较慢的表观遗传衰老与暴露于绿色空间（绿色）有关；然而在少数群体中，纵向关系还没有得到很好的研究。本文研究了20年的绿化暴露[归一化植被指数（NDVI）]与表观遗传衰老之间的关系，研究对象是美国一个大型双种族（黑人/白人）城市队列。研究结果发现，绿色与较慢的表观遗传衰老之间存在关系，并且与种族和社区社会经济地位等健康社会决定因素之间存在不同的关联。

长期暴露于环境因素可刺激DNA高甲基化或低甲基化，从而影响人类健康。全表观基因组关联研究已经确定了与住宅绿化相关的不同甲基化区域，这些区域显示出与身体活动和适应负荷相关的生物标志物、心理健康、代谢疾病和肿瘤的富集。摘要生物标志物，基于DNA甲基化的生物年龄（表观遗传年龄），已被提出作为与年龄相关的健康结果的预测标志物。这得到了先前多项表观遗传年龄研究的支持，这些研究观察到与心血管疾病（CVD）、癌症和死亡率以及各种与健康相关的生活方式和暴露变量的关联。除了一项横断面研究外，接触绿色很少与表观遗传年龄有关。此外，还没有研究考察种族和性别在绿度和表观遗传年龄之间的关系中的作用，这对于理解和减少绿度暴露及其益处的差异很重要。本文进行了第一次纵向研究，以检查长期绿化暴露与表观遗传年龄之间的关系，然后评估种族和性别差异以及邻里剥夺的影响。

本研究纳入了CARDIA（年轻人冠状动脉风险发展）研究的参与者。CARDIA是一项前瞻性队列研究，在1985年至1986年间招募来自美国四个城市野外研究中心的参与者(研究基线;Y0）：伯明翰,AL；芝加哥,IL；明尼阿波利斯,MN；奥克兰，CA。在基线时招募了5115名男性和女性(18至30岁)，包括黑人和白人，并在Y2(1987-1988)，Y5 (1990-1991)，Y7(1992-1993)，Y10(1995- 1996)，Y15(2000-2001)，Y20(2005-2006)， Y25(2010-2011)，Y30(2015-2016)和Y35(2021-2022)接受了随访检查。

本研究的分析队列包括返回参加Y15和Y20考试的参与者，因为DNA甲基化分析在这两个考试点进行。在分别参加Y15和Y20测试的3672名和3549名CARDIA参与者中，本研究纳入了924名参与者，他们在Y20时具有DNA甲基化水平、住宅周围绿化和其他协变量的完整信息。

在CARDIA中，对Y0, Y7, Y10, Y15, Y20和Y25的参与者的居住地址进行地理编码。在地理编码的基础上，通过公园暴露和基于卫星估计的周围绿化暴露两种措施获得参与者对住宅周围绿化的暴露。

公园暴露(5公里内有公园):根据环境系统研究所的StreetMap Pro(5.2版)组件，将居住历史与公园信息进行匹配。到公园的距离：与每个参与者的居住地最近的主要公园的距离（单位：千米）。本研究使用5公里的阈值(即距离参与者居住地址5公里以内的公园与不在5公里以内的公园)导出了一个二分类变量。

周边植被暴露(NDVI 5公里缓冲区):利用卫星获取的NDVI估算周边植被，NDVI表示陆地表面的总体绿化程度，但不表示绿化类型(如田野、森林和公园)。从Y0、Y7和Y10的全球库存建模和测绘研究(2000年之前)和Y15和Y20的中分辨率成像光谱仪(2000 - 2015年期间)获得了NDVI数据。所有NDVI数据均下载自NASA的Earthdata Search (https://search.earthdata.nasa.gov/search)。

NDVI是用近红外与可见光的比值来计算的，范围从- 1到1，本研究用零代替了负值(冻土、水和非植被土壤)，以用更高的NDVI值作为比例代表绿化程度。例如，当NDVI值为0.2，缓冲区为5 km时，表明在距离参与者居住地5 km的径向距离内，绿地面积占地表面积的20%。

在CARDIA, 5km缓冲区(NDVI-5km)在本研究纳入的所有检查年(Y0, Y7, Y10, Y15, Y20)均可使用，但其他缓冲区(NDVI-250m, NDVI-500m, NDVI-1km, NDVI-2km)仅用于Y20，因为早期很少公开获得高分辨率卫星图像;因此，本研究在主要分析中使用NDVI-5km作为主要度量，并将Y20的其他缓冲区作为敏感性分析中的度量，以进行比较。

