Environ Int. IF=10.3 | 儿童早期暴露与衰老加速：EWAS揭示隐藏的环境影响
207 人阅读发布时间：2025-07-02 10:16
早期生命阶段（包括胎儿期和婴儿期）是环境暴露的敏感窗口，这些暴露可能会永.久性地改变身体结构、代谢和生理功能，从而影响后期的健康或疾病。衰老是一个逐渐的、多因素的过程，以身体机能随时间逐渐衰退为特征。在分子水平上，衰老表现为细胞损伤的积累，导致细胞结构和功能异常，以及细胞再生能力的下降。生物衰老被认为是年龄相关疾病（如癌症、糖尿病、心血管疾病和神经退行性疾病）以及死亡率增加的风险因素。因此，衰老可以被视为一个从早期生命阶段就开始的连续过程，评估这一时期的衰老可能为减缓衰老过程、预防或延迟成年和老年期不良健康结果提供新的证据。
表观遗传时钟（如Horvath时钟）是一种基于DNA甲基化水平预测个体生物年龄的生物标志物。这些时钟通过识别一组特定的胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤位点（CpGs）来预测实际年龄，并可以计算表观遗传年龄加速，即个体生物年龄与实际年龄之间的差异。最近的研究表明，不同的环境因素（如空气污染、烟草烟雾、镉暴露等）可以增加表观遗传年龄加速。然而，现有的证据仍然有限且不一致，大多数研究集中在成人和老年人群上，对儿童的影响研究较少。
2021年10月巴塞罗那全球健康研究所（ISGlobal）牵头在Environment International 杂志上发表了文章，“The early-life exposome and epigenetic age acceleration in children”。本研究旨在填补这一空白，通过调查人类早期生命暴露组（覆盖产前和儿童期）与儿童表观遗传年龄加速之间的关联，使用来自欧洲六个国家的“人类早期生命暴露组”（HELIX）项目中的数据。研究评估超过100种在孕期和儿童期评估的暴露因素，包括室内和室外空气污染物、建成环境、绿色环境、烟草烟雾、生活方式暴露以及化学污染物的生物标志物等，这些研究背景为理解儿童早期生命暴露对表观遗传年龄加速的影响提供了科学依据。
英文标题：The early-life exposome and epigenetic age acceleration in childre
发表期刊：Environment International（IF=10.3 / Q1）
文献来源：de Prado-Bert P, Ruiz-Arenas C, Vives-Usano M, Andrusaityte S, Cadiou S, Carracedo Á, Casas M, Chatzi L, Dadvand P, González JR, Grazuleviciene R, Gutzkow KB, Haug LS, Hernandez-Ferrer C, Keun HC, Lepeule J, Maitre L, McEachan R, Nieuwenhuijsen MJ, Pelegrí D, Robinson O, Slama R, Vafeiadi M, Sunyer J, Vrijheid M, Bustamante M. The early-life exposome and epigenetic age acceleration in children. Environ Int. 2021 Oct;155:106683. doi: 10.1016/j.envint.2021.106683
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样本队列：来自欧洲六个国家（英国、法国、西班牙、立陶宛、挪威和希腊）的六个纵向出生队列（HELIX项目）的数据，共纳入1173名儿童
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该研究包括来自HELIX项目的1,173名儿童，年龄在6至11岁之间，这些儿童具有关于DNA甲基化和暴露的信息。在这些儿童中，89.3%具有欧洲血统，54.9%为男性，20.9%超重或肥胖，50.7%的母亲具有大学或更高学历。
研究中比较了多种表观遗传时钟与实际年龄的相关性，包括“Horvath的全组织时钟”（通过methylclock R包和在线计算器）、“Horvath的皮肤和血液时钟”、“PedBE的时钟”以及Wu的甲基化基础年龄预测模型。结果显示，“Horvath的皮肤和血液时钟”与实际年龄的相关性最高（R = 0.85，p < 2.2×10^-16）。尽管“PedBE的时钟”针对儿童训练，但其相关性最低（R = 0.53，p < 2.2×10^-16）。
基于血液样本的DNAm数据，选择“Horvath的皮肤和血液时钟”进行进一步分析，并将年龄加速调整为血液细胞类型比例作为主要结果。该时钟基于0至75岁个体样本创建，广泛用于衰老研究。
图2. 使用不同时钟计算的DNA甲基化年龄与实际年龄之间的皮尔逊相关性。
每个图展示了一种不同的表观遗传时钟：(A) Horvath的全组织时钟（methylclock R包）；(B) Horvath全组织时钟（Horvath在线计算器）；(C) Horvath的皮肤和血液时钟（methylclock R包）；(D) Wu的时钟（methylclock R包）；(E) PedBE的时钟（methylclock R包）；(F) 评估的时钟的平均值和标准差（SD）的汇总表。
在在产前暴露中，研究发现母亲吸烟与儿童表观遗传年龄加速增加显著相关，即使在调整了母亲孕前BMI、出生体重和妊娠期年龄后，这种关联仍然存在。在儿童期暴露中，室内颗粒物吸收（PM₂.₅）和父母吸烟与年龄加速增加相关，而有机磷酸酯（DMDTP）和多氯联.苯-138（PCB-138）与年龄加速减少相关。经过多重检验校正后，只有PM₂.₅和DMDTP的关联仍然显著。
图3. 基于ExWAS分析产前和儿童期暴露与调整血液细胞类型比例的年龄加速（主要模型）
在研究中，我们探讨了母亲吸烟和儿童接触烟草烟雾对表观遗传年龄加速的影响。结果显示，母亲在怀孕期间吸烟与儿童表观遗传年龄加速增加相关，即使在调整了其他因素后，这种关联仍然存在。
此外，儿童期接触室内颗粒物（PM₂.₅）和父母吸烟也与年龄加速增加相关，而有机磷酸酯（DMDTP）和多氯联.苯-138（PCB-138）与年龄加速减少相关。然而，这些关联中只有PM₂.₅和DMDTP在多重检验校正后仍然显著。丁基对苯.二酚（BUPA）在完全调整的模型中也显示出与年龄加速的关联。
进一步分析发现，水果和蔬菜摄入量与年龄加速无关，调整这些摄入量对DMDTP的效应大小没有显著影响。PCB-138与年龄加速的关联在考虑了儿童BMI后显著减弱，这可能解释了PCB-138效应的减少。
这篇文章首次评估了广泛产前和儿童期环境暴露（早期生命暴露组）与儿童表观遗传年龄加速之间的关联。研究结果揭示了母亲吸烟和儿童期二手烟暴露与儿童表观遗传年龄加速之间的正相关关系，这与之前在成人和老年人群的研究结果一致。此外，研究还发现室内颗粒物吸收（PMabs）与儿童表观遗传年龄加速正相关，而有机磷酸酯（DMDTP）和多氯联.苯（PCB-138）则显示出保护作用。这些发现强调了早期生命阶段环境暴露对儿童健康和衰老过程的潜在影响。
参考文献：de Prado-Bert P, Ruiz-Arenas C, Vives-Usano M, Andrusaityte S, Cadiou S, Carracedo Á, Casas M, Chatzi L, Dadvand P, González JR, Grazuleviciene R, Gutzkow KB, Haug LS, Hernandez-Ferrer C, Keun HC, Lepeule J, Maitre L, McEachan R, Nieuwenhuijsen MJ, Pelegrí D, Robinson O, Slama R, Vafeiadi M, Sunyer J, Vrijheid M, Bustamante M. The early-life exposome and epigenetic age acceleration in children. Environ Int. 2021 Oct;155:106683. doi: 10.1016/j.envint.2021.106683
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