关键要点
问题：特定的不确定潜能克隆性造血（CHIP）驱动基因亚型是否与新发心力衰竭相关，CHIP相关合并症是否介导这种关联？
发现：在这项包含417,616名英国生物银行参与者的队列研究中，DNMT3A与新发心力衰竭呈弱相关，而非DNMT3A则与新发心力衰竭呈更强相关。
意义：研究结果表明，CHIP尤其是非DNMT3A CHIP是心力衰竭发展的独立危险因素，可能成为心力衰竭预防和治疗的新靶点。
摘要
重要性：不确定潜能克隆性造血（CHIP）是指与年龄相关的带有获得性前白血病变异的造血细胞克隆扩增，已与包括心力衰竭（HF）在内的 cardiometabolic 疾病相关联。然而，先前的研究缺乏检验较不常见的CHIP驱动变异的能力，也未调查CHIP-HF关联的潜在中介因素。
目的：检验特定CHIP亚型是否与新发HF相关，并确定CHIP相关合并症在多大程度上介导这种关联。
设计、设置和参与者：这是一项基于英国生物银行的前瞻性人群队列研究，针对英国社区居住的成年人，入组时间为2006年至2010年，随访至2020年。纳入对象为具有全外显子组测序（WES）且基线时无心力衰竭、血液系统恶性肿瘤或其他CHIP相关合并症（冠状动脉疾病[CAD]、心房颤动[AF]、2型糖尿病[T2D]或慢性肾病[CKD]）的参与者。研究数据于2025年4月至10月进行分析。
暴露因素：CHIP的存在及基因特异性CHIP亚型（DNMT3A、非DNMT3A、TET2、ASXL1、JAK2、DNA损伤修复基因和剪接体基因）。中介分析检查CHIP相关合并症（CAD、AF、T2D和CKD）。
主要结局和测量：主要结局是新发HF。Cox回归检验CHIP和CHIP亚型与新发HF的关联，调整了年龄、性别、种族和心血管危险因素。
结果：在417,616名参与者中（平均[SD]年龄，56.1[8.1]岁；234,868名女性[56.2%]），在中位（IQR）11.1（10.4-11.8）年的随访中，7183名（1.7%）出现了新发HF。CHIP与HF风险相关（校正风险比[aHR]，1.27；95% CI，1.15-1.40；P < 0.001），主要由非DNMT3A亚型驱动（aHR，1.52；95% CI，1.33-1.75；P < 0.001），包括与TET2、ASXL1、JAK2和剪接体CHIP的关联。DNMT3A CHIP与HF的关联较弱（aHR，1.15；95% CI，1.00-1.31；P = 0.04）。在中介分析中，CAD、AF、T2D和/或CKD的发展共同解释了非DNMT3A CHIP与HF之间关联的28.2%（95% CI，11.6%-45.4%；P = 0.001）。
结论和相关性：这项队列研究的结果表明，CHIP尤其是非DNMT3A CHIP与新发HF相关。其他CHIP相关合并症仅解释了非DNMT3A CHIP与HF之间关联的一小部分。这些发现表明CHIP是HF的危险因素和潜在治疗靶点。
引言
不确定潜能克隆性造血（CHIP）是与年龄相关的携带白血病发生变异的造血细胞克隆扩增，影响高达10%至20%的70岁以上个体。大多数CHIP变异发生在一组有限的基因中，这些基因参与表观遗传调控（如DNMT3A、TET2、ASXL1）、DNA损伤修复（如TP53和PPM1D）、剪接体机制（如SRSF2和SF3B1）或细胞信号传导（如JAK2）。过去十年的工作表明，CHIP与全因死亡率增加相关，这种过量风险的大部分是由心血管疾病而非恶性转化驱动的。最近，CHIP已成为新发心力衰竭（HF）尤其是射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）的独立危险因素。
尽管有这些发现，关于CHIP在HF中的相关性仍存在几个知识空白。首先，关于最常见的基因特异性CHIP亚型DNMT3A CHIP与HF发病率之间关联的证据存在冲突。第二，每个CHIP亚型在遗传和机制上都是不同的，但研究在估计基因特异性与HF风险的关联方面统计效力不足，特别是对于不太常见的CHIP变异。第三，CHIP经常与HF的因果合并症共同发生，包括冠状动脉疾病、心房颤动、2型糖尿病和慢性肾病，但这些CHIP相关HF危险因素在多大程度上介导CHIP-HF关联尚未量化。
