Nature子刊:癡呆癥難預(yù)魔咒終打破,血液檢測(cè)透露你的衰老動(dòng)向

導(dǎo)讀
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清晨起床,走到鏡子前,你是否相信,也許你比鏡像里的自己更年輕?對(duì)于個(gè)體而言,你究竟有多老,還得看皮囊之下的生理年齡。
近期,發(fā)表于《Nature》子刊的一項(xiàng)研究指出,對(duì)普通人群而言,僅需簡(jiǎn)單抽點(diǎn)血,就能知道生理年齡,進(jìn)而預(yù)測(cè)未來(lái)壽命及多種疾病風(fēng)險(xiǎn),關(guān)注一種名為神經(jīng)絲輕鏈(NfL)的指標(biāo),即可知曉健康老人未來(lái)癡呆癥發(fā)病率[1],打破了癡呆癥難預(yù)難測(cè)的魔咒。

圖注:該研究全文于2021年8月5日在雜志《Scientific Reports》上刊登

研究亮點(diǎn):優(yōu)化生理年齡專(zhuān)屬算法
生理年齡能衡量生物老化過(guò)程的進(jìn)展[2],但如何精確計(jì)算它卻一直是個(gè)老大難問(wèn)題。當(dāng)前算法依賴(lài)于實(shí)際年齡開(kāi)發(fā),得到的結(jié)果也受其干擾,并非是準(zhǔn)確的生理年齡[3]。
2018年,加州大學(xué)一項(xiàng)研究在甲基化時(shí)鐘基礎(chǔ)上,結(jié)合血液標(biāo)志物復(fù)合臨床測(cè)試,提出表型甲基化年齡[4]。在此基礎(chǔ)上,本次樣本范圍擴(kuò)大至健康的高齡老人[5],并持續(xù)優(yōu)化、開(kāi)發(fā)出獨(dú)立于實(shí)際年齡、更好預(yù)測(cè)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的算法:BioAge1與BioAge2。
具體來(lái)看,BioAge1模型包括C反應(yīng)蛋白(CRP)、堿性磷酸酶、白細(xì)胞計(jì)數(shù)等九項(xiàng)生物標(biāo)志物指標(biāo),而BioAge2在此基礎(chǔ)上增加了4類(lèi)神經(jīng)系統(tǒng)退行性標(biāo)志物,包括血漿神經(jīng)絲輕鏈水平(NfL)、總tau蛋白與淀粉樣蛋白-40及-42。

圖注:BioAge1算法中納入的所有生理生物標(biāo)志物

改良算法可預(yù)測(cè)衰老動(dòng)向,
NfL衛(wèi)冕最佳神經(jīng)系統(tǒng)標(biāo)志物
BioAge1和BioAge2不負(fù)眾望,都很好預(yù)測(cè)了受試者的衰老走向,它們共同指出生理年齡每增長(zhǎng)一年,全因死亡風(fēng)險(xiǎn)增加11%,多種疾病的首次發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)平均增加7%。

圖注:BioAge1(左圖)、BioAge2(右圖)與發(fā)病率或全因死亡率風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)
不僅擺脫了實(shí)際年齡的束縛,在校正性別等協(xié)變量因素后,可以看出,這套算法能非常有效的預(yù)測(cè)死亡率風(fēng)險(xiǎn)。

圖注:BioAge1(上圖)、BioAge2(下圖)與死亡率風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)
更令人振奮的是,以往讓學(xué)界束手無(wú)策、難預(yù)難防的癡呆癥居然也得到很好預(yù)測(cè),尤其在納入NfL的BioAge2模型中(其他3類(lèi)標(biāo)志物無(wú)顯著關(guān)聯(lián)),神經(jīng)系統(tǒng)衰老得到了更精準(zhǔn)的指示。
這一結(jié)果也遙相呼應(yīng)了今年6月同樣刊登在《Nature》子刊的另一篇重磅研究:只需測(cè)試NfL一個(gè)指標(biāo),就能確認(rèn)神經(jīng)退行性疾病存在,準(zhǔn)確度可達(dá)90%以上[6]。
看來(lái)NfL作為神經(jīng)軸突損傷標(biāo)志物[7],可以說(shuō)是預(yù)測(cè)神經(jīng)系統(tǒng)變化的不二佳選,這最佳標(biāo)志物的名頭絲毫不虛。

