《GeroScience》:Muscle Ageing and Sarcopenia Study (MASS) Lifecourse: a valuable resource for understanding skeletal muscle ageing
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对骨骼肌衰老生物学(biology of skeletal muscle ageing)的认识正迅速取得进展,这些发现有望为肌少症的新型治疗手段识别提供重要依据。然而,既往人类肌肉活检研究的局限性阻碍了动物模型研究结果向人群转化。为直接应对这一挑战,肌肉衰老与
对骨骼肌衰老生物学(biology of skeletal muscle ageing)的认识正迅速取得进展,这些发现有望为肌少症的新型治疗手段识别提供重要依据。然而,既往人类肌肉活检研究的局限性阻碍了动物模型研究结果向人群转化。为直接应对这一挑战,肌肉衰老与肌少症研究(MASS)生命历程队列被构建为一项用于研究人类肌肉衰老的新型资源。该研究是一项深度表型化的观察性研究,纳入了居住于英格兰东北部、年龄18至85岁的260名社区居住男性和女性,收集了肌肉活检样本,并对体能功能、健康状况以及社会人口学和行为危险因素进行了详细表征。在包含肌肉组织样本采集的人体观察性研究中,鲜有研究像MASS生命历程队列这样,在覆盖整个成年年龄范围的同时,还具有如此广泛且深入的其他相关特征数据。因此,该研究为推动生命历程尺度上的衰老肌肉转化研究、识别新的治疗靶点以及为患者和公众带来获益提供了新的机遇。
该文发表于《GeroScience》,核心内容是介绍并评估肌肉衰老与肌少症研究(MASS)生命历程队列这一面向成人全生命历程的深度表型化观察性研究资源,旨在弥补当前人类骨骼肌衰老研究中过度依赖动物模型、人体肌肉活检样本不足以及受试者表型信息不完整等关键缺口。研究背景在于,骨骼肌质量和功能随年龄增长通常出现下降,当这种年龄相关性丢失加速时即可诊断为肌少症。肌少症与活动能力下降、跌倒、骨折及过早死亡等多种不良结局相关,因此对健康老龄化和老年期独立生活构成重大威胁。当前阻力运动是少数具有较充分证据支持的有效干预手段,但并非所有人都能够或愿意长期坚持,因此亟需新的预防策略与治疗方法。尽管衰老生物学研究已识别出多种潜在治疗靶点,并推动了对肌少症病理生理学的理解,但该领域向临床转化的主要瓶颈之一,在于缺乏覆盖成年全程、伴随肌肉组织采集且表型刻画充分的人体研究资源。既往相关研究常受样本量较小、健康活跃人群比例过高、单一性别偏重、社会人口学与行为因素刻画不足以及年龄范围狭窄等限制,难以支撑真正意义上的生命历程研究。基于此,研究人员依托老年医学、生理学、生物学、运动科学和生命历程流行病学等跨学科专长,自2018年起建立MASS生命历程队列,以支持肌少症的转化研究并增强对人类肌肉衰老异质性的认识。
研究人员采用观察性队列设计,在英格兰东北部招募18至85岁的社区居住成人,主要来源于全科医生(GP)诊所系统及Newcastle NIHR BioResource登记库。基线评估分为家庭访视与临床访视两阶段:家庭访视采集社会人口学特征、行为危险因素、自报健康状况、幸福感和认知功能,并通过GENEActiv? Original监测器记录7天身体活动;临床访视在NIHR Newcastle Clinical Research Facility的临床衰老研究单元(CARU)开展,按标准化流程测量握力、体能表现、身体成分和血压,并采集空腹血、尿液、粪便及股外侧肌(vastus lateralis)活检样本。后续还补充了多重长期疾病(MLTC)标准化界定、相位对比运动单位磁共振成像(PC-MUMRI)、神经生理学评估、磁共振成像(MRI)及氘代肌酸(D3-creatine)稀释等子研究。统计分析使用StataNow release 18.5,并将队列特征与地方、区域及全国对照人群进行比较。
在研究结果方面,论文首先通过“Recruitment of participants to MASS Lifecourse”说明了研究对象招募流程及样本构成。3244份研究邀请中共收到715份回复,回复率为22%;其中396人表达参与意愿并接受电话筛查,排除45名因医学原因不符合条件者后,351人符合纳入条件,最终260人完成招募并接受基线评估。这260名参与者包括129名男性和131名女性,年龄18至85岁,但按研究设计,大多数为50岁及以上。该结果表明,研究团队成功建立了一个性别分布近乎均衡、覆盖成年全程、并可接受侵入性评估的社区样本,为后续肌肉衰老研究奠定了基础。
