大腦有這種特徵的人,痴呆風險可達同齡人的12倍,死亡風險可達4.6倍

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你有你的年齡,器官有器官的年齡。
撰文 | 王昱
審校 | clefable
我們該用什麼指標來判斷一個人衰老了?年齡當然是一個非常直觀的指標,但並不完全準確。想必每個人都親眼見過這樣的場景,兩個年齡相仿的人,看上去卻完全不像是同齡人——實在不行可以去查一些保養較好、已到中年的名人的照片,再對比下你身邊50多歲的“老男人”,他們看起來絕對不像同齡人。
我們通常會透過外貌推測他人的實際年齡。醫生也會這樣,不過他們更會看人的“內在”。近期越來越多的研究表明,人類各個器官的衰老速度並不相同,每個器官甚至都有獨屬於它自己的生物學年齡biological age)。
今年79日,斯坦福大學神經病學和神經科學教授Tony Wyss-Coray的團隊在《自然·醫學》Nature Medicine)上釋出了一篇論文,表示他們開發了一種從血液樣本推測各個器官年齡的技術。更重要的是,他們還發現大腦的年輕程度和壽命長短顯著相關。
血液中的蛋白質指紋
本研究用到了英國生物銀行(UK Biobank)的資料,這是一個會長期收集健康資料的生物樣本庫,儲存了60多萬人的血液樣本。英國生物銀行持續追蹤了這些參與者的醫療報告,時間最長可達17年。而在這些醫療報告中,就包含11個獨立的器官和系統的指標,包括大腦、肌肉、心臟、肺、動脈、肝臟、腎臟、胰腺、免疫系統、腸道和脂肪,研究人員可以從中推斷單個器官的生物學年齡。
英國生物銀行。圖片來源:Chemical Engineer/wikipedia
研究團隊從中隨機選取了近5萬名年齡在4070歲之間的參與者,測量了他們的血漿蛋白質含量。他們共分析了近3000種蛋白質,其中約15%的蛋白質可以追蹤到某個單獨的器官,也就是器官特異性蛋白質,剩下的大部分則和多個器官有關。對於這些單一器官來源的蛋白質,研究人員可以用它們在血液中的含量判斷器官的年齡狀態。
研究人員可以透過血漿中器官特異性蛋白質的含量,建立各個器官的衰老模型。圖片來源:原論文
研究人員結合參與者的年齡和器官生物學指標,統計出了每種器官特異性蛋白質水平隨著器官年齡變化的規律。他們還利用這些規律開發了一種演算法,可以根據受試者的血漿蛋白質水平,推測他各個器官的年齡。
舉例來說,他們發現血液中的神經纖維絲輕鏈(NEFL)、髓鞘少突膠質細胞糖蛋白(MOG)、膠質纖維酸性蛋白(GFAP)、短蛋白聚糖(BCAN)和R型蛋白酪氨酸磷酸酶受體(PTPRR)可以反映大腦的衰老程度。其中,NEFL是神經軸突退化的臨床生物標志物,MOG是髓鞘外層的組成部分,GFAP則是反應星形膠質細胞的標誌物,這三種蛋白質的含量會隨年齡增長而增加;而BCANPTPRR的含量則隨年齡增長而減少。
如果一個人NEFLMOGGFAP的含量較同齡人較高,且BCANPTPRR含量較同齡人較低,就能代表他的大腦相比於同齡人衰老得更快。
器官年齡和實際年齡不匹配的情況其實很常見。研究人員規定,如果這些器官特異性蛋白質的數值偏離同齡人的平均值超過了1.5個標準差(最高的6%或最低的6%),就代表該器官可以被歸類為“極度衰老”或“極度年輕”。他們發現,在近5萬名參與者中,有1/3都至少有一個器官屬於“極度衰老”或“極度年輕”。此外,1/4的參與者甚至擁有多個“極度衰老”或“極度年輕”的器官。
死亡風險
人衰老了,身體會變弱,更容易出現健康問題,器官也是這樣。雖然大部分疾病都和多種器官有關,但研究發現很多疾病都會有一個主要對應的器官。例如,心臟過於衰老,出現心力衰竭的風險會更高;肺部過於衰老意味著更高的慢性非阻塞性肺病風險;大腦過於衰老則意味著更高的阿爾茨海默病風險。
