7位诺奖得主加入,消费级「表观遗传时钟」制造商再拓新合作,将基于表观遗传学测量大脑衰老进程

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关键词: 遗传合作
资讯来源:DeepTech深科技
发布时间: 2022-07-20




拥有来自麻省理工学院的知名老年科学家作为联合创始人,以及七位诺贝尔奖获得者组成的科学顾问团队,专注于衰老研究的生命科学公司 Elysium Health(以下简称“Elysium”)在 2014 年成立后就引来关注。长期以来, Elysium 坚定地追赶老龄化研究进展,并以此为基础陆续推出了相关的消费级产品。

尽管其推出的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)补充剂和大脑健康补充剂等常规产品让它看起来与市面上的其它营养公司并无不同,但 Elysium 仍然强调,其发展策略始终是以科学为基础。近期, Elysium 与牛津大学合作开展一项新研究项目,旨在发现大脑衰老的独特表观遗传测量方法。


该研究利用了牛津大学相关实验室在过去两年间的临床试验数据, 通过比较表观遗传变化与脑部 MRI 图像,研究大脑在不同健康状态下的潜在表观遗传模式。 Elysium 方表示,新的研究旨在确定大脑衰老的新指标,包括对大脑特定区域的测量,并且探索大脑健康对个体生物学年龄的潜在影响。

早在 2019 年,也就是 Steve Horvath 教授完整提出“表观遗传时钟(Epigenetic clock)理论”的第二年,该公司即基于专有的表观遗传检查算法平台(APEX)推出了 相应的生物学年龄测试产品,通过检查使用者的十万余个 DNA  甲基化位点从而计算生物学年龄。

根据 Elysium 官网报价,仅需 499 美元,用户即可获知自己的生理年龄、可能的衰老速度以及科学的生活方式建议。显而易见的是,该测试对于抵抗衰老没有任何作用。高昂的价格、单薄的信息量更加让人觉得这仿佛是一个“智商过滤器”,不过少数积极的消费者则认为“其结果可能改变一个人对未来的看法”。

更新算法以建立更好的大脑老化测试?


本着“以科学为基础”的原则,Elysium 自创立之时即与英国牛津大学、麻省理工学院(MIT)等知名高校开展了长期合作并促进其产品的发布。举例来看,该公司旗下补充剂产品 Matter 的配方便是基于牛津大学 VITACOG 研究的结果,该公司声称,其通过为期两年的临床试验探索了关键微量营养素对于全脑萎缩的影响。

牛津大学 VITACOG 项目已经持续了十余年之久。2010 年,A David Smith 教授和团队公开了该项目的首份数据。在该研究中科学家试图明确, 服用高剂量的 3 种 B 族维生素(B6、B12 和叶酸)是否会影响轻度认知障碍(MCI)受试者的大脑的萎缩情况。

结果是惊人的,观察发现,经过治疗的病患脑萎缩进程减缓了 30%。并且血浆同型半胱氨酸(tHcy)水平越高,观察到的脑萎缩速度越快,使用 B 族维生素治疗就越有效。这一现象与早期研究的同型半胱氨酸水平与维生素 B 族之间的负相关结论相一致。

图丨MRI 图像中的叠加颜色表示两年间的脑组织变化。大脑的膨胀(红色/黄色)或收缩(蓝色/浅蓝色)范围0.3 至 1.0 mm,颜色最浅表示变化最大。(A) 安慰剂组年萎缩率 2.50%;(B) 治疗组年萎缩率 0.46%(来源:PLoS One)


现在, Elysium 试图通过分析 VITACOG 项目中搜集到的样本,以便确定与衰老过程中脑萎缩相关的 DNA 甲基化特征,并且明确 DNA 甲基化在应对治疗时将发生何种变化。