随着经济实惠的下一代测序的日益普及、对CHIP相关疾病理解的增强以及针对CHIP相关通路的临床试验的出现，检测CHIP的测序可能有助于指导有针对性的预防或干预策略。因此，在本研究中，我们利用英国生物银行的数据，调查各种CHIP基因特异性亚型与新发HF之间的关联，并探索CHIP相关合并症的潜在中介效应。
方法
英国生物银行已获得西北多中心研究伦理委员会的批准，所有参与者均提供书面知情同意。英国生物银行数据通过申请号7089获取。马萨诸塞州总医院Brigham机构审查委员会批准了二次数据使用。本研究遵循加强流行病学中观察性研究报告（STROBE）指南。
研究设计
补充材料1中的eMethods和eTables 1至3提供了本研究中使用的所有方法的详细描述。我们纳入了具有全外显子组测序（WES）且无血液系统恶性肿瘤或HF的英国生物银行参与者。在主要分析中，我们还排除了具有CHIP相关合并症（CAD、AF、T2D和CKD）的个体，以最小化潜在的混杂因素并为中介分析保持时间顺序；这些个体在敏感性分析中保留。我们对所有缺失的协变量数据进行插补（补充材料1中的eMethods）。参与者自我识别以下种族：亚洲人、黑人、多种族、白人和其他，其中"其他"包括任何识别为亚洲人、黑人、多种族或白人以外种族的人。研究中包含种族是为了考虑健康的社会和结构决定因素以及可能影响CHIP患病率和心血管结局的人群水平差异。
主要研究暴露是通过WES可检测到的任何CHIP变异的存在（变异等位基因频率[VAF] ≥2%），关键基因特异性CHIP亚型构成次要暴露。关键CHIP亚型包括DNMT3A CHIP、非DNMT3A CHIP和主要非DNMT3A亚型：TET2、ASXL1、DNA损伤修复基因（TP53和PPM1D）、剪接体基因（SRSF2、SF3B1、U2AF1、PRPF8和ZRSR2）以及JAK2。鉴于DNMT3A中R882热点变异与其他变异之间已知的机制差异，我们还单独评估了DNMT3A R882热点变异。在模型中，无CHIP的个体作为参考组。主要研究结局是通过发生1个或多个合格的《国际疾病与相关健康问题统计分类第十版》（ICD-10）代码识别的新发HF。新发CAD、AF、T2D和CKD通过ICD-10和《第四版国际疾病分类手术操作分类》程序代码识别，用于中介分析（补充材料1中的eTable 3）。
统计分析
Cox回归检验CHIP与HF的关联，调整了年龄、性别、种族、教育程度、收入、体重指数、收缩压、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、抗高血压和降脂治疗使用情况、吸烟状况以及既往中风和癌症。进行事后探索性中介分析以评估非DNMT3A CHIP的潜在中介效应，并使用差异法量化中介效应。为最小化有和无非DNMT3A CHIP组之间的不平衡，主要中介分析在用于主要Cox模型的所有协变量上使用4:1倾向评分匹配。DNMT3A CHIP未包含在中介分析中，因为它与新发HF的关联较弱，导致中介估计不稳定。
所有统计检验均为双侧，P < 0.05表示显著性。应将次要分析视为支持性和假设生成性的。使用R软件4.3.2版（R统计计算项目）分析研究数据，分析时间为2025年4月至10月。
结果
