辅酶Q10(Coenzyme Q10, CoQ10)是人体内一种脂溶性的必需分子,广泛存在于细胞膜中。它在能量代谢(作为电子传递链的辅酶)、基因表达调控以及线粒体功能中扮演着关键角色。尤为重要的是,其还原形式——泛醇(ubiquinol),是一种强大的内源性抗氧化剂,能够保护脂质、蛋白质和DNA免受氧化损伤,并能再生其他抗氧化剂(如α-生育酚)。在血液循环中,与脂蛋白结合的泛醇可以保护低密度脂蛋白胆固醇免受氧化,这可能有助于预防心血管疾病。而氧化型的辅酶Q10称为泛醌(ubiquinone)。CoQ10的氧化还原状态,即泛醌占总CoQ10的百分比,被认为是反映体内氧化应激状态的一个潜在生物标志物。
尽管已知低CoQ10水平与多种疾病相关,且补充CoQ10对特定患者(如心力衰竭患者)有益,但关于普通人群中循环CoQ10水平与长期生存率之间的关系,此前尚无系统研究。为此,这项研究旨在探究CoQ10不同生物标志物与全因死亡率之间的关联。
材料与方法
研究样本来自德国北部基尔地区的三个亚组队列,共1333名个体(60.1%为女性,基线中位年龄48.0岁)。研究人员在基线时测量了受试者的血清总CoQ10、泛醇、泛醌水平,并计算了CoQ10氧化还原状态。通过高效液相色谱结合电化学检测法进行测量。研究的终点事件是全因死亡率,通过人口登记处进行追踪,中位随访时间为12.9年,期间共发生123例死亡。
统计分析采用了Kaplan-Meier曲线、Log-rank检验和Cox比例风险回归模型。回归模型进行了多变量调整,包括性别、年龄、身体质量指数(BMI)、吸烟状况、收缩压、总胆固醇、糖尿病患病情况和C反应蛋白(CRP)水平,以控制潜在混杂因素的影响。
结果
在研究样本中,死亡个体的基线CoQ10氧化还原状态倾向于更高。Cox回归分析显示,在调整了多种风险因素后,较高的CoQ10氧化还原状态始终与较高的全因死亡风险独立相关。具体而言,氧化还原状态每增加1个标准差,死亡风险增加18%(风险比HR: 1.18,95%置信区间CI: 1.02–1.36);与氧化还原状态最低的三分之一人群相比,最高三分之一人群的死亡风险增加了92%(HR: 1.92, 95% CI: 1.16–3.17)。图中Kaplan-Meier曲线直观展示了,未经调整时,氧化还原状态最高的组别生存概率显著更低。
相比之下,较高的泛醌水平仅在未调整的模型中与死亡风险增加相关,在多变量调整后此关联不再具有统计学显著性。对于总CoQ10和泛醇,限制性立方样条分析显示出与死亡风险之间存在统计学上显著的整体和非线性关联,但仅在中等水平范围内关联显著。在Cox回归模型中,总CoQ10和泛醇水平处于中间三分位数组的人群,其死亡风险低于最低三分位数组,但作为连续变量或比较最高与最低三分位数时,未观察到统计学显著性。研究未发现亚组或BMI对这些关联存在效应修饰。
敏感性分析,包括在分析氧化还原状态时额外调整总CoQ10水平,以及排除基线后两年内死亡的个体以排除反向因果关系,均未实质性改变主要分析结果。
讨论
本研究首次在普通人群(非专注于补充剂使用者)中报告了循环CoQ10氧化还原状态与全因死亡风险之间的关联。核心发现是,较高的CoQ10氧化还原状态(即泛醌比例更高)预示着更高的长期全因死亡风险。这一关联独立于传统的风险因素和炎症标志物CRP。
这一发现可能具有重要的生物学意义。氧化还原状态升高意味着循环中抗氧化形式的泛醇相对减少,而氧化形式的泛醌相对增多,这反映了更高的氧化应激水平。CoQ10在循环中的一项关键功能是保护低密度脂蛋白胆固醇免受氧化,氧化型低密度脂蛋白是心血管风险的重要预测因子。因此,较高的氧化还原状态可能意味着CoQ10保护血管免受氧化损伤的能力下降,从而可能通过增加心血管疾病等氧化应激相关慢性病的风险,进而影响死亡率。这一解释与一项瑞典干预研究的发现一致,该研究发现补充CoQ10和硒四年可改善全身氧化还原状态,并降低心血管疾病死亡风险。
有趣的是,死亡个体的总CoQ10、泛醇和泛醌的绝对水平也倾向于更高。这可能是一种对慢性氧化应激的适应性代偿反应,类似于在代谢综合征患者中观察到的现象。然而,在多变量调整后,只有氧化还原状态这一相对比值指标保持了与死亡率的稳健关联,提示与单独的泛醇或泛醌水平相比,氧化还原状态可能是反映CoQ10功能状态、预测健康结局的更优生物标志物。
除了抗氧化功能,CoQ10还具有抗炎特性。虽然本研究之前的一项分析发现氧化还原状态较高者CRP水平也较高,但本研究中对CRP的调整并未削弱氧化还原状态与死亡率的关联,表明该关联可能独立于CRP相关的炎症通路。不过,其他炎症标志物如肿瘤坏死因子-α或白细胞介素-6可能参与其中,未来研究值得关注。
优势与局限性
本研究的优势包括对CoQ10四种生物标志物的综合分析、来自普通人群的中等规模样本以及较长的随访时间。局限性主要包括:缺乏关于CoQ10补充剂使用、饮食习惯或肾功能等信息;样本量可能不足以检测到较小的效应量;观察性研究无法推断因果关系;未能考虑随访期间CoQ10状态的可能变化;以及研究结果可能无法推广到其他种族人群。
结论
综上所述,这项基于德国北部普通人群的前瞻性队列研究表明,循环中辅酶Q10的氧化还原状态升高与更高的全因死亡风险独立相关。这一发现提示,循环中CoQ10的抗氧化能力降低可能对长期健康产生不利影响,为CoQ10在生物医学中的多维角色增添了新的证据。未来需要结合其他重要抗氧化剂进行研究以确认本观察结果,其临床意义也有待进一步确定。