血管年龄估算以评估衰老与心血管疾病之间的关联

《Aging Cell》：Estimating Vascular Age to Evaluate the Association Between Aging and Cardiovascular Disease

　　

血管衰老以血管结构和功能的进行性退化为特征，是时间衰老与心血管疾病（CVD）之间关键的病理生理枢纽。本研究建立了一个定量血管年龄模型以解码个体化的血管衰老模式，从而实现加速衰老表型的早期识别以进行靶向干预。研究人员收集了2009年至2019年的体检记录，共纳入8578名年龄在20-70岁的参与者。研究人员基于健康个体，利用Klemera-Doubal方法（KDM）构建了性别特异性的基础血管年龄模型，并将归一化心血管年龄加速指数（NCAA, η）作为血管衰老状态的估计值。研究人员评估了η指数与CVD风险在各亚组中的关联。此外，研究人员通过纳入与η指数显著相关的传统CVD危险因素，开发了扩展模型。男性η值较低（意味着相对较高的血管衰老速度）在经时间年龄调整后具有较高的CVD风险（HR = 1.21, 95% CI = 1.01–1.45）。在亚组分析中，η指数与传统CVD危险因素表现出年龄和性别特异性的关联。在男性中加入与η显著相关的体重指数、空腹血糖和甘油三酯后，扩展η在年龄调整模型中对CVD的预测能力得到了改善（HR = 1.25, 95% CI = 1.04–1.50）。血管年龄模型作为一种稳健的复合生物标志物，可用于CVD风险分层。该研究结果为精准预防建立了循证框架，优先考虑高危表型进行早期干预以减轻CVD负担。

论文解读：基于血管年龄估算的心血管疾病风险分层研究

研究背景与意义

心血管疾病（CVD）是全球主要的死亡原因，而血管衰老（VA）作为其独立的危险因素，在人群中的表现存在显著的异质性。尽管时间年龄（CA）是CVD预测中的常用指标，但其无法准确区分个体真实的生理衰老状态。生物年龄（BA）作为反映个体整体健康状况的指标，近年来备受关注，其中基于临床生物标志物的BA模型因其可及性和标准化优势尤为突出。Klemera-Doubal方法（KDM）作为一种计算BA的流行算法，相较于多元线性回归等方法，能更好地处理CA与生物标志物之间的关系。然而，通过BA模型量化血管衰老并深入探讨其与CVD发展的关系尚未得到充分探索。为此，研究人员旨在建立基于血管结构与功能参数的血管年龄模型，并探究其与传统CVD危险因素及CVD发病风险的关联。该研究成果发表于《Aging Cell》。

关键技术方法

本研究的数据来源于中国武汉同济医院2009年至2019年的年度体检数据。研究人员首先定义了健康训练数据集、慢性病-健康数据集、CVD-健康数据集和队列数据集，并对参与者进行了严格的纳入与排除筛选。核心技术方法包括：利用KDM算法基于血管功能指标（臂踝脉搏波传导速度baPWV、踝肱指数ABI、平均动脉压MAP）构建性别特异性的基础血管年龄模型；计算归一化心血管年龄加速指数（NCAA, η = (CA-BA)/CA）以量化衰老趋势；采用限制性立方样条（RCS）确定年龄截断值；通过Cox比例风险模型评估η指数与CVD发病风险的关联；并在基础模型上纳入显著相关的传统CVD危险因素（如BMI、FBG、TG等）构建扩展血管年龄模型以提升预测效能。

研究结果

1. 更快的血管衰老与更高的CVD风险相关

研究人员在健康训练数据集中利用baPWV、ABI和MAP构建了基础血管模型。结果显示，在男性中，较低的η_basic值（表明血管衰老速度较快）与调整后的CVD风险增加显著相关（HR = 1.21）。按η_basic三分位数分组分析发现，第三分位组（Q3）的男性CVD风险最高（HR = 1.71）。进一步的分层分析表明，这种关联在年龄≥50岁的男性亚组中更为显著。而在女性群体中，η_basic值与CVD风险的关联在调整年龄后不再显著。

2. 血管衰老与传统CVD危险因素的关联

在慢性病-健康数据集中，研究人员评估了η_basic值与各CVD危险因素的关系。结果显示，男性在所有年龄亚组中，较低的η_basic值均与BMI、血压、心率、FBG和TG的升高显著相关。此外，总胆固醇（TC）与年轻男性（<50岁）相关，而中性粒细胞与淋巴细胞比值（NLR）和红细胞沉降率（ESR）则与年长男性（≥50岁）相关。在女性中，除BMI、血压、FBG、TG和糖化血红蛋白外，TC、LDL-C和ESR与年轻女性相关，NLR与年长女性相关。

3. 应用于CVD风险评估的扩展血管年龄模型

为了提升模型性能，研究人员构建了扩展血管年龄模型。在男性模型中加入了FBG和TG，在女性模型中加入了BMI、HbA1c、FBG和HDL-C。结果显示，扩展模型（η_expand）在年龄≥50岁的男性中改善了CVD的预测能力（C-index比较p值 = 0.002），但在女性中仍未观察到显著关联。

结论与讨论

本研究通过建立两种性别特异性的血管年龄模型，揭示了血管衰老与CVD风险之间的密切联系。研究发现，η值作为一种结合了CA的血管衰老加速指标，在男性中能有效预测CVD风险，且与代谢和炎症指标存在年龄及性别特异性的关联。特别是扩展模型通过纳入额外的CVD相关生物标志物，进一步提升了在老年男性中的预测效能。

讨论部分指出，与Framingham心脏研究提出的“心脏年龄”不同，本研究基于KDM算法利用临床血管标志物估算的血管年龄，更能反映个体的生理衰老趋势而非单纯的风险评分。此外，研究观察到了显著的性别差异：女性η值随年龄下降的趋势可能反映了雌激素对动脉僵硬度的保护作用以及绝经后的生理变化，而男性则表现出更为一致的代谢因素与血管衰老的关联。尽管本研究在女性群体中的预测结果不理想，可能受限于病例数，但所揭示的性别特异性代谢关联为精准预防提供了依据。研究人员强调，未来的研究需要在外部数据中验证这些模型，并在女性队列中纳入更多性别特异性因素（如更年期状态）以进一步优化模型。总之，该研究为CVD的个性化防护和精准干预提供了重要的循证框架。