成为靠谱的黄大仙:科学推测人的寿命的方法。
作者简介:随心, 本科毕业于清华大学生物科学与技术系。在美国获得博士学位后加入某跨国知名药企从事药物研发。在十余年中带领团队与糖尿病,肌肉萎缩症等等作斗争,近年来着重于抗衰老药物的研究和开发。
随心撰文理念:但求忠实于数据,不夸张,不偏颇,随心而来。
不知道大家有没有听说过十六世纪意大利的著名科学家卡尔达诺 (Girolamo Cardano) 传奇的一生。
卡尔达诺是意大利文艺复兴时期百科全书式的学者。他出生于1501年9月24日,是达芬奇的一个很好的法官朋友的私生子。一生写了200多篇科学著作,在医学,数学和机械方面都有惊人的成就。
作为医生.他既精于诊断开方,也擅长外科手术,是历史上第一个描述了诊断斑疹伤寒病方法的人。作为数学家,他对算术和代数都有极深的研究,对现代概率论有开创之功。他还发明了许多机械装置,包括万向齿轮结构和组合锁。
这样一个天赋异禀的科学家,却一直醉心于占星术和赌博的研究。据说,他七十一岁时通过占星术推算出自己将在1576年9月21日去世。但是到那一天时,他仍然非常健康。为了证实他对自己死期占卜的正确,就选择了在那天自杀身亡。
占星术太不靠谱!害死人啊!
现代科学也在寻找可靠的指标能够推测人的寿命
找到一个靠谱的能够预测寿命的指标有什么意义呢?
相信大家都意识到了,全球人口正步入老龄化阶段。世界上几乎每个国家的老龄人口数量和比例都在加速增加。中国早在1999年就加速进入了老龄化社会。2016年底,中国65岁以上的老人的比例达到了总人口的10.23%。预测2050年会超过25%。
随着年纪的增长,各种疾病的病发率也显著提高(见下图)。很多疾病都可以算是老年病,比如阿尔茨海默症。这些疾病的发病率随着年龄的增加会显著的提高,在年轻人中则比较少见。
医生们希望有一个指标可以帮助预测人的寿命,从而更好地针对每一个老人制定特定的保健计划和养老计划。这个指标可以作为一个警钟,提醒医生哪些老人是高危人群,需要更多的关注,比如特定的手术以后的恢复方案等。
这个指标最好能够:
1) 容易测量,甚至可以不用特定的仪器,在家里就可以容易地实现。这样医生们可以电话随访。毕竟有时候让老年人来一次诊所也不是那么容易的事情。
2) 有很好地预测功能。这点其实要求挺高的,虽然意外 (异常值) 总是不可避免,但要能够对大部分人做到比较准确地预测。这需要大规模的采样,严谨的统计分析来找到不是随机偶然的联系。
就像日常生活里,大家炒股都希望某个指数可以准确地帮你预测股价的升幅。 哪个大神找到这么个简单的指标一定私信偷偷告诉我!
传统常用的【年龄+性别】指标,受到身体状况的影响,并不是很好地预测指标。如下图所示,随着年纪的增长,身体有好多指标都会跟随着变化。到底哪一个或者哪一些组合可以作为很好的预测指标呢?
【年龄+性别+步速】与剩余寿命紧密相关
科学家们一直在寻找这个指标。有好几个流行病学相关性的研究,发现正常行走的步速 (美国临床实验中俗称 Gait Speed) 和老年人的剩余寿命紧密相关[1-3]。
仔细想想,也不奇怪,为什么步速能在众多指标里面脱颖而出:
走路需要一定的力量和精密的控制。
走路需要多种器官的协调功能:比如脑,心脏,肺,血液循环系统,神经系统,肌肉组织。
步速变缓很有可能是因为体内有很大的损伤使得走路需要耗费比正常状态高很多的能量。
很多人都有体会,一旦卧床不能行走,会引起一系列连锁反应,加速衰老和死亡。
于是,美国的科学家们收集了1986-2000年之间九个世代研究的数据,统计了34485位65岁以上的老人 (包括男性和女性) 在实验开始时候的正常行走步速。接着在以后的几年里,随访统计了测完步速以后老人们的剩余生命年限[4]。注意这里死亡可以是由于任何原因造成。因为采样足够大,意外不会对最后的统计结果造成太大的影响。
2011年实验结束,把所有的结果统计分析,发现大部分步行速度慢的老人要比速度快的剩余寿命短!步行速度每增加0.1米/秒,剩余的寿命就会有统计意义上的显著增加。而且通过建模分析,步速和任何年纪的男女性的存活几率都显著相关,但是对于75岁以上老人的预测尤其准确。
而且,科学家们发现【年龄+性别+步速】的组合不比更复杂的考虑了别的因素的综合指数差。这些综合指数考虑了年纪,性别,身高体重指数(BMI),吸烟与否,血压,是否有已知的疾病,住院记录和自身健康的评估等等。
有朋友说,你这个说法不合理啊,乌龟爬的多慢啊,可是寿命长。
可是,乌龟它不是人,不是人,不是人!有很多还不被我们所理解的基因或者别的机理起作用。也不是所有的乌龟都特长寿的,比如,红耳滑龟的平均寿命只有20-30年。确实有很多“比较遗传学”研究,通过测序长寿的动物的DNA来试图寻找长寿基因[5]。
黄大仙宝典
科学家们把数据建模分析以后总结出黄大仙“预测剩余寿命”宝典,就是下面的两张图。图里横轴是测量步速时候的年纪。竖轴是预测的还有剩余生命年限,每一个步速 (从0.2米/秒开始到1.6米/秒) 是一个单独的曲线。
From: Gait Speed and Survival in Older Adults. JAMA. 2011;305(1):50-58. doi:10.1001/jama.2010.1923
这两个曲线告诉了我们:
女性平均寿命比男性长。同样年纪同样步速的女性的剩余生命年限明显高于男性。这不奇怪吧,很多统计数据都指明了。美国中国都是这样。例如2010年中国百岁老人里面女性占72.5%, 男性占27.5%。美国百岁老人里面女性占82.8%, 男性17.2%。
平均剩余生命年限随着步速加快也显著增加。
相同年纪的男性或者女性,剩余生命年限中间值的人,对应的步速是0.8米/秒。和我有篇文章里面 (戳我戳我) 分析的死神的步速是0.82米/秒不谋而合。这个步速最有可能被死神赶上!
