一项新研究揭示，我们的器官以不同的速度衰老，这些差异能够预测未来的疾病风险甚至寿命长短。研究人员通过对44,000多名参与者的血液蛋白特征进行分析，开发了一种算法来估算11个器官系统的生物学年龄。
他们发现，“老化”的大脑尤其显著地预示了阿尔茨海默病的风险和更高的总体死亡率，而“年轻”的大脑则具有保护作用。这种方法可能通过更早识别风险并指导预防性干预，彻底改变医学实践。
关键事实：
- 器官特异性衰老：不同器官表现出不同的生物学年龄，这可能预示疾病风险。
- 大脑最为关键：生物学上“老化”的大脑使阿尔茨海默病风险增加三倍，并将近乎翻倍死亡率。
- 预测能力：这种方法可以帮助医生在症状出现前进行干预。
来源：斯坦福大学
生日蛋糕上的蜡烛并不能讲述完整的故事。正如任何参加过高中同学聚会的人都能告诉你，有些人比其他人衰老得更快。
负责摆放蜡烛的人可能不需要猜测你的实际年龄。但研究表明，我们还有一种“生物学年龄”，这是一种更隐秘但也更准确的生理状态指标，可以反映从心脏病到阿尔茨海默病等与衰老相关疾病的发生概率。
Wyss-Coray表示，一个器官——大脑——的生物学年龄在决定你还能活多久方面发挥了重要作用。
我们几乎无意识地通过观察面部皱纹、眼袋和其他明显迹象来猜测一个人的实际年龄。但要弄清楚某人的大脑、动脉或肾脏的年龄却又是另一回事。根据斯坦福医学院研究人员的一项新研究，隐藏在我们体内的器官也在以不同的速度衰老。
“我们开发了一种基于血液的器官年龄指标，”神经病学与神经科学教授、Knight脑弹性倡议项目主任Tony Wyss-Coray博士说道。
“有了这一指标，我们可以评估今天某个器官的年龄，并预测10年后患上与该器官相关的疾病的几率。”
他们甚至可以预测谁最有可能因研究人员调查的11个独立器官系统之一或多者相关的医疗状况而死亡。这些器官包括大脑、肌肉、心脏、肺、动脉、肝脏、肾脏、胰腺、免疫系统、肠道和脂肪组织。
Wyss-Coray表示，其中一个器官——大脑——的生物学年龄在决定你还能活多久方面发挥了重要作用。
“大脑是长寿的守门人，”他说。“如果你有一个‘老化’的大脑，你的死亡可能性就会增加。如果你有一个‘年轻’的大脑，你可能会活得更久。”
Wyss-Coray是D. H. Chen II教授，也是这项研究的资深作者，该研究将于7月9日在线发表于《自然医学》期刊。第一作者是Hamilton Oh博士，他曾是Wyss-Coray团队的研究生。
11个器官系统，3000种蛋白质，45000人
科学家们聚焦于随机选取的44,498名参与者，年龄在40至70岁之间，这些人来自一个名为英国生物样本库（UK Biobank）的纵向数据收集项目。该项目多年来从约60万名个体中收集了多份血液样本和更新的医疗报告。这些参与者被跟踪监测了长达17年，以观察其健康状况的变化。
Wyss-Coray的团队利用了一种先进的商业化实验室技术，测量了每位参与者血液中近3000种蛋白质的含量。其中约15%的蛋白质可以追溯到单一器官来源，而许多其他蛋白质则来自多个器官。
研究人员将每个人的血液蛋白水平输入计算机，并调整了这些器官特异性蛋白在同龄人群中的平均值。
基于此，科学家生成了一种算法，用于计算每个被评估器官的复合蛋白“特征”与同龄人群总体平均水平之间的差异。
根据个体与年龄调整后的器官指定蛋白水平的差异，该算法为每位受试者的11个独立器官或器官系统分配了一个生物学年龄。同时，它还测量了每个器官的多蛋白特征在任何特定个体中偏离同龄人平均水平的程度。