排除后（补充材料1中的eFigure 1），最终研究样本包括417,616名参与者（平均[SD]年龄，56.1[8.1]岁；234,868名女性[56.2%]；182,748名男性[43.8%]），其中13,836名（3.3%）有CHIP。参与者自我识别的种族如下：8979名亚洲人（2.2%）、6539名黑人（1.6%）、2476名多种族（0.6%）、393,988名白人（94.3%）和3744名其他（0.9%）。最常见的CHIP驱动变异是DNMT3A（n = 8793；CHIP携带者的63.5%；n = 1192 DNMT3A R882热点变异，8.6%），其次是TET2（n = 1987；14.4%）、ASXL1（n = 1429；10.3%）、DNA损伤修复基因（n = 599；4.3%）、剪接体基因（n = 411；3.0%）和JAK2（n = 107；0.8%）。724名CHIP携带者（5.2%）存在多个CHIP驱动变异。
总体而言，CHIP携带者的心血管危险因素特征更差（例如，平均[SD]收缩压：携带者，143.4[20.0] mm Hg vs 非携带者，139.4[19.6] mm Hg；P < 0.001）且社会经济地位低于非携带者（例如，>100,000美元收入：携带者，487[3.5%] vs 19,620[4.9%]；P < 0.001）（表1）。与具有DNMT3A CHIP的个体相比，具有非DNMT3A CHIP的个体女性比例较低（2446[47.0%] vs 5355[60.9%]；P < 0.001），年龄略大（平均[SD]年龄，61.1[6.7]岁 vs 60.0[6.8]岁；P < 0.001），高敏C反应蛋白水平较高（中位数[IQR]，1.54[0.78-3.14] mg/L vs 1.35[0.68-2.79] mg/L；P < 0.001）（表1）。
新发HF按CHIP状态分布
在中位（IQR）11.1（10.4-11.8）年的随访中，有7183例新发HF诊断（1.7%），发生率为每1000人年1.58例（95% CI，1.54-1.62）。6767名无CHIP参与者（1.7%）与416名CHIP参与者（3.0%）中出现新发HF，包括222名DNMT3A CHIP（2.5%）和212名非DNMT3A CHIP（4.1%）（与无CHIP参与者相比，所有比较P < 0.001）（图1）。非DNMT3A与DNMT3A CHIP携带者相比，HF发病率也显著更高（212[4.1%] vs 222[2.5%]；P < 0.001）。
CHIP和CHIP亚型与新发HF的多变量校正关联
在多变量校正的Cox模型中，CHIP与HF风险显著相关（校正风险比[aHR]，1.27；95% CI，1.15-1.40，P < 0.001）（表2）。在研究的CHIP亚型中，除DNA损伤修复基因外，所有亚型均与HF显著相关（aHR，1.39；95% CI，0.91-2.11；P = 0.13）。DNMT3A CHIP与HF名义相关（aHR，1.15；95% CI，1.00-1.31；P = 0.04），而非DNMT3A基因作为一个综合组与HF的关联更强（aHR，1.52；95% CI，1.33-1.75；P < 0.001；非DNMT3A vs DNMT3A CHIP的异质性P = 0.004）。每个单独的驱动基因TET2（aHR，1.34；95% CI，1.03-1.73；P = 0.03）、ASXL1（aHR，1.51；95% CI，1.19-1.93；P = 0.008）、JAK2（aHR，4.01；95% CI，2.15-7.48；P < 0.001）和剪接体基因（aHR，2.45；95% CI，1.72-3.47；P < 0.001）也与HF相关。每个单独的剪接体变异均与HF相关（SRSF2：aHR，3.14；95% CI，2.02-4.88；P < 0.001；SF3B1：aHR，2.40；95% CI，1.20-4.81；P = 0.01）（补充材料1中的eTable 4）。当按DNMT3A R882热点变异存在情况进行分层时，只有DNMT3A R882 CHIP与新发HF相关（aHR，1.41；95% CI，1.02-1.98；P = 0.04），而非R882热点变异的DNMT3A CHIP则不相关（aHR，1.11；95% CI，0.96-1.28；P = 0.17）。
