癌症與年齡密切相關。人們活得越久,細胞累積導致腫瘤生長的損傷的機會就越多。然而,越來越多的癌症被診斷出發生在年輕成人身上,而且每一代人面臨的風險似乎都比前一代更高。

這種趨勢促使研究人員探討一種引人深思的可能性:年輕世代是否正在更快地累積生物損傷,導致他們的身體比預期老化得更快?

華盛頓大學聖路易斯醫學院的研究團隊提供證據顯示,這可能正在發生。該團隊發現有跡象表明,年輕世代在生物層面上比同齡的年長世代老化得更快。

科學家仍在努力了解是什麼在驅動這些變化。透過國際合作,包括聖路易斯華盛頓大學醫學院附設的巴恩斯猶太醫院西特曼癌症中心的研究人員,以及美國國家癌症研究所和英國癌症研究中心共同創立的全球倡議「Cancer Grand Challenges」的成員,正在對此問題進行調查。

重要的是,研究人員還發現,生物年齡加速與年輕世代早期發生癌症的風險增加有關。一般而言,早期發生癌症是指在55歲或更年輕時被診斷出的癌症。

生物年齡與實際年齡之間的差距

時間年齡僅衡量一個人活了多少年。相比之下,生物年齡則反映了身體根據細胞、器官、代謝和其他生理系統的可測量變化而呈現的實際年齡。

根據研究人員的說法,隨著生物年齡與時間年齡之間的差距增大,癌症風險也隨之增加。來自較新世代的人們,其差距往往比較早出生的人更大,這表明他們在相同時間年齡下,身體在生物學上顯得更老。

這種世代的轉變可能至少部分解釋了年輕成人癌症發病率上升的原因。

該團隊還發現,老化似乎並非以相同方式影響每個器官系統。身體特定部位的老化加速與特定癌症有關。例如,生物年齡較大的免疫系統與早期肺癌有關。看起來較老的脂肪組織則與早期大腸直腸癌有關。

研究結果發表在《Nature Medicine》期刊上。

研究人員表示,生物老化測量最終可能幫助醫生識別面臨異常高癌症風險的年輕人,從而可能提早開始預防或篩檢。

「我們的最終目標是解碼現代環境如何在生物學上被內化,進而驅動癌症風險,將預防從廣泛的建議轉變為個人化的干預措施,」華盛頓大學醫學院分子流行病學家、外科學和醫學副教授Yin Cao博士說。「這使我們更接近於及早識別風險,並制定針對個人生物學量身定制的預防策略。」

超越個別癌症風險因素的考量

Cao的團隊先前已研究過影響個人一生癌症風險的眾多因素,包括肥胖、代謝失調、飲酒、久坐行為、不良飲食品質和剖腹產。

這些因素中的每一個都可能為癌症在年輕時發生提供線索。然而,沒有任何單一因素似乎能單獨解釋整體趨勢的很大一部分。

這促使Cao(她也是西特曼的癌症研究成員)和她的同事們尋找一種更廣泛的方法來衡量各種影響如何隨著時間的推移共同作用,以增加癌症的易感性。

在Cancer Grand Challenges的支持下,Cao作為PROSPECT團隊的聯合領導者,得以更大規模地調查這個問題。

在這項新研究中,研究人員分析了來自英國生物銀行(UK Biobank)的超過154,000名年輕成人的數據,該生物銀行包含廣泛的生物、健康和生活方式資訊。

他們還分析了美國國家衛生研究院(NIH)「All of Us」研究計畫的10,000多名參與者數據。「All of Us」是一項旨在建立涵蓋超過100萬美國居民的全面健康資料庫的倡議。

測量身體老化的速度

為了確定生物老化,包括第一作者、Cao實驗室的博士生Ruiyi Tian在內的研究人員,檢視了兩個不同的尺度。

一個是系統性老化,衡量全身的整體老化情況。另一個是器官特異性老化,估計個別器官或生物系統老化的速度。

對於系統性老化,研究人員採用了利用臨床生物標記的既有方法,包括PhenoAge和Klemera-Doubal Method。他們還使用了一種代謝體學年齡分數,旨在捕捉與年齡相關的代謝模式。