不知道大家是否都看了我之前写的健身系列的开篇:死神的步速有多快。在那篇文章里其实故意犯了一个重要的逻辑错误:相关性≠因果 (在前几篇文章里再三强调过)。步速慢和剩余寿命短只是有关联,并不是造成被死神追赶上收魂的原因。死神文是开篇,我埋了好多伏笔。忽略逻辑漏洞,看着乐一乐。里面的东西等我慢慢展开说。
再次强调一下,这个研究只是证明了【年龄+性别+步速】和死亡有相关性,不是直接造成死亡的原因。
友情提示,黄大仙们要使用这个宝典,要测量的是正常步速,一定要提醒被测试的人放松地走个至少6米算平均值。很多被测试者有倾向,在有人看着的时候走的比平时卖力,或者模仿示范者的步速。切忌切忌。
拿到步速数据以后,在横轴上找到测试者的年纪,往上找到对应的步速曲线,看竖轴的数字是什么就是被测试者的大约剩余寿命了(图里所标注的是符合这个年纪+步速的人的剩余寿命的中间值)。下图就举了一个例子,宝蓝色的线标注了一个70岁的男性,正常步速1.1米/秒,大概还有15年上下可以活。
这只是大规模统计出来的中间值,不是绝对值。对于特定的人可能比15年长一些也可能短一些。还有意外事件。千万别学卡尔达诺自杀!
这个数据对于医生们有参考价值。对于平常人,绝对数值其实没有特别的意义,突然的步速改变才是最值得注意的。
这个研究还是有局限性的,比如志愿者都是相对健康的人。虽然采样很大,包括了多个人种,还是会有遗漏。还需要跟进实验证明这个相关性的精确度。
这个指标对目前的抗衰老药物的研发具有重要意义:
可以用来作为病人分组(patient stratification)的依据。比如在抗衰老药物的临床实验里,帮助挑选可能有5-10年剩余寿命的病人作为治疗人群。
步速低于0.6米/秒的老人,非常可能有严重的内在的疾病,需要特别的关注。
步速可以时时测量。突然的变慢意味着身体可能出了大变化,需要让医生仔细察看。
如果后来的实验可以更进一步,真正的证明因果关系:某些抗衰老药物或者理疗方法能够通过提高步速,最终导致延年益寿。步速就能够成为真正的功效标记(Efficacy marker)。以后的临床实验不用花很长的时间随访志愿者的寿命,直接看这个指标就好了。
下一篇我会讲一个美国国家老龄研究所(National Institute on Aging) 做的一个大型的健身临床实验,展开死神文里埋下的伏笔 – 速走的健康益处。这个实验就利用了这个步速指标,找到了最合适的病人人群,用一个很温和的健身方案,显著提高了老年人的健康指标。
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参考文献:
1. Cesari, M., et al., Prognostic value of usual gait speed in well-functioning older people--results from the Health, Aging and Body Composition Study. J Am Geriatr Soc, 2005. 53(10): p. 1675-80.
2. Rosano, C., et al., Association between lower digit symbol substitution test score and slower gait and greater risk of mortality and of developing incident disability in well-functioning older adults. J Am Geriatr Soc, 2008. 56(9): p. 1618-25.
3. Cesari, M., et al., Added value of physical performance measures in predicting adverse health-related events: results from the Health, Aging And Body Composition Study. J Am Geriatr Soc, 2009. 57(2): p. 251-9.
4. Studenski, S., et al., Gait speed and survival in older adults. JAMA, 2011. 305(1): p. 50-8.
5. Ma, S. and V.N. Gladyshev, Molecular signatures of longevity: Insights from
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