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一项新的血液测试可以确定你的生物钟

科学家说,它可以帮助确定最佳服药时间,并预测疾病风险

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我们的生物钟不怎么受人重视。

当然,我们一直都在谈论它们:“我不是早起的人”或者“我有太多时差了”。“不过,通常情况下,这只是为了聊天,或者如果我们感觉特别不正常就打生物牌。”

但事实上,我们的生物钟似乎是保持健康的强大力量。去年,三位美国昼夜节律科学家获得了诺贝尔生理学或医学奖,这对我们的感觉和功能的影响在医学界越来越受到重视。

这些研究人员指出,与生物钟相关的基因在我们的荷尔蒙水平、体温、睡眠周期乃至行为等方方面面都发挥着关键作用。现在人们认为,在我们的基因中,有30%到50%的基因活动受到昼夜节律的调节,包括我们免疫系统的一部分。

西北大学范伯格医学院预防医学助理教授罗斯玛丽布劳恩说:“大量证据表明,抑郁症、糖尿病、心脏病和阿尔茨海默氏症等病症与人体生物钟有关。”

“那么,如果我们能探测到一个人的生理时间呢?”

你几点了?

布劳恩是西北大学一个研究小组的一员,该小组在这方面迈出了重要的第一步。在最近发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一项研究中,科学家们报道了一种血液检测技术的发展,他们说这种检测技术可以检测人体的时间。

布劳恩说,这种被称为时间性质的测试,评估一个人的生理时间一个半小时之内能到吗。一个可能的好处是,它可以帮助医生更精确地测量药物——无论是降压药还是化疗——是否最有效。

西北大学温伯格艺术与科学学院(Weinberg College of Arts and Sciences)神经生物学教授拉维•阿拉达(Ravi Allada)表示:“相对于服用另一种药物,一次服药可能更有意义。”阿拉达是这项研究的共同作者之一。“这个测试可以指导我们决定什么时候该吃药。”

通过确定服用药物的最佳时间,可以使用低剂量的药物,这可以降低副作用的风险。

阿拉达指出,疾病的许多方面都与我们的生物钟有关,比如,在白天,一个人患心脏病或哮喘的风险可能最大。他重申了布劳恩的观点,即生物钟紊乱和慢性健康问题之间可能存在联系。

阿拉达说:“你可以把时钟当作管弦乐队的指挥,一切都必须在适当的时间发生。”“但如果你打断了指挥,你就再也听不到音乐了。”

阅读基因模式

血液样本可以用来确定一个人的身体时间的想法并不新鲜。但在此之前,这需要一个人在一天的大部分时间里,每小时抽一次血,这个过程既昂贵又不切实际。

但由于时间的原因,血液一天只需要采集两次,目标是将样本减少到一次。那么,研究人员如何能够如此显著地简化这一过程呢?

人工智能。

具体来说,他们每两小时从一组测试对象身上采集一次血样,然后用其他四项研究的数据进行扩充。然后,他们编写了一种算法,让计算机分析20,000个不同的基因,并在DNA转化为蛋白质等产物时寻找基因表达的时间模式。最终,这台机器将基因数量缩小到41个基因,这些基因在一天中不同时间的表现最为明显。从那以后,它就能将一天中的某一时刻与这41个基因表达标记的活性联系起来。

布劳恩说:“我们的想法是,我们能够利用这些基因的活性,然后进行反向工作,并能推断出一天中它在你体内的时间。”

到目前为止,时间属性只用于测试健康受试者。通过对血液样本的分析,可以推断出抽取血液的时间。

布劳恩说,未来的研究将集中于确定生物钟与实际时间不同步的人的生物钟。

肯尼斯·赖特是博尔德科罗拉多大学睡眠和时间生物学实验室的主任。他没有参与这项研究,但很欣赏这项测试的潜力。

他说:“能够准确而容易地确定体内昼夜节律时间,对于决定一个人的昼夜节律健康和最佳治疗时间具有重要意义。”

“这项新技术是一项进步,”赖特补充说,“但它需要进行测试,看看它能多么准确地预测人体内的生理时间。”这项研究的结果表明,这项新技术可以预测样本采集的时钟时间,而不是人的生物时间。

阿拉达承认,生物钟时间和“挂钟时间”之间可能存在偏差,但他表示,在他们测试的健康受试者中,前者与后者“接近”。

预测疾病风险

虽然西北大学已经为实际的时间属性血液测试申请了专利,但它已经将其背后的算法提供给了其他研究人员。布劳恩说,这项测试有希望在其他外部实验室进行,而且已经被证明是“可靠的”——它对个人内部时间的估计似乎不会被随机事件所打乱,比如通过多个时区进行海外飞行。

这增加了人体时钟血液检测有朝一日成为年度体检标准部分的可能性。

阿拉达相信,由于生物钟紊乱与各种健康状况之间存在联系,这项测试有朝一日可能被用来预测哪些人患某些疾病的风险更高。这对治疗阿尔茨海默氏症(Alzheimer ‘s)尤其有帮助。在阿尔茨海默氏症(Alzheimer ‘s,又称阿尔茨海默氏症)等病症中,症状通常在病情显著进展之前并不明显。

阿拉达说:“如果一个人的身体时间与应该的时间相差甚远,那么这可能是一种疾病的易感性风险因素。”“这里的主要进步是能够测量一种生物学过程,我们知道这种过程对于疾病来说是很重要的,并以一种实用的方式进行测量,让人们可以走进医生的办公室,抽取他们的血液并弄清楚这一点。”

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