Jak działa kalkulator wieku biologicznego PhenoAge?
ID omówienia01-BA-RS-00020
Podsumowanie Publikacji Naukowej
Oryginalna publikacja
A New Aging Measure Captures Morbidity and Mortality Risk Across Diverse Subpopulations From NHANES IV: A Cohort Study
Czasopismo
PLOS Medicine, .
- Kategoria
- 01Wiek biologiczny
- Rodzaj badania
- Badanie kohortowe
- Typ publikacji
- Kluczowe
Co badano?
Badacze ocenili wiek fenotypowy (Phenotypic Age), czyli PhenoAge – kliniczną miarę wieku biologicznego obliczaną na podstawie dziewięciu rutynowo oznaczanych biomarkerów krwi oraz wieku metrykalnego.
Dziewięć biomarkerów wykorzystywanych do obliczenia PhenoAge to albumina, kreatynina, glukoza, białko C-reaktywne (CRP), odsetek limfocytów, średnia objętość krwinki czerwonej (MCV), wskaźnik zmienności rozkładu objętości erytrocytów (RDW), fosfataza alkaliczna (ALP) i liczba białych krwinek.
Ostateczny model wykorzystuje więc łącznie 10 zmiennych: wiek metrykalny i dziewięć biomarkerów klinicznych. Biomarkery te zostały wcześniej wybrane za pomocą modelu proporcjonalnego hazardu Coxa z regularyzacją elastic-net dla śmiertelności, z 10-krotną walidacją krzyżową. Algorytm wieku fenotypowego opiera się na dwóch modelach proporcjonalnego hazardu Gompertza.
W przeciwieństwie do metod wieku biologicznego opracowanych przede wszystkim w celu odtworzenia wieku metrykalnego PhenoAge zaprojektowano tak, aby różnicował ryzyko zgonu u osób w tym samym wieku metrykalnym. Uzyskana wartość jest wyrażona w latach i oznacza wiek, któremu w populacji ogólnej odpowiada oszacowane ryzyko zgonu danej osoby.
Badacze przetestowali metodę w niezależnej, reprezentatywnej dla całego kraju populacji USA z badania NHANES IV. Analiza objęła 11 432 osoby dorosłe w wieku 20–84 lat oraz 185 osób w najstarszym wieku, których wiek zakodowano jako 85 lat. W ciągu 12,6 roku obserwacji odnotowano łącznie 1012 zgonów.
Badacze sprawdzili, czy wiek fenotypowy wiąże się ze śmiertelnością, obciążeniem chorobami i wynikami zdrowotnymi w różnych grupach wiekowych, przy różnym stanie zdrowia i w różnych podgrupach populacji.
Najważniejsze wyniki
Wiek fenotypowy dostarczał informacji o ryzyku zgonu wykraczających poza sam wiek metrykalny.
Po uwzględnieniu wieku metrykalnego każdy dodatkowy rok wieku fenotypowego wiązał się z ryzykiem zgonu z jakiejkolwiek przyczyny wyższym o około 9%.
Związek utrzymywał się w różnych grupach wiekowych oraz po wykluczeniu zgonów, które wystąpiły w pierwszych pięciu latach obserwacji, co zmniejsza prawdopodobieństwo, że wynik odzwierciedlał jedynie ciężką chorobę pod koniec życia.
Wiek fenotypowy różnicował ryzyko również wśród osób, które wydawały się klinicznie zdrowe. Wśród 1906 uczestników, którzy nie zgłaszali żadnej choroby i mieli prawidłowe BMI, każdy dodatkowy rok wieku fenotypowego wiązał się z ryzykiem zgonu z jakiejkolwiek przyczyny wyższym o około 8%.
Miara ta wiązała się także z obciążeniem chorobami: osoby z większą liczbą chorób przewlekłych miały zwykle wyższy wiek fenotypowy w stosunku do wieku metrykalnego.
W przewidywaniu 10-letniej śmiertelności wiek fenotypowy osiągnął AUC równe 0,88 wobec 0,86 dla wieku metrykalnego i sprawdzał się lepiej niż poszczególne biomarkery kliniczne oraz kilka konwencjonalnych czynników ryzyka analizowanych w badaniu.
W porównaniu z wcześniejszą miarą Levine Biological Age, opartą na metodzie Klemera-Doubal, ogólna skuteczność była zbliżona. Wiek fenotypowy miał lepszą wartość predykcyjną w podgrupie osób zdrowych, choć różnica w przewidywaniu 10-letniej śmiertelności w tej mniejszej podgrupie nie osiągnęła istotności statystycznej.
