制剂 1（PAI-1）、瘦素和组织金属蛋白酶抑制剂 1（TIMP-1）有显著影响（d 值范围：-0.31 至 -0.42）。此外，PAI-1、β2 - 微球蛋白（B2M）、TIMP-1 和生长分化因子 15（GDF-15）在多种干预措施联合使用时，均显示出被调节的证据（d 值范围：-0.26 至 -0.53）。

（三）基于不同特征的分层分析结果

研究预先设定对不同性别、年龄（70 - 74 岁与 75 岁及以上）、BMI（基线时≤25 kg/m2 与 > 25 kg/m2）、基线 25 (OH) D 水平（<20 ng/ml 与≥20 ng/ml）和基线多不饱和脂肪酸水平（≤100 ng/ml 与 > 100 ng/ml）进行分层分析。结果显示，Omega-3 对 PhenoAge 的影响在基线 25 (OH) D 水平为 20 ng/ml 的个体中更为显著。同时，联合治疗对 PhenoAge 的相加效应在女性和基线血液中 Omega-3（DHA 和 EPA）水平较低的个体中更为明显。

四、研究结论与讨论

（一）研究结论

本研究表明，在为期 3 年的干预中，Omega-3 补充剂对减缓老年人生物衰老具有一定的保护作用，在多个 DNAm 时钟上表现出延缓衰老的效果。基于 PhenoAge 时钟的分析，Omega-3、维生素 D 和运动联合使用具有相加保护效应，这一结论在 GrimAge 相关的部分血浆蛋白标志物分析中也得到支持。

（二）研究意义

1. 对老年健康研究的推动：类似 CALERIE 试验，本研究利用 DNAm 时钟分析干预措施对生物衰老的影响，为老年健康研究提供了新的视角和方法。研究结果支持了衰老科学的假设，即减缓生物衰老有助于预防慢性疾病，为进一步研究衰老机制和干预措施提供了重要依据。
2. 为个性化营养和运动干预提供依据：研究发现基线营养状况会影响个体对干预措施的表观遗传反应，如基线 Omega-3 水平较低的个体，补充 Omega-3 后的表观遗传变化更大。这为个性化营养和运动干预提供了有力支持，有助于制定更精准的老年健康促进方案。
3. 对生物年龄指标验证的贡献：本研究为 Omega-3 作为单一干预措施以及 Omega-3、维生素 D 和运动联合治疗对表观遗传时钟影响提供了随机对照试验证据，有助于验证生物年龄指标在评估衰老和干预效果中的作用，推动生物年龄指标在临床和健康研究中的应用。

（三）研究局限性

尽管本研究取得了重要成果，但仍存在一定局限性。目前尚无衡量生物衰老的金标准，本研究使用的 DNAm 测量仅能部分反映与衰老相关的生物变化，且存在技术局限性。研究仅分析了基线和 3 年随访两个时间点的数据，测量误差相对较大，无法确定干预措施对长期生存的影响，也不确定干预措施是否能持续减缓生物衰老，预防或延迟虚弱和慢性疾病的发生。此外，研究样本为 70 岁及以上一般健康且活跃的成年人，不能代表所有老年人，可能影响研究结果的普遍性。

总体而言，Heike A. Bischoff-Ferrari 等人的这项研究为老年健康领域提供了宝贵的信息，虽然存在局限性，但为后续研究指明了方向。未来研究可进一步扩大样本量、延长随访时间，综合多种生物衰老指标，深入探究干预措施对不同人群生物衰老的影响，从而为制定更有效的老年健康干预策略提供更坚实的科学基础。