这篇文档属于类型a，是一篇关于DNA甲基化预测冠状动脉疾病（coronary artery disease, CAD）不良预后的原创研究。以下是详细的学术报告：
一、研究作者与发表信息
本研究由Min Qin、Xiaoxue Tian、Qili Wu等来自中国多家机构的团队合作完成，通讯作者为Cuiping Pan（香港科技大学广州分校）和Shilong Zhong（广东省人民医院）。研究于2025年发表在Nature Communications期刊，标题为《DNA methylation predicts adverse outcomes of coronary artery disease》。
二、学术背景
科学领域：本研究属于心血管疾病表观遗传学领域，聚焦DNA甲基化（DNA methylation）作为CAD预后生物标志物的探索。
研究动机：CAD是全球主要死亡原因，尽管临床管理进步，但其不良预后（如心肌梗死、卒中）仍缺乏早期预测工具。DNA甲基化能整合遗传与环境因素，此前全表观基因组关联研究（EWAS）已发现部分甲基化位点与CAD发病相关，但预后预测机制尚不明确。
研究目标：通过多中心队列分析，鉴定与CAD死亡风险相关的甲基化位点，揭示其生物学机制，并构建预测模型。
三、研究流程与方法
1. 队列设计与样本收集
- 发现队列：从广东省人民医院招募405例CAD患者（随访13年，记录217例死亡），采用巢式病例对照设计。
- 验证队列：从中国3家医疗中心纳入528例患者（随访3年，记录25例死亡）。
- 基线数据：收集临床特征（年龄、吸烟史、血脂、炎症标志物等）、血液样本及左心室功能指标。
2. DNA甲基化分析
- 实验方法：使用Illumina MethylationEPIC 850K芯片检测白细胞DNA甲基化，经严格质控（保留约733,000个高质量CpG位点）。
- 数据分析：
- EWAS分析：通过Cox回归模型（校正年龄、性别、用药等协变量）筛选与死亡相关的差异甲基化位点（DMPs）。
- 验证：在独立队列中验证DMPs的显著性及效应方向一致性。
3. 功能机制研究
- 调控元件注释：使用ENCODE和Roadmap数据库分析DMPs与增强子、启动子的关联，预测靶基因（如ABC模型）。
- 表达定量甲基化分析（eQTM）：验证DMPs与基因表达的关联（如FKBP5位点cg25114611和cg25563198）。
- 动物实验：构建FKBP5基因敲除（KO）小鼠模型，通过心肌缺血/再灌注（MI/R）手术验证其对心脏功能的保护作用。
4. 预后模型构建
- 特征选择：随机生存森林算法筛选重要性最高的10个DMPs。
- 模型优化：结合临床特征（年龄、纤维蛋白原、左心室射血分数等），通过1000次交叉验证评估AUC值。
四、主要研究结果
DMPs鉴定与验证
- 发现333个与死亡相关的DMPs（PFDR < 0.05），其中70个在验证队列中重复（如cg25114611与FKBP5基因）。
- 54%的DMPs在EWAS Catalog中与炎症、衰老等性状相关，提示跨人群普适性。
功能机制
- FKBP5的作用：其DMPs与炎症标志物（如血小板-淋巴细胞比值PLR）、左心室功能显著相关；小鼠实验显示FKBP5 KO可减少梗死面积、改善心功能。
- 通路富集：DMPs靶基因富集于免疫反应（如NF-κB信号）和细胞衰老通路。
预测模型性能
- 10-DMPs模型AUC为0.71，结合临床特征后提升至0.83，显著优于纯临床模型（ΔAUC=0.034，P=3.95e-07）。
五、结论与价值
科学意义：
- 首次在中国人群中系统揭示DNA甲基化对CAD预后的预测价值，阐明FKBP5等基因的表观遗传调控机制。
- 提出“甲基化-炎症-心脏功能”的潜在病理链条，为干预靶点提供依据。
应用价值：
- 10-DMPs模型简洁高效，适合临床转化，助力高危患者早期识别。
- 强调高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）而非LDL-C在预后预测中的重要性，挑战传统血脂管理观念。
六、研究亮点
创新性方法：
- 结合多中心队列、EWAS与动物模型，多维度验证DMPs的生物学功能。
- 首次将ABC模型应用于CAD甲基化研究，增强靶基因预测准确性。
关键发现：
- FKBP5作为CAD预后的核心基因，其甲基化状态可调控炎症反应。
- 甲基化时钟（如GrimAge）在预测CAD死亡中表现优于实际年龄。
七、其他价值
- 公开数据：甲基化数据可通过通讯作者申请获取，促进后续研究。
- 局限性：样本随访时间偏短，未来需扩大队列验证长期预后标志物。
此研究为CAD精准医疗提供了表观遗传学新视角，兼具理论深度与临床实用性。