编辑丨王多鱼
排版丨水成文
睡眠是人类健康的基本需求，但睡眠障碍在中老年群体中尤为普遍，其中超过50%的中老年人存在不同程度的睡眠问题。已有研究表明，中老年群体的睡眠时长与认知功能及精神健康之间存在非线性关联，7 小时被认为是最优拐点。
然而，关于这一非线性关系背后的生物学机制是什么？短睡眠与长睡眠是同一连续生物过程的两端，还是存在互相独立的两条生物路径？它们与身心健康之间的关系又是否由相同的遗传和神经机制驱动？回答这些问题对于促进中老年群体的睡眠健康，改善整体健康状况具有重要意义。
2025 年 3 月 3 日，复旦大学类脑智能科学与技术研究院（ISTBI）冯建峰教授、程炜研究员、贾天野研究员 （博士后李玉珠为第一作者） 等在 Nature 子刊Nature Mental Health上发表了题为：Divergent biological pathways linking short and long sleep durations to mental and physical health 的研究论文。
该研究基于近 50 万中老年人数据，首次将睡眠时长与健康的非线性关系解析为“短睡眠”与“长睡眠”两条不同的生物学路径，揭示了二者在遗传机制、分子特征及疾病风险上的差异。这项研究 为优化中老年群体睡眠健康提供了重要科学依据。
图1. 课题整体研究思路
基 于英国生物样本库（UK Biobank）数据，研究团队对近 50 万被试者（38-73岁）的睡眠时长分为两组，即短睡眠组（睡眠时长≤7小时）和长睡眠组（睡眠时长≥7小时）。以团队前期研究确定的 7 小时最优睡眠为两组的基线，分别对其进行全表型组关联分析（PheWAS），结果发现短睡组更显著地与社会心理因素（如情绪低落、疲劳）、性别特异因子以及骨骼肌肉健康关联的生化指标（如维生素D）等相关，而长睡组则与认知功能、血液免疫因子（如C反应蛋白CRP）以及高密度脂蛋白胆固醇（HDL cholesterol）等代谢指标的关联更为显著 。
图2. 短睡与长睡组的全表型组差异分析
进一步，团队对长短睡两组与大脑结构之间进行建模分析发现，在控制颅内体积、站点、年龄、性别等协变量后，短睡组表现为左侧颞中回皮层厚度缩小，左侧眶额叶外侧皮层表面积减少，提示短睡眠与情绪调节相关脑区的退化有关。长睡组的脑结构上的变化更为显著，包括额上回和颞上回皮层厚度减少、海马体积缩小及后丘脑辐射各向异性（FA）降低，提示长睡眠与记忆衰退和神经退行性疾病风险密切相关 。
图3. 长短睡组与健康表型及脑结构的关联分析
研究团队接下来分别对长睡组和短睡组进行了全基因组关联分析（GWAS），发现短睡组存在 6 个独立显著位点，长睡组则存在 14 个独立显著位点，且两组间无显著位点重合。基于两组睡眠 GWAS 进行的遗传关联分析也表明，短睡与长睡的遗传相关性极低，提示二者具有不同的遗传基础。与此同时，两者与多种健康表型之间也呈现了不同的遗传关联模式。其中，短睡组与多种精神健康表型（焦虑、抑郁）以及大部分血液代谢指标之间均呈现出较高的遗传重叠度，而长睡眠组与健康表型的显著遗传关联则较少，这提示我们，相比于短睡组，长睡组的健康风险可能主要由非遗传因素驱动 。
图4. 短睡组与长睡组存在显著的遗传基础差异
为了验证这一假设，研究团队进行了双样本孟德尔随机化（MR）的分析，结果进一步揭示了长短睡眠与健康表型之间呈现出的不同的因果关联模式：短睡眠（≤7小时）是多种健康问题的潜在诱因，包括抑郁症风险、冠心病风险及肥胖症概率等；而长睡眠（≥7小时）则更多是诸多健康问题的结果，而非“诱因”，例如阿尔茨海默病、精神分裂症和冠心病等均可能导致长睡眠的发生。这一结论为理解长短睡眠与健康之间的复杂关系提供了全新的视角 。
图5. 长短睡眠与健康表型之间的因果关联
复旦大学类脑智能科学与技术研究院院长冯建峰教授指出， 这项成果是我们团队在睡眠健康领域的又一重要突破，首次揭示了睡眠时长非线性关系的“双路径机制”， 颠覆了传统“一刀切”的睡眠健康认知。我们的研究揭示短睡眠更可能是疾病潜在的“因”，而长睡眠更多作为疾病的“果”，二者需差异化干预，为个性化睡眠健康管理提供科学依据。接下来，我们将整合多中心，全维度的遗传影像数据，系统研究各生命周期人群的睡眠问题，构建全生命周期的睡眠健康谱，为不同阶段人群提供科学指导。
冯建峰教授团队在过去十年中围绕睡眠健康展开了一系列系统性研究，取得了丰硕成果，在Nature Aging、JAMA Psychiatry、Molecular Psychiatry等国际顶级期刊上发表论文数十篇。其研究覆盖了从儿童到老年群体的全生命周期睡眠健康问题，揭示了睡眠与身心健康之间的复杂关系及其背后的神经机制。在儿童青少年群体中，团队发现了睡眠时长与多维度行为表征（如情绪、认知功能等）的作用关系，并阐明了其神经影像机制；在成人群体中，研究进一步揭示了睡眠与抑郁症的共病关系及其脑连接基础；在老年人群中，首次揭示了中老年人睡眠时长与脑健康的非线性关系，并阐明了其遗传神经机制。这项发表于Nature Mental Health的最新工作是前期工作的重要延续，首次提出长、短睡眠健康的双路径机制，深化了我们对睡眠时长与身心健康的复杂作用关系的理解，为睡眠相关疾病的早期干预和治疗提供了重要的科学依据。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s44220-025-00395-6
