煙，一口也別抽！

抽煙與癌癥[1]、心血管疾病[2]之間的關(guān)系，應(yīng)該是人盡皆知了；二手煙和三手煙對(duì)周圍親朋好友的傷害[3]，也是無(wú)人不知無(wú)人不曉了。最離奇的是，去年科學(xué)家還首次證實(shí)，香煙中的尼古丁會(huì)將“魔爪”伸進(jìn)精子里，損害吸煙者兒孫的認(rèn)知能力[4]。

真是一口煙毀三代。

近日，由美國(guó)研究癌癥和衰老的人工智能企業(yè)Insilico Medicine的研究人員Alex Zhavoronkov領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)稱，他們基于14.9萬(wàn)人的血檢信息，以及脫敏的患者病例信息，訓(xùn)練出一個(gè)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)健康人的年齡的人工智能平臺(tái)[5]。

基于這個(gè)平臺(tái)，他們發(fā)現(xiàn)吸煙會(huì)加速人的衰老，尤其是對(duì)于實(shí)際年齡在40歲以下的年輕人。平均而言，那些抽煙的女性，她們的生理年齡是實(shí)際年齡的2倍；而那些抽煙的男性，他們的生理年齡也是實(shí)際年齡的1.5倍。

舉個(gè)例子說，對(duì)于30歲的抽煙女性而言，她們的血液指標(biāo)顯示，她們的生理年齡可能已經(jīng)到了60歲；而對(duì)于30歲的抽煙男性而言，他們的生理年齡可能也到了45歲。

抽煙，可以體驗(yàn)飛一般的衰老感覺。

不抽煙和抽煙模擬圖

我們都知道，衰老是每個(gè)人的基因和他所處的環(huán)境共同決定的。就外界環(huán)境而言，有一個(gè)比較明確的影響因素就是抽煙。

之前的研究表明，抽煙與加速衰老關(guān)系密切[6，7]。而且，已經(jīng)有科學(xué)家從DNA甲基化水平的角度發(fā)現(xiàn)，吸煙會(huì)加速衰老，戒煙后會(huì)有一定程度的緩解[8]。

由于抽煙導(dǎo)致的早衰、疾病和死亡給全世界的醫(yī)保系統(tǒng)帶來(lái)巨大的壓力。因此，Zhavoronkov等認(rèn)為，通過一種簡(jiǎn)單易行的方法，在體內(nèi)尋找有效的衰老標(biāo)志物，對(duì)于研究衰老和與衰老有關(guān)的疾病非常重要，也有助于科學(xué)家研究抗衰老的藥物，或者找到預(yù)防衰老的方法。

分析DNA的甲基化水平的變化，顯然不是理想的方法。

血液中包含了太多人體人體健康信息，很多疾病都可以從血液中找到蛛絲馬跡，而驗(yàn)血又是個(gè)人健康評(píng)估最常用的方法。

再加上近年來(lái)醫(yī)療機(jī)構(gòu)中積累了大量的血檢數(shù)據(jù)，以及能夠處理更大型、復(fù)雜數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的進(jìn)步。Zhavoronkov團(tuán)隊(duì)將目光放在了常規(guī)的血液檢查上。

實(shí)際上Zhavoronkov團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用前饋深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在血液老化與年齡之間建立了聯(lián)系[9]，并且可以用這個(gè)平臺(tái)預(yù)測(cè)全因死亡率，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率甚至好于用實(shí)際年齡預(yù)測(cè)[10]。

不過這一次，研究人員想訓(xùn)練一個(gè)評(píng)估模型，用于預(yù)測(cè)抽煙與生理年齡之間的關(guān)系。

研究人員首先找到了一個(gè)包含14.9萬(wàn)脫敏個(gè)人醫(yī)療記錄的數(shù)據(jù)庫(kù)（中位年齡55歲），其中有4.9萬(wàn)人是吸煙者，所有人的年齡、性別、吸煙狀況，以及多達(dá)66種血液指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，都在研究人員的掌握之中。

緊接著，研究人員用部分不吸煙者的數(shù)據(jù)訓(xùn)練了一套有監(jiān)督的前饋深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）來(lái)預(yù)測(cè)實(shí)際年齡。然后用另一部不吸煙者的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)了一下這個(gè)平臺(tái)的準(zhǔn)且性，發(fā)現(xiàn)確實(shí)還挺準(zhǔn)的，不過相比于甲基化的預(yù)測(cè)方法，還是稍遜一籌。

預(yù)測(cè)模型以及在不吸煙人中的預(yù)測(cè)結(jié)果

是時(shí)候?qū)⒊闊熯@個(gè)變量引入，探究吸煙對(duì)年齡預(yù)測(cè)的影響了。

結(jié)果真是不比不知道，一比嚇一跳。研究人員發(fā)現(xiàn)，從血液指標(biāo)來(lái)看，與不吸煙者相比，吸煙者的老化速度明顯被撥快了。而且快的有點(diǎn)兒嚇人。

