老化时钟,旨在预测你的寿命

年龄不在于过了多少个生日。压力、睡眠、饮食都会影响着我们的器官如何应对日常生活的折磨。诸如此类的因素或会使你比同一天出生的人衰老的更快或者更慢,这意味着你的生理年龄和实际年龄会大不相同。

比起实际年龄,生理年龄或许更能反映你的身体健康状况,甚至死亡率,不过计算起来并不容易。过去十年来,科学家们一直在开发一种名为“老化时钟”的工具,它可以评估你体内的标记物,从而揭示你的生理年龄。

研究”老化时钟“背后的重要思想是:它们将从本质上预测人的器官退化程度,进而预测还有多少健康寿命。然而,尽管过去十年中开发了数百种时钟工具,但它们的准确性千差万别。研究者们仍在非常重要的问努力题:生理上的年轻意味着什么?

大多数老化时钟是根据表观遗传标记的模式来估计一个人的生理年龄的,具体来说,是一种叫做甲基的化学标记,它位于DNA上,影响基因的表达方式。DNA上数千个位点的甲基化模式似乎会随着我们的年龄而改变,尽管原因尚不清楚。

有些时钟承诺通过评估一个人的身体衰老的方式来预测寿命,而另一些时钟则更像一个速度计,追踪衰老的速度,用于特定的身体器官及多种动物物种的时钟已经被开发出来。

老化时钟的支持者已经在试图利用它们来表明抗衰老干预可以让人在生理上更年轻。但我们对时钟或时钟告诉我们的东西还不够了解,无法做出这样的断言。

跟踪时间

首个表观遗传老化时钟是在2011年开发出来的,当时加州大学洛杉矶分校的史蒂夫·霍瓦特(Steve Horvath)和他的同卵双胞胎兄弟马库斯(Markus)自愿参加了一项研究。这项研究在唾液样本中寻找可能解释性取向的表观遗传标记。(史蒂夫是直男,马库斯是同性恋。)

作为一名生物统计学家,霍瓦特主动提出对结果进行分析,发现这与性取向无关。但他也在寻找志愿者的年龄和表观遗传标记之间的联系。他说:“我从椅子上摔了下来,因为衰老的信号太大了。”

他发现甲基化的模式可以预测一个人的年龄,尽管这个估计与每个人的实际年龄平均相差5岁左右。

从那时起,霍瓦特就开始研究老化钟表。2013年,他开发出了霍瓦特时钟(Horvath clock),至今仍是最著名的老化时钟之一。他称之为“泛组织”时钟,因为它可以估计人体几乎任何器官的年龄。Horvath使用代表51种身体组织和细胞类型的8000个样本的甲基化数据构建了这个时钟。有了这些数据,他训练了一种算法,通过细胞样本来预测一个人的实际年龄。

其他的研究团队也开发了类似的时钟,现在有数百个。但霍瓦特估计,只有不到10种被广泛用于人类研究,主要用于评估饮食、生活方式或补充剂对衰老的影响。

测量年龄

这些时钟能告诉我们什么?视情况而定。大多数时钟都是用来预测实际年龄的。但康涅狄格州纽黑文耶鲁医学院的摩根·莱文说:“在我看来,这不是目标。我们可以问某人多大了。”

2018年,莱文、霍瓦特和他们的同事基于9个生物标志物开发了一种时钟,包括血糖和白细胞的血液水平,以及一个人的年龄。

作为另一项研究的一部分,他们使用了来自美国数千人的数据,该研究对参与者进行了多年的跟踪调查。莱文说,由此产生的时钟被称为DNAm表型,它比单纯基于实际年龄的时钟更能估计生物年龄。

根据时钟,莱文所说的“表型”年龄每增加一年,死于任何原因的几率就会增加9%,死于癌症、糖尿病或心脏病的风险也会增加。莱文说,如果你的生理年龄比实际年龄高,那么可以认为你比平均年龄衰老得更快。

但事实可能并非如此,纽约哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院的丹尼尔·贝尔斯基说。他说,生理年龄可能超过一个人的实际年龄有很多原因。

贝尔斯基和他的同事们基于对954名志愿者健康状况的跟踪研究,开发了一种更准确地测量生物衰老速度的工具,这些志愿者的年龄在25岁到45岁之间。研究人员观察了被认为表明各种器官功能良好程度的生物标志物,以及其他与一般健康有关的标志物。然后,他们开发了一种表观遗传“速度计,以预测这些值如何随时间变化。

霍瓦特和他的同事们也开发了另一种流行的时钟,叫做GrimAge,向死神致敬。霍瓦特声称这是预测死亡率的最佳方法,他已经将其应用到自己的血样中。

他说,他的结果与他两年前的实际年龄相符,但当他大约六个月前进行另一次测试时,他的GrimAge时钟比他的年龄大了四岁。这并不意味着霍法斯的寿命缩短了4年。他说:“你不能直接把这和你能活多久联系起来,”不过他认为这意味着实际上这比他应该衰老的速度快,,尽管他仍然不知道为什么。

嘈杂的时钟

其他人则利用研究结果中的变化来推断他们的衰老速度已经放缓,通常是在他们开始服用补充剂之后。但在很多情况下,这种变化可以被解释为许多表观遗传老化时钟是“嘈杂的”——容易出现随机误差,从而扭曲结果。

问题是,在人体的每一个甲基与DNA相连的区域,随着时间的推移会发生非常微小的变化。这些细微的变化可能会被甲基化估计中的错误放大。莱文说,这最终会成为一个巨大的问题,结果可能会在几十年之后出现偏差。

为了回答这个问题,他们正在“分解”现有的时钟并将其进行比较。他们希望找出不同的时钟的测量点,以及如何在未来建造更好的时钟。

莱文和她的同事们一直在努力消除这种噪音。她还试图了解衰老的时钟到底告诉我们什么。生理年龄较低究竟意味着什么?如何应用这些知识?

虽然老化的时钟可能是你整体健康状况的一个很好的指示器,但在大多数情况下,它们不够准确。“我认为他们还没有意识到自己的全部潜力,”莱文说。

霍瓦特说,这种潜力可能存在于临床健康检查中,时钟可以与血压和胆固醇测试一起使用,帮助人们了解自己的健康状况,或者是否有患病的风险。

他说:“表观遗传时钟永远不会取代临床标记物,(但)时钟会为临床标记物增值。”“我认为五年后我们将会有非常有价值的人类血液时钟,它们可以用于临床。”

与此同时,健康饮食、避免吸烟和足够的锻炼仍然是避免衰老影响的一些最好的方法。我们不需要新的老化时钟来证明这些策略可以帮助我们保持健康。


作者:Jessica Hamzelou

原创编译:梓色扬光

原文链接:https://www.technologyreview.com/2022/04/15/1050019/aging-clocks/

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