在你的体内，衰老以惊人的不同速率展开。格雷琴·雷诺兹（Gretchen Reynolds）更新于2024年11月26日星期二，北京时间下午12:16。11分钟阅读 链接已复制
通过使用先进的分子生物学、遗传学和大数据来分析血液样本，科学家可以发现有些人是“心脏加速老化者”，这意味着他们的心脏看起来比身体其他部分老得多。最近，斯坦福大学的科学家开始思考为什么基因相同的实验小鼠，在相同的条件下饲养，到了老年却会有如此大的差异。有些小鼠可以轻松通过认知测试并在跑步轮上飞快奔跑，而另一些小鼠则会忘记简单的任务，蹒跚前行。从基因上看，它们依然无法区分，但它们的晚年生活却截然不同。
科学家们试图解开这些小鼠体内的变化，重新定义了我们对衰老的理解。这一研究开启了一个新的领域，即“器官衰老”，研究不同部位的器官似乎比其他部位更早开始衰老，这影响了我们会患上哪些疾病以及能活多久。
研究表明，衰老并非严格的时间过程，不仅仅是时间的流逝。曾经被认为是稳定、可预测的衰退，影响着我们身体的每一个部分，现在看来，衰老比我们以前认为的要更加随机，可能在我们甚至还没有考虑衰老之前，就已经在我们身体的不同部位开始了。
衰老也是个性化的，在我们每个人体内以独特的分子水平发生，这个过程可能部分在我们的控制范围内。一旦我们知道自己的器官是如何衰老的，我们可能通过生活方式的改变来减缓或加速这一过程。
通过使用先进的分子生物学、遗传学和大数据来分析人们的血液样本，科学家可以发现有些人是“心脏加速老化者”，意味着他们的心脏看起来比身体其他部分老得多，或者他们是“大脑加速老化者”，拥有相对较老的大脑，或者如果幸运的话，他们可能是“大脑年轻化者”，拥有比其他任何器官都年轻的头脑。或者他们可能是“肌肉加速老化者”或“肝脏年轻化者”。几乎任何器官都可能是最早出现极端衰老迹象的器官。
这对我们的健康影响巨大。在迄今为止最大规模的人类器官衰老研究中，斯坦福科学家发现，“心脏加速老化者”比其他人更容易发展成心力衰竭，而“大脑年轻化者”在晚年患痴呆症的风险比普通人低约80%。
研究结果强调了“衰老是多么复杂”，斯坦福大学博士后研究员、该研究的主要作者哈密尔顿·塞-惠·奥（Hamilton Se-Hwee Oh）说。这些结果也代表了人类衰老科学广泛且常常被夸大宣传的一部分，首次且可能是最实用的收获。
最新的生物年龄思考方式
衰老远比我们许多人预期的更为不规律。“你可以取基因完全相同、在同一笼子里用同样的食物和处理方式饲养的一切条件完全相同的动物，但它们在衰老过程中表现出不同的分子变化、功能下降和疾病，”斯坦福大学Phil和Penny Knight脑部韧性计划主任、最近关于器官衰老的斯坦福研究的资深作者托尼·维斯-科拉伊（Tony Wyss-Coray）说。
将这些动物区分开来的是它们的生物年龄，这是器官衰老研究的核心概念。我们都有一个根据出生日期计算的生理年龄。多年来，科学家一直在完善另一个生物年龄的定义，它标志着我们的身体功能如何。我们的生物年龄可能比出生年龄更老或更年轻。
“我们都知道，有些50岁的人看起来并不像他们的实际年龄，无论是好是坏，”洛杉矶加州大学分子生物学家、布罗德干细胞研究中心主任、研究衰老和长寿的托马斯·兰多（Thomas Rando）说。这些人的生物年龄可能与他们的实际年龄不同。
在过去十年中，科学家开始利用机器学习和复杂的新型生物技术的力量，创建旨在估计生物年龄的“时钟”。这些时钟依赖于对数千人和动物的各种年龄段的血液和其他组织样本的分析。