在基线特征描述部分,研究显示几乎所有参与者均为白人族群,约半数在16岁后继续接受教育,26%居住于多重贫困指数最低贫困程度的十分位区域。当前吸烟者比例较低,但约三分之一为既往吸烟者。尽管超过三分之二参与者将自身总体健康评为“极好”或“很好”,长期疾病负担仍然常见:26%的男性和28%的女性报告1种长期疾病,54%的男性和58%的女性报告2种及以上长期疾病,即多重长期疾病(MLTC);69%的参与者至少使用1种处方药,7%使用5种及以上。该部分结果说明,MASS生命历程队列并非仅限于高度健康的“理想化”样本,而是包含了具有真实疾病负担和功能异质性的社区成年人群。
在肌肉衰老表型部分,研究人员报告,260名完成家庭访视者中有246人完成临床访视,其中239人完成了肌肉活检。描述性分析表明,女性平均握力低于男性,且男女两性中平均最大握力均随年龄增长而逐步下降,这支持了该队列核心肌肉功能指标的构想效度(construct validity)。女性的四肢骨骼肌瘦体重指数(appendicular lean mass index, ALMI)也低于男性,但平均步速和完成5次起立坐下测试所需时间在两性间相近。采用欧洲老年人肌少症工作组第二版共识(EWGSOP2)切点后,女性中低肌力和低瘦体重的比例高于男性。按不同低肌力判定方式,可能肌少症和确诊肌少症的患病率有所不同:仅用低握力标准时,3.4%的男性和6.3%的女性为可能肌少症,无男性、1.6%的女性为确诊肌少症;若将低握力和(或)起立坐下缓慢均作为标准,则可能肌少症比例上升至男性21.8%、女性16.7%,确诊肌少症为男性0、女性6.3%。这些结果提示,该队列能够有效捕捉肌肉功能和身体组成的年龄与性别差异,也反映出不同操作性定义对肌少症流行程度估计具有显著影响。
在肌肉活检样本质量与受试者可接受性部分,研究指出所采集肌肉样本重量介于2至260 mg之间,其中用于组织学分析的样本中有163份(68%)达到≥50 mg的最低重量要求,用于后续细胞与分子检测(如单细胞/单核基因组学与转录组学)的样本中有137份(58%)达到该要求。研究反馈显示,63%的男性和50%的女性认为活检体验“好于预期”,仅2%的参与者认为“差于预期”;97%的男性和98%的女性表示未来愿意再次接受研究性肌肉活检。这些发现表明,标准化股外侧肌活检在社区成人中具有较高可行性与可接受性,为开展纵向重复采样研究提供了重要支持。
在样本代表性与选择偏倚评估部分,研究将队列特征与Northumberland、North Tyneside、Newcastle、英格兰东北部及全国人群进行比较。结果显示,MASS生命历程队列在男女比例方面实现平衡,但由于设计原因老年人比例较高;大多数参与者自我认同为white British,这与91%参与者来源地区的人口构成大体一致。与对照人群相比,队列中当前吸烟者比例较低,超重或肥胖比例则相似;最不贫困的十分位区域人群存在过度代表,但主要疾病负担与对照人群总体相称。该部分结果表明,研究人员对潜在选择偏倚进行了透明呈现。虽然社会经济优势较高、族群多样性不足以及排除糖尿病患者可能影响外推性,但该队列仍保留了较明显的健康和功能状态个体间差异,并具有较高的MLTC患病比例,因此在一定程度上实现了构建包容性异质样本的目标。
论文讨论部分强调,MASS生命历程队列直接回应了人类肌肉衰老研究中“缺乏跨寿命阶段健康人体组织可及性”这一公认瓶颈,为推进从动物模型到人体研究的转化提供了关键基础设施。论文举例说明,该资源已被用于检验衰老骨骼肌中细胞衰老(cellular senescence)证据在人类肌肉组织中的存在,展现出促进转化研究的潜力。研究人员还指出,该研究通过灵活调整招募策略和评估内容,不仅在COVID-19疫情及团队变动背景下扩大了样本量和年龄范围,还引入了MLTC标准化测量、创新神经生理学指标和更精细的肌肉质量评估,显示出该队列作为未来方法学和机制研究平台的价值。随着约5至6年后的随访评估和第二次肌肉活检计划推进,该资源还将进一步增强。
研究结论部分可概括为:MASS生命历程队列是一项由260名18至85岁社区居住成人组成的深度表型化研究资源,包含肌肉活检及广泛的功能、健康、社会人口学和行为数据,能够弥补既往人类肌肉衰老研究在年龄覆盖、样本异质性和表型深度方面的不足。该队列为在成年生命历程尺度上研究骨骼肌衰老、加速衰老生物学发现向肌少症预防和治疗策略转化、识别新的治疗靶点,并最终改善患者与公众健康结局,提供了重要的新机会。