2024年衰老生物标志物盘点04：端粒长度和衰老测试

作者Dr.Steven

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01端粒知多少

人生在世几十年，对长寿的追求，自古已有之。科学家预测人类寿命极限在120-150岁之间，随着细胞和分子层面研究的进步，我们对寿命的认识也进一步深入，细胞生命的指征就是端粒。

什么是端粒 

20世纪30年代，科学家发现果蝇染色体末端存在一种相对稳定的特殊重复序列，将其命名为「端粒」（Telomere）。

此后在真核細胞线状染色体末端都发现这一特殊的DNA-蛋白质复合体结构。如果把染色体看做是鞋带，那么端粒就相当于鞋带两端的塑料保护套。

人类端粒的DNA重复序列为TTAGGG。

端粒的长度 

细胞分裂过程中，端粒会随着分裂次数增加逐渐丢失重复单元而缩短，当端粒缩短到无法维持染色体稳定时，细胞将会死亡，因此端粒长度可以作为预测细胞寿命的依据，被称为细胞的“生命时钟”。

细胞的老化以及代谢减缓和调控恢复能力的减弱的外在体现就是衰老的过程。

端粒的长度受到端粒酶（Telomerase）的调控。在正常人体细胞中，端粒酶的活性受到严密调控，只有在需要不断分裂复制的细胞如造血细胞、生殖细胞中，端粒酶才具有活性，分化成熟的体细胞中，端粒酶活性逐渐消失。

在生殖細胞和癌细胞中，端粒的长度不随细胞分裂而缩短，据推测是由于其中端粒酶活性的激活。

端粒的功能 

根据上面的介绍不难看出，端粒的功能主要在于：

1. 保护染色体，维持其完整性；

2. 解決DNA复制的末端丢失，保证染色体完全复制和控制細胞分裂周期，减少突变。

DNA的正确复制和细胞的生存不能没有端粒的存在。

02端粒长度与健康、衰老

影响端粒长度的原因 

人类端粒随着细胞分裂次数增加每次缩短约40-200个碱基对(bp)，在衰老死亡之前端粒长度还剩一半左右，约5-6kb。

有研究表明端粒长度与衰老、人种、分布组织、遗传和变异等均具有相关性[1]。此外，氧化应激、压力过大、疾病亦会导致端粒变短。

端粒与疾病、免疫 

端粒缩短不但是衰老的重要进程，与慢性、代谢性疾病也密切相关。

在二型糖尿病和心血管疾病患者中，白细胞端粒相对长度显著缩短，可以作为二型糖尿病人罹患心血管并发症的标志物[2]。

端粒长度还可以作为一些癌症标志物，并与代谢性疾病、神经退行性疾病间有相关性，可与其他指标共同作为生物年龄的指征[3]。

免疫系统对于端粒缩短尤为敏感，免疫细胞担任着调节端粒酶、防止细胞分裂过程中端粒过快磨损的功能。

白细胞增殖活性、炎症反应和氧自由基的产生都与端粒酶活性有相关性。T细胞和B细胞数目的减少会带来免疫系统的衰老[4]。

在COVID-19的患者中，端粒较短的患者容易发展成为重症[5]。正常的端粒长度是免疫应答稳健性的指标，具有免疫活力的细胞可以对细菌、病毒、疫苗等外来抗原做出有效应答，产生抗体。

构筑全面、强大的免疫屏障是保持健康、减缓衰老的基础。

人们常说年纪大了，身体越来越差了，其实就是免疫力下降，面对细菌、病毒的感染，防护力变差了，以及激素分泌减退带来的一些功能性的失调、代谢率降低。

03如何保持端粒的长度

健康的生活方式 

根据前面的内容很容易想到通过激活端粒酶的活性以增加端粒长度，然而目前这一点主要是用于抗癌研究，且尚在实验阶段，对于正常体细胞意义不大。但是已有证据表明以下几点对于增强免疫能力、防止端粒过快缩短有着积极的意义。