“VITACOG 研究的特别之处在于,研究人员使用核磁共振成像(MRI)扫描的方法,测量并跟踪了近 200 人在两年间脑内不同区域的脑组织损失情况,”Elysium 首席执行官 Eric Marcotulli 说道,“我们现在非常感兴趣的是, 将这些成像数据与研究期间收集的参与者血液和其他生物标志物数据相结合。 这为我们提供了创造全新的特定区域大脑衰老测量方法的机会,并有可能阐明新的健康和疾病状态。”

“鲜少有针对于脑萎缩的测试,按照区域划分的做法就更少,”Marcotulli 认为,“核磁共振成像虽然很棒,但该技术是侵入性的并且昂贵,很多人都无法使用。我们注意到,VITACOG 研究组花费两年时间,观测经历了脑萎缩的病人,通过多次扫描才能够有所发现。”

(来源:Elysium Health)

事实上,Elysium 在表观遗传领域中已经布局多时,其于 2019 年推出的生物学年龄测试曾被广泛指责为“收取智商税”的行径。事到如今,Elysium 将早期研究结果与脑部扫描信息相结合,相关评论人士认为潜在的应用前景已经初见端倪。“我仿佛参与了研究众筹”,部分消费者表示。

我们的目标是最终建立起一个类似于唾液或血液测试的简单测试方式,能够在任何环境中对任何人进行检测,并且是稳定、准确的有关于脑萎缩的结果与解决方案。 ”Marcotulli 说道。

想要实现这一目标,需要开展更多的测试,以衡量不同诊断技术之间的差异。 通过整合这些数据不同类型的临床数据、找到不同生物标志物之间的联系并更新算法,将是 Elysium 接下来的主要任务。

该项目将由 Elysium 的生物信息学部门负责。该公司声称,此前其 Matter、Basis 和 Signal 等核心产品均与生物信息学领域的研究进展密切相关,“这些对于衰老进程的探索将有助于推动更广泛的衰老和长寿应用”。

尝试瞄准生物学年龄


另一方面,Elysium 的生物信息学部门也是开发表观遗传生物学年龄测试 Index 的责任部门,这一服务早在 2019 年已经上线,用户仅需支付 499 美元并且邮寄一份唾液样本即可收获测试结果。


该产品的推出令众多业内专家和用户大跌眼镜。虽然“生物学年龄”的概念自 1940 年代就已经存在,但围绕其定义的纷争却在近年来愈演愈烈。生物学年龄究竟如何定义?又应该如何测算?迄今为止尚没有明确的定论,检验金标准就更加无从谈起。

“我们认识到, 生物学年龄没有公认的标准 ——早年间有些人声称可以通过相机扫描面部或基于血液的生物标志物来判断生物学年龄,”Marcotulli 坦言,在此之后是在 2018 年首次发表于 Nature Reviews Genetics 的“表观遗传时钟(Epigenetic clock)理论”。

(来源:Nature Reviews Genetics

该理论雏形始于 2013 年,由加州大学洛杉矶分校的人类遗传学与生物统计学教授 Steve Horvath 提出。简单来说,在人的一生中,基因所携带的“表观修饰”会由于环境变化和衰老等因素而改变。以此来看,通过检测基因的甲基化图谱即可估算人类的生理年龄。

Horvath 在联合了100 多个实验室,并对 200 多种哺乳动物的血液和组织样本、36000 个胞嘧啶的甲基化情况进行整理分析后,其开发的计算方法的精确度高达 98%。

尽管如此,“表观遗传时钟”仍然有待进一步的开发及深入探索,从而验证其可靠性。 事实上,当前基于该理论已有众多算法模型被陆续提出,但并没有统一的计算结论可供参考。

这也就意味着大多数表观遗传时钟技术实际上并未进入应用端,仍存在各种层面上的挑战。 “其中一个问题在于,它们中的大部分是基于大型纵向的数据集开发,这些数据集在人群水平上运行良好,但如何在个体水平上控制噪音?这是我们很早就意识到的一个问题。”Marcotulli 介绍道。

