生日蛋糕上的蜡烛并不能讲述全部故事。正如任何参加过高中同学聚会的人都能告诉你的那样,有些人比其他人衰老得更快。
在你蛋糕上插蜡烛的人可能不需要猜测你的实际年龄。但研究表明,我们还有一种称为"生物年龄"的东西,这是一种隐秘但更准确的测量方法,可以评估我们的生理状况以及患年龄相关疾病的可能性,从心脏问题到阿尔茨海默病。
我们几乎不自觉地通过扫描面部的皱纹、眼袋和其他明显迹象来猜测人们的真实年龄。但要判断某人的大脑、动脉或肾脏有多老则是另一回事。根据斯坦福医学院研究人员的一项新研究,藏在我们体内的器官也在以不同的速度衰老。
"我们已经开发出一种基于血液的器官年龄指标,"神经学和神经科学教授、吴蔡神经科学研究所大脑韧性奈特计划主任Tony Wyss-Coray博士说。"通过这个指标,我们可以评估今天某个器官的年龄,并预测你10年后患上与该器官相关疾病的可能性。"
他们甚至可以预测谁最有可能死于与研究人员关注的11个独立器官系统中一个或多个相关的医疗状况:大脑、肌肉、心脏、肺、动脉、肝脏、肾脏、胰腺、免疫系统、肠道和脂肪。
Wyss-Coray说,一个器官的生物年龄——大脑——在决定你还有多长寿命方面起着不成比例的重要作用。
"大脑是长寿的守门人,"他说。"如果你有一个老化的大脑,你的死亡可能性会增加。如果你有一个年轻的大脑,你可能会活得更长。"
作为D. H. Chen II教授,Wyss-Coray是这项研究的资深作者,该研究于7月9日在线发表在《自然·医学》杂志上。主要作者是Hamilton Oh博士,他曾是Wyss-Coray团队的研究生。
11个器官系统、3,000种蛋白质、45,000人
科学家们聚焦于44,498名随机选择的参与者,年龄在40至70岁之间,他们来自一个名为英国生物银行(UK Biobank)的纵向数据收集项目。这一持续进行的项目多年来从约600,000人中收集了多个血样和更新的医疗报告。这些参与者被监测长达17年,以观察其健康状况的变化。
Wyss-Coray的团队使用了一种先进的商用实验室技术,计算每位参与者血液中近3,000种蛋白质的数量。其中约15%的蛋白质可以追溯到单一器官来源,许多其他蛋白质则来自多器官生成。
研究人员将每个人的血液蛋白质水平输入计算机,并确定了血液中每种器官特异性蛋白质的平均值,按年龄进行了调整。基于此,科学家们生成了一个算法,该算法发现被评估的每个器官的复合蛋白质"特征"与该年龄段人群的总体平均值相差多少。
基于个体与按年龄调整的平均器官指定蛋白质水平之间的差异,该算法为每个受试者评估的11个不同器官或器官系统分配了一个生物年龄。它还测量了任何给定个体中每个器官的多蛋白质特征与同实际年龄人群平均值相比的偏差程度。
这些蛋白质特征作为个体器官相对生物状况的代理指标。与平均值相差1.5个标准差以上将一个人的器官归类为"极度老化"或"极度年轻"。
研究中三分之一的个体至少有一个器官与平均值相差1.5个或更多标准差,研究人员将任何此类器官指定为"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。
对于大脑来说,"极度老化"意味着处于研究参与者大脑的6%至7%范围内,这些大脑的蛋白质特征位于生物年龄分布的一端。"极度年轻"的大脑则位于相反一端的6%至7%范围内。
健康结果预测
该算法还根据人们当前器官的生物年龄,逐个器官预测了他们的未来健康状况。Wyss-Coray和他的同事们检查了极度老化的器官与15种不同疾病之间的关联,包括阿尔茨海默病和帕金森病、慢性肝病或肾病、2型糖尿病、两种不同的心脏疾病和两种不同的肺部疾病、类风湿性关节炎和骨关节炎等。
其中几种疾病的風險受多种不同器官生物年龄的影响。但最强的关联是个体生物老化器官与其患上与该器官相关疾病的可能性之间的关系。例如,拥有极度老化的心脏预示着房颤或心力衰竭风险更高,老化的肺预示着慢性阻塞性肺病(COPD)风险增加,而老化的脑则预示着阿尔茨海默病风险更高。
拥有极度老化大脑与患阿尔茨海默病之间的关联特别强烈——是一个正常老化大脑的人的3.1倍。同时,拥有极度年轻的大脑对阿尔茨海默病具有特别的保护作用——仅为正常老化大脑的人的四分之一。
换句话说,在未来十年左右,一个生物年龄老化的大脑的人被新诊断为阿尔茨海默病的可能性大约是一个同年龄但生物年龄年轻的大脑的人的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指标。在大约15年期间,拥有极度老化大脑的受试者死亡风险增加了182%,而拥有极度年轻大脑的个体在同一期间的死亡风险总体降低了40%。
预测疾病,然后预防它
Wyss-Coray说:"这种方法可能导致进行人体实验,测试新的延长寿命干预措施对个体人体中各个器官生物年龄的影响。"
"例如,医学研究人员可能能够使用极端大脑年龄作为即将发生的阿尔茨海默病的代理指标,并在外显症状出现之前进行干预,那时仍有时间阻止它,"他说。
Wyss-Coray补充说:"在临床试验中仔细收集生活方式、饮食和处方或补充物质的摄入,结合器官年龄评估,可以揭示这些因素对各种器官老化贡献的医学价值,以及现有批准的药物是否能在人们患上某种器官的高级生物年龄使其处于高风险的疾病之前恢复器官的年轻状态。"
他说:"理想情况下,这是医学的未来。今天,你因为某处疼痛去看医生,他们会检查看看哪里坏了。我们正试图从疾病治疗转向健康管理,并在人们患上特定器官疾病之前进行干预。"
在2026年6月15日同样发表在《自然·医学》杂志上的一项研究中,Wyss-Coray和他的同事们将研究更进一步。研究人员表明,不仅我们的器官,而且器官内的个别细胞类型,都可以通过生物年龄而非实际年龄进行分类。
这项新研究揭示了惊人的新生物学关系,并揭示了潜在的更优诊断方法。例如,它提供了证据表明,基因组携带两个APOE4基因型副本(患阿尔茨海默病风险极高)的个体往往拥有"老化"的星形胶质细胞——大脑中的关键支持细胞。但对于那些星形胶质细胞倾向于"年轻"一侧的双剂量APOE4携带者,放大的风险实际上被中和了。
有趣的是,同一项研究表明,基因组中携带两个APOE4副本的人(因此,通常有更老化的星形胶质细胞特征)往往拥有年轻的巨噬细胞——重要的免疫细胞,它们对抗病原体并促进受损组织的修复。
至于肌萎缩侧索硬化症,这项研究表明,在具有"老化"骨骼肌细胞特征的个体中,发病率比研究描述为"年轻"的肌肉细胞的人高出12.7倍。这种截然不同的易感性在基于症状的诊断前三年多就能检测到。如果这一发现得到复制,它可能成为肌萎缩侧索硬化症更早诊断工具的基础。
尽管目前该分析工具仅用于研究目的,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和科学官员,斯坦福大学技术许可办公室已将在此及相关研究中开发的技术许可给这两家公司,分别用于商业化新药物靶点的筛选和消费产品。
Wyss-Coray说,该测试可能在未来两到三年内推出。"随着我们专注于更少的关键器官,如大脑、心脏和免疫系统,以获得更高的分辨率和与特定疾病的更强关联,成本将会下降。"
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