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实际年龄相同的两个人,为何一个看上去像大叔,另一个却似“小鲜肉”?
衰老是导致人类许多复杂疾病的主要因素。精准预测一个人的衰老程度可以帮助分析与衰老相关的疾病的发生风险,并由此有针对性地设计个性化医疗和保健方案。
一直以来,医学界致力于衰老研究,并期待能找出永葆青春的密钥。而既有的人体衰老分析指标主要来自血检,包括胆固醇、高密度胆固醇、白蛋白等,尚未形成完整的指标体系,效果不理想。
中科院上海生科院计算生物学研究所韩敬东研究组另辟蹊径,用计算生物学方法对人的面部进行了研究。他们发现,三维面部形态可以作为衰老的标识,通过分析人脸三维图像,能精准预测一个人的生理年龄,而这有望为设计个性化医疗和保健方案以及评价抗衰老药物的效果提供标准。近日,该成果在线发表于《细胞研究》。
Cell Research 文章的两张图片,分别是17-29,60-77岁女性和男性的平均脸。
容易觉察的面部衰老
实验开始于2012年。当时,韩敬东与团队只想把面部形态的变化当作一个表型,即作为验证衰老与血液关系的辅助指标进行研究。
不过,让他们没想到的是,实验结果却显示,在人的衰老过程中,面部衰老变化其实更明显且容易观察。
研究人员使用3D相机采集了年龄在17岁到77岁之间的332个中国人的三维面部图像,以分析面部的衰老特征。
“我们将样本划分成5个年龄段。”一名研究组成员告诉记者,这5个区间分别为:17~29,30~39,40~49,50~59,60~77,每个区间样本人数大致相当。
有了这些面部图像的数据之后,他们开始找寻一种可以对所有指标进行比较以及可视化展示的分析方法。
韩敬东想到了一种方法,即将所有指标进行标准化之后,使用聚类的方法将指标按照与年龄的相关性分类并展示出来。以此,他们发现,嘴的宽度、鼻子的宽度、嘴与鼻子之间的距离,都会随着年龄增加而增加,眼角则随着年龄的增加出现下垂。
衰老有迹可循
也许有一天,我们可以看到这样一幅景象,一个人在接受医疗和保健指导前,可以先拍摄面部三维照片,得到其生理年龄;而医生根据这个年龄制定给药量等个性化方案,使之与真实的衰老程度匹配。这就是韩敬东研究组获得数据后的进一步发现。
研究组将每位参与者的面部三维坐标输入计算机回归模型,进行模拟计算后,得到他们的生理年龄。结果,他们发现,一个人的生理年龄与实际年龄往往不一致。年龄小于40岁的样本,预测出的生理年龄和实际年龄的差距平均在6岁左右;大于40岁的样本,两者差距增大。
韩敬东表示,也就是说,40岁以后,生理年龄的个体差异十分显著,很多人加速衰老,也有人能保持青春。
在将这些发现同采集的血液指标相比对后,研究组惊奇地发现,“写”在脸上的衰老痕迹在人体血液里也是“有迹可循”的。对于生理年龄比实际年龄大6岁以上的样本,他们的多项血液指标也出现了衰老迹象。