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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點,為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【中國科學(xué)報】年齡“寫”在你臉上

2015-04-30 中國科學(xué)報 王珊 黃辛
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語音播報

  實際年齡相同的兩個人,為何一個看上去像大叔,另一個卻似“小鮮肉”?

  衰老是導(dǎo)致人類許多復(fù)雜疾病的主要因素。精準(zhǔn)預(yù)測一個人的衰老程度可以幫助分析與衰老相關(guān)的疾病的發(fā)生風(fēng)險,并由此有針對性地設(shè)計個性化醫(yī)療和保健方案。

  一直以來,醫(yī)學(xué)界致力于衰老研究,并期待能找出永葆青春的密鑰。而既有的人體衰老分析指標(biāo)主要來自血檢,包括膽固醇、高密度膽固醇、白蛋白等,尚未形成完整的指標(biāo)體系,效果不理想。

  中科院上海生科院計算生物學(xué)研究所韓敬東研究組另辟蹊徑,用計算生物學(xué)方法對人的面部進行了研究。他們發(fā)現(xiàn),三維面部形態(tài)可以作為衰老的標(biāo)識,通過分析人臉三維圖像,能精準(zhǔn)預(yù)測一個人的生理年齡,而這有望為設(shè)計個性化醫(yī)療和保健方案以及評價抗衰老藥物的效果提供標(biāo)準(zhǔn)。近日,該成果在線發(fā)表于《細(xì)胞研究》。

  年齡“寫”在臉上,你準(zhǔn)備好了嗎?

  容易覺察的面部衰老 

  實驗開始于2012年。當(dāng)時,韓敬東與團隊只想把面部形態(tài)的變化當(dāng)作一個表型,即作為驗證衰老與血液關(guān)系的輔助指標(biāo)進行研究。

  不過,讓他們沒想到的是,實驗結(jié)果卻顯示,在人的衰老過程中,面部衰老變化其實更明顯且容易觀察。

  研究人員使用3D相機采集了年齡在17歲到77歲之間的332個中國人的三維面部圖像,以分析面部的衰老特征。

  “我們將樣本劃分成5個年齡段?!币幻芯拷M成員告訴記者,這5個區(qū)間分別為:17~29,30~39,40~49,50~59,60~77,每個區(qū)間樣本人數(shù)大致相當(dāng)。

  有了這些面部圖像的數(shù)據(jù)之后,他們開始找尋一種可以對所有指標(biāo)進行比較以及可視化展示的分析方法。

  韓敬東想到了一種方法,即將所有指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化之后,使用聚類的方法將指標(biāo)按照與年齡的相關(guān)性分類并展示出來。以此,他們發(fā)現(xiàn),嘴的寬度、鼻子的寬度、嘴與鼻子之間的距離,都會隨著年齡增加而增加,眼角則隨著年齡的增加出現(xiàn)下垂。

  衰老有跡可循 

  也許有一天,我們可以看到這樣一幅景象,一個人在接受醫(yī)療和保健指導(dǎo)前,可以先拍攝面部三維照片,得到其生理年齡;而醫(yī)生根據(jù)這個年齡制定給藥量等個性化方案,使之與真實的衰老程度匹配。這就是韓敬東研究組獲得數(shù)據(jù)后的進一步發(fā)現(xiàn)。

  研究組將每位參與者的面部三維坐標(biāo)輸入計算機回歸模型,進行模擬計算后,得到他們的生理年齡。結(jié)果,他們發(fā)現(xiàn),一個人的生理年齡與實際年齡往往不一致。年齡小于40歲的樣本,預(yù)測出的生理年齡和實際年齡的差距平均在6歲左右;大于40歲的樣本,兩者差距增大。

  韓敬東表示,也就是說,40歲以后,生理年齡的個體差異十分顯著,很多人加速衰老,也有人能保持青春。

  在將這些發(fā)現(xiàn)同采集的血液指標(biāo)相比對后,研究組驚奇地發(fā)現(xiàn),“寫”在臉上的衰老痕跡在人體血液里也是“有跡可循”的。對于生理年齡比實際年齡大6歲以上的樣本,他們的多項血液指標(biāo)也出現(xiàn)了衰老跡象。

  此外,不同性別也存在不同。對于女性而言,血液中膽固醇的含量是其年輕與否的“指示器”:高密度膽固醇越高越年輕、低密度膽固醇和總體膽固醇越高則越老;而對于男性來說,血液中白蛋白的含量是年齡大小的“風(fēng)向標(biāo)”:白蛋白越高就越年輕。

  這些都表明,三維面部形態(tài)分析能準(zhǔn)確預(yù)測人的衰老程度。韓敬東說,人臉三維圖像分析有望為個性化醫(yī)療和保健提供標(biāo)準(zhǔn)。

  深入追蹤差異來源 

  對于韓敬東研究組的成果,國內(nèi)外專家認(rèn)為,該研究首次對人類衰老表型進行了定量化,并有可能引發(fā)相關(guān)的研究熱潮,因為只有定量以后,才能更精確地進行后續(xù)相關(guān)研究分析。

  當(dāng)然,也有專家提出了疑問。例如,使用3D相機采集圖像研究衰老是否可行?

  “3D相機已經(jīng)在很多科研領(lǐng)域中使用?!表n敬東說,例如它已經(jīng)用在了一些發(fā)育疾病患者的面部表現(xiàn)上,以比較其與正常人的差異,“這些用人眼很難分別,但是3D相機卻可以展示其任何細(xì)微的差異”。

  接下來,研究人員計劃對個體間的衰老差異進行更深入的分子水平研究,并嘗試在其他人群采集圖像數(shù)據(jù)開展研究?!拔覀兿胪ㄟ^研究,明確哪些信號通路,甚至是基因,在早衰和晚衰的人群及與正常衰老人群中的區(qū)別?!?/p>

(原載于《中國科學(xué)報》 2015-04-30 第4版 綜合)
打印 責(zé)任編輯:麻曉東

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