为了尽量减少季节变化并检查潜在的滞后效应，本研究使用了CARDIA测试访问前1、2和3年测量的NDVI最大值。

 从Y15和Y20的1200名随机选择的参与者的全血中提取DNA，并通过Infinium methylation EPIC BeadChip (EPIC阵列)测量DNA甲基化水平。在这项研究中，采用了三种基于DNA甲基化的表观遗传年龄测量方法:GrimAge、PhenoAge和DunedinPACE。使用Horvath的在线DNA甲基化年龄计算器(https://dnamage.genetics.ucla)计算GrimAge和PhenoAge。

GrimAge的开发是为了预测死亡时间，使用了来自Framingham心脏研究后代队列(主要是白人，性别平衡)的2356名年龄在50到70岁之间的个体的数据。GrimAge纳入了实际年龄、七种血浆蛋白DNA替代生物标志物和每年吸烟包数，这些与发病率和死亡率相关。GrimAA表示GrimAge与实足年龄的偏差，计算为GrimAge对实足年龄的回归残差，因此大于零的值代表单位年的加速表观遗传年龄。用同样的方法计算表型年龄与实足年龄的偏差(PhenoAA)。Dunedin pace是根据来自Dunedin研究的817名45岁的个体(主要是白人种族和性别平衡)的数据开发的。DunedinPACE纳入了与心血管、代谢和免疫系统等临床状况相关的19种生物标志物的纵向变化，得出了反映年龄相关衰退的衰老速度的个体差异。DunedinPACE值代表表观遗传年龄相对于同年龄组平均年龄的比率。

在本研究中纳入了以下协变量:自我报告的性别(男性或女性)和种族(黑人或白人)、受教育年限、体重指数(BMI)、婚姻状况、家庭年收入、体育活动、吸烟状况、邻里剥夺得分和研究领域中心。

体力活动是根据参与者自我报告的体力活动水平使用总强度得分来测量的。吸烟状况分为三组:从不吸烟、曾经吸烟和现在吸烟。

本研究中采用的邻里剥夺得分是通过对四个人口普查区级别的社会经济地位指标的PC分析得出的:家庭收入中位数、处于或低于贫困水平的人口比例、高中以下教育程度的人口比例以及拥有大学或高等教育程度的人口比例。邻里剥夺得分设计为- 1到1之间的值，较高的值表示参与者所在社区的社会经济劣势较高。该分数与参与者在每次CARDIA检查访问时的地理编码居住地相匹配。

Y20的参与者特征以均数和标准差表示连续变量[年龄、受教育年限、体重指数(kg/m2)、体力活动、到公园的距离和不同缓冲大小的NDVI]，邻域剥夺得分的中位数和四分位数范围(IQR)，分类变量(种族、性别、婚姻状况、家庭年收入、吸烟状况和场地中心)的数量和比例。

为了评估Y0, Y7, Y10, Y15和Y20的住宅周围绿化暴露(自变量)与Y20的EAA(因变量:GrimAA, PhenoAA和DunedinPACE)之间的关系，本研究采用了GEE回归模型。对代表参与者居住绿色度的不同变量进行了单独的分析:(i)在5公里内是否有公园，(ii)在Y20测试前1、2和3年测量的不同NDVI缓冲区大小。

在主要分析中，使用了多个模型来控制不同的协变量。在模型1中，控制了种族、性别和研究领域中心。在模型2中，还控制了个体SES（socioeconomic status，社会经济地位）和生活方式因素(教育、吸烟、婚姻状况、家庭收入、身体活动和BMI)。最后，在模型3中加入邻域SES(以邻域剥夺分数表示)。

使用GEE模型进行了15年的绿色暴露(Y0, Y7, Y10和Y15) 与Y15的EAA比较分析。值得注意的是，本研究将自变量(绿色变量)和协变量(个人和社区SES和生活方式因素)作为时变变量(Y15分析为Y0至Y15, Y20分析为Y0至Y20)，而因变量(Y15和Y20时的EAA)在GEE模型中是固定的。

由于从GEE模型分析中发现了绿色暴露与GrimAA的关联，进一步分析了每次测试(Y0, Y7, Y10, Y15和Y20)与住宅绿色暴露的时间特异性关联，并使用线性回归模型分析了Y20时的GrimAA，以研究特定时间点的暴露是否与GrimAA有更大的关联。