Znaczenie dla długowieczności
PhenoAge ilustruje ważną zasadę obliczania wieku biologicznego: rutynowe pomiary laboratoryjne mogą dostarczyć więcej informacji, gdy interpretuje się je łącznie, niż gdy traktuje się je wyłącznie jako odrębne wyniki badań.
Dziewięć biomarkerów nie stanowi niezależnie dziewięciu miar starzenia. Łączy się je z wiekiem metrykalnym w ramach określonego modelu statystycznego, opracowanego w odniesieniu do ryzyka zgonu.
Wiek fenotypowy 55 lat u osoby w wieku metrykalnym 50 lat nie oznacza, że każdy narząd czy tkanka ma biologicznie 55 lat. Wskazuje on, że według modelu profil biomarkerów klinicznych tej osoby odpowiada ryzyku zgonu obserwowanemu średnio u osoby w wieku około 55 lat w populacji referencyjnej.
To rozróżnienie ma fundamentalne znaczenie, gdy wyniki obliczeń wieku biologicznego przedstawia się bezpośrednio pacjentom.
W zastosowaniach praktycznych samo obliczenie musi być również wdrożone precyzyjnie. W 2019 roku PLOS Medicine opublikowało formalną korektę równania wieku fenotypowego przedstawionego w oryginalnym artykule, ponieważ pominięto w nim jeden krok obliczeniowy. Korekta zawierała pełne równanie potrzebne do obliczenia wieku fenotypowego.
Perspektywa kliniczna
PhenoAge, często określany również jako metoda Levine PhenoAge, ma kilka cech, które czynią go szczególnie istotnym dla tworzenia praktycznych kalkulatorów wieku biologicznego.
Wykorzystuje rutynowe kliniczne pomiary laboratoryjne, daje wynik intuicyjnie wyrażony w latach i został opracowany w odniesieniu do istotnego punktu końcowego zdrowotnego, a nie jedynie w celu odtworzenia wieku metrykalnego.
Badanie dostarcza też dowodów, że miara ta zawiera informacje wykraczające poza znany stan chorobowy. Jej związek ze śmiertelnością utrzymywał się wśród uczestników uznanych za zdrowych oraz w wielu podgrupach populacji.
Jednocześnie PhenoAge jest oszacowaniem wieku biologicznego wyprowadzonym z ryzyka, a nie bezpośrednim pomiarem samego procesu starzenia.
Było to badanie obserwacyjne, a wiek fenotypowy mierzono w jednym punkcie czasowym. Autorzy nie mogli więc ustalić, czy zmiany wieku fenotypowego w czasie odzwierciedlają zmiany tempa starzenia ani czy przewidują późniejsze narastanie chorób.
To rozróżnienie staje się szczególnie istotne, gdy kalkulatory wieku biologicznego stosuje się wielokrotnie. Zmiany wyniku PhenoAge nie należy automatycznie interpretować jako dowodu, że tempo starzenia biologicznego przyspieszyło lub zwolniło.
W zastosowaniach klinicznych lub cyfrowych PhenoAge należy obliczać przy użyciu pełnego opublikowanego algorytmu, z prawidłowo określonymi biomarkerami, jednostkami laboratoryjnymi i przekształceniami matematycznymi. Do wdrożenia należy stosować poprawione równanie z 2019 roku.
Kalkulator może wydawać się prosty w interfejsie użytkownika, a jednocześnie zależeć od precyzyjnie zdefiniowanego modelu.
Główny wniosek
PhenoAge pokazuje, jak dziewięć rutynowych biomarkerów krwi może przekształcić standardowy profil laboratoryjny w oszacowanie wieku biologicznego niosące istotną informację prognostyczną. Osoby w tym samym wieku metrykalnym mogą mieć różne wyniki PhenoAge oraz znacznie różniące się ryzyko zdrowotne i ryzyko zgonu.
Recenzja i opracowanie
Publikacja źródłowa
- Tytuł:
- A New Aging Measure Captures Morbidity and Mortality Risk Across Diverse Subpopulations From NHANES IV: A Cohort Study
- Autorzy:
- Zuyun Liu, Pei-Lun Kuo, Steve Horvath, Eileen Crimmins, Luigi Ferrucci, Morgan Levine
- Czasopismo:
- PLOS Medicine, December 2018; 15(12):e1002718.
