研究表明腸道細菌能夠揭示大多數人真正的年齡
據外媒報導,一項研究表明: 腸道細菌能夠揭示大多數人真正的年齡。研究發現,數十億的腸道細菌有助於人們消化食物,也維持著人類免疫系統的運作。科學家將這些腸道細菌稱為微生物群系統,但是人們對這個系統如何隨著時間的推移而變化知之甚少,甚至不知道一個“正常”的系統是什麼樣子的。
現在,研究人員對全球成千上萬人的腸道細菌進行了研究,得出了一個結論:微生物群是一個令人驚訝的精確生物鐘,能夠預測大多數人的年齡,相差不到幾歲。
為了探索微生物群是如何隨時間變化的,長壽研究員Alex Zavoronkov及其同事在馬里蘭州羅克維爾的一家人工智能初創公司insilico Medicine,對來自全球1165個健康人的3600多個腸道細菌樣本進行了研究。
在樣本中,約三分之一來自20至39歲的人,還有三分之一來自40至59歲的人,最後三分之一來自60至90歲的人。
然後,科學家們利用機器學習來分析這些數據。首先,他們對90%樣本中的95種不同種類的細菌,以及他們來自人群的年齡,進行了計算機程序的訓練,即一種深入學習算法,接著通過算法模擬了神經元在大腦中的工作方式。然後,他們用算法預測其餘10%的人的年齡。他們的算法準確預測某人的年齡,差值在4歲以內。研究報告顯示在95種細菌中,39種在預測年齡方面是至關重要的。
Zavoronkov和他的同事發現,隨著人的衰老,一些腸道細菌的數量會增多,比如霍氏真桿菌,一種被認為是重要的負責新陳代謝的腸道細菌。有一些腸道細菌減少了,比如與潰瘍性結腸炎有關的普通擬桿菌。研究衰老的哈佛大學生物學家Vadim Gladyshev說,飲食、睡眠習慣和體力活動的改變可能會導致細菌種類的這些變化。
Zavoronkov說,這個“微生物群老化時鐘”可以作為一個基線,用來測試一個人的腸道老化的程度或速度,以及酒精、抗生素、益生菌或飲食等東西是否對長壽有任何影響。它還可以用來比較健康的人和患有某些疾病的人,比如阿爾茨海默氏症,看看他們的微生物群落是否偏離正常標準。
如果這一觀點得到證實,科學家將可以預測生物年齡的其他生物標記物,包括端粒-與衰老有關的染色體尖端,以及DNA表達在一個人一生中的變化。將新的衰老時鐘與其他生物時鐘結合起來,可以更準確地反映一個人真實的生物年齡和健康狀況。它還可以幫助研究人員更好地測試某些干預措施,包括藥物和其他治療是否對衰老過程有任何影響。Zavoronkov說:“你不需要等到人們死後再進行長壽實驗。”
計算機科學家兼微生物研究員Robin Knight說,你可以根據一個人的腸道微生物群來預測他們的年齡,這種想法“非常可信”,對研究衰老的科學家來說也是“極大的興趣”。他是加州大學圣迭戈分校微生物創新中心主任。他的小組正在分析來自美國腸道項目的15000個樣本,這是他創建的一項全球微生物群研究,目的是類似的年齡預測器。
但他補充說,開發這樣一個時鐘所面臨的挑戰之一是,細菌在世界各地人們的內臟中存在著巨大的差異。Knight說:“將這類研究複製到明顯不同的人群中是非常重要的”,這樣可以確定在不同人群中是否存在明顯的老齡化跡象。
Knight說,目前還不清楚微生物群的變化是否會導致人們更快地衰老,或者這些變化是否僅僅是衰老的副作用。Insilo Medicine公司正在建立幾個基於機器學習的老化時鐘,這些時鐘可以與微生物群結合起來。
“在各種疾病中,年齡是如此重要的參數,”Zavoronkov說,“每一秒我們的年齡都在改變。”