例如,PhenoAge使用九種血液生化指標來估計生物老化。這些指標包括肝臟製造的白蛋白和腎臟清除的廢物肌酸酐。

對於器官特異性老化,研究人員分析了血液蛋白質體數據,這些數據測量與特定器官系統相關的眾多蛋白質的水平。然後,這些蛋白質模式被用來估計個別器官的生物年齡。

該團隊計算了每個出生世代的生物年齡與時間年齡之間的平均差異。然後,他們使用標準差來衡量每個群體與整體研究平均值的差異程度。標準差是衡量數據點圍繞平均值的分散程度。

年輕世代展現較老的生物特徵

在英國和美國人口中都出現了世代差異。

在英國參與者中,即使考慮了時間年齡,出生於1965年至1974年的人的系統性老化程度,比出生於1950年至1954年的人高出23%(以一個標準差計)。

更簡單地說,當研究人員在相同時間年齡下進行比較時,年輕世代的成員往往比年長世代的成員擁有稍微較老的生物特徵。

美國的數據顯示的差異更大。

出生於1990年至1999年的參與者的系統性老化程度,比出生於1965年至1969年的參與者高出92%(以一個標準差計)。

研究人員接著檢視了這些生物老化差異是否與癌症有關。

老化加速與早期癌症有關

年輕群體中較大的系統性老化與早期實體腫瘤風險增加8%有關。關聯性最強的包括肺癌、胃腸道癌和子宮癌。

當參與者根據其系統性老化程度分為三組時,出現了另一種模式。

與老化進展最慢的參與者相比,系統性老化最嚴重的參與者罹患早期實體癌的風險增加了15%。

即使在研究人員考慮了遺傳性癌症風險和加速老化遺傳易感性之後,這種關聯性仍然存在。

檢視個別生物系統揭示了更具體的關聯。

免疫系統老化加速與早期肺癌風險較高有關。脂肪組織老化加速與早期大腸直腸癌風險較高有關。

「如果我們能在年輕人仍然健康時識別出癌症風險最高的人,我們就可以將預防和早期檢測策略集中在那些將從早期干預中獲益最多的人身上,」Cao說。

尋找年輕成人癌症的成因

這項研究是PROSPECT團隊的一部分,該團隊由Cao聯合領導。

Cancer Grand Challenges是由英國癌症研究中心和美國國家癌症研究所(NCI)共同創立的國際研究資助倡議。它匯集了來自不同專業和國家的科學家,以解決癌症研究中最難解決的問題。

其中一個問題是解釋為什麼早期癌症越來越普遍。

「目前,我們還沒有確切的答案來解釋全球早期癌症發病率上升的原因,但像這樣的研究正在幫助我們拼湊出更全面的圖景,顯示癌症不僅可能受到單個細胞內部變化的影響,還受到身體整體發生的更廣泛變化的影響,」Cancer Grand Challenges主任David Scott博士說。「Cancer Grand Challenges使這種規模的研究成為可能,它匯集了來自世界各地不同領域的科學家,共同應對這些複雜的問題。」

Cao和她的同事們現在正致力於更好地理解為什麼癌症越來越影響年輕世代。

一個主要重點是確定環境、生活方式和社會的變化如何可能在身體上留下持久的生物印記。這些影響可能包括加速老化以及使某些人更容易罹患疾病的其他跡象。

透過追蹤這些風險在一生中的累積方式,研究人員希望揭示更多早期癌症的生物起源。

最終目標不僅是了解癌症為何會提早發生,而是要在人們仍然健康時識別出高風險人群。這將有可能將預防和篩檢提前,並根據個人生物學量身定制干預措施,將癌症護理轉向在疾病發生前就加以阻止。