Старение человека — это сложный процесс постепенного снижения физических, умственных и репродуктивных способностей. В настоящее время мир сталкивается с увеличением ожидаемой продолжительности жизни и тенденцией к старению населения. Эти данные опираются, прежде всего, на хронологический показатель. Однако ввиду разнообразия генотипов, жизненных привычек и условий проживания у людей с приблизительно одинаковым исходным уровнем здоровья возрастные изменения проходят по-разному. У 50-летнего человека могут быть 60-летнее функциональное состояние, а некоторые люди выглядят старше или моложе своих ровесников (даже близнецы). Именно поэтому хронологический возраст не является оптимальным индикатором процесса старения.
Один из недавних научных обзоров, результаты которого опубликованы в мае 2017 г. в журнале «Clinical Interventions in Aging», посвящен анализу методов определения биологического возраста, используемых в текущее время. Исследование выполнено совместно учеными Цзилиньского университета (Jilin University) и Главного госпиталя Народной освободительной армии Китая «Chinese People’s Liberation Army General Hospital» Пекин, Китай. Работа выполнена в рамках Государственной программы развития фундаментальных исследований Китая (Major State Basic Research Development Program of China) при поддержке Национального фонда естественных наук Китая (National Natural Science Foundation of China) и Национального клинического исследовательского центра по заболеваниям почек (National Clinic Research Center for Kidney Diseases).
В отсутствие золотого стандарта для исследований разработаны различные статистические модели старения, основанные на показателях когнитивной функции, физической выносливости, на биологическом возрасте, предполагаемом возрасте, показателях трудоспособности и индексе дряхлости. Среди них биологический возраст — наиболее широко используемая индивидуальная оценка старения, отражающая уровень органического ущерба организма, и также применяемая для отслеживания динамики возрастных изменений. Но развитие процессов старения в различных органах происходит неравномерно. Например, состояние когнитивной сферы функционально может уступать физической форме и наоборот. Таким образом, для отражения общего уровня старения человека необходимо использовать различные биомаркеры из нескольких систем организма, объединив их с эффективными статистическими моделями.
Традиционно биомаркеры старения выбирают на основе общих клинических лабораторных анализов для удобства практического применения. В последние годы выявлены и применены специфические биомаркеры старения, такие как длина теломерной последовательности, метилирование ДНК и даже стоматологические показатели. Однако основная концепция оценки биологического возраста — это факторный анализ, целью которого является выбор биомаркеров старения в соответствии с конкретными критериями. Различия в критериях отбора влияют на выбор статистического метода и фактически зависят от задач исследования. Рассмотрим подробнее отличия и преимущества основных статистических методов оценки биологического возраста.
Метод множественной линейной регрессии
Метод множественной линейной регрессии является базовым для предварительной оценки биологического возраста и используется на протяжении уже более 50 лет. Этот метод прост для понимания и выполнения, однако искажает расчеты на краю регрессии и не учитывает непрерывность динамики старения индивидуума в течение всей жизни. Поэтому применение множественной линейной регрессии возможно лишь в рамках базовых исследований.
Метод анализа основных компонентов
Метод анализа основных компонентов использует меньшее количество некоррелированных переменных и позволяет обойти некоторые недостатки метода множественной линейной регрессии, такие как прерывание скорости старения в течение жизни. В то же время анализ основных компонентов все так же базируется на методе линейной регрессии. Поскольку эта методика рассматривает биомаркеры старения на основе их корреляции с хронологическим возрастом, он не может устранить парадокс Хохшильда, при котором гипотетический биомаркер, приближенный к идеальной корреляции с возрастным показателем, должен быть заменен последним, в силу чего становится нечувствительным к индивидуальным возрастным показателям.
Метод Хохшильда
Хронологический возраст, по мнению А. Хохшильда, не может быть критерием отбора при определении биологического возраста. В качестве альтернативы ученый предложил новый способ определения выбора биомаркеров в зависимости от их влияния на продолжительность жизни. Для этого исследователь собрал и агрегировал параметры физических данных и факторов риска смертности. К сожалению, методика Хохшильда практически не используется для определения биологического возраста из-за сложности расчетов.
Метод моделирования структурными уравнениями
Метод моделирования структурными уравнениями, более известный в исследованиях по психологии и экологии, также был апробирован в моделях старения, сфокусированных на состоянии психического здоровья людей пожилого возраста. Этот метод оценивает совпадения показателей, сгруппированных по индикаторам, представленным в матрице, и сочетает факторный анализ с методом множественной линейной регрессии. Ограничением для использования данного метода является сам принцип моделирования, который создает скрытую концепцию биологического возраста, а не генерирует конкретные переменные для последующего сравнения с возрастными характеристиками. Собственно метод моделирования структурными уравнениями представляет собой новое направление для анализа скрытых переменных с интерпретацией и оценкой сложной взаимосвязи между кандидатными биомаркерами. Полученные таким образом данные восполняют отсутствие оптимальных биомаркеров старения когнитивной сферы.
Метод Клемера — Дюбаля (KDM)
В 2006 г. П. Клемер и С. Дюбаль предложили метод графиков для определения биологического возраста, который оптимален даже для людей молодого возраста. Проведенные позже исследования подтвердили, что вычисление биологического возраста с помощью графического метода KDM является надежным предиктором смертности в различных возрастных когортах и превосходит по своей точности все другие методики. В текущее время используется переформулированная модель (KDM2), которая упрощает вычисления, но все так же требует компьютерной обработки с привлечением специалиста по статистике.
- Jia L., Zhang W., Chen X. (2007) Common methods of biological age estimation. Clin. Interv. Aging, 12: 759–772.
Александр Гузий