在按年龄（≥65 vs <65岁）或性别分层的分析中，非DNMT3A CHIP亚型与HF的关联与主要分析中观察到的相似（补充材料1中的eTables 5-6）。在65岁以下参与者中，风险比通常数值更高，尽管年龄交互作用不显著（补充材料1中的eTable 5）。DNMT3A CHIP与性别之间存在显著交互作用，在女性中观察到比男性更强的DNMT3A CHIP相关HF风险（交互作用P = 0.04；aHR，1.30；95% CI，1.08-1.56；P = 0.005表示女性HF发生）（补充材料1中的eTable 6）。没有其他与性别显著的交互作用项。限制性立方样条模型显示，非DNMT3A CHIP的VAF越高，HF风险线性增加，但DNMT3A CHIP则不然（补充材料1中的eFigure 2）。
我们进行了各种敏感性分析以探究结果的稳健性。排除具有缺失/插补协变量参与者的完整病例分析与主要结果相似（补充材料1中的eTable 7），使用4:1倾向评分匹配参与者的Cox模型也是如此（补充材料1中的eTable 8）。考虑全因死亡竞争风险的Fine-Gray模型也发现除DNA损伤修复基因外，所有基因特异性亚型的HF风险增加（补充材料1中的eTable 9）。使用更严格的HF定义（ICD-10代码记录2次不同场合的HF）、排除具有多个CHIP亚型的参与者或使用更高的VAF阈值5%定义CHIP的模型也基本一致，但DNMT3A和TET2 CHIP与HF的关联有所减弱（补充材料1中的eTables 10-12）。在保留具有CAD、AF、T2D或CKD既往史参与者的更大队列中（n = 449,386），我们观察到除DNMT3A外，所有CHIP亚型与新发HF显著相关。补充材料1中的eTable 13描述了队列特征，补充材料1中的eTable 14展示了Cox模型。最后的敏感性分析将CAD、AF、T2D、CKD和血液系统恶性肿瘤作为时间变动协变量，结果显示非DNMT3A CHIP、ASXL1、剪接体基因和JAK2仍与HF显著相关（补充材料1中的eTable 15）；TET2的关联略有减弱，但与主要分析基本一致。
在分析随访期间的总（即初始和复发）HF住院时，除DNMT3A外的所有基因特异性CHIP亚型均与HF住院发生率增加显著相关（补充材料1中的eTables 16-17）。当检查以HF为主要诊断而非次要诊断的住院时，发生率比通常相似。
中介分析
鉴于在调整时间变动的CAD、AF、T2D和CKD后关联的部分减弱，我们量化了非DNMT3A CHIP的这些CHIP相关合并症的假定中介效应。CAD、AF、T2D和CKD相对于新发HF的时间序列的表格显示在补充材料1中的eTables 18和19中。倾向评分匹配模型按非DNMT3A CHIP状态以4:1比例创建，对所有先前指定的协变量进行倾向匹配。匹配后，所有协变量的标准化均值差异均小于0.1，并且组间协变量比较的P值不显著。CAD对非DNMT3A CHIP与HF关联的中介百分比为13.9%（95% CI，2.0%-30.1%；P = 0.03），AF为20.1%（95% CI，6.0%-41.6%；P = 0.002），T2D为2.3%（95% CI，0.0%-4.9%；P = 0.83），CKD为5.1%（95% CI，0.4%-12.5%；P = 0.04），所有4个中介因素合计为28.2%（95% CI，11.6%-45.4%；P = 0.001）（图2）。使用替代参数中介方法的发现高度一致（补充材料1中的eFigure 3）。
讨论
在这项大型前瞻性队列研究中，我们观察到CHIP尤其是非DNMT3A CHIP（包括由TET2、ASXL1、JAK2和剪接体基因变异驱动的CHIP）与新发HF独立相关。在非DNMT3A CHIP中，HF风险随着VAF的增加而逐渐增加，表明剂量依赖性关联，并且在很大程度上独立于其他CHIP相关合并症。不太常见的基因特异性CHIP亚型（如JAK2和剪接体基因）与数值上高于更常见的CHIP驱动基因（如DNMT3A和TET2）的HF风险相关。DNMT3A CHIP与新发HF名义相关，并且在女性参与者和具有DNMT3A R882热点变异的个体中关联更强。总体而言，这些发现为各种基因特异性CHIP亚型与新发HF之间的关联提供了新见解，对靶向HF预防和治疗具有潜在意义。