本研究进行了亚组分析，研究社会决定因素影响的绿化与EAA之间的潜在偏差。对于亚组分析，按种族、性别和邻里剥夺评分(中位数二分类)进行了分层分析。本研究还探讨了住宅绿化与Z-score转化的8个DNA替代标记GrimAA之间的关系，以进一步探讨GrimAA上绿化暴露的潜在生物学机制

进行了多重敏感性分析，以亚组和不同NDVI径向缓冲大小来研究Y20时住宅周围绿化与EAA之间的关系。本文使用不同的径向缓冲:NDVI250m、NDVI500m、NDVI1km、NDVI2km和NDVI5km来评估Y20的住宅绿化与Y20的EAA之间的横断面关联。评估了绿度与EAA的关系，另外调整了累积吸烟量(每年吸烟包数)和估计的白细胞组成。所有敏感性分析均采用主分析模型3中的协变量集。使用SAS 9.4版本(SAS Institute Inc.， Cary, NC)进行本研究的所有统计分析。

表1显示了研究参与者在Y20(2005-2006)的特征。在924名参与者(平均年龄= 45.3岁，SD = 3.5岁)中，包括376名黑人和548名白人参与者，其中453名男性和471名女性。554名(54.5%)受访者在住所5公里范围内有公园。Y20访问前1年5 km缓冲半径内的平均归一化植被指数(NDVI)值为0.38 (SD = 0.11)。结果显示，在5 km范围内有公园的参与者NDVI值较低(平均值:0.35,SD: 0.09;平均值:0.41,SD: 0.12)。

表1.年轻人冠状动脉风险发展测试第 20 年（2005-2006 年;N = 924）。

各亚组拥有公园和NDVI值的分布见表2。总体而言，与白人参与者相比，黑人参与者可能拥有更少的周围绿化(在5公里内拥有公园:黑人参与者为49.2%，白人参与者为58.4%，P值:0.005;平均NDVI5km:黑人参与者0.36，白人参与者0.38,P值分别为0.007)。与得分较低的参与者相比，社区剥夺得分较高的参与者往往拥有较少的绿化(在5公里内拥有公园:65.7%低于中位数，40.3%高于中位数，P值<0.001)。

表 2.绿化变量分布（2005-2006 年;Y20） 按种族、性别和邻里亚组划分。

 在CARDIA参与者中，在最小调整模型中，从0岁到20岁(1985-2006)，拥有公园和更多地暴露于住宅周围的绿色环境与较慢的GrimAA相关，在控制个人因素，特别是社区社会经济地位(SES)的模型中，结果减弱(图1)。与居住地址5公里范围内没有公园相比，拥有公园会平均减缓GrimAA 0.47至0.93年 [β: - 0.93, 95% CI: - 1.47， - 0.41(模型1)至β: - 0.47, 95% CI: - 0.91， - 0.02(模型3)]。暴露四分位数分析显示，怀孕期间绿色暴露的增加与低体重和TLBW的几率相关(趋势P <0.001，表2)。例如，与最低NDVI - 3000米四分位数相比，暴露于最高NDVI - 3000米四分位数的个体LBW的or值显著降低，分别为0.961(0.960-0.963)和0.956(0.955-0.958)。

图1.长期暴露于周围绿色环境（1985-2006 年;Y0-Y20）和 GrimAA （2005–2006;Y20）之间的关联。

 测试前1年测量结果显示，NDVI-5km每高0.1个单位，GrimAA平均降低2.07至3.41年[β:−3.41,95% CI:−6.02，−0.80)(模型1)至β:−2.07,95% CI:−4.28,0.13(模型3)]。在不同时间点(测试前2年和3年)测量的NDVI-5km观察到类似的模式，但与测试前2年和3年测量的NDVI的相关性通常比测试前1年测量的NDVI更强。Y15时周围绿度与GrimAA之间的纵向关联在质量上与Y20时GrimAA的结果相似(图S1)。

补充图1.长期暴露于周围绿色环境（1985-2001;Y0-Y15）和 GrimAA （2000–2001;Y15，N=860）之间的关联。

图2显示了每个测试(Y0, Y7, Y10, Y15, Y20)的住宅绿色度与Y20的GrimAA之间的特定时间关联。与长期暴露的结果相似(图1)，较高的绿色暴露与较慢的GrimAA有关。研究结果显示不同时间点的绿色暴露都与中年较慢的GrimAA相关，其中最强烈的关联是Y20时的绿色暴露。

