Nature子刊:痴呆症难预魔咒终打破,血液检测透露你的衰老动向

导读
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清晨起床,走到镜子前,你是否相信,也许你比镜像里的自己更年轻?对于个体而言,你究竟有多老,还得看皮囊之下的生理年龄。
近期,发表于《Nature》子刊的一项研究指出,对普通人群而言,仅需简单抽点血,就能知道生理年龄,进而预测未来寿命及多种疾病风险,关注一种名为神经丝轻链(NfL)的指标,即可知晓健康老人未来痴呆症发病率[1],打破了痴呆症难预难测的魔咒。

图注:该研究全文于2021年8月5日在杂志《Scientific Reports》上刊登

研究亮点:优化生理年龄专属算法
生理年龄能衡量生物老化过程的进展[2],但如何精确计算它却一直是个老大难问题。当前算法依赖于实际年龄开发,得到的结果也受其干扰,并非是准确的生理年龄[3]。
2018年,加州大学一项研究在甲基化时钟基础上,结合血液标志物复合临床测试,提出表型甲基化年龄[4]。在此基础上,本次样本范围扩大至健康的高龄老人[5],并持续优化、开发出独立于实际年龄、更好预测神经系统疾病的算法:BioAge1与BioAge2。
具体来看,BioAge1模型包括C反应蛋白(CRP)、碱性磷酸酶、白细胞计数等九项生物标志物指标,而BioAge2在此基础上增加了4类神经系统退行性标志物,包括血浆神经丝轻链水平(NfL)、总tau蛋白与淀粉样蛋白-40及-42。

图注:BioAge1算法中纳入的所有生理生物标志物

改良算法可预测衰老动向,
NfL卫冕最佳神经系统标志物
BioAge1和BioAge2不负众望,都很好预测了受试者的衰老走向,它们共同指出生理年龄每增长一年,全因死亡风险增加11%,多种疾病的首次发病风险平均增加7%。

图注:BioAge1(左图)、BioAge2(右图)与发病率或全因死亡率风险的关联
不仅摆脱了实际年龄的束缚,在校正性别等协变量因素后,可以看出,这套算法能非常有效的预测死亡率风险。

图注:BioAge1(上图)、BioAge2(下图)与死亡率风险关联
更令人振奋的是,以往让学界束手无策、难预难防的痴呆症居然也得到很好预测,尤其在纳入NfL的BioAge2模型中(其他3类标志物无显著关联),神经系统衰老得到了更精准的指示。
这一结果也遥相呼应了今年6月同样刊登在《Nature》子刊的另一篇重磅研究:只需测试NfL一个指标,就能确认神经退行性疾病存在,准确度可达90%以上[6]。
看来NfL作为神经轴突损伤标志物[7],可以说是预测神经系统变化的不二佳选,这最佳标志物的名头丝毫不虚。

文末思考:你今年多大了?
随着对人体衰老的认知加深,我们已经逐渐意识到,表示时间流逝的实际年龄,对预测衰老并无过多参考价值。既不能很好预测寿命长度,也无法告诉你未来哪种疾病会到来。相比之下,身体内流淌的血液中倒是隐藏了不少密码。
本次试验最后还测试了不同老人的血浆microRNA(miRNA)代谢情况,发现某一时刻机体内的miRNA其实更多与生理年龄关联。这无疑说明,生理年龄能更好指示机体的代谢变化,像是干细胞重编程[8]或细胞增殖[9]过程等。
当然,在与其他算法的比较下,本次优化后的算法更加精准,具有更好的关联效果。至此,本次研究圆满收官。

图注:除去交集部分,本次研究改良后的BioAge算法与血浆miRNA水平有最好关联度(蓝色部分)
时光派点评
“宜未雨而绸缪,毋临渴而掘井”,对待抗衰更应如此。大多衰老相关疾病深谙“潜伏之道”,从发生到真正“浮出水面”,可能需要漫长的数年时间。
衰老避无可避,永生尚且很难,难道我们只能坐以待毙?答案自然是否定,通过这次研究,我们惊喜发现仅需抽点血,便能清晰掌握机体衰老状况,预测未来多种疾病发生概率,堪比穿梭时光隧道,与几十年后的自己对话。
真希望这项技术能早日走近千家万户,帮助更多人拥有长寿健康的未来。
—— TIMEPIE ——

参考文献
[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
[4] Levine, M. E., Lu, A. T., Quach, A., Chen, B. H., Assimes, T. L., Bandinelli, S., Hou, L., Baccarelli, A. A., Stewart, J. D., Li, Y., Whitsel, E. A., Wilson, J. G., Reiner, A. P., Aviv, A., Lohman, K., Liu, Y., Ferrucci, L., & Horvath, S. (2018). An epigenetic biomarker of aging for lifespan and healthspan. Aging, 10(4), 573–591. https://doi.org/10.18632/aging.101414
[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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