文末思考:你今年多大了?
隨著對(duì)人體衰老的認(rèn)知加深,我們已經(jīng)逐漸意識(shí)到,表示時(shí)間流逝的實(shí)際年齡,對(duì)預(yù)測(cè)衰老并無(wú)過(guò)多參考價(jià)值。既不能很好預(yù)測(cè)壽命長(zhǎng)度,也無(wú)法告訴你未來(lái)哪種疾病會(huì)到來(lái)。相比之下,身體內(nèi)流淌的血液中倒是隱藏了不少密碼。
本次試驗(yàn)最后還測(cè)試了不同老人的血漿microRNA(miRNA)代謝情況,發(fā)現(xiàn)某一時(shí)刻機(jī)體內(nèi)的miRNA其實(shí)更多與生理年齡關(guān)聯(lián)。這無(wú)疑說(shuō)明,生理年齡能更好指示機(jī)體的代謝變化,像是干細(xì)胞重編程[8]或細(xì)胞增殖[9]過(guò)程等。
當(dāng)然,在與其他算法的比較下,本次優(yōu)化后的算法更加精準(zhǔn),具有更好的關(guān)聯(lián)效果。至此,本次研究圓滿收官。

圖注:除去交集部分,本次研究改良后的BioAge算法與血漿miRNA水平有最好關(guān)聯(lián)度(藍(lán)色部分)
時(shí)光派點(diǎn)評(píng)
“宜未雨而綢繆,毋臨渴而掘井”,對(duì)待抗衰更應(yīng)如此。大多衰老相關(guān)疾病深諳“潛伏之道”,從發(fā)生到真正“浮出水面”,可能需要漫長(zhǎng)的數(shù)年時(shí)間。
衰老避無(wú)可避,永生尚且很難,難道我們只能坐以待斃?答案自然是否定,通過(guò)這次研究,我們驚喜發(fā)現(xiàn)僅需抽點(diǎn)血,便能清晰掌握機(jī)體衰老狀況,預(yù)測(cè)未來(lái)多種疾病發(fā)生概率,堪比穿梭時(shí)光隧道,與幾十年后的自己對(duì)話。
真希望這項(xiàng)技術(shù)能早日走近千家萬(wàn)戶(hù),幫助更多人擁有長(zhǎng)壽健康的未來(lái)。
—— TIMEPIE ——

參考文獻(xiàn)
[1] Wu, J.W., Yaqub, A., Ma, Y. et al. Biological age in healthy elderly predicts aging-related diseases including dementia. Sci Rep 11, 15929 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-95425-5
[2] Jazwinski, S. M., & Kim, S. (2019). Examination of the Dimensions of Biological Age. Frontiers in genetics, 10, 263. https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00263
[3] Klemera, P., & Doubal, S. (2006). A new approach to the concept and computation of biological age. Mechanisms of ageing and development, 127(3), 240–248. https://doi.org/10.1016/j.mad.2005.10.004
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[5] https://www.cdc.gov/nchs/nhanes/index.htm
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Rotterdam_Study
[7] Ashton, N.J., Janelidze, S., Al Khleifat, A. et al. A multicentre validation study of the diagnostic value of plasma neurofilament light. Nat Commun 12, 3400 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23620-z
[8] de Wolf, F., Ghanbari, M., Licher, S., McRae-McKee, K., Gras, L., Weverling, G. J., Wermeling, P., Sedaghat, S., Ikram, M. K., Waziry, R., Koudstaal, W., Klap, J., Kostense, S., Hofman, A., Anderson, R., Goudsmit, J., & Ikram, M. A. (2020). Plasma tau, neurofilament light chain and amyloid-β levels and risk of dementia; a population-based cohort study. Brain : a journal of neurology, 143(4), 1220–1232. https://doi.org/10.1093/brain/awaa054
[9] Mens, M., & Ghanbari, M. (2018). Cell Cycle Regulation of Stem Cells by MicroRNAs. Stem cell reviews and reports, 14(3), 309–322. https://doi.org/10.1007/s12015-018-9808-y
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