在這些疾病中,大腦年齡和阿爾茨海默病的關聯尤為顯著。大腦“極度衰老”的參與者患阿爾茨海默病的風險是標準值(大腦年齡正常時的患病風險)3.1倍。與之相對,大腦“極度年輕”的人患阿爾茨海默病的風險只有標準值1/4。換句話說,就算兩個人同年齡,但只要一個人大腦“極度衰老”,另一個大腦“極度年輕”,前者在10年內患阿爾茨海默病的風險會是後者的12倍。
研究人員還發現,在研究涉及的11種器官中,大腦年齡是預測總體死亡率最佳的單一指標。大腦“極度衰老”的參與者,在15年內的死亡風險是標準值的2.8倍。反過來,如果一個人NEFLMOGGFAP的含量較同齡人較低,且BCANPTPRR含量較同齡人較高——也就是大腦“極度年輕”,那麼他的總體死亡風險則只有標準值的60%,也就更長壽。
免疫系統的年齡也和死亡風險高度相關。免疫系統“極度年輕”的參與者,總體死亡風險只有標準值的58%。一個令人驚喜的發現是,器官“極度年輕”帶來的益處可以疊加,如果大腦和免疫系統都“極度年輕”,那總體死亡風險就只有標準值的44%
器官老化的風險也是可以疊加的。24個器官“極度衰老”,總體死亡風險是標準值的2.3倍,如果57個器官“極度衰老”,這一數值會上升到4.5倍,而如果是8個及以上器官“極度衰老”,那總體死亡風險就會達到恐怖的8.3倍。
防患於未然
受這些發現的啟發,研究人員認為可以提前介入疾病預防,從而延長壽命。Wyss-Coray教授表示:“我們的發現可能會推動一些試驗,測試延長壽命的干預措施是否會影響個體器官的生物學年齡。”他指出,如果醫學研究者發現患者血液中NEFLMOGGFAP的含量較同齡人較高,且BCANPTPRR含量較同齡人較低——大腦“極度衰老”,就可以將這作為阿爾茨海默病即將發生的替代指標,在外部症狀出現之前進行干預,在病症早期採取行動。
在醫學領域,便捷的器官年齡測量技術將會有非常廣闊的前景。Wyss-Coray教授表示,在臨床試驗中,細緻記錄患者的生活方式(包括飲食),以及處方藥或補充劑的使用情況,並結合器官年齡進行評估,將可以揭示這些因素對各個器官衰老過程的醫學價值。同時,它也能用於判斷已獲批藥物是否有助於逆轉器官的“極度衰老”狀態。
“從理想的角度來說,這就是醫學的未來。現在是你身體哪裡出現了問題,醫生才會去檢查哪裡。我們現在正在試圖從以治療疾病為中心,轉向以維護健康為中心,在人們患病之前進行干預。”Wyss-Coray教授說。
圖片來源:unsplash
不過目前這這些還只是該研究團隊的美好設想,他們目前的演算法還只是前沿的技術研究。但他們已經走在了產業化的路上,斯坦福大學技術許可辦公室已經將本研究涉及的技術授權給Wyss-Coray教授的公司,用於開發新藥靶點篩選和其他產品。
測量近3000種蛋白質的成本過高。為了商業化推廣,研究團隊表示,他們後續會將重點放在少數幾個關鍵的器官上,例如大腦、心臟和免疫系統。隨著測量範圍的聚焦,他們有望進一步降低測量成本,並在未來23年內推出血檢服務,測量器官年齡。
參考連結:
https://www.nature.com/articles/s41591-025-03798-1
https://www.eurekalert.org/news-releases/1090110
https://www.ukbiobank.ac.uk
https://en.wikipedia.org/wiki/Bone_age
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