斯坦福大学的研究人员分析了近45,000人的血液样本,发现脑部“年轻”的人比脑部提前衰老的人寿命显著更长,即使他们的实际年龄相同。
这项发表在《自然医学》(Nature Medicine)上的研究表明,人体内各个器官的衰老速度存在显著差异。通过测量血液样本中的近3,000种蛋白质,科学家现在可以估算11个主要器官的生物学年龄,并在症状出现前几年预测疾病风险。
脑部是长寿的关键
“脑部是长寿的守门人,”斯坦福大学神经病学与神经科学教授Tony Wyss-Coray解释说。“如果你的脑部老化,你死亡的可能性就更高。如果你的脑部保持年轻,你很可能会活得更久。”
脑部极度衰老的人患阿尔茨海默病的风险高出3.1倍——这相当于携带一个APOE4基因拷贝(该病最强的遗传风险因素)。相反,脑部保持年轻的人患阿尔茨海默病的风险降低了74%,这类似于拥有两个保护性APOE2基因拷贝的效果。
死亡率的差异非常显著。在15年内,脑部衰老的人死亡风险增加了182%,而脑部年轻的人死亡风险降低了40%。
器官特异性疾病预测
由Hamilton Oh领导的研究团队识别出在血液中循环的器官特异性蛋白质,这些蛋白质揭示了每个器官的生物学状态。大约15%的测量蛋白质来源于单一器官,形成了脑、心脏、肝脏、肾脏等系统的独特分子特征。
利用机器学习算法,科学家将个体的蛋白质谱与年龄调整后的平均值进行比较,为每个器官分配了生物学年龄。三分之一的参与者至少有一个器官被归类为“极度衰老”或“极度年轻”——即偏离正常衰老模式超过1.5个标准差。
关键疾病关联包括:
- 衰老的心脏预测房颤风险增加75%,心力衰竭风险增加83%
- 衰老的肺部与慢性阻塞性肺病(COPD)风险增加39%相关
- 衰老的肾脏与慢性肾病风险增加66%相关
- 衰老的脑部显示出最强的阿尔茨海默病预测能力
多器官衰老的累积效应
多个器官的衰老会显著放大死亡风险。拥有2-4个极度衰老器官的人死亡风险增加了2.3倍,而拥有5-7个衰老器官的人死亡风险增加了4.5倍。拥有8个或更多衰老器官的人死亡风险增加了8.3倍——超过60%的人在15年内死亡。
然而,并非所有年轻的器官都能提供保护。只有年轻的脑部和免疫系统显著降低了死亡风险。同时拥有年轻脑部和免疫系统的人死亡风险降低了56%。
脑部衰老的分子洞察
脑部衰老的特征揭示了白质退化的意外发现。大约一半的脑部衰老蛋白来源于少突胶质细胞——这些细胞产生髓鞘,即神经纤维周围的脂肪绝缘层。这表明白质退化在脑部衰老中起着关键作用。
关键的脑部衰老蛋白包括神经丝轻链(NEFL),这是一种在临床试验中使用的神经损伤标志物,以及胶质纤维酸性蛋白(GFAP),表明脑部的炎症反应。分析还突出了参与神经元周围网结构的蛋白质——这些特殊结构稳定了脑部连接。
有趣的是,基于血浆的脑部年龄与基于MRI的脑部年龄测量仅存在微弱相关性,这表明它们捕捉的是脑部衰老的不同方面。“MRI脑部年龄反映的是全局性细胞损失,而血浆脑部年龄则捕捉与细胞状态和相互作用相关的分子变化,”研究人员指出。
生活方式与干预潜力
器官年龄的测量对生活方式因素有反应。吸烟、饮酒和加工肉类摄入加速器官衰老,而锻炼、食用鱼类和更高的教育水平促进了器官年轻的状态。某些药物,包括雌激素治疗和抗炎药物,也与更年轻的器官年龄相关。
Wyss-Coray设想使用这些测量方法在疾病发生前测试抗衰老干预措施。“这种方法可以推动人类实验,测试新的长寿干预措施对各个器官生物学年龄的影响,”他解释说。
这项技术可能在未来2-3年内实现商业化,有望将医学从治疗疾病转向预防疾病,通过在症状出现几十年前监测器官健康。随着医疗保健向个性化预防方向发展,基于血液的器官衰老检测成为延长健康寿命和寿命的有力工具。
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