
癌症常被视为一种衰老性疾病。老年人因细胞损伤累积时间更长,从而更容易形成肿瘤,因此患癌风险更高。然而,随着年轻成人癌症发病率的不断上升,且每一代人面临的风险都高于前一代,研究人员开始探究:在近几代人中,细胞损伤是否累积得更快,从而加速了其身体的生物衰老进程?
由圣路易斯华盛顿大学医学院研究人员领导的一项新研究提供了证据,表明年轻一代的生物衰老速度确实快于其前辈。尽管全球范围内,包括由赛特曼癌症中心和“癌症大挑战”全球倡议(由美国国家癌症研究所和英国癌症研究中心共同发起)的研究成员正在调查其具体原因,但这项新研究的重要意义在于,它将这种加速衰老与年轻一代早发性癌症风险的增加联系起来。通常,早发性癌症指在55岁或更年轻时被诊断出的癌症。
研究人员发现,生物年龄(即我们身体的生理状态和细胞、组织、器官的功能完整性)与实际年龄(即我们实际生活的年数)之间的差距越大,患癌风险就越高。当现代生活方式和环境压力导致我们内部生物化学过早退化时,就会出现较大的“年龄差距”,这意味着一个35岁的个体可能拥有50岁个体的生物学特征和脆弱性。他们观察到,较新的出生队列比老一代出生队列的年龄差距更大,这可能有助于解释近几代人早发性癌症发病率上升的原因。
这项于6月22日发表在《自然医学》(Nature Medicine)杂志上的研究表明,生物衰老指标有助于识别早发性癌症高风险个体,并指导新的癌症预防和早期检测策略。
华盛顿大学医学院分子流行病学家、外科和医学副教授尹曹(Yin Cao)博士表示:“我们的最终目标是解码现代环境如何生物学地嵌入并驱动癌症风险,将预防从广泛建议转变为个性化干预。这使我们更接近于更早地识别风险,并制定针对个体生物学特征的预防策略。”
探索生物衰老
曹博士的团队一直致力于识别影响生命全程癌症风险的个体因素,例如肥胖、代谢失调、饮酒、久坐行为、不良饮食质量和剖宫产。尽管这些发现为年轻癌症的起源提供了重要线索,但任何单一因素的贡献都相对有限。
考虑到这一点,曹博士及其同事一直在寻找方法,以捕捉多种风险因素共同作用促进癌症发展的综合影响。在“癌症大挑战”的支持下,曹博士作为PROSPECT团队的共同负责人,得以解决这一难题。
在当前研究中,曹博士的团队分析了来自英国生物样本库(一个包含生物、健康和生活方式数据的大型生物医学数据集)的超过15.4万名年轻成人数据,以及来自美国国立卫生研究院(NIH)“我们所有人”研究项目(旨在建立超过100万美国居民的综合健康数据集)的超过1万名参与者数据。
为了评估生物衰老水平(即年龄差距),研究人员(包括曹实验室的博士生、第一作者田瑞一Ruiyi Tian)从两个层面进行了检查:全身性衰老(across the body as a whole)和器官特异性衰老(within individual organs)。
对于全身性衰老,研究人员使用了已建立的测量方法,包括基于临床生物标志物的方法,如PhenoAge和Klemera-Doubal方法,以及代谢组学年龄评分(提供个体代谢的衡量标准)。例如,PhenoAge测量九种血液生化标志物,如肝脏产生的白蛋白和肾脏清除的废物肌酐。对于器官特异性衰老,研究人员使用血液蛋白质组学数据(测量与特定器官系统相关的多种蛋白质水平)来估算个体器官的生物衰老。
研究人员计算了每个出生队列的平均年龄差距,并使用标准差来描述各组与研究平均值的差异程度。他们发现,在控制实际年龄后,英国1965年至1974年出生个体的全身性衰老水平比1950年至1954年出生个体高出0.23个标准差。换句话说,在相同的实际年龄下,年轻出生队列的生物学特征略微偏向更老。
研究人员在美国队列中也观察到类似模式。1990年至1999年出生的参与者,其全身性衰老水平比1965年至1969年出生个体高出0.92个标准差。
年轻群体中这种增加的全身性衰老与早发性实体瘤风险增加8%相关,特别是肺癌、胃肠道癌和子宫癌。当参与者根据其全身性衰老水平分为三组时,全身性衰老最严重的个体,其早发性实体癌风险比衰老最慢的同龄人高出15%。分析显示,即使在控制了遗传性癌症风险和加速衰老的遗传易感性后,这种增加的风险依然存在。
通过深入研究器官特异性衰老,研究人员发现,免疫系统加速衰老与早发性肺癌风险增加相关,而脂肪组织加速衰老则与早发性结直肠癌风险增加相关。
曹博士指出:“目前,癌症筛查方案(如结肠镜检查或肺部扫描)几乎完全由广泛的实际年龄截止点决定。通过将全身性生物标志物检测和器官特异性蛋白质组学分析整合到常规预防医学中,医生可以识别出那些生物衰老加速的健康年轻成人。这使得在肿瘤形成前几十年就能进行高度个性化、积极主动的筛查以及有针对性的生活方式或治疗干预。”她强调:“如果我们能在健康的年轻时期识别出癌症风险最高的个体,我们就可以专注于为那些最能从早期干预中受益的个体提供预防和早期检测策略。”
这项研究是PROSPECT团队的一部分,该团队由曹博士共同领导。“癌症大挑战”是一项由英国癌症研究中心和美国国家癌症研究所(NCI)共同发起的全球研究资助倡议,旨在汇集世界领先的研究人员,攻克癌症最严峻的挑战。
“目前,我们还没有一个明确的答案来解释全球早发性癌症发病率上升的原因,但像这样的研究正在帮助我们拼凑出更宏大的图景,表明癌症可能不仅受单个细胞内部变化的影响,还受整个身体发生的更广泛变化的影响,”“癌症大挑战”总监戴维·斯科特(David Scott)博士说。
曹博士及其同事正致力于改变对癌症为何日益侵袭年轻一代的理解。他们的下一个前沿是破译环境、生活方式和社会变化如何留下持久的生物印记,包括加速衰老和其他易感性增高的标志。通过阐明风险在生命全程中累积的途径,他们旨在揭示早发性癌症的起源,并重新定义预防的机会。同时,他们的工作将实现更精确的方法来识别风险最大的人群并进行早期干预,从而将范式从被动应对疾病转变为在疾病发生前进行预防。