Science關註：腸道菌群「出賣了」你的實際年齡

類桿菌，人類腸道中最常見的細菌種類。（圖片來源：Science）

從調控食物消化能力到維持免疫系統的運作，過去，科學家們已經從多方面描述了人類腸道菌的作用。但是，他們卻不知道這個由數十億細菌組成的微生物群系統是如何隨著時間發生改變的，以及「正常」的微生物群看起來是什麼樣子。

近日，通過對全球上千人的腸道細菌進行分析，研究人員得出了結論：微生物群是一個準確性「驚人」的生物鐘，能夠預測大多數人的年齡。

為了探索微生物群是如何隨時間變化的，位於美國馬里蘭州的人工智慧公司InSilico Medicine的壽命研究人員Alex Zhavoronkov及其同事，分析了來自全球共1165名健康人的3600多個腸道菌樣本。其中，約1/3來自20~39歲的人， 1/3來自40~59歲的人， 最後1/3來自60~90歲的人。

隨後，科學家利用機器學習分析了數據。首先，他們根據90%樣本中的95種不同細菌以及這些樣本提供者的年齡，進行了一個近似模仿神經元如何在大腦中工作的深度學習程序的訓練。其次，他們讓該程序預測剩餘10%樣本的受試者的年齡。

結果發現，該程序能準確預測這些人的年齡，差值在4歲以內。研究人員近日在預印本伺服器bioRxiv上報告了這一成果。他們發現，在95種細菌中，有39種在預測年齡時至關重要。

Zhavoronkov和同事發現，隨著人們年齡漸長，一些腸道菌的數量會增多，比如霍氏真桿菌。一種被認為對腸道新陳代謝非常重要的細菌。其他細菌則在減少，比如與潰瘍性結腸炎有關的普通擬桿菌。該研究共同作者、研究衰老的哈佛大學生物學家Vadim Gladyshev解釋說，飲食、睡眠習慣以及體力活動的變化都可能導致細菌物種的變化。

Zhavoronkov指出，這種「微生物群衰老時鐘」可被用作測試人類腸道衰老速度以及酒精、抗生素、益生菌或飲食等東西是否對長壽有任何影響。它還可被用於比較健康人群和諸如阿爾茨海默氏症等特定疾病患者，以觀察他們的微生物群是否偏離常規。

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，包括端粒以及DNA表達在一個人一生中的變化。將這種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。 「（屆時）你不需要等到人們死後再進行長壽實驗。」 Zavoronkov說。

責編：探索君

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參考資料：1）The bacteria in your gut may reveal your true age

2）Human microbiome aging clocks based on deep learning and tandem of permutation feature

3）importance and accumulated local effects

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