假如可以预知能活多久……哈佛科学家开发预测寿命的“生命时钟”

学术经纬 2020-09-16 23:09

▎药明康德内容团队编辑


你的年龄有多大? 

通常我们按照日历计算,以出生时间为起点,计算至今活了多久。然而,这种实际年龄(chronological age)未必真正体现一个人的生理年龄(biological age)。毕竟,遗传、营养、感染、压力等种种因素会让老化速度因人而异,每个人“显老”的程度不一样。

实际年龄与生理年龄未必一致(图片来源:Pixabay)

为了更准确地测出一个人老化、衰弱的程度,科学家们开发了一些方法,例如测肌肉力量或步态,比较染色体的端粒长度,等等。研究衰老的科学家们希望,最终能构建出一套衡量“老”的全面指标,不仅可以预测出一个人还能健康活多久,同时有助于阐明哪些因素导致了老化相关的疾病,哪些方法可以延长寿命

哈佛大学的David Sinclair教授是抗衰老领域的知名科学家,最近他领衔的研究团队朝着这个目标前进了一步。他们利用人工智能,开发出两款“生命时钟”,可以在小鼠身上衡量其生理年龄,并预测出衰老的小鼠还能活多久

研究结果发表在《自然》旗下的学术期刊Nature Communications上(参考资料[1])

在这项工作中,研究团队对60只小鼠进行了一年多的健康跟踪,从它们21个月起,直到自然死亡。研究人员表示,这是首次有研究追踪小鼠一生的衰弱变化

每6周,研究人员就给小鼠做一次“体检”,测试项目包括行走能力、驼背程度、听力和视力等。采用的这些指标也是在测量人类衰老程度时常用的。

▲从毛发、步态、骨骼形态等多方面可以看出左边的年老小鼠更衰弱(参考资料[2];Credit:Alice Kane)

然后,研究人员利用人工智能,训练了两种计算机模型学习小鼠的体检数据。一个模型叫FRIGHT,从衰弱程度推断小鼠的生理年龄有多老。另一个模型叫AFRAID,更像是生命倒计时时钟,预测衰老小鼠的剩余寿命。利用AFRAID,研究人员最多可以提前一年预知小鼠的预期寿命——相当于提前三分之一的“鼠生”,准确性在2个月内。

研究人员介绍,他们给两个模型取这样的名字是因为衰老和死亡通常令人恐惧。“衰老的许多方面确实令人恐惧,但我们希望找到延缓衰老、甚至返老还童的方法,让我们的生理年龄更长久地保持年轻。”这项研究的主要作者之一Michael Schultz博士说。

图片来源:Pixabay

科学家们指出,这类生命时钟有助于加速找到长寿基因和延缓衰老的方法。“通常,要研究某种药物或饮食干预方式是否能减缓衰老,就算在小鼠身上也要长达3年的时间来跟踪。”该研究的另一位主要作者Alice E. Kane博士说,“有了预测性生物识别技术,我们可以更快地确认干预措施是否起作用。”

当然,小鼠与人在生理上有着很大差别,而且行为、环境和社会因素对人类健康的影响显然要复杂得多,因此目前这两款“生命时钟”还不能用于预测人类的健康、生理年龄和寿命。

但研究人员认为,从原理上来讲,人的各项衰弱指标也可以用来开发像AFRAID这样的“生命倒计时”时钟,“前提是有这样的数据集,从60岁追踪到90岁,并有重要的死亡率随访数据。”Schultz博士说,“据我们所知,目前还没有如此庞大的纵向研究数据集。”

假如有了这样的生命时钟,可以准确预测人的健康状况和预期寿命,你会怎么做呢?也许我们有机会更早地改变不良的生活方式,或是采用药物干预,从而获得更长的健康寿命。


参考资料
[1] Michael B. Schultz et al, (2020) Age and life expectancy clocks based on machine learning analysis of mouse frailty. Nature Communications. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-18446-0
[2] On the Clock. Retrieved Sep. 16, 2020, from https://hms.harvard.edu/news/clock


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