我们的发现扩展了先前证明CHIP与新发HF之间关联的工作。例如，一项早期流行病学研究对56,597名个体的研究发现CHIP和HF的HR为1.25，由与TET2、ASXL1和JAK2的关联驱动。先前对英国生物银行数据的分析（200,454名参与者）也发现CHIP总体与HF显著相关，尽管与任何CHIP基因特异性亚型均不相关。在杰克逊心脏研究和妇女健康倡议的8090名参与者中，TET2 CHIP（而非DNMT3A CHIP）与HFpEF相关。本研究通过强化TET2、ASXL1和JAK2与新发HF的关联，同时为不太常见的CHIP基因特异性亚型（特别是剪接体基因和JAK2）与新发HF提供首次稳健关联，扩展了现有文献。
有趣的是，JAK2变异已知具有动脉血栓形成性，因此CHIP与HF之间的关联可能预期与新发CAD相关。然而，在我们的研究中，即使在包含时间变动CAD的模型中，JAK2仍保留与新发HF的最强关联，表明其独立于CAD状态。实验数据也支持这一发现：在小鼠模型中，造血JAK2变异在心肌梗死和压力超负荷情况下损害心脏功能。
据我们所知，本分析首次报告剪接体基因变异与新发HF风险增加之间的关联。剪接体基因变异先前已被报道在患有已确诊动脉粥样硬化的个体中增加心血管风险；我们的发现将这一结果扩展到与新发HF的显著关联，以及在无CAD既往史的队列中。剪接体变异已被证明重新编程髓系细胞中的RNA剪接，导致先天免疫信号增强。SRSF2、SF3B1和U2AF1中的剪接体基因变异特别驱动核因子κ轻链增强子活化B细胞并产生髓系细胞中白细胞介素6（IL-6）偏斜输出。这些炎症效应是可能导致HF的不良心脏重塑的合理驱动因素。总体而言，我们的发现支持CHIP基因之间HF风险的异质性，其中非DNMT3A CHIP包含需要进一步研究的高风险亚组。
在主要分析中，我们观察到最常见的CHIP亚型DNMT3A CHIP与新发HF之间存在轻微的、名义上显著的关联，尽管这在所有敏感性分析中并不一致。先前研究在DNMT3A与不良心血管事件的关联方面结果不一。例如，2023年对374名新发HF参与者的研究发现DNMT3A CHIP与HF显著相关（HR，1.52；95% CI，1.1-2.1；P = 0.01），但总体CHIP与HF不相关。然而，其他几项研究发现DNMT3A与新发HF之间没有关联，而是发现CHIP与HF的总体关联由TET2驱动。其他研究发现DNMT3A CHIP在已确诊HF的情况下可能仍具有预后价值。我们的发现代表了迄今为止对DNMT3A与HF关联的最大规模分析，表明DNMT3A是HF的轻微危险因素。
在我们的探索性分析中，我们确定了具有DNMT3A变异和新发HF风险增加的两个不同亚组：女性和具有R882变异的个体。据我们所知，性别特异性关联是新颖的，应被视为假设生成性的。DNMT3A在CHIP基因中是独特的，因为女性比男性更常见，最近的小鼠数据表明雌激素通过雌激素受体α介导的造血促进DNMT3A变异克隆的扩增。已证明DNMT3A克隆水平增加会驱动心脏成纤维细胞活化和纤维化，并促进单核细胞介导的炎症和上调T细胞激活特征。我们的发现也可能反映DNMT3A变异相关的免疫二态性或性别相关表观遗传差异，这些差异尚未表征。最后，DNMT3A变异可能对女性更常见的特定HF表型（如HFpEF）构成更高风险，或者与DNMT3A-CHIP相互作用的其他相关合并症可能因性别而异。此外，DNMT3A R882变异最近在对6677名老年女性个体中CHIP亚型对心血管疾病影响的分析中与HF发病率增加相关。我们在一个规模更大、性别多样的队列中复制了这一R882关联。从机制上看，R882变异是一种显性负变异，改变了DNMT3A甲基转移酶活性和DNA甲基化模式，与其他DNMT3A功能丧失变异不同。这种独特的遗传机制可能解释了其与非R882 DNMT3A CHIP相比对新发HF的更强信号。总体而言，这些假设生成的观察结果值得进一步复制和机制研究。