通过分析这些样本，科学家们确定了按年龄划分的相似性，重点关注特定的基因活动模式或在特定年龄段常见的分子水平。这些模式可以用作生物年龄的生物标志物。
例如，如果一个40岁的人的基因活动与大多数其他40岁的人相符，那么这个人就是40岁的生物年龄。但如果他的基因模式更接近于典型的30岁或50岁的人，那么他就会被认为在生物年龄上与他的实际年龄不符。
目前市面上有几十种家庭测试承诺通过颊拭子或其他样本估计生物年龄。这些测试都没有获得食品药品监督管理局（FDA）的批准。价格高达500美元。许多科学家担心这些测试依赖于对科学家最初开发的衰老时钟算法的过度简化和不可靠的解释。
“我做了很多这种现成的测试，”纽约阿尔伯特·爱因斯坦医学院老龄化研究所主任尼尔·巴兹莱（Nir Barzilai）说。“结果显示我的年龄从比我实际年龄小20岁到大3岁不等。”
但一个更深层次、更难以解决的问题是，DIY生物年龄测试提供的是整个身体衰老的单一估计值。越来越多的证据表明，衰老并不是这样运作的。
衰老快或慢
2020年，《自然》杂志发表了第一项主要的器官衰老研究，维斯-科拉伊和其他研究人员追踪了所有年龄段的实验室小鼠17个器官的基因活动和其他细胞变化。结果表明，这些啮齿动物的某些器官在个体之间、器官之间，甚至在同一器官内的不同细胞之间，衰老速度更快或更慢。
这一发现强化了科学家们日益增长的感觉，即“衰老不是线性的”，维斯-科拉伊说。
这项小鼠研究和其他研究还暗示，器官衰老的顺序可能会影响终生健康，快速衰老的器官可能增加后来患病的风险，而且衰老可能在某种程度上是“传染”的，最先衰老的器官释放的生化物质可能会启动身体其他部位的衰老过程。
然而，小鼠毕竟不是人类，因此下一步显而易见的步骤是在人类身上重复小鼠研究，看看结果是否相似。然而，有一些障碍。
不可能从活人身上获取某些器官（如大脑）的组织样本。因此，维斯-科拉伊和他的同事需要采用不同于小鼠的方法。
2023年发表在《自然》杂志封面的一项研究中，他们选择了蛋白质，维斯-科拉伊说：“蛋白质是生命的基础。”蛋白质在基因表达过程中由细胞产生，并不断释放到血液中，成千上万的蛋白质在我们体内流动。但有些蛋白质是特定器官独有的。例如，肝细胞中的某些基因产生的蛋白质只能来自肝脏。神经元和肺细胞中的基因也是如此。先前的研究已经对这些器官特异性蛋白质进行了分类，其中一些已经在标准血液检查中用于检查人的健康状况。
有了这些数据，科学家们从现有的健康数据库中收集了大约5700名不同年龄段的男女的血液样本记录。利用这些数据，复杂的机器学习模型为11个器官创建了分子的年龄相关特征：心脏、肺、动脉、大脑、脂肪、免疫系统、肠道、肾脏、肝脏、肌肉和胰腺。
此时，科学家们可以通过血液中的蛋白质模式识别出40岁和50岁人的肝脏。他们还可以识别出人们器官的年龄特征与其实际生理年龄之间的差距。
结果表明，许多人的器官相对较为衰老。根据血浆蛋白，近5700名男性和女性中有约20%至少有一个器官显著老于他们的出生年龄。这些受影响的器官因人而异，形成了科学家们称为“年龄型”的现象。那些心脏特别老的人被称为“心脏加速老化者”，而脂肪组织特别老的人则是“脂肪加速老化者”。
或许最重要的是，每个衰老的器官都与相关疾病的风险大幅升高有关。无论中年人还是老年人，“心脏加速老化者”在未来几年内患心力衰竭的风险比其他人高出250%，而“肌肉加速老化者”则面临更高的步态问题风险，依此类推。
