《IBRO Neuroscience Reports》：DNA Methylation-estimated Phenotypes, Telomere length, Aging and Risk of Intracranial Aneurysms: Evidence from genetic studies
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**摘要** 背景：颅内动脉瘤(Intracranial Aneurysm, IA)的风险在老年人群中增加，提示了衰老在其中可能扮演的角色。本研究旨在通过采用双样本孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)方法，评估与DNA甲基化估
**摘要** 背景：颅内动脉瘤(Intracranial Aneurysm, IA)的风险在老年人群中增加，提示了衰老在其中可能扮演的角色。本研究旨在通过采用双样本孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)方法，评估与DNA甲基化估计表型、端粒长度(Telomere Length, TL)和衰老相关的遗传变异与IA风险之间的关联。方法：从IA的全基因组关联研究(Genome-Wide Association Study, GWAS)中提取了性别特异性的汇总水平结果数据，包括23个队列，共5140例病例和71934名对照。所有研究参与者均为欧洲血统。为提高有效性，分析中采用了五种不同的孟德尔随机化技术（MR-Egger、加权中位数法、逆方差加权法、简单众数法和加权众数法）。结果：内源性表观遗传年龄加速(Intrinsic Epigenetic Age Acceleration, IEAA)与未破裂IA之间存在提示性的负向因果关系（P=0.022，OR=0.906 [95% CI, 0.83-0.99]），但该发现在多重检验校正（校正后的P阈值=0.00208）后不再显著。在任何其他甲基化估计表型与动脉瘤性蛛网膜下腔出血(anAurysmal Subarachnoid Hemorrhage, aSAH)或未破裂颅内动脉瘤(Unruptured Intracranial Aneurysm, UIA)之间未观察到因果效应（所有P>0.05，校正后）。观察到长寿与aSAH之间存在提示性的因果关系（P=0.020，OR=1.100 [1.01-1.19]），年龄每增加1个标准差(1-SD)，疾病风险增加9.95%，但这也未能经受多重检验校正。端粒长度(TL)每增加1-SD，与DNA甲基化估计的粒细胞比例增加0.9%（P=0.0025，OR=1.009 [1.003-1.015]）以及内源性表观遗传年龄加速(IEAA)增加55%（P=0.018，OR=1.552 [1.080-1.551]）相关，其中前者在校正后仍保持显著。结论：内源性表观遗传年龄加速(IEAA)与IA之间的负向因果关系表明，内源性表观年龄加速的增加可能降低IA的风险。其潜在机制以及作为干预靶点降低IA患病率的可能性需要进一步研究。
**一、 研究背景与问题**
颅内动脉瘤(Intracranial Aneurysm, IA)是一种常见的、可能危及生命的疾病，通常位于颅内动脉的分支处，包括破裂动脉瘤和未破裂颅内动脉瘤(Unruptured Intracranial Aneurysm, UIA)。其破裂可导致严重的动脉瘤性蛛网膜下腔出血(anAurysmal Subarachnoid Hemorrhage, aSAH)，尽管仅占所有卒中病例的5-10%，但具有高死亡率，幸存者也可能面临长期的神经心理功能障碍和生活质量下降。随着表观遗传学研究的深入，遗传学手段已识别出多个与IA风险相关的基因位点。然而，IA与表观遗传调控机制，特别是DNA甲基化(DNA methylation)所反映的生物学衰老过程之间的关系尚未明确。DNA甲基化是一种不改变DNA序列即可影响基因表达的常见表观遗传修饰。基于特定CpG位点甲基化水平构建的“表观遗传时钟”可以预测个体的生物学年龄，其与实际年龄的差异被认为反映了生物学衰老。端粒长度(TL)是公认的衰老生物标志物。现有研究尚未明确DNA甲基化估计表型、端粒长度及衰老与IA风险增加或降低的关联。因此，研究人员旨在利用大规模GWAS数据，通过遗传学工具变量来探究这些衰老相关表型与不同亚型IA之间的潜在因果关联。