为了应对这些挑战,Elysium 与耶鲁大学的 Morgan Levine 实验室合作,共同开发了 Index 服务并设计了新的计算方案用于解决噪声问题。研究团队通过统筹多个种类的“表观遗传时钟”,以从中筛选出可用的生物标志物,并且能够通过唾液实现检测。

将使用数据推进表观遗传学等技术的进展


得益于 23andMeAncestry 等公司的不懈努力,已经有越来越多的群众乐于了解自己的基因图谱信息。与以上公司产品类似的是,Index 也并未经过严格的长期研究,并且规避了 FDA 审批流程——因为其完全不涉及疾病评估的内容。

但生理年龄预测显然又不同于基因风险评估。一个人在获知了自己的生理学年龄之后,究竟能够做些什么?相关业内人士对此指出, 尽管在测试套餐中还包括了科学的生活方式指导,但是在目前并未有任何公认有效的抗衰老举措的情况之下,获知该信息也不会有任何帮助。当然,其准确性也有待商榷。


显而易见的是,这些质疑是以用户的角度进行考虑。而 Elysium 公司的回应则更多偏向了研究目的,在其看来, 来自于生物信息学工作的进展将有助于实现其在个性化健康和医学发展领域中的治疗愿景。

“我们最初开发 Index 是为了解决众多抗衰老公司所面对的基本问题,即如何在没有开展临床试验的情况下测量我们的产品对于衰老进程的影响,”Marcotulli 说道,“换句话说,你要如何向一个健康的人证明,产品正在帮助保持或有利于健康?”

当前阶段, 大部分抗衰老研究以及相关产品背后缺乏临床试验数据作为支撑。 很大一部分原因在于,衰老并不是一种疾病,也无法设置相应的临床终点。“你可以通过阴阳性诊断判定疾病是否治愈,但却难以描述抗衰老的进展究竟如何。”相关业内人士表示,FDA 也无法给出有效的参考意见,这是所有抗衰老保健公司面对的共同难题。

对此, Marcotulli 的想法是首先在临床方面建立起大规模的数据集,并期待使用数据推进表观遗传学、乃至细胞重编程等新技术的进展。 该过程中,时间轴依然是当前惯用的度量单位。“重要的不是时间和年龄,而是实际上细胞所表现出的状态。”相关专家指出,转换成年龄指标仅仅是为了便于消费者理解,其实并非抗衰老工作的本质。

对于 Elysium 来说,面对来自业内外的各种质疑早已是家常便饭。在成立之初,其以抗衰老营养补剂起家的时候便招致了哈佛医学院前任院长、代谢专家 Jeffrey Flier 等人的公开讨伐。

究其原因,主要还是因为 Elysium 四处招募了一个由重量级人物组成的科学顾问团队。团队名单的头部是七位诺贝尔奖获得者,除此之外还包括来自哈佛、耶鲁、斯坦福和梅奥诊所的十几位科学家。

(来源:Elysium Health)

Flier 认为,这些科学家的名字和名声遭到了滥用。但无论如何,该公司的顾问都公开承认了自己所担任的角色,也对该公司的创新计划表示肯定。甚至在近年来,依然有源源不断的科学家加入了其专家队伍。

“我们不断听到关于个性化疗法的观点,但迄今为止,我们还没有看到它在医疗保健中得到广泛应用,”Marcotulli 说,“我们认为表观遗传学是能够真正打开这扇门的技术之一。在接下来的 5 到 10 年中,我们的目标在于让人首先进行 Index 测试,然后给予从营养到治疗的个性化方案,继而观测其中的影响。当然,这在目前仍是不可能的。”

参考资料:
1. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012244
2.https://doi.org/10.1038/s41576-018-0004-3
3.https://doi.org/10.1101/2021.04.16.440205
4.https://www.prnewswire.com/news-releases/elysium-health-announces-research-partnership-with-the-university-of-oxford-for-the-purpose-of-developing-epigenetic-measures-of-brain-aging-and-health-301508524.html