第10項衰老指標!?《Nature》子刊:AI免疫衰老時鐘 提早7年預測衰弱症

2021/07/13
第10項衰老指標!?《Nature》子刊:AI免疫衰老時鐘 提早7年預測衰弱症
美國時間12日,美國巴克衰老研究所(Buck Institute for Research on Aging)與史丹福大學研究團隊,利用人工智慧深度學習,創建了一個免疫衰老時鐘(inflammator
美國時間12日,美國巴克衰老研究所(Buck Institute for Research on Aging)與史丹福大學研究團隊,利用人工智慧深度學習,創建了一個免疫衰老時鐘(inflammatory clock of aging, iAge),不僅與壽命息息相關,還可以透過測量發炎負荷,來預測多種疾病、虛弱、免疫系統的健康與心血管老化,甚至結合其他評估,可提早7年預測到衰老所造成的虛弱症(frailty)。該研究發表於《Nature Aging》。
 
研究人員利用人工智慧,深度學習分析1001名8歲至96歲人們的血液免疫體學,發現一種與心臟衰老相關的趨化因子(chemokine)CXCL9,可用於早期檢測與年齡相關的病理發展,及早發現及早治療。
 
研究人員也發現,若抑制CXCL9或讓CXCL9基因沉默(Silencing),可以逆轉人類與小鼠的老化內皮細胞所表現出的功能喪失、細胞衰老和動脈硬化。
 
這項研究結果已在近代最有名的大型世代醫學研究之一—佛萊明罕心臟研究(Framingham Heart Study)的百歲老人及總死亡率數據中獲得驗證。
 
史丹福大學醫學院副教授David Furman表示,一個人免疫系統的年齡一定比實際年齡更與健康和長壽有關,從數據來看,百歲老人的免疫系統年齡通常比實際年齡小40歲,不過,試驗中也有發現一個例外,一個超級健康的105歲老人,其免疫系統為25歲。
 
此外,CXCL9與老化的關聯也在美國加州帕羅奧圖市(Palo Alto)一項有關心臟健康的研究中獲得驗證,該研究招募97名、25至90歲的健康成年人,研究人員發現CXCL9與脈搏傳導速度(pulse wave velocity, PWV)有關,而PWV是一種測量血管硬度的方法。
 
研究人員指出,若用一般實驗室檢測或臨床評估,這些受試者都很健康、無異樣,但若使用iAge檢測,便可預測哪些人可能患有左心室肥厚和血管功能障礙。
 
Furman表示,iAge可以透過評估免疫系統所累積的生理損傷,來追蹤多種慢性疾病的患病風險。
 
例如,可以透過免疫指標與從椅子站起走一段距離所需時間、可獨立自主的程度,來提前7年預測到老化所造成的虛弱,這7年讓我們能提早進行介入與預防老化後邁向衰弱。
 
Furman指出,2013年,《Cell》上的一篇文獻回顧(review article)統整出9大衰老的生物特徵,包含基因體不穩定、端粒磨損、表觀遺傳學改變、蛋白質恆定失調、營養攝取失調、粒線體功能障礙、細胞衰老、幹細胞耗竭以及細胞間溝通改變。
 
而Furman認為,隨著年齡增長,應更加關注免疫系統的改變,幾乎所有與老化相關的疾病都與發炎有關,若長期體內慢性發炎,將引起上述9項衰老生物特徵,因此,「發炎應是第10個衰老的生物標誌」。
 
Furman指出,目前十分缺乏可以用於辨識罹患單一或多種疾病的標準免疫指標,此次研究讓我們確定許多指標,包含與年齡相關的全身性慢性發炎和與心臟衰老相關的免疫蛋白,有望成為未來檢測並預防病變發生的指標。
 
參考資料:https://www.sciencedaily.com/releases/2021/07/210712122159.htm
論文原文:https://www.nature.com/articles/s43587-021-00082-y
 
(編譯/李林璦)