随着全球人口老龄化进程不断加速,老年人的健康与长寿成为了公共卫生领域的核心议题。一个不容忽视的现象是,老年人中的死亡负担日益加重,其中很大一部分可归因于与炎症相关的慢性非传染性疾病,如心血管疾病。衰老本身常伴随着慢性、低度炎症状态,这种现象有时被称为“炎性衰老”。与此同时,细胞内的“能量工厂”——线粒体,其功能也会随着年龄增长而衰退,其中一个可测量的指标是线粒体DNA拷贝数的变化。然而,衰老过程中这两大关键生理变化——线粒体功能失调与全身性炎症——究竟是各自为战,还是暗中“勾结”、协同加速健康恶化,其内在联系仍不明确。正是为了解开这个谜团,Wu等人开展了一项深入研究。
为了探究白细胞线粒体DNA拷贝数(mtDNACN)的下降是否会改变炎症与老年人死亡风险之间的关联,研究团队进行了一项多中心、长期纵向的队列研究。论文已发表在《Communications Medicine》期刊上。
本研究主要采用了前瞻性队列研究的设计,并运用了多种关键技术方法。研究纳入了3520名平均年龄为67.6岁的老年人作为队列,并对他们进行了多次生物标志物测量。关键技术包括:连续测量外周血白细胞中的线粒体DNA拷贝数(mtDNACN),以及连续测量血清中的高灵敏度C反应蛋白(high-sensitivity C-reactive protein, hs-CRP)水平以评估全身炎症状态。在长期随访中,研究团队系统性地确定了参与者的全因死亡和心血管疾病(cardiovascular diseases, CVD)死亡结局。数据分析的核心是使用Cox比例风险模型(Cox proportional hazards models)来估算不同生物标志物变化模式与死亡风险之间的关联强度,并计算了交互作用引起的相对超额风险(relative excess risks due to interaction, RERI)以量化协同效应。
研究结果
主要研究发现:
通过对比生物标志物持续处于最佳状态(即血清hs-CRP持续低位且白细胞mtDNACN变化处于最高三分位)的参与者,研究人员发现,同时出现“血清hs-CRP升高且白细胞mtDNACN变化处于最低三分位”的个体,其死亡风险显著增高。经调整混杂因素后,他们的全因死亡风险比(hazard ratio, HR)为3.20,心血管疾病死亡风险比高达5.77。相比之下,仅出现“血清hs-CRP升高”或仅出现“白细胞mtDNACN变化处于最低三分位”的个体,其死亡风险虽有升高趋势,但风险比(分别在1.48和1.29左右)及置信区间均未表现出统计学上的显著增高(置信区间包含1)。这一结果提示,两种不利变化的并存导致了风险的大幅跃升。
交互作用分析:
对交互作用的定量分析进一步证实了上述观察。计算得出的交互作用相对超额风险(RERI)对于全因死亡为1.42,对于心血管疾病死亡为4.08。尽管心血管疾病死亡的RERI置信区间较宽,但数值表明,mtDNACN降低与炎症水平升高在增加死亡风险上存在超相加的交互作用,即协同效应。这种协同作用意味着,两者同时存在时对死亡风险的影响,大于它们各自独立影响之和。
敏感性分析:
研究的稳健性通过敏感性分析得到了验证。当分析白细胞mtDNACN变化处于中间三分位的参与者时,观察到了与主要分析相似的趋势和结果模式,这表明研究结论在不同阈值设定下具有一定的稳定性。
本研究通过一项大规模老年人前瞻性队列研究,首次在人群层面证实了白细胞线粒体DNA拷贝数(mtDNACN)下降与全身炎症水平(以hs-CRP为标志)升高之间存在协同交互作用,共同显著增加老年人的全因死亡及心血管疾病死亡风险。与仅存在单一不利变化的个体相比,同时经历mtDNACN降低和炎症加剧的老年人,其死亡风险呈现数倍增长,且这种效应超出了两者风险的简单相加,表现为“一加一大于二”的协同模式。这一发现具有重要的科学意义,它不仅仅是将衰老相关的两个生物学标志——线粒体功能障碍和炎性衰老——简单地联系起来,更是指出了它们之间可能存在相互加剧的恶性循环,共同构成了驱动老年衰弱和死亡的关键通路。该研究为理解衰老相关疾病的复杂机制提供了新视角,提示未来的干预策略(如抗炎治疗或线粒体功能保护)可能需要同时针对这两个靶点,才能更有效地改善老年健康结局,延长健康寿命。