年龄是一个除了生日蜡烛数字代表的实际年龄之外,还有写在我们脸上的年龄,以及我们的血液、大脑和表观遗传基因所反应出来的年龄,也就是所谓的“生物年龄”。
多项研究表明,生物年龄往往可以比实际年龄更可靠地预示未来健康,它可以帮助我们识别甚至预防疾病。通过跟踪我们变老的速度,还有助于延缓甚至逆转衰老的过程。
生物年龄透露衰老速率
关于衰老,最为经典的解释是端粒理论。端粒是染色体末端的遗传基因“顶盖”,每一次细胞分裂都会导致端粒变得更短,就像燃烧着的蜡烛灯芯一样。一旦端粒耗尽,细胞就会枯萎死亡。
但是,另一种新观点认为,衰老是机体能量不断修复细胞分裂时DNA故障的副产品。“老龄化是伴随着生育能力下降和死亡率增加的一种渐进的功能丧失。”英国纽卡斯尔大学衰老研究所的托马斯·柯克伍德说。
美国北卡罗莱纳大学的丹尼尔·贝斯基和他的团队,在对将近1000位成年人的18种不同细胞老化标记物 (包括血压和心血管功能在内) 进行研究后发现,其中一些人比实际年龄衰老得更快或更慢。例如,一位38岁女性的生物年龄是28岁,而另一位38岁男性的生物年龄是61岁。
如果生物年龄加速,是否意味着我们的寿命将更短呢?越来越多的研究表明,这是一个合理的假设。伦敦大学国王学院的詹姆斯·蒂蒙斯和他的同事对150个与衰老有关的基因表达进行调查分析后发现,与实际年龄相比,生物年龄与疾病的联系更为密切,如老年痴呆和骨质疏松症等。
多种方法测量生物年龄
中科院上海生命科学研究院计算生物学研究所所长韩敬东的科研团队在2015年,对300多位年龄在17至77岁的人进行脸部3D图像收集和分析后,创建了一套预测年龄的算法。当他们将这套算法应用于对一组新面孔进行预测时,发现同一年出生的人,面部年龄可相差6岁,40岁以后这种差异更加明显。
人体内的一些分子变化可以在脸上反映出来。例如,高水平的低密度胆固醇 (“坏”的胆固醇) 会导致脸颊肥胖和眼袋出现,而黑眼圈则提示肾功能或血液循环有问题。这些都表明,如果我们比实际年龄显老,很可能是潜在疾病的征兆。
血指标也能反映我们的生物年龄。血液年龄高于实际年龄的人,更容易出现健康问题。
测量生物年龄的另一种方法,是观察一种叫做“聚糖”的复合碳水化合物在体内分子上的附着方式,这一附着过程称为“糖基化”。克罗地亚萨格勒布大学的哥尔丹·劳克和他的同事最近发现,一种被称为“免疫球蛋白G抗体的糖基化”会随着我们年龄的增长而发生变化,因此可以通过观察这种变化来预测年龄。
“聚糖年龄似乎能够反映发生在体内的炎症情况。”劳克说。长期炎症导致细胞退化加速,因此加速变化的聚糖年龄可以作为一个预警信号,表明你的健康正处于危险之中。
还有一种迄今被认为衡量人类衰老程度最精确的方法———“表观遗传”测量法,它基于我们身体细胞内固有的“表观遗传”时钟。表观遗传指的是一个过程:被称为“甲基原子团”的化学标记被加入DNA或从DNA中被除去,进而对基因的开启或关闭产生影响。甲基化随着时间推移所产生的一些变化,可以用来估算年龄。
这一技术的创始人是美国加利福尼亚大学的史蒂夫·霍瓦兹。2011年,霍瓦兹和他的同事通过观察血液样本中的甲基化模式预测实际年龄,误差在5年之内。从那时起,他分析了超过1.3万个样本的数据,确定了可用以估计健康人年龄的甲基化模式,误差在2.9岁以内。“年龄估计的准确性不断给我带来惊喜。”霍瓦兹说。
重设生命时钟理论上是可行的
人的实际年龄和表观遗传时钟之间的差异,在肿瘤组织中最为明显。加利福尼亚大学的医学研究员特雷·伊德克和他的同事发现,肾、乳腺、皮肤和肺癌组织的表观遗传年龄,比患者的实际年龄几乎要衰老40%。
除了监测和帮助诊断疾病,这些检测能让我们更好地了解生命还剩余多少吗?表观遗传时钟与我们的死亡时间之间显然是有关联的。在霍瓦兹研究测试的人群中,大约5%的人有表观遗传年龄加速现象。未来十年中,他们的死亡风险比那些表观遗传年龄与实际年龄相符的人高出约50%。
如果我们的表观遗传时钟在“嘀嗒”声中已接近死亡,我们能做些什么来进行干预呢? 霍瓦兹已经开始了诱导多能干细胞 (iPS) 表观遗传年龄的研究。iPS可以被还原为胚胎状态的成人细胞,它们能够在体内转化为大多数类型的细胞。
iPS细胞的表观遗传年龄为零。将正常体细胞转化成干细胞是一种“极端的复兴过程”,霍瓦兹说,“你不会想对你所有的细胞做这件事,但这也许是一种可以通过基因修改对老化过程进行干预的策略。”这听起来像是科幻小说,但所有的表观遗传标记都是可逆的,因此在理论上重设时钟是有可能的。
另一个很有前景的方法是把年轻时的血液干细胞冷冻保存起来,等到年老时用来重建免疫系统。
虽然我们没有什么神奇的抗衰老疗法,但对我们的生物年龄多一些了解,仍可用以改善我们的健康。
目前,还没有任何安慰剂对照试验来确定某些生活方式干预是否能降低生物年龄,从而降低过早死亡的风险。但霍瓦兹确实发现,肥胖者肝脏的表观遗传时钟在加速,而那些经常吃鱼和蔬菜并适度饮酒的人,他们的表观遗传时钟走得更慢一些。
毫不惊讶的是,运动也对保持年轻状态有所帮助。在一项以5.7万多名中年人为测试对象的试验中,那些健康水平与更年轻者相当的人,在未来十年左右的死亡率更低。