我们的探索性中介分析表明，尽管CHIP相关合并症（CAD、AF、T2D和CKD）部分解释了CHIP携带者HF风险的增加，但这些因素仅占总体风险的一小部分。临床前动物数据支持CHIP可能对心肌产生直接影响从而促进HF的前提。例如，Wang等人发现接受TET2缺陷造血细胞的小鼠自发发展为射血分数降低的心力衰竭（HFrEF），Pandey等人发现TET2缺陷小鼠在高血压和代谢压力下发展为更严重的舒张功能障碍，Cochran等人还发现接受TET2缺陷骨髓并在高脂饮食下给予促高血压药物L-NAME的小鼠与对照小鼠相比，发展出与HFpEF一致的特征，舒张功能更差，心肌纤维化更严重。同样，接受慢病毒载体诱导JAK2变异嵌合体的小鼠在心脏损伤模型中发展出更大的心肌炎症和加速的HF。此外，先前在英国生物银行中的一项研究发现TET2 CHIP和大型CHIP克隆与心脏磁共振成像中增加的心肌T1纤维化相关。总体而言，这些发现表明CHIP可能对心肌产生不良影响，促进HF发病机制。
我们的发现突显了CHIP导向疗法在HF中的机会。先前的机制研究确定了几个干预候选通路。特别是，TET2 CHIP已被证明在巨噬细胞中激活NLRP3炎症小体，导致促炎细胞因子如IL-1β和IL-6分泌增加。这反过来又促进白细胞募集、心肌炎症和心肌的促纤维化重塑。这一通路可能代表干预机会。例如，评估IL-6抑制单克隆抗体ziltivekimab对HFpEF和射血分数轻度降低的HF伴系统性炎症患者发病率和死亡率影响的HERMES试验正在进行中。按CHIP状态评估异质性可能产量很高，特别是考虑到CANTOS试验的发现表明TET2 CHIP中IL-1β抑制的疗效增加，以及先前证据表明遗传性IL-6信号降低减弱CHIP携带者的心血管风险。目前可用的通用药物也是有希望的治疗药物，例如，有临床前证据表明二甲双胍减少DNMT3A R882变异细胞的克隆扩增并逆转异常甲基化，也有证据表明秋水仙碱减少TET2 CHIP的克隆扩增并降低非DNMT3A CHIP中的IL-6水平。还需要进一步的机制研究来阐明额外的治疗靶点，以及CHIP基因型指导的靶向治疗临床试验。
优势和局限性
本研究具有独特优势，包括大样本量和长期随访，但也存在几个局限性。本研究使用人群规模WES，与全基因组测序相比，在候选基因变异的准确性和敏感性方面更优，但可能低估VAF低于5%的CHIP患病率，与深度靶向测序相比，因此可能低估CHIP的疾病关联。我们还使用了严格的过滤协议，可能错误分类VAF低于10%的个体；然而，这种方法也最小化假阳性CHIP调用，并已被证明产生高保真CHIP调用集。总体而言，这些局限性将导致CHIP漏报，因此可能偏向于零。CHIP仅在基线时评估，新的CHIP变异可能在随访期间出现。此外，尽管我们样本量大，但检测超稀有CHIP亚型关联的能力有限。英国生物银行包括大多数欧洲血统的参与者，限制了对非欧洲人群的普遍性。我们队列中HF的绝对累积发病率较低，这可能反映了排除具有心肌代谢合并症的参与者、参与者入组时的相对年轻年龄，以及英国生物银行中描述的健康参与者偏差。最后，英国生物银行缺乏关于HF亚型（如HFrEF与HFpEF）的数据，无法调查基因特异性与HF表型的相互作用。
结论
总体而言，在这项队列研究中，我们发现CHIP尤其是非DNMT3A CHIP与新发HF独立相关。CHIP相关合并症仅解释了非DNMT3A CHIP与HF关系的一小部分。未来研究应探索CHIP变异在人类中促进HF的基因特异性机制。最终，这些努力可能确定驱动HF病理生理学的新机制，并可能确定关键CHIP亚型作为HF预防和治疗的治疗靶点。
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