斯坦福大学的一组科学家开发出一种工具,可以通过血液测试判断一个人的大脑、心脏或其他器官在生物学上是“更年轻”还是“更衰老”,这项新研究显示。
此外,科学家发现,器官越“老”,就越容易在该器官中出现疾病或其他并发症。最引人注目的是大脑:一个“极度衰老”的大脑不仅与更高的阿尔茨海默病风险有关,还与未来15年内死亡风险上升182%相关。
这项研究基于近45,000名参与者的评估,这些参与者为一个收集血液样本和其他健康信息的欧洲生物样本库做出了贡献。研究成果于周三发表在《自然医学》(Nature Medicine)期刊上。
“这项测试为一种相对简单的身体状态评估打开了可能性——针对不同的器官——并识别随着年龄增长最薄弱的环节,”该研究的资深作者、斯坦福大学神经病学与神经科学教授Tony Wyss-Coray表示,他同时也是斯坦福骑士大脑弹性计划(Knight Initiative for Brain Resilience)的主任。“这几乎就像一个我们可以倾听的哨兵,告诉我们某个器官是否出现了异常。”
斯坦福的研究加入了越来越多关于衰老以及科学家如何监测并最终延缓衰老的研究行列。现在已有多种工具,包括身体扫描技术,可以帮助科学家了解个体器官的衰老过程。总体而言,这些工具有朝一日可能被用于医生办公室中,帮助患者做出医疗决策。
“越来越多追踪衰老的方法正在出现,尤其是在大脑方面,”加州大学旧金山分校(UCSF)巴克衰老研究所(Bakar Aging Research Institute)的副所长Saul Villeda表示。Villeda虽然未参与斯坦福的研究,但他认为这项研究前景广阔,可能成为监测人们健康状况的几种策略之一。
“也许我们可以使用多种方法,”Villeda说。“你可以想象,一位老年人接受了脑部扫描并抽了血,然后我们可以判断某种疗法是否有效。”
斯坦福的这项测试关注血液中特定器官蛋白质的水平。Wyss-Coray的团队研究了每位参与者血液中的近3,000种蛋白质;其中约有15%的蛋白质可以追溯到单一器官,也就是说,只有心脏、肺或其他器官才会产生这些蛋白质。
科学家首先使用约20,000名个体的样本训练了一个人工智能模型,以确定特定器官在某一实际年龄下应有的蛋白质水平。随后,科学家们比较了个体实际的蛋白质水平与其年龄所预期的水平之间的差异。
如果某人的器官蛋白质水平与平均值相差超过1.5个标准差,则被归类为“极度衰老”或“极度年轻”。研究中三分之一的人至少有一个器官极度衰老或极度年轻;四分之一的人有多个器官属于极度衰老或年轻。
科学家随后查看了研究对象的健康结果。总体而言,器官越老,该器官患病的风险越高。但大脑与痴呆症风险之间的关联尤为显著。
极度衰老大脑的人患阿尔茨海默病的风险是大脑正常者的三倍;这一风险是大脑极度年轻者的12倍。事实上,拥有极度衰老的大脑所带来的阿尔茨海默病风险,与携带APOE4基因(该病的主要遗传风险因子)相当。
Wyss-Coray表示,这种关联并不令人意外,但大脑衰老与死亡风险之间的联系却出乎意料。不仅极度衰老的大脑显著增加了死亡风险,极度年轻的大脑则降低了40%的死亡风险。
“极度衰老的大脑是我们所研究的所有器官中死亡风险最高的,”Wyss-Coray说,尽管他无法解释为何存在如此强烈的关联。“也许是因为大脑在协调身体和调节所有身体功能方面起着核心作用。”
Wyss-Coray表示,关于测试结果及其应用仍有许多问题待解。这项测试可能在未来两到三年内实现商业化,但其成本和人们获取方式尚不明确。Wyss-Coray表示,目前用于研究目的的测试成本约为1,000美元。
他指出,这项测试存在伦理考量——并非所有人都愿意知道自己体内器官的年龄,尤其是当他们觉得无法改变现状时。
不过,Wyss-Coray的团队也研究了生活方式行为对蛋白质水平的影响,并发现诸如锻炼和不吸烟等行为与更年轻的器官有关。与基因检测不同,后者可能揭示人们难以改变的风险,器官蛋白质测试可以帮助人们明确在哪些方面可以进行生活方式改善。
但他也补充道,还需要更多研究来确定生活方式的改变是否会对器官年龄产生直接影响。例如,他现在希望开展双盲试验,看看某些生活方式干预是否反映在器官年龄上。
“我已经用早期版本测试过自己,”Wyss-Coray说,“但我会再测试一次。我想知道。我认为我可以通过行动来改善它。”
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