  1. 摄入足够的膳食纤维；
  2. 保持欧米伽3不饱和脂肪酸和维生素D的充足；
  3. 高强度间歇性训练；
  4. 放松、减少压力。

以上几点看似简单，做到者寥寥。伴随着日益严重的“内卷”与工作生活中各种压力带来的“焦虑”，“健康”的生活方式跟不上社会的快节奏。

随着年纪增长，内分泌失调、氧化应激、毒素累积、长期承压、睡眠不足等等都会损害我们的免疫系统，带来端粒的非正常损耗。

2009年全国城市健康状况调查已经显示高达70%以上人群都处于亚健康状况[6]，并且这一数据有逐年增加的趋势。亚健康向前一步就会发展成为慢性病，需要给予足够的重视，积极干预以逆转这种状态。

防止“未老先病”，方能享受高质量的老年生活。

功能性干预 

保持健康的生活方式，均衡饮食、适度运动都是合理的建议，然而当身体已经不能依靠自身合成足够量的基本物质，而又无法从饮食中获取身体需要的分子时，就必须依靠干预性地给予身体“正确的分子”，以矫正失衡的内循环、改善健康状况。

要想做到这一点，首先要通过功能检测了解自己的身体“缺什么”、“缺多少”，然后针对性地补充，让身体机能快速恢复。

04 端粒长度测试

目前已经有多种端粒长度检测的方法，包括：

  • 端粒末端限制性片段分析(terminal restriction fragment，TRF)
  • 定量PCR(qPCR)，荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization，FISH)
  • 基于全基因组测序(WGS)的端粒长度分析
  • 单链端粒长度分析(single telomere length analysis，STELA)等。

以上每一种方法都有其局限性和各自适用性范围，目前应用层面比较广泛的是qPCR方法测定血液白细胞相对端粒长度(rTL)。

个性化端粒测试服务

想知道您的端粒有多长吗？是否位于正常阈值范围？实验室提供个性化端粒测试服务，只需指尖血，您可以获知个人：

  • 端粒分数长度：您的端粒长度与同龄人相比的百分比。
  • 关于如何保持端粒长度的建议：根据您的端粒长度和生活方式，我们提供个性化的建议，帮助您保持端粒健康。
服务公司名称测试范围测试周期价格备注
Govita (中国香港)白细胞相对端粒长度 (rTL)5-7 个工作日176.25 美元提供个性化的端粒长度保持建议
Life Length (美国)白细胞端粒长度2-3 周299美元提供详细的端粒长度报告和个性化的健康建议
Telomere Diagnostics (美国)白细胞端粒长度、唾液端粒长度、buccal swab 样本端粒长度1-2 周 349 美元起提供多种端粒长度检测服务
TruDiagnostic (美国)白细胞端粒长度1-2周249美元提供端粒长度趋势跟踪服务
Elysium Health (美国)白细胞端粒长度2-3 周349美元提供端粒长度延长补充剂

测试流程

以下是端粒测试服务的典型流程：

  1. 预约和采样：
    • 访问公司网站或联系客服人员进行预约。
    • 收到采样试剂盒后，按照说明进行采样，通常需要采集指尖血或唾液样本。
    • 将样本寄回公司实验室。
  2. 检测和分析
    • 公司实验室会对样本进行端粒长度检测，通常使用 qPCR 方法。
    • 实验室会对检测结果进行分析，并生成端粒长度报告。
  3. 结果解读和咨询
    • 公司会提供专业的端粒长度报告解读服务，帮助客户理解报告内容。
    • 部分公司还会提供健康咨询服务，根据客户的端粒长度和生活方式因素提供个性化的健康建议。

参考文献

[1] Demanelis, Kathryn, et al. “Determinants of telomere length across human tissues.” Science 369.6509 (2020).

[2] Cheng F, Luk AO, et. al., Shortened relative leukocyte telomere length is associated with prevalent and incident cardiovascular complications in type 2 diabetes: analysis from the Hong Kong diabetes register. Diabetes care. 2020 Sep 1;43(9):2257-65.

[3] Vaiserman A, Krasnienkov D. Telomere Length as a Marker of Biological Age: State-of-the-Art, Open Issues, and Future Perspectives. Frontiers in Genetics. 2020;11.

[4] Kaszubowska L. Telomere shortening and ageing of the immune system. J Physiol Pharmacol. 2008 Dec 1;59(Suppl 9):169-86.

[5] Sanchez-Vazquez R, Guío-Carrión A, Zapatero-Gaviria A, Martínez P, Blasco MA. Shorter telomere lengths in patients with severe COVID-19 disease. Aging (Albany NY).

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