《Cancers》:Relative Melatonergic Status and Systemic Inflammatory, Oxidative, and Biological Aging Burden in Adults: An Exploratory Cross-Sectional Biomarker Analysis
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背景/目标:褪黑素具有昼夜节律、抗氧化、线粒体和免疫调节功能,但将相对褪黑素能状态与协调的系统性生物标志物负担联系起来的人体数据仍然有限。研究人员检查了这种关联,并测试了其内部稳健性,包括替代评分构建、异常值处理和缺失数据假设方法。方法:研究人员对一份去标识化
背景/目标:褪黑素具有昼夜节律、抗氧化、线粒体和免疫调节功能,但将相对褪黑素能状态与协调的系统性生物标志物负担联系起来的人体数据仍然有限。研究人员检查了这种关联,并测试了其内部稳健性,包括替代评分构建、异常值处理和缺失数据假设方法。方法:研究人员对一份去标识化生物标志物数据集进行了仅成人的横断面二次分析。在322条源记录中,排除了6名年龄小于18岁的参与者和2条无年龄记录,最终得到314名成人。血浆褪黑素和24小时尿6-硫酸褪黑素(aMT6s)被转换为队列内秩百分位数并取平均值,形成相对褪黑素能轴评分。等权重的z评分复合指标代表炎症、氧化损伤、抗氧化缺陷和生物衰老/生物损伤;它们的平均值是整合系统性生物标志物负担评分。分析包括Kruskal–Wallis检验;带自助法置信区间的Spearman相关;调整年龄、性别和BMI的标准化回归;鲁棒协方差估计;主成分分析(PCA)、缩尾化、留一域/标记分析和BMI缺失敏感性模型。结果:低、中、高相对褪黑素能三分位组分别包含105、104和105名成人。褪黑素能轴评分与整合系统性负担呈负相关(Spearman ρ = ?0.944;5000重采样自助法95%置信区间,?0.953至?0.931;p < 0.001)。在调整年龄、性别和BMI的完整病例模型(N = 250)中,每增加1个SD的轴评分与整合负担降低0.95个SD相关(β = ?0.949;HC3 95%置信区间,?0.983至?0.915;p < 0.001)。单独血浆褪黑素和aMT6s模型、缩尾化复合指标、PCA派生评分(PC1解释了75.5%的标记方差;ρ = ?0.947)、留一域/标记分析和BMI缺失敏感性模型的结果相似。结论:较低的相对褪黑素能状态与高度协调的不良系统性生物标志物模式相关。这种关联的异常强度需要对原始检测来源进行审计和独立的外部重复验证。由于癌症、微生物组和液体活检终点未被测量,肿瘤学意义仍为未经检验的前瞻性假设。
**研究背景与问题**
癌症的发生涉及基因组不稳定性、慢性炎症、代谢改变、免疫失调和微环境选择等相互作用过程。活性氧和活性氮可导致DNA、蛋白质和脂质损伤,同时作为信号介质;持续的红氧失衡和炎症激活在生物学上与癌变、衰老和组织损伤相关。然而,这些关系并不意味着非特异性炎症或氧化生物标志物组能够诊断癌症,但促使研究人员仔细研究可能伴随或先于疾病发生的系统性生物状态。褪黑素作为中枢昼夜节律系统的经典内分泌输出,还参与线粒体稳态、自由基清除、抗氧化酶调节和免疫调节。血浆褪黑素强烈依赖于时钟时间、光照暴露、睡眠时间和采集条件,而24小时尿6-硫酸褪黑素(aMT6s)整合了更长时间间隔的褪黑素代谢。这些测量具有互补性但不可互换,且在没有经过验证的采样和参考程序的情况下,均不能确立临床褪黑素缺乏的诊断。目前,缺乏将相对褪黑素能状态与协调的系统性生物标志物负担联系起来的人体数据,因此研究人员开展了这项探索性横断面二次分析,旨在检验该关联并测试其内部稳健性。该论文发表在《Cancers》上。
**研究主要内容与结论**
研究人员对一份来自格鲁吉亚家庭为基础的生物标志物队列的去标识化数据集进行了成人横断面二次分析。源记录共322条,排除6名<18岁和2条无年龄记录后,纳入314名成人(中位年龄50岁,范围18–84岁;女性192人,男性121人,1人性别缺失;BMI可用者250人)。将血浆褪黑素和24小时尿aMT6s分别转换为队列内秩百分位数并取平均值,形成相对褪黑素能轴评分。构建等权重的z评分复合指标代表炎症、氧化损伤、抗氧化缺陷和生物衰老/生物损伤,其平均值为整合系统性生物标志物负担评分。主要分析包括Kruskal–Wallis检验、带自助法置信区间的Spearman相关、调整年龄、性别和BMI的标准化回归、鲁棒协方差估计、主成分分析(PCA)、缩尾化、留一域/标记分析和BMI缺失敏感性模型。研究得出结论:较低的相对褪黑素能状态与高度协调的不良性系统性生物标志物模式相关,关联强度异常,但需外部验证,且不能推断因果或癌症风险。
