当你遇到一个新人时,会有一种自动的行为:下意识地根据身体线索来判断他们的年龄。面部皱纹、灰白头发、步态不稳:这些都表明年龄较大。
这些猜测通常相当准确,研究人员正试图复制这种内部的年龄计算器,以确定人们的“生物学年龄”:基于内部健康状况的数字,可能比实际年龄更能准确反映衰老状况。
在发表于《自然医学》的一篇新论文中,斯坦福大学神经学教授、Phil and Penny Knight脑健康计划主任Tony Wyss-Coray和他的同事报告了一种他们开发的血液检测方法,可以确定一个人的“生物年龄”。
该检测方法寻找11个器官系统特有的蛋白质集合,每组蛋白质都能反映相应器官的健康状况。综合来看,它们可以帮助预测哪些人可能在接下来的十年内患上某些疾病。
根据分析,大脑不仅是阿尔茨海默病的强预测因子,也是整体寿命的预测因子。研究人员发现,大脑年龄超过实际年龄的人往往比大脑年龄小于实际年龄的人更早去世。
构建生物钟
科学家长期以来一直对一个人的实际年龄和生物年龄之间的差距感兴趣,因为这种差距反映了某人衰老的速度——这一过程受疾病、环境暴露、吸烟、饮食和其他生活方式因素的影响。当前研究中使用的各种计算方法——所谓的“生物钟”——可以确定一个人的生物年龄,但证明其可靠性和准确性一直具有挑战性。
为了为生物钟建立更坚实的科学基础,Wyss-Coray从器官产生特定蛋白质的事实开始。他的假设是,跟踪这些蛋白质随时间的变化可以表明器官的健康状况和功能。这正是血液检测在年度体检中所做的:提供心脏、肝脏和其他器官的状态,让医生了解它们的工作情况以及随时间的变化。
Wyss-Coray将这一想法提升到了新的高度,他在45,000名40至70岁提供血液样本给英国生物样本库的人群中研究了3,000种蛋白质。这些蛋白质被确认为11个不同器官所特有:脂肪组织、动脉、大脑、心脏、免疫组织、肠道、肾脏、肝脏、肺、肌肉和胰腺。他还开发了一种机器学习模型,记录健康人和患病者的蛋白质水平。由于样本与人们的年龄相关,Wyss-Coray还可以绘制出哪些蛋白质水平与哪些年龄相关。
当他这样做的时候,他得出了任何特定人在任何特定器官的生物年龄,然后可以与他们的实际年龄进行比较,以了解哪些人衰老得更快。与大脑相关的20种蛋白质最终成为计算一个人整体生物年龄的良好代理。
“如果我从任何随机的人那里获得[大脑蛋白质]的测量值,我可以尝试将其拟合并说,‘这个人应该大约这个年龄,’”他说。“它估计了这个人的年龄,或者大脑的年龄。”
对衰老的新认识
Wyss-Coray不确定为什么大脑是其他器官系统的强大替代者,但可能是因为大脑以某种方式反映了身体和其他器官系统的整体疾病或损伤状态,或者大脑是不同器官的中枢协调者,负责监督它们的功能和寿命。
由于该研究跟踪了提供样本的人群15至17年,Wyss-Coray还能够检查生物年龄与死亡的相关性。那些生物大脑年龄比实际年龄年轻的人在研究期间死亡的风险比正常衰老者低40%。大脑较老的人不仅更可能寿命较短,而且患阿尔茨海默病的可能性是正常衰老者的三倍——这一水平类似于携带一个ApoE4基因风险因子副本的水平。
一个人的器官“越老”,死亡风险就越高;拥有两到四个衰老器官的人在研究期间死亡的风险增加了两倍以上,而拥有八个或更多衰老器官的人死亡风险增加了八倍。“死亡风险呈逐步增加趋势,”Wyss-Coray说。“这非常显著。”
他说,虽然结果令人清醒,但也充满希望。与基因不同,蛋白质是可以改变的,器官的健康可以通过药物、生活方式行为或两者结合来改变。研究中服用六种药物或补充剂之一——鳕鱼肝油、葡萄糖胺、布洛芬、多种维生素、激素治疗药物Premarin或维生素C——的人至少有两个器官系统在生物学上比实际年龄年轻。不吸烟、不过量饮酒且经常睡眠良好的人也往往拥有更年轻的器官。
“在未来——在某种程度上,甚至现在——希望有一些干预方法,”Wyss-Coray说。“这类似于每年将汽车送到车库,他们使用计算机诊断显示汽车各个部件是否正常。在这里,令人欣慰的是,这可能给人们提供一些可以改变的东西。”
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