这些蛋白特征作为单个器官相对生物学状态的替代指标。如果某个器官的蛋白特征偏离平均值1.5个标准差以上，则将其归类为“极度老化”或“极度年轻”。
研究中有三分之一的个体至少有一个器官偏离平均值1.5个标准差以上，研究者将这些器官标记为“极度老化”或“极度年轻”。四分之一的参与者有多个极度老化或年轻的器官。
对于大脑而言，“极度老化”意味着参与者的脑部蛋白特征处于生物学年龄分布的一端，约占6%到7%；而“极度年轻”的大脑则处于分布的另一端，同样占6%到7%。
健康结果的预测
该算法还根据当前器官的生物学年龄预测了人们未来的健康状况，逐个器官进行分析。Wyss-Coray及其同事检查了极度老化器官与15种不同疾病之间的关联，包括阿尔茨海默病、帕金森病、慢性肝病或肾病、2型糖尿病、两种不同的心脏病、两种不同的肺病、类风湿性关节炎和骨关节炎等。
多种疾病的患病风险受到多个器官生物学年龄的影响。但最强的关联出现在某个器官的生物学年龄与其患该器官相关疾病的可能性之间。
例如，拥有极度老化的心脏预示着更高的心房颤动或心力衰竭风险，老化的肺部预示着更高的慢性阻塞性肺病（COPD）风险，而“老化”的大脑则预示着更高的阿尔茨海默病风险。
“老化”大脑与阿尔茨海默病之间的关联尤为显著——是正常老化大脑风险的3.1倍。与此同时，“年轻”大脑对阿尔茨海默病具有特别强的保护作用——仅为正常老化大脑风险的四分之一左右。
换句话说，一个生物学上“老化”的大脑在未来十年内被诊断为阿尔茨海默病的可能性，是一个同龄但生物学上“年轻”大脑的12倍。
此外，Wyss-Coray表示，大脑年龄是总体死亡率的最佳单一预测因子。“极度老化”的大脑使受试者在未来大约15年内死亡风险增加了182%，而“极度年轻”的大脑则使其在同一时间段内的总体死亡风险降低了40%。
预测疾病，然后预防
“这种方法可以推动人类实验，测试新的长寿干预措施对其对个体器官生物学年龄的影响，”Wyss-Coray说。
他举例说明，医学研究人员可以利用极端大脑年龄作为即将发生阿尔茨海默病的代用指标，并在症状出现之前进行干预，这时仍有时间阻止病情发展。
Wyss-Coray补充道，在临床试验中仔细收集生活方式、饮食以及处方药或补充剂摄入量的信息，结合器官年龄评估，可以揭示这些因素对各种器官衰老的医学价值，还可以探究现有批准药物是否能够在人们发展出某种高风险疾病之前恢复器官青春。
“这是理想情况下医学的未来，”他说。“如今，人们因为身体某处疼痛去看医生，医生会检查哪里出了问题。我们正试图从治疗疾病转向维护健康，并在人们患上特定器官疾病之前进行干预。”
尽管这种分析工具目前仅限于研究用途，但Wyss-Coray计划将其商业化。他是Teal Omics和Vero Bioscience两家公司的联合创始人兼科学官，斯坦福大学技术许可办公室已将这项及相关研究开发的技术授权给这两家公司，分别用于新药靶点筛选和消费品的商业化。
Wyss-Coray表示，该测试可能在未来两到三年内上市。“随着我们专注于更少的关键器官，如大脑、心脏和免疫系统，成本将会下降，从而获得更高分辨率和更强的特定疾病关联。”
资金支持：本研究由美国国立卫生研究院（NIH，拨款编号P50AG047366和P30AG066515）、银河基金会、Knight脑弹性倡议项目和斯坦福阿尔茨海默病研究中心资助。
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