年轻大脑的好处
然而，大约5700名研究参与者虽然在许多生物学研究中算是较大的样本量，但对于研究人员来说，仍然太小，无法深入探讨年轻器官的存在或影响。
因此，对于最新的一项研究，大多数相同的科学家转向了英国生物银行庞大的数据集，收集了约44530名40至70岁加入生物银行的男女的血液和健康记录。研究人员分析了血液中的器官衰老蛋白质，比较了11个器官的生物年龄与人们的实际年龄，并检查了接下来十年左右这些人是否患有疾病或死亡。（该研究处于预印本阶段，尚未经过全面同行评审，但作者预计同行评审和出版将很快完成。）
在这一更大的群体中，关联变得更加明显。大约33%的男性和女性至少有一个器官“极度”老化，与他们的实际年龄相比。另有26%的人有两个或多个极度老化的器官，有些人甚至多达八个。
研究人员再次发现器官年龄与疾病和寿命之间的联系。心脏加速老化者面临心力衰竭和心房颤动的风险；肺加速老化者发展成慢性阻塞性肺病；而对于肝脏加速老化者，则是慢性肝病。
但大脑衰老的影响最为显著。大脑极度老化的人患阿尔茨海默病的风险是其他人的3.4倍，而另一方面，大脑相对年轻的人患阿尔茨海默病的风险比同龄人大脑的人低81%。
年轻大脑的好处还延伸到寿命，大脑年轻化者通常比大脑加速老化者活得更久。事实上，研究作者写道，老化的脑是所有器官中“最强烈预测死亡率”的，这“表明大脑可能是人类寿命的中心调节器”。
改变我们的器官年龄
然而，新研究中最重要的一点是，器官年龄“似乎是可塑的”，奥说。
当奥和其他科学家在新研究中将人们的器官年龄与他们的生活方式进行比较时，他们发现经常吸烟、饮酒或吃加工肉类的人容易加速器官老化，而经常锻炼或吃富含油脂鱼类的人则更有可能拥有年轻的器官。
有趣的是，研究人员发现，雌激素也明显影响了绝经期女性的器官老化。使用补充雌激素的女性，其免疫系统、肝脏和动脉相对年轻，而未使用的女性则不然。
为什么和如何饮食、运动、激素或其他生活方式和医疗选择会影响器官老化尚不清楚，奥说。实际上，目前仍无法精确地解释为什么我们的器官以不同的速率老化。这可能是基因、生活方式、运气或所有这些因素共同作用的结果，也可能都不是。
尽管如此，了解我们的“年龄型”可以帮助指导我们的健康决策，奥说。例如，知道自己是“心脏加速老化者”的人，即使目前没有症状，也应该考虑更频繁的心脏检查和饮食及运动改变，比如减少超加工食品的摄入，每天至少步行30分钟，而“肌肉加速老化者”则可以建议进行重量训练，这在细胞水平上有助于肌肉健康。
“这项关于器官衰老的研究非常有趣，因为它确实表明，我们可能能够在不同系统中更详细地了解某个人的衰老情况，”圣地亚哥Altos实验室的首席研究员摩根·莱文（Morgan Levine）说，她被认为是全球生物年龄时钟领域的权威之一。她没有参与这项新研究。
诊断年龄型的血液测试可能即将问世，尽管可能还需要几年时间才能通过FDA验证并作为常规健康检查的一部分提供，奥说。“我们总是需要更多的研究。”（未经验证的消费者测试可能会更早出现，但他表示，这些测试可能不可靠。）
希望这些测试能够显示我们身体的哪些部分——心脏、大脑、肾脏、皮肤、脂肪、肠道或其他部分——衰老最快，以及我们可以做些什么来改变这一点。
“我们可能能够改变我们的衰老方式，这正是这项研究令人兴奋的地方，”奥说。
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