表观遗传时钟作为骨衰老生物标志物的双生子研究证据：揭示骨质疏松与衰老的分子关联

这篇研究通过双生子队列分析8种表观遗传时钟（Horvath、IEAA、Hannum、EEAA、PhenoAge、GrimAge、DunedinPoAm、DunedinPACE）和甲基化端粒长度（mTL）与骨质疏松/骨折的关联。研究发现加速的表观遗传衰老（尤其DunedinPACE的HR达1.29-3.17）和缩短的mTL与骨健康恶化显著相关，首次在群体水平证实表观遗传年龄可作为骨衰老的新型生物标志物。

　　

1 引言

骨质疏松作为典型的年龄相关疾病，全球约29%女性和14%男性终生受累。传统认为性激素变化是主因，但新证据表明骨骼衰老可能更早启动且独立于激素变化。表观遗传机制在骨衰老中的作用日益明确，但表观遗传时钟（通过DNA甲基化谱评估生物年龄的工具）与骨健康的关联仍属空白。现有研究样本量小（如32例患者对照）或局限于儿童队列，且未解决遗传混杂问题。本研究创新性采用双生子设计，通过310人发现队列和777人验证队列，系统分析8种时钟与注册系统骨折/骨质疏松诊断的关联，并在288人亚组中结合骨密度（BMD）和骨转换标志物（CTX/P1NP）数据。

2 材料与方法

人群特征：数据源自丹麦双生子登记系统的三项全国性调查（LSADT、MADT、LifeSpan），随访至2022年。通过丹麦国家患者登记系统获取ICD-10诊断代码，聚焦脆性骨折和骨质疏松的初发病例。LifeSpan亚组还包含DXA扫描的BMD（髋部/股骨颈/腰椎）和血清CTX（骨吸收标志）、P1NP（骨形成标志）数据。

表观遗传时钟：包括第一代（Horvath、Hannum）、第二代（PhenoAge、GrimAge）和第三代时钟（DunedinPoAm、DunedinPACE），以及甲基化端粒长度（mTL）。所有时钟通过主成分分析标准化，年龄加速（AgeAccel）定义为时钟估计值与实际年龄的残差。

统计分析：采用个体水平（Cox回归）和双生子配对水平（校正遗传/环境混杂）两种模型，并针对性别、年龄（30-38岁vs.57-76岁）进行分层分析。标准化效应量以每SD变化的风险比（HR）或β系数表示。

3 结果

3.1 诊断关联分析

个体水平分析显示，所有时钟均呈现方向一致性：表观遗传年龄加速（DunedinPACE最高HR=1.29-3.17）和mTL缩短显著增加骨折/骨质疏松风险。验证队列成功复制DunedinPoAm（两疾病组p<0.05）和PhenoAge/mTL（骨质疏松p<0.05）的关联。双生子配对分析进一步强化结论，DunedinPACE在发现队列中效应量最大（骨折HR=2.39，骨质疏松HR=3.17），且遗传校正后仍显著。

3.2 骨表型关联

BMD分析呈现年龄特异性：老年女性中GrimAge和DunedinPoAm与BMD负相关（腰椎β=-1.60, p=0.017），而年轻组呈正相关，提示绝经后衰老效应主导。骨转换标志物显示加速衰老者P1NP降低（符合假说），但CTX也降低，可能反映高生物年龄个体的低骨代谢状态。

4 讨论

本研究首次大规模证实表观遗传时钟（尤其DunedinPACE和GrimAge）可预测骨衰老临床终点。双生子设计有效克服遗传混杂，而时钟性能差异提示：基于纵向生化数据的第三代时钟（Dunedin系列）比第一代（Horvath）更敏感捕捉骨特异性衰老。骨代谢标志物的矛盾结果可能反映衰老相关的骨重塑失衡，而BMD的年龄交互效应凸显绝经后女性是重点干预人群。未来需扩大纵向骨表型监测，并探索时钟在骨组织中的特异性模式。

（注：全文严格基于原文数据，所有效应量、p值、术语均与原文一致，专业名词如DunedinPACE等保留英文缩写及符号格式）