你经历过的生日数量——更广为人知的名称是你的实际年龄——现在看来在评估你的健康状况方面不如以往重要。一项新的研究表明,身体器官“变老”的速度差异极大,并且每个器官的生物学年龄可能与纸面上的人的年龄不符。
这项于周三发表在《自然》杂志上的新研究发现,大约五分之一的 50 岁以上健康成年人是“极端衰老者”——与同龄人群相比,他们至少有一个器官以极快的速度衰老。六十分之一的成年人有两个或更多器官快速衰老。研究团队测量了与器官相关的蛋白质,包括大脑、心脏、免疫组织和肾脏。研究人员希望他们的发现将促成未来的血液测试,可以查明快速衰老的器官,让医生在疾病症状开始之前就对其进行有针对性的治疗。
该团队对 5,500 多人的血液进行了采样,所有人都未患有活动性疾病或临床异常生物标志物,以寻找源自特定器官的蛋白质。科学家们通过测量基因活性来确定这些蛋白质的来源:当一种蛋白质的基因在一个器官中的表达量是其他器官的四倍时,该器官就被指定为其来源。接下来,该团队测量了一滴血中数千种蛋白质的浓度,发现其中近 900 种蛋白质——约占测量蛋白质的 18%——倾向于特定于单个器官。当这些蛋白质的浓度与特定实际年龄的预期浓度不同时,就表明相应器官的衰老加速。
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斯坦福大学神经病学教授兼这项新研究的共同作者托尼·威斯-科雷解释说:“我们可以合理地确定[某种特定的蛋白质]可能来自大脑,并以某种方式最终进入血液。”威斯-科雷说,如果血液中蛋白质浓度发生变化,“那么它也可能在大脑中发生变化——[这]告诉我们一些关于大脑如何衰老的信息。”
通过比较研究参与者的器官特异性蛋白质,研究人员能够估算年龄差距——器官的生物学年龄与其实际年龄之间的差异。研究发现,根据所涉及的器官,至少有一个器官衰老加速的参与者在未来 15 年内患病和死亡的风险增加。例如,那些心脏“老”于正常水平的人,患心力衰竭的风险是心脏衰老正常水平的人的两倍多。心脏衰老也是心脏病发作的有力预测指标。同样,那些大脑快速衰老的人更可能经历认知能力下降。大脑和血管系统衰老加速预测阿尔茨海默病进展的能力与血浆 pTau-181——目前该疾病的临床血液生物标志物——一样强。肾脏的极端衰老是高血压和糖尿病的有力预测指标。
格拉斯哥大学细胞老年学教授保罗·希尔斯没有参与这项新研究,他说这项研究拥有强大的力量,队列规模很大。但他表示,纳入研究的人员年龄范围“有点窄”。“它只关注了老年人,并不代表整个人生历程。”
生物衰老测量是一门不断发展的科学。“表观遗传时钟”是生物技术研究初创公司 Altos Labs 的 Steve Horvath 开创的一种领先方法,它通过观察 DNA 变化来确定组织年龄,比其他现有的生物学年龄评估器更准确。当人们衰老时,身体开始积累 DNA 标记,这些标记可以指示细胞或器官的年龄;这可以估算年龄。但威斯-科雷说,表观遗传时钟估计的是整个有机体的年龄,而不是器官特异性年龄。
斯坦福大学基因组学家迈克尔·斯奈德过去的其他工作已经开发出“衰老类型”,将衰老分为四个不同的途径:通过肾脏、肝脏、免疫系统和一般代谢。威斯-科雷及其同事的工作将这些衰老途径扩展到更多的器官和身体系统。
威斯-科雷预计,这项研究可能会促成一种简单的血液测试,可以指导预后工作——换句话说,一种可以帮助预测未来疾病的测试。他说:“你可以在那个人患上疾病之前开始进行干预,” “并有可能逆转这种加速衰老或减缓其速度。”
这项研究是不断发展的个性化诊断领域的一部分,该领域基于这样一种理念,即器官健康的几个生物学指标可以帮助临床医生进行有针对性的治疗。传统上,血液测量一直被用于识别身体中的疾病,临床医生只有在一个人跨越一组特定指标的阈值后才做出诊断。但随着蛋白质标记物变得更加敏感,“实际上你可以在出现临床表现之前检测到一些异常,”威斯-科雷说。他和他的同事将这项研究整合到最近提交的与其初创公司 Teal Omics 相关的专利中,该公司专注于通过生物标志物检测进行精准医疗。
一些公司,主要位于加利福尼亚州,已经提供血液、尿液或唾液测试,声称可以确定一个人的整体生物学年龄。商业表观遗传测试的势头是一场“淘金热”,希尔斯说。“对于[这些测试]可以做什么,存在一定程度的过度推销。”
单个器官并不能说明衰老的全部情况,因为退化过程是相互关联的,并且会影响整个有机体。“我们对微观层面的衰老过程了解很多,”希尔斯说。“但许多驱动与年龄相关的器官功能障碍的因素是环境因素。因此,它是生活方式、污染、你吃什么、肠道中的微生物。”
根据威斯-科雷的说法,每个器官对于整体健康都至关重要。他将人体比作汽车:“如果一个部件运转不佳,其他部件就会开始受损,”他说。“如果你维护某些部件,你可以延长汽车的使用寿命。”