image: Shared genetic etiology between childhood cognitive function and longevity
Credit: W David Hill
英国苏格兰爱丁堡,2025年10月21日——由爱丁堡大学W. David Hill博士领导的研究人员首次发现儿童认知功能与长寿之间存在显著的遗传相关性,这为青少年时期测量的智力与寿命共享遗传因素提供了首个分子遗传学证据。这项研究今日发表于《基因组精神病学》期刊,作为一篇Brevia论文,标志着我们在理解为何更聪明的儿童往往活得更长这一问题上取得了关键性进展。
这一发现解答了认知流行病学领域的一个长期困惑:尽管研究一致表明在智力测试中得分较高的儿童往往活得更长,但其潜在的生物学机制一直难以捉摸。
揭示新颖的遗传架构
研究团队分析了12,441名个体的儿童认知功能和389,166名个体的父母寿命的全基因组关联研究数据。这些大规模数据集使他们能够计算出专门在儿童期测量的智力与寿命之间的首个遗传相关性,避免了在成年期测量认知功能时可能出现的潜在混杂效应。
Hill博士和Ian Deary教授发现,儿童认知功能与父母达到的年龄之间的遗传相关性为0.35,这表明两者存在实质性的共同遗传病因学基础。基于SNP的遗传力估计显示,儿童认知功能的遗传力为27.3%,父母寿命的遗传力为28.9%,证实了这两个性状都具有强大的遗传成分。
这一发现特别令人信服的原因在于它消除了反向因果关系的担忧。当在成年人中测量认知功能时,不良健康状况可能同时影响认知表现和寿命。通过专注于儿童认知功能,研究人员能够检验早期智力与寿命之间纯粹的遗传关系。
从流行病学到分子层面的理解
先前的流行病学研究已经确立了儿童认知功能与死亡风险之间稳健的表型关联。一项系统回顾了16项研究,涉及超过100万名参与者,发现儿童认知测试分数每增加一个标准差,在17至69年的随访期间死亡风险降低24%。
这种关系在不同国家持续存在,包括英国、丹麦、以色列和瑞典,并且不能完全由儿童期社会经济地位或成年教育程度来解释。目前的遗传学发现提供了支持这些流行病学观察的分子证据,表明共同的生物学基础至少部分解释了认知与长寿之间的联系。
该研究采用了连锁不平衡评分回归方法,这是一种精密的统计方法,用于检查整个基因组的遗传变异模式。这种方法揭示了最小的群体分层效应,两个性状的LDSC截距接近1,确保了遗传相关性估计的可靠性。
生物学机制与未来方向
本研究中发现的遗传相关性与多种生物学模型相一致。一种可能性是水平多效性,即遗传变异独立地影响认知功能和寿命。这将支持"系统完整性"假说,表明遗传因素产生了更能抵御生命全程环境挑战的身体和大脑。
另一种可能是垂直多效性可以解释这种关系,即儿童认知功能通过中间途径因果性地影响寿命。较高的儿童智力可能导致更好的教育成果、更健康的生活方式选择以及更有利的社会经济地位,所有这些都有助于延长寿命。
关于哪些特定的基因区域驱动这种相关性以及哪些生物系统介导这种关系,仍存在诸多问题。未来的研究可以探索特定染色体区域是否显示出更强的相关性,从而可能确定治疗靶点。此外,检查这种遗传关系在不同人群中如何变化,可能揭示基因-环境相互作用的重要见解。
该研究还提出了关于智力和寿命进化视角的有趣问题。为什么自然选择会青睐既能增强认知能力又能延长寿命的遗传变异?理解这些进化动力学可以为人类发育和衰老提供更深入的见解。
对公共卫生和医学的启示
这些发现对个性化医疗和公共卫生干预具有重要意义。了解认知功能和寿命之间共同的遗传架构可以为健康老龄化和认知保护策略提供信息。虽然遗传因素不能直接修改,但早期识别高风险个体可以实施针对性干预,以优化健康轨迹。
该研究还强调了支持儿童认知发展的重要性,因为其益处可能远远超出学业成就,影响终生健康和寿命。促进认知发展的教育政策和早期儿童干预可能具有比以前认识到的更广泛的公共卫生益处。
研究优势与考量
该研究利用了来自特征明确队列的大规模遗传数据,提供了检测遗传相关性的强大统计能力。通过专门关注儿童认知功能,研究人员避免了年龄相关健康状况的混杂,这些状况可能在老年人群中同时影响认知和死亡风险。
研究团队承认,遗传相关性代表整个基因组的平均效应,并不能识别特定的因果机制。未来使用孟德尔随机化等方法的工作可以帮助理清认知功能与寿命之间的因果关系。
这项经过同行评议的研究代表了认知流行病学的重大进展,通过严格的实验研究为智力与寿命关联的生物学基础提供了新见解。这些发现挑战了关于认知和衰老过程独立性的现有范式。通过采用创新的统计遗传学方法,研究团队产生的数据不仅推进了基础知识,还提示了预防医学和公共卫生领域的实际应用。通过同行评审过程对这些发现的可重复性和验证确保了其可靠性,并将其定位为未来研究的基础。这项工作exemplifies how cutting-edge research can bridge the gap between basic science and translational applications, potentially impacting healthcare providers, educators, and policymakers in the coming years体现了前沿研究如何弥合基础科学与转化应用之间的鸿沟,有望在未来几年对医疗保健提供者、教育工作者和政策制定者产生影响。
发表于《基因组精神病学》的Brevia论文题为"儿童认知功能与寿命之间的共同遗传病因学",将于2025年10月21日通过开放获取在《基因组精神病学》免费提供,链接如下:https://doi.org/10.61373/gp025l.0098。
关于《基因组精神病学》:《基因组精神病学:从基因到社会推进科学》(ISSN:2997-2388,在线版和2997-254X,印刷版)代表了遗传学期刊的范式转变,将基因组学和遗传学的进展与当代精神病学所有其他领域的进步交织在一起。《基因组精神病学》发表从基因和分子到神经科学、临床精神病学和公共卫生整个连续体中任何领域的最高质量医学研究文章。
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Journal
Genomic Psychiatry
Method of Research
Data/statistical analysis
Subject of Research
People
Article Title
Shared genetic etiology between childhood cognitive function and longevity
Article Publication Date
21-Oct-2025
COI Statement
The authors have no conflicts of interest to disclose.