**关键技术方法(不超过250字)**
研究人员采用横断面二次分析设计,样本队列来源于格鲁吉亚家庭为基础的生物标志物队列(共314名成人)。主要技术方法包括:1)将血浆褪黑素和24小时尿aMT6s转换为队列内秩百分位数并取平均,形成相对褪黑素能轴评分;2)构建等权重z评分复合指标,分别代表炎症、氧化损伤、抗氧化缺陷和生物衰老/生物损伤,再取平均得整合系统性生物标志物负担评分;3)统计分析使用Kruskal–Wallis检验、Spearman相关(5000次自助法置信区间)、标准化线性回归(调整年龄、性别、BMI)、鲁棒协方差估计(HC3和家族聚类)、主成分分析(PCA)、缩尾化(1st/99th百分位数)、留一域/标记分析和BMI缺失敏感性模型(平均插补加缺失指示符)。所有分析在Python中完成,未涉及新标本采集或干预。
**研究结果**
**3.1 成人队列和相对褪黑素能三分位组**
成人分析队列包括314名参与者。低、中、高相对褪黑素能三分位组分别含105、104和105人。血浆褪黑素均值从低三分位组的4.18 ± 1.99 pg/mL增至高三分位组的22.46 ± 5.20 pg/mL;尿aMT6s均值从6.01 ± 2.29增至32.97 ± 9.17 μg/24 h。
**3.2 选定的炎症、氧化、抗氧化和衰老/损伤梯度**
与高三分位组相比,低三分位组呈现更高的hsCRP(5.05 ± 1.42 vs. 0.97 ± 0.56 mg/L)、IL-6(4.93 ± 1.61 vs. 1.18 ± 0.55 pg/mL)、MDA(5.00 ± 0.56 vs. 2.54 ± 0.63 μmol/L)、8-OHdG(10.25 ± 1.47 vs. 4.49 ± 1.56 ng/mL)和氧化应激指数(29.34 ± 6.58 vs. 7.62 ± 3.75),而GSH/GSSG比值从低三分位组的11.32 ± 2.48增至高三分位组的60.74 ± 33.06。NT-proBNP和DunedinPACE也沿相对褪黑素能梯度下降。所有选定的连续生物标志物在三分位组间差异p < 0.001。
**3.3 相关性和调整回归分析**
褪黑素能轴评分与整合系统性负担呈强负相关(Spearman ρ = ?0.944;自助法95% CI,?0.953至?0.931;p < 0.001)。单独血浆褪黑素和aMT6s的相关系数分别为ρ = ?0.888和?0.919。在调整年龄、性别和BMI的完整病例模型(N = 250)中,每增加1个SD的轴评分与整合负担降低0.95个SD相关(β = ?0.949;HC3 95% CI,?0.983至?0.915;p < 0.001;调整R
2 = 0.931)。各领域关联均强。
**3.4 稳健性、共线性和缺失数据敏感性**
PCA中第一主成分解释了75.5%的标记方差,与轴评分相关系数为?0.947。缩尾化后核心关联未变(ρ = ?0.944;HC3系数?0.950)。留一域分析相关系数范围?0.951至?0.915,留一标记分析范围?0.948至?0.943。方差膨胀因子(VIF)在1.04–1.18之间,无共线性问题。BMI缺失参与者与完整病例在主要变量上无显著差异。年龄-性别模型(N = 313)和平均插补模型(N = 313)的系数均稳定(β = ?0.949和?0.951)。
**讨论与结论**
讨论部分指出,较低的相对褪黑素能状态与覆盖炎症、氧化损伤、抗氧化缺陷和生物衰老/损伤的广泛不良模式相关,且关联在多种敏感性分析中稳定。从生物学角度,该方向具有合理性,因为褪黑素参与线粒体红氧控制、抗氧化酶调节和免疫信号,而慢性炎症和氧化应激伴随衰老和组织损伤。然而,合理性不能确立因果方向;较低的褪黑素可能贡献于炎症或氧化失调,系统性炎症也可能抑制褪黑素生物学,两者可能共同反映睡眠、光照、药物、代谢、肾脏或其他共享决定因素,或部分源于生物标志物块的结构和来源。研究中观察到的关联强度异常高,需对原始检测输出、样本身份、板/批次结构、下限处理、先前插补等进行审计,并独立重复。等权重复合指标是透明的,但不等同于生物学重要性。由于数据集中未测量癌症、微生物组、循环肿瘤细胞(CTC)、细胞游离DNA(cfDNA)或循环肿瘤DNA(ctDNA)终点,该关联不能用于推断癌症起始、隐匿性恶性肿瘤、复发、转移、治疗反应或分子残留病。交叉设计不能证明因果或干预效果。局限性包括二次分析、横断面设计、未复制、缺乏癌症结局、微生物组和液体活检测量、详细招募标准、合并症、用药、睡眠、光照、采样时间、尿液收集质量控制及完整检测来源。
**结论**(翻译原文结论部分):
在这份成人横断面数据集中,较低的血浆褪黑素和尿aMT6s水平与较高炎症、氧化损伤、抗氧化缺陷和生物衰老/生物损伤负担的高度协调模式相关。该关联在多种替代分析中内部稳健,但其异常强度、不完整的检测元数据和缺乏外部重复需谨慎对待。由于癌症、微生物组、CTC、cfDNA和ctDNA终点未被测量,本研究不支持癌症风险预测、诊断、因果主张或褪黑素治疗建议。它为一个严格设计的前瞻性研究提供了可检验的系统性生物标志物假说。