**二、 研究设计与技术方法**
研究人员采用了双样本孟德尔随机化(Two-sample MR)方法，该方法利用遗传变异作为工具变量，以减轻传统观察性研究中混杂因素的影响，评估暴露因素与结局之间的因果关系。研究主要基于已公开发表的GWAS汇总统计数据。暴露数据包括六种DNA甲基化估计表型（DNA甲基化估计的粒细胞比例、DNA甲基化GrimAge加速、DNA甲基化Hannum年龄加速、DNA甲基化估计的纤溶酶原激活物抑制剂-1水平、DNA甲基化PhenoAge加速和内源性表观遗传年龄加速(IEAA)）、端粒长度(TL)和衰老表型。结局数据来自包含23个队列、共5140例IA病例（含UIA和aSAH）和71934名欧洲血统对照的GWAS meta分析。研究选择达到全基因组显著性水平（P<5e?8）的单核苷酸多态性(SNPs)作为工具变量，并通过严格的连锁不平衡(LD)条件筛选独立SNPs。统计分析中应用了逆方差加权法(IVW)、MR-Egger、加权中位数法等多种MR方法，并进行了异质性检验、水平多效性检验（如MR-Egger截距检验、MR-PRESSO）及工具变量有效性检验（如F统计量>10）以评估结果稳健性。对于达到名义显著性（P<0.05）的关联，还进行了MR-Steiger方向性检验以确认因果方向。
**三、 研究结果**
**（一）DNA甲基化估计表型、端粒长度、衰老与IA的关联**
双样本MR分析显示，内源性表观遗传年龄加速(IEAA)与UIA之间存在负向因果关系，即IEAA的升高可能降低UIA的发生风险（P=0.022，OR=0.906 [95% CI, 0.83-0.99]）。经多重检验校正（8个暴露因素 × 3个结局 = 24次检验；校正α = 0.00208）后，该关联未达到显著性。其他甲基化估计表型、端粒长度(TL)与各类IA之间未发现显著因果关联（校正后P>0.05）。此外，观察到衰老表型与aSAH风险之间存在提示性正向因果关系（P=0.020，OR=1.100 [1.01-1.19]），即衰老表型每增加1个标准差，aSAH风险增加9.95%，但该关联在校正后同样不显著。MR-Steiger方向性检验支持IEAA影响UIA风险的因果方向（Steiger P=0.031）。
**（二）DNA甲基化估计表型、端粒长度与衰老的关联**
进一步以衰老为结局的MR分析显示，端粒长度(TL)与两种DNA甲基化估计表型存在显著正向因果关联：TL每增加1-SD，DNA甲基化估计的粒细胞比例增加0.9%（P=0.0025，OR=1.009 [1.003-1.015]），内源性表观遗传年龄加速(IEAA)增加55%（P=0.018，OR=1.552 [1.080-1.551]），其中前者在校正后仍显著。相反，DNA甲基化GrimAge加速的增加与TL缩短相关（P=0.0007，OR=0.931 [0.893-0.970]）。DNA甲基化估计表型（除上述两项外）与衰老之间、以及端粒长度与衰老之间均未发现显著因果关联。
**四、 讨论与结论**
本研究是首次利用孟德尔随机化方法系统评估DNA甲基化估计表型、端粒长度、衰老与IA风险（包括UIA和aSAH）之间因果关联的研究。核心发现是内源性表观遗传年龄加速(IEAA)与UIA风险之间存在提示性的负向因果关联，即较高的IEAA可能降低UIA风险。这一发现具有一定的反直觉性，因为表观遗传年龄加速通常与不良健康结局相关。研究人员提出几种可能解释：一是可能与细胞类型组成相关的技术伪影有关；二是某些生物学衰老过程（如细胞衰老）可能在血管壁产生意想不到的保护性作用；三是不能完全排除残余混杂或反向因果关系的可能性。鉴于该关联在多重检验校正后不显著，应视为需要独立队列重复验证的提示性证据。
研究还证实了衰老与IA风险（特别是aSAH）之间存在提示性的正向因果关联，强调了衰老在IA发生中的潜在作用。此外，研究揭示了端粒长度(TL)与DNA甲基化估计表型（粒细胞比例和IEAA）之间、以及DNA甲基化GrimAge加速与TL之间的复杂相互作用，提示了衰老生物标志物之间存在双向或多向的生物学联系。
本研究的优势包括利用大规模GWAS数据、采用多种MR方法及敏感性分析以确保结果可靠性。局限性在于部分暴露因素可用的独立工具变量较少，且无法从转录组水平探究具体机制。最终，研究得出结论：基于当前证据，内源性表观遗传年龄加速(IEAA)的增加可能降低UIA风险；衰老与IA风险存在因果关联；端粒长度变化影响DNA甲基化估计的粒细胞比例和内源性表观遗传年龄；而DNA甲基化GrimAge加速的增加导致端粒长度缩短。这些发现为理解DNA甲基化、端粒长度、衰老与IA发生之间的复杂关系提供了新的遗传学证据。该研究发表于《IBRO Neuroscience Reports》。
