作者:韩敬东等 来源:《细胞研究》 发布时间:2015/5/5 19:22:21
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年龄“写”在你脸上

 

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》

年龄“写”在脸上,你准备好了吗?

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。

此外,不同性别也存在不同。对于女性而言,血液中胆固醇的含量是其年轻与否的“指示器”:高密度胆固醇越高越年轻、低密度胆固醇和总体胆固醇越高则越老;而对于男性来说,血液中白蛋白的含量是年龄大小的“风向标”:白蛋白越高就越年轻。

这些都表明,三维面部形态分析能准确预测人的衰老程度。韩敬东说,人脸三维图像分析有望为个性化医疗和保健提供标准。

深入追踪差异来源

对于韩敬东研究组的成果,国内外专家认为,该研究首次对人类衰老表型进行了定量化,并有可能引发相关的研究热潮,因为只有定量以后,才能更精确地进行后续相关研究分析。

当然,也有专家提出了疑问。例如,使用3D相机采集图像研究衰老是否可行?

“3D相机已经在很多科研领域中使用。”韩敬东说,例如它已经用在了一些发育疾病患者的面部表现上,以比较其与正常人的差异,“这些用人眼很难分别,但是3D相机却可以展示其任何细微的差异”。

接下来,研究人员计划对个体间的衰老差异进行更深入的分子水平研究,并尝试在其他人群采集图像数据开展研究。“我们想通过研究,明确哪些信号通路,甚至是基因,在早衰和晚衰的人群及与正常衰老人群中的区别。”(来源:中国科学报 王珊 黄辛)

 
 
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