美簡單血液測試可測器官衰老程度 助及早預防相關疾病

年紀越大,身體機能亦會衰退,但每個器官的衰老程度都不同。最新刊於《自然》的研究指,已開發出一種簡單的血液測試來測量心臟和大腦等單一器官的衰老速度,而當某個器官比一個人實際年齡顯著「老」時,團隊發現這會與該器官相關的死亡和疾病風險就會急劇上升。

衰老是包括糖尿病、心臟衰竭、癌症和阿茲海默症等世上一些最大殺手的關鍵推動因素。人類的實際年齡提供了一些關於患這些疾病的風險的資訊,但為了改善健康檢測的準確性,學界一直嘗試開發「生物年齡」的衡量標準,以更能反映身體的衰老或損耗程度,例如監測人一生中 DNA 的化學變化,以及追蹤腸道微生物的組成。

有參與是次研究的史丹福大學神經科學家 Tony Wyss-Coray 表示,過往的方法大多無考慮到各個器官以不同速度累積問題。同時,例如組織活檢這類研究單一器官的現有方法,可能對於患者是很麻煩或昂貴。

為了研發一種實用、針對特定器官的衰老測量方法,Wyss-Coray 的團隊列出了在 11 個主要器官包括心臟、大腦、腎臟、肝臟和胰臟等特別集中的蛋白質清單。然後,團隊測量了逾 1,000 名年齡在 27 至 104 歲的健康人士血液樣本中這些蛋白質的水平。當將這些資訊輸入至機器學習演算法,團隊就得到了典型的 55 歲心臟或 75 歲肝臟的蛋白質特徵。

團隊此後掃描了先前 5 項醫學研究中共 5,500 多人的血液樣本,以了解他們的器官老化速度是否比預期快或慢。此批樣本主要來自老年白人,而其蛋白質特徵顯示,大約五分之一人有一個器官看起來比實際年齡老得多;近 2% 的人有兩個或以上器官老化比實際高。

某些器官的嚴重老化與特定的健康狀況有關。例如,患有高血壓或糖尿病的人的腎臟看起來比實際年齡平均大 1 歲。 Wyss-Coray 指出,阿茲海默症與該團隊研究的幾乎所有器官的加速老化跡象有關,這個發現可能反映了大腦對身體其他部位損傷的敏感性。

部分研究在參與者最初的血液測試後對其進行了多年的跟踪,因此研究人員還可以檢查一個人器官的生物學年齡是否可以預測未來的健康問題。果然,幾乎所有器官的加速老化都與接下來 15 年更高的死亡風險有關,而且有些疾病與特定器官的衰老有關。例如,心臟年齡增加 4 歲,心臟衰竭的風險就會增加逾 1 倍,而大腦年齡增加則與未來認知能力下降的可能性增加有關。

Wyss-Coray 表示,一種簡單的器官老化測量方法可讓醫生預測誰有患何種疾病的風險,或可以及時預防疾病。 Wyss-Coray 與團隊已就相關檢測技術申請專利,並創辦了公司追蹤衰老和疾病中的血液蛋白質。他指出,方法在臨床研究中也可能有用,也許可衡量藥物或生活方式改變的效果,以減少與老化相關的疾病。

不過,華盛頓大學生物統計學家 Daniela Witten 質疑,「器官年齡特徵」比現有血液檢測和其他檢測中,在推斷出患者健康狀況上,可為醫生提供多幾多資訊。她補充,除了本研究中使用的五個特定群組之外,技術的實際效果如何還有待觀察。

Wyss-Coray 同意方法需要在更大、更多樣性的人口中進行進一步驗證,並表示他的團隊計劃使用來自英國生物銀行的數萬人數據進行分析。他亦希望在小鼠身上複製這些發現,更詳細地探索特定蛋白質與器官老化之間的潛在關聯。

來源:
Science, Not all organs age the same. ‘Older’ ones may predict your risk of disease

報告:
Oh, H.SH., Rutledge, J., Nachun, D. & et al. (2023). Organ aging signatures in the plasma proteome track health and disease. Nature 624, 164–172. doi: 10.1038/s41586-023-06802-1

文/AC

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