從那些實(shí)際年齡在30歲之下人來(lái)看，吸煙者的血液指標(biāo)顯示，35%的人預(yù)測(cè)年齡在31-40歲之間，36%的人預(yù)測(cè)年齡在41-50歲之間；不吸煙者的血液指標(biāo)顯示，62%的人年齡和實(shí)際年齡一致。

對(duì)于31-40歲這個(gè)年齡段的人而言，研究人員觀察到了類似的結(jié)果。

抽煙者的衰老速度確實(shí)飛起來(lái)了。

飛的有多快呢？平均而言，與不吸煙女性相比，吸煙女性的預(yù)測(cè)年齡是實(shí)際年齡的2倍；與不吸煙男性相比，吸煙男性的平均預(yù)測(cè)年齡是實(shí)際年齡的1.5倍。

可以說女性吸煙者非常不劃算了~

吸煙和不吸煙者的實(shí)際年齡與預(yù)測(cè)年齡之間對(duì)照（第一個(gè)表格中的那位真是年齡不到30的吸煙朋友，你的預(yù)測(cè)年齡都到71歲了???♀?）

不過，讓研究人員感到奇怪的是，在55歲以上的吸煙者身上沒有觀察到這種衰老加速的現(xiàn)象。他們認(rèn)為，可能是那些吸煙較嚴(yán)重的人，在這個(gè)年齡之前就已經(jīng)死亡了，所以這個(gè)模型對(duì)這個(gè)年齡的抽煙者不準(zhǔn)。

總之，Zhavoronkov團(tuán)隊(duì)的研究證實(shí)，吸煙會(huì)讓你未老先衰，而且速度還不是一般的快。

如果大家真想戒煙，卻又一直戒不掉，就趕緊去看看我們前天晚推送的文章吧。

參考資料：

[1].Siegel R L, Miller K D, Jemal A. Cancer statistics, 2019[J]. CA: a cancer journal for clinicians, 2019.  DOI：10.3322/caac.21551

[2].Hackshaw A, Morris J K, Boniface S, et al. Low cigarette consumption and risk of coronary heart disease and stroke: meta-analysis of 141 cohort studies in 55 study reports[J]. BMJ, 2018, 360: j5855.  DOI：10.1136/bmj.j5855

[3].Hang B, Wang Y, Huang Y, et al. Short-term early exposure to thirdhand cigarette smoke increases lung cancer incidence in mice[J]. Clinical Science, 2018, 132(4): 475-488.  DOI：10.1042/CS20171521

[4].McCarthy D M, Morgan Jr T J, Lowe S E, et al. Nicotine exposure of male mice produces behavioral impairment in multiple generations of descendants[J]. PLoS biology, 2018, 16(10): e2006497.  DOI：10.1371/journal.pbio.2006497

[5].Mamoshina P, Kochetov K, Cortese F, et al. Blood Biochemistry Analysis to Detect Smoking Status and Quantify Accelerated Aging in Smokers[J]. Scientific reports, 2019, 9(1): 142.  DOI：10.1038/s41598-018-35704-w

[6].Gao X, Zhang Y, Breitling L P, et al. Relationship of tobacco smoking and smoking-related DNA methylation with epigenetic age acceleration[J]. Oncotarget, 2016, 7(30): 46878-46889.  DOI：10.18632/oncotarget.9795

[7].Levine M E, Crimmins E M. Not all smokers die young: a model for hidden heterogeneity within the human population.[J]. PLOS ONE, 2014, 9(2).  DOI：10.1371/journal.pone.0087403

[8].Lei M, Beach S R, Dogan M V, et al. A pilot investigation of the impact of smoking cessation on biological age[J]. American Journal on Addictions, 2017, 26(2): 129-135.  DOI：10.1111/ajad.12502

[9].Putin E, Mamoshina P, Aliper A, et al. Deep biomarkers of human aging: application of deep neural networks to biomarker development[J]. Aging (Albany NY), 2016, 8(5): 1021.  DOI：10.18632/aging.100968

[10].Mamoshina P, Kochetov K, Putin E, et al. Population Specific Biomarkers of Human Aging: A Big Data Study Using South Korean, Canadian, and Eastern European Patient Populations[J]. Journals of Gerontology Series A-biological Sciences and Medical Sciences, 2018, 73(11): 1482-1490.  DOI：10.1093/gerona/gly005

[11].Barbi E, Lagona F, Marsili M, et al. The plateau of human mortality: Demography of longevity pioneers[J]. Science, 2018, 360(6396): 1459-1461.  DOI：10.1126/science.aat3119

本文作者  |  BioTalker

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