揭示DNA甲基化年龄加速(DNAmAA)对糖尿病及前期患者死亡风险的预测价值:基于美国NHANES队列的突破性发现

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Clinical Epigenetics 4.8

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  本研究针对全球第九大死因糖尿病,首次系统评估了10种表观遗传时钟(如AgeAccelGrim2和DunedinPoAm)在糖尿病及前期人群中的死亡风险预测效能。通过分析NHANES 1999-2002队列1,199例患者数据,发现AgeAccelGrim2每增加5单位,全因死亡率风险显著提升35%(HR 1.35),且介导了氧化平衡评分(OBS)和衰弱评分等健康指标与死亡的关联。该研究为糖尿病精准管理提供了新型表观遗传生物标志物,发表于《Clinical Epigenetics》。

  

糖尿病作为全球第九大死亡原因,其并发症和死亡率居高不下,而传统生物标志物预测效能有限。近年来,表观遗传学研究发现DNA甲基化年龄(DNA-methylation age, DNAmAge)与衰老进程密切相关,但不同代际表观遗传时钟(如第一代HorvathAge、第二代PhenoAge、第三代GrimAge2Mort)在糖尿病特异性人群中的预测价值尚不明确。更关键的是,DNA甲基化年龄加速(DNA-methylation age acceleration, DNAmAA)能否作为糖尿病及前期患者死亡风险的"分子预警系统",以及如何介导健康因素与预后的关系,成为亟待解决的科学问题。

中国医学科学院阜外医院联合利物浦心血管科学中心的研究团队,基于美国国家健康与营养调查(NHANES)1999-2002年队列,开展了一项突破性研究。该研究纳入1,199名糖尿病及前期患者,通过Illumina MethylationEPIC芯片检测全血DNA甲基化谱,计算10种DNAmAA指标,并随访14.13年追踪死亡结局。研究发现第三代时钟AgeAccelGrim2表现最优——每增加5单位可使全因死亡风险上升35%(HR 1.35, 95% CI 1.23-1.49),心血管死亡风险激增50%,且这种关联在糖尿病和前期人群中均显著。更引人注目的是,AgeAccelGrim2能解释氧化平衡评分(OBS)与死亡率关联的19.4%,揭示表观遗传衰老可能是代谢异常致死的枢纽环节。该成果发表于表观遗传学顶级期刊《Clinical Epigenetics》。

研究采用三大关键技术:1)基于NHANES复杂抽样设计的回顾性队列分析,使用"WTDN4YR"权重保证全国代表性;2)通过Illumina MethylationEPIC芯片检测全血DNA甲基化,采用Zymo试剂盒进行亚硫酸盐转化,计算10种DNAmAA(包括GrimAge2Mort和DunedinPoAm);3)运用Cox比例风险模型和限制性立方样条(RCS)分析死亡风险,并通过bootstrap法进行中介效应检验。

研究结果呈现四大发现:

  1. 基线特征与表观年龄相关性:在平均64.2岁的患者中,所有DNAmAge与实足年龄显著相关(r=0.51-0.93),其中HorvathAge相关性最强(r=0.92)。
  2. AgeAccelGrim2的死亡预测优势:在662例死亡事件中,AgeAccelGrim2最高三分位组全因死亡风险增加62%(HR 1.62),显著优于其他时钟(如PhenoAA的HR 1.11)。
  3. 非线性剂量效应:RCS分析显示AgeAccelGrim2与死亡率呈线性正相关(P非线性>0.05),无安全阈值。
  4. 中介效应机制:AgeAccelGrim2介导了衰弱评分与死亡关联的24.9%,提示延缓表观衰老或是改善预后的新靶点。

讨论部分强调,这是首个证实AgeAccelGrim2在糖尿病前期人群中同样具有预测价值的研究,突破了既往仅关注糖尿病患者的局限。尽管存在NHANES地域局限性和观察性研究设计等不足,但通过多重敏感性分析(如排除2年内死亡病例)验证了结果的稳健性。作者建议未来在三个方向深入探索:1)在亚洲队列中验证GrimAge2的普适性;2)开展干预试验验证抗氧化措施(如维生素E)能否延缓DNAmAA;3)开发整合表观遗传时钟的糖尿病死亡风险预测模型。

这项研究将表观遗传时钟的应用从基础衰老研究推向临床转化领域,为糖尿病精准医学提供了可量化的分子标尺。正如作者所言:"AgeAccelGrim2不仅是死亡风险的预测因子,更可能是连接代谢异常与器官衰竭的生物学桥梁",这一发现为理解糖尿病"代谢记忆"现象开辟了新视角。

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