科学家能否通过一滴血液预测寿命?Can scientists predict life longevity from a drop of blood?

环球医讯 / 健康研究来源:www.news-medical.net美国 - 英语2025-06-09 08:00:00 - 阅读时长5分钟 - 2074字
一项新研究开发了一种基于表观遗传学的内在能力时钟,可以通过一滴血液或唾液来测量个体的实际衰老速度,并预测死亡率和与临床、免疫及生活方式因素的关系。
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科学家能否通过一滴血液预测寿命?

什么是内在能力?

2015年,世界卫生组织(WHO)引入了内在能力(IC),这是健康老龄化的一个关键组成部分。WHO将IC定义为“个人在任何生命阶段可以利用的所有身体和心理能力的总和”。

IC通过将传统的急性疾病治疗转向评估和保持个体的功能能力,从而促进健康老龄化。需要注意的是,IC在不同个体之间存在差异,通常在儿童早期达到顶峰,然后在中年后逐渐下降。然而,通过改变生活方式,IC可以在任何年龄得到改善。

《国际疾病分类》第11版最近标准化了IC作为功能老化指标的临床使用。到目前为止,已有几项研究开发了IC评分,其中低IC评分与更高的共病、日常活动困难、虚弱和跌倒增加相关。这些研究还建立了IC与健康相关因素之间的联系。

尽管IC可以有效衡量功能能力,但目前的定量测量协议非常复杂,需要复杂的设备和训练有素的人员。此外,与IC随年龄下降相关的精确分子和细胞机制尚不清楚。

关于研究

当前研究旨在使用INSPIRE Translational (INSPIRE-T)队列的数据构建一个新的IC表观遗传预测器(IC时钟)。该队列是一项正在进行的为期10年的随访研究,评估IC变化和衰老及相关疾病的生物标志物。其参与者年龄在20至102岁之间,具有不同的功能能力水平。

对INSPIRE-T队列中的1000多名参与者进行了DNA甲基化(DNAm)分析。使用DNAm β值和IC评分,通过弹性网络回归和十折交叉验证构建了一个IC预测模型。

IC时钟应用于Framingham心脏研究(FHS),以揭示DNAm IC与死亡率、健康临床标志物和生活方式之间的关系。

转录组数据和细胞组成的变化被用来评估IC的分子和细胞机制。

研究发现

临床评估工具用于开发IC评分(范围从0到1),代表不同领域的年龄相关衰退,如感觉、认知、心理、运动和活力。IC评分为1表示最佳健康结果,而评分为0表示最差结果。

所有研究的IC领域都与年龄呈负相关。本研究发现,男性在心理和活力领域的IC评分较高,而女性在感觉领域的IC评分较高。性别在认知和运动领域没有差异。

连续两阶段模型回归分析显示,女性参与者经历较早的感觉衰退,而男性参与者经历较早的认知衰退。这一发现表明,女性比男性更长时间地维持思考、记忆和推理等认知功能。

总体IC评分与每个领域相比显示出强正相关,这突显了IC评分的整合性质。感觉和心理领域之间的相关性最高和最低。

在所有研究指标中排名最高的模型,即最高相关性、最低误差和较少的胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤(CpG)位点,显示IC与基于DNAm的预测值之间的相关性为0.61。虽然基于年龄的相关性很强,但系数最高的CpG位点与实际年龄几乎无关。

新构建的IC时钟与第一代和第二代表观遗传时钟进行了比较。观察到DNAm IC与表观遗传时钟之间呈负相关,PhenoAge显示出最强的相关性,其次是Hannum时钟。本研究表明,可以从唾液和血液样本中计算出DNAm IC。

本研究还确定了578个基因(如MCOLN2和CD28基因)的表达与DNAm IC变化显著相关。IC时钟中的CpG位点与至少一个相关基因的表达之间显示出0.21的相关性。这一观察证实了IC时钟与DNAm IC的基因表达特征之间的稳健连接。

为了确定与DNAm IC基因表达特征相关的生物学过程,进行了基因本体(GO)富集分析。IC表达特征在与细胞衰老和慢性炎症相关的基因中强烈富集。IC时钟检测到了与功能性免疫衰老变化相关的血液中的各种免疫衰老方面。

本研究观察到,基因组不稳定性、线粒体功能障碍和蛋白质稳态丧失与特定IC领域的功能有关。较高的活力评分与线粒体电子传递基因相关,而较高的心理评分则与DNA损伤反应途径相关,较高的感觉评分与蛋白质稳态和免疫反应途径相关。

FHS中1,680名个体的死亡率数据用于确定DNAm IC是否与全因死亡风险或与年龄相关的条件增加相关。发现DNAm IC与全因死亡风险的相关性更强。本研究估计,高DNAm IC的个体平均比低DNAm IC的个体多活5.5年。

值得注意的是,本研究表明,摄入富含长链ω-3脂肪酸的鱼类和遵守推荐的糖摄入量可以促进IC的维持。尽管研究了多种饮食因素,但在多重测试调整后,只有鱼源性ω-3和遵守糖指南仍然显著。

研究人员还指出,IC在非常老的年龄迅速下降。由于该年龄段的数据有限,他们的预测模型对于IC评分极低的个体不够强大。

此外,尽管IC时钟与死亡率和健康结果密切相关,但该研究不能确定改善DNAm IC必然会导致更好的健康结果或更长的寿命。

结论

本研究基于多个临床、功能、免疫和炎症成分以及生活方式选择,建立了一个与年龄相关的IC衰退的生物钟。

该IC时钟可以从血液和唾液中估算,并且在预测死亡风险方面优于现有的表观遗传时钟。然而,还需要进一步的研究来澄清因果关系,并在更多样化的群体和功能能力极低的人群中验证IC时钟。

一个人的IC可以用来指导衰老干预措施,但这些结果应考虑研究的局限性和进一步验证的必要性。


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