 图 2.每次测试时的住宅绿化与20年级（2005-2006）的GrimAA 之间的特定时间关联。

图3表示亚组分析的结果。在黑人参与者中，公园和GrimAA之间存在边际关联。观察到白人参与者的NDVI-5km(测试前1年)与GrimAA的关联，显示每增加0.1 NDVI, GrimAA平均慢3.03年。黑人参与者的关联程度较低，每增加0.1个NDVI, GrimAA就会慢0.80年。研究发现女性NDVI-5km(测试前1年)与GrimAA相关，但在男性中没有。在剥夺得分较低的参与者中，拥有公园和GrimAA之间的关联更强，在得分较低的参与者中，GrimAA平均慢0.88年，在得分较高的参与者中，GrimAA平均慢0.07年。相反，NDVI-5km(考试后1年)的相关性在剥夺得分较高的参与者中更强，结果表明得分较高的参与者平均每增加0.1个NDVI ，GrimAA慢3.36年，得分较低的参与者平均每增加0.1个NDVI ，GrimAA慢1.57年。

 图 3.长期暴露于周围绿色环境（1985-2006 年;Y0-Y20）和 GrimAA （2005–2006;Y20）亚组之间的关联。

住宅绿化与表型加速(PhenoAA)之间的关联与GrimAA的结果在质量上相似，但通常为负相关(表S3和S4)。

补充表3.长期暴露于住宅绿化（1985-2006;Y0-Y20）和 PhenoAA （2005–2006;Y20）之间的关联。

补充表4.长期暴露于住宅绿化（1985-2006;Y0-Y20）和 PhenoAA （2005–2006;Y20）亚组之间的关联。

没有观察到住宅绿化与与DunedinPACE有任何关联(表S5和S6)。

补充图5.长期暴露于住宅绿化（1985-2006;Y0-Y20）和DunedinPACE（2005–2006;Y20）之间的关联。

补充表6.长期暴露于住宅绿化（1985-2006;Y0-Y20）和DunedinPACE（2005–2006;Y20）亚组之间的关联。

这是第一个在以人群为基础的队列中，评估长期暴露于周围绿色环境和表观遗传衰老之间的关系，以及种族和性别如何改变这些关系的研究。结果表明，拥有更大的周围绿色与较慢的表观遗传衰老有关。

与白人参与者相比，黑人参与者周围的绿色空间往往更少，并且绿色与表观遗传衰老的有益关联仅在白人参与者中发现。性别分层分析显示绿色在女性中具有保护作用，而在男性中没有。接触绿色越多，邻里剥夺得分越高(即弱势社区越多)的参与者表现出更强的关联。绿地暴露与GrimAA的关联最为显著，与PhenoAA的关联在质量上与GrimAA的结果相似，没有观察到与DunedinPACE有任何关联。未来还有很多其他的研究要做，特别是要确定解释性因素并充分阐明SES与其他健康社会决定因素之间的关系。

年轻时长期暴露于周围的绿色环境与中年时较慢的表观遗传衰老有关。本文的观察结果也得到了时间特异性分析的支持，同时广义估计方程(GEE)模型显示，Y15时，绿色对GrimAA的影响小于Y20。未来的研究需要更全面地确定作用时间框架，如潜在的滞后效应，与绿色暴露和DNA甲基化有关。

研究采用的周边绿化测量没有纳入绿化质量或绿地类型。更详细的绿色数据可能会进一步阐明周围绿色与表观遗传衰老之间的关系。同时也不能排除本研究中未测量的因素(如压力和社会网络)残留混杂的可能性。

此外，没有解决住宅选择性偏差或其他与基于公园等便利设施选择住宅地点相关的偏见来源。也没有解决与低收入个体居住分类相关的偏见，这些人居住在公园较少的弱势社区。

此外，个人的社会资本，包括社会网络和支持，可能在绿色暴露和表观遗传衰老之间的关联中发挥中介作用，为社会网络提供开放空间，可能有助于改善健康状况。

综上所述，研究周围绿化的质量和类型，识别社会资本和其他潜在的中介因素的作用，应该是未来研究的一个方向，以扩大对绿化与表观遗传衰老关系的理解。最后，在多个地区的不同人群中进行更多队列的额外研究将使本文的研究结果具有更好的普遍性。

本文编辑 | 

王月川 复旦大学环境科学与工程系

陈毅超 西北农林科技大学风景园林硕士