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第三代表观遗传时钟-DunedinPACE

已有 337 次阅读 2026-1-26 21:19 |个人分类:人类寿命与衰老|系统分类:科研笔记

打个比方,衰老过程像一辆汽车在路上行驶,有人发明了一个仪表盘,能实时显示你开车有多快。这就是DunedinPACE——第三代表观遗传时钟的主要作用。它不像第一代时钟那样只评估你的实际年龄,也不像第二代时钟那样主要预测疾病或死亡风险,而是直接测量你每年生理衰老的速度。简单说,它就是人体衰老的“实时仪表盘”,帮你看看衰老过程是加速了还是需要尽快减速了。 

DunedinPACE的起源 

这个时钟的灵感来自新西兰达尼丁市的一项传奇研究。从1972年到1973年,当地所有新生儿(共1037人)都被纳入一项长期跟踪计划。这项研究从他们出生开始,就记录了各种生理数据,一直持续到现在。它是全球最完整、最著名的单一出生队列研究之一。 

研究者在这些参与者26岁、32岁、38岁和45岁时,多次测量了19项生理指标,包括心血管、代谢、肾脏、肝脏、免疫、牙齿和肺部等系统。通过数学模型(线性混合效应模型),计算出每个人的这些指标每年变化的速度——是变好还是变坏,变化程度有多大。然后,把这些变化率累加起来,得到一个总的“衰老步伐”分数。最后,用一种叫弹性网回归的算法,从血液DNA的173个特定甲基化位点中提炼出一个单一分数:即DunedinPACE值。这个值以健康成年人的理论上的正常平均衰老速度为基准—每1年衰老1年,数值为1.0。如果你的数值高于1.0,就意味着衰老加速;低于1.0,则是衰老缓慢。就像开车时看时速表,一目了然。 

那么这173个甲基化位点是从哪里来的呢? 

DunedinPACE依赖于173个DNA甲基化位点(简称CpG位点)。这些位点是用Illumina EPIC芯片从8万多个探针中筛选出来的,只选那些变异大、与衰老密切相关的。里面也有一些经典基因位点,比如与吸烟相关的(AHRR基因上的cg05575921),但整体更注重稳定性和自然衰老信号,而不被疾病或环境因素干扰。这些位点来自可靠的探针(测试重测一致性高),通过算法赋予权重,最终计算出分数。简单说,它像一个精准的“衰老传感器”,从你的血液DNA中读出衰老的节奏。 

纵向数据: 

DunedinPACE的独特之处在于,它是基于纵向数据:同一群人从年轻到中年的长期跟踪。这避免了传统横断面研究(不同年龄的人混在一起,一代和二时钟都是横断面数据)的缺点,比如世代差异(如老一辈人接触过更多的毒素)或生存偏差(只研究活着的人)。 

DunedinPACE的核心数学公式是:每个人的衰老速度 = 19项生理指标的年度变化率总和。这些变化率用增长曲线模型计算,确保捕捉到真实的生理下降。之后,通过弹性网回归(一种智能筛选算法,结合L1和L2正则化),将这些与45岁时的DNA甲基化数据关联起来。这样,只需一次血液样本,就能推断你近期的衰老速度。模型的可靠性高(测试重测一致性达0.96),在不同群体中的相关性也很好(0.33-0.6)。 

DunedinPACE在临床中怎么用? 

DunedinPACE就像一个非侵入性的“衰老体检仪”,特别适合评估抗衰老干预的效果。比如,在热量限制试验(CALERIE)中,它能前后比较受检者的衰老速度变化,看看干预是否真的让衰老“刹车”。DunedinPACE时钟已在多个大型研究中验证,比如英国的Understanding Society(1175人)、美国的Normative Aging Study(771人)、Framingham Heart Study(2471人)和E-Risk Study(1658人)。在实践中,它能整合到老年医学筛查,帮助识别那些衰老过快的人,还能作为药物试验的“替代终点”,不用等几年后看结果,就能监测药物干预对衰老的影响。 

最重要是,它能帮助解决与“健康寿命”相关的疾病问题:预测心血管疾病、中风等事件(风险增加1.46倍)、残疾和死亡(风险增加1.65倍)。它还能检测儿童期逆境(如贫困或创伤)导致的加速衰老,帮助及早预防。总之,在抗衰老研究中,它对应对措施所产生的表观时钟的短期变化超级敏感,是理想的动态监测工具。

为什么DunedinPACE优于前两代时钟? 

第一代时钟(如Horvath和Hannum)基于横断面数据,主要预测你的实际年龄,但容易受世代效应、生存偏差和疾病影响。第二代(如PhenoAge和GrimAge)改进了,重点预测疾病和死亡风险,但还是容易混杂了吸烟、疾病等因素。作为第三代,用纵向数据隔离出纯净的衰老信号,聚焦年轻健康期的“速度”而非积累损伤。优势明显:可靠性更高(0.96 vs. 0.89);对干预更敏感(在试验中衰老减缓幅度更大);预测力强(死亡风险HR=1.65,甚至优于GrimAge),且在控制其他时钟后仍有额外价值(HR=1.24)。避免了历史偏差,更纯粹地反映自然衰老。 

通俗比喻:第二代时钟像“风险警报器”(谁可能早死或多病),训练时用的是临床指标或死亡数据;第三代像“速度仪表盘”(衰老快慢),用的是生理变化率训练,更适合动态监测和干预评估。第二代擅长长期预测,第三代在短期敏感性和纯衰老评估上优秀,两者可以互补。DunedinPACE让我们第一次能“量化”衰老的速度,成为每个人健康管理的一部分。想知道自己的衰老时速吗?通过简单血检查就能实现了! 

从实际临床场景看DunedinPACE时钟的作用 

早期识别加速衰老

癌症本身及化疗、放疗等治疗常导致生物衰老加速。DunedinPACE能通过一次血液检测,快速发现患者衰老速度是否明显高于正常(>1.0),例如乳腺癌幸存者、儿童/年轻成人癌症幸存者常显示更高值,帮助医生尽早锁定高风险衰老人群,并采取相应干预措施。 

预测慢性病和并发症风险

DunedinPACE时钟与未来慢性病发生(如心血管病、肌少症、认知障碍、继发性癌症)、残疾和死亡风险显著相关。它能独立预测这些结局,尤其在癌症幸存者中表现突出,可用于风险分层,指导更密切的随访,预防和干预。

评估治疗后对长期健康影响

DunedinPACE它能量化癌症治疗(如化疗)带来的额外衰老负担(例如多出1-3年生物年龄),并与肌少症、神经认知功能下降、心血管病变和代谢风险等挂钩,帮助医生判断患者是否进入加速老化-慢性病恶性循环。

监测干预效果,优化健康管理 

DunedinPACE对短期变化敏感,可作为动态生物标志物,评估生活方式干预(如增加体力活动)、营养调整或潜在抗衰老药物(senolytics、metformin等)是否有效减缓衰老速度,从而降低慢性病负担、改善健康寿命。 

总之,在癌症与慢性病重叠的临床场景中,DunedinPACE时钟的最大价值在于从“被动治疗并发症”转向“主动减缓衰老进程”,为个性化预防、早期干预和疗效监测提供客观、可重复的量化工具。它特别适合用于癌症幸存者长期健康管理,帮助实现“活得更长、更健康”



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