Nature: 睡眠时长与生物衰老的U型关系

研究背景

哥伦比亚大学 MULTI Consortium 由 Junhao Wen 领导,在 Nature 上发表了一项大规模研究,利用英国生物银行(UK Biobank)50 万名 37 至 84 岁参与者的数据,构建了覆盖 17 个器官系统的 23 个器官特异性生物衰老时钟,系统性地分析了睡眠时长与多器官衰老之间的关系。

这 23 个衰老时钟基于三种组学技术构建:MRI 结构成像(7 个时钟,覆盖大脑、心脏、肝脏、胰腺、脾脏、脂肪组织和肾脏)、血浆蛋白质组学(11 个时钟,基于 Olink 平台)和代谢组学(5 个时钟,基于 Nightingale Health 数据集)。

Sleep Chart 展示睡眠时长与 23 个生物衰老时钟的 U 型关系

核心发现:U 型关系

在 23 个衰老时钟中,有 9 个(跨越脑部和身体多个系统、涵盖全部 3 种组学技术)与睡眠时长呈现显著的 U 型关系(广义加性模型 GAM, p < 0.05)。

生物年龄差距(BAG)最小的睡眠时长区间为 6.4 至 7.8 小时,且这一最优点因器官和性别而异:

  • 大脑蛋白质组时钟(ProtBAG)的 U 型关联最强(p < 1 x 10^-20),女性最优点为 7.82 小时,男性为 7.70 小时
  • 内分泌代谢组时钟的最优点为 6.67 小时(女性)和 6.06 小时(男性)
  • 大脑 MRI 结构时钟的最优点约为 6.48 小时(女性)和 6.42 小时(男性)

基因关联分析:短睡眠和长睡眠与正常睡眠相比的遗传相关性图谱

短睡眠与长睡眠的差异化影响

研究区分了短睡眠(<6 小时)和长睡眠(>8 小时)的不同影响路径:

短睡眠的影响范围更广泛,与多种系统性疾病的遗传相关性更强,包括肥胖、2 型糖尿病、高血压、缺血性心脏病、心律失常、慢性阻塞性肺病、哮喘、消化系统疾病(胃炎、胃食管反流)等。短睡眠还显著关联抑郁发作和焦虑障碍。

长睡眠的遗传关联更集中,主要涉及脑部表型,如重度抑郁症(MDD)、ADHD 和偏头痛,提示长睡眠可能通过补偿性或间接的神经精神机制影响健康。

临床证据:异常睡眠时长与系统性疾病的关联

全因死亡率与抑郁症路径

与正常睡眠(6-8 小时)相比,短睡眠和长睡眠均使全因死亡率增加约 40% 至 50%(长睡眠 HR = 1.40;短睡眠 HR = 1.50;p < 1 x 10^-20)。

在抑郁症的分析中,两条路径存在差异:长睡眠对晚年抑郁症的关联可能部分通过生物衰老过程介导,而短睡眠与抑郁症的关联更为直接。孟德尔随机化分析未发现疾病对睡眠时长的强因果效应,但不能完全排除反向因果的可能性。

7 个 MRI 衰老时钟介导异常睡眠对晚年抑郁症的影响

局限性

研究使用的是自我报告的睡眠时长(非客观测量),可能存在回忆偏差。孟德尔随机化未提供强因果证据,因果关系方向仍需进一步验证。研究样本主要来自英国白人人群,结论的外推性有限。


来源:Nature · Columbia University Irving Medical Center