移植器官随宿主生物年龄调整:年轻心脏加速衰老、老年心脏逆向衰老
Old hearts age backwards: transplanted organs adjust to host’s biological age
哈佛大学 Jesse Poganik 团队一项预印本研究发现,移植心脏的生物年龄会向受体"靠拢"——年轻供体心脏在年长受体中加速衰老,年长供体心脏在年轻受体中被"逆向衰老"。该效应在小鼠实验和布里格姆与妇女医院 11 例供受体年龄差显著的人体心脏移植活检中均得到验证,部分心脏功能指标也趋近于受体年龄,提示供体心脏的可用年龄上限有望放宽。
心脏移植的需求持续攀升——仅美国2024年就完成4,636例,较2013年增长81.5%——但供体短缺始终是瓶颈,现行指南一般仍建议选用45岁以下的供心。供体年龄对预后的影响早有定论:1991年基于UNOS数据的分析显示,45–55岁供体心脏的一年移植物存活率比16–45岁供体低8.4%[1]。为扩大供心来源,人们建立了循环死亡后捐献(DCD)供心的功能评估与移植流程[4],并在早期临床应用中积累了经验[6],美国还于2018年调整了心脏分配政策[3]。然而,当心脏跨越供受体之间巨大的年龄差进入新的宿主体内后,其生物学年龄会发生什么,此前并不清楚;异时联体实验虽已提示生物学年龄并非单向累加——年轻小鼠在与年长伙伴共享血液循环后生物学年龄升高,分离后又能恢复[2]——但这一规律是否适用于真实的移植器官,一直没有答案。
哈佛大学从事衰老研究的Jesse Poganik和同事在一项发布于bioRxiv、尚未经同行评议的研究中着手回答了这个问题[5]。他们把3月龄、1年龄和1.5–1.67岁小鼠的额外心脏分别植入三个年龄组的受体,使其与原位心脏并存;术后4–6个月取样,在约32万个基因组区域检测DNA甲基化的衰老相关变化。结果显示,移植心的生物学年龄向受体靠拢:年轻心脏在老年体内加速衰老,老年心脏在年轻体内被“刷新”。团队进而回溯了布莱汉姆妇女医院供受体年龄差显著的11例移植(老年心入年轻人的年龄差为8–24年,年轻心入老年人为38–50年),甲基化检测复现了小鼠中的效应;对数百例受体术后一年电子病历的分析还发现,心率、心脏后壁厚度和运动耐量等指标与受体年龄而非供体年龄相关。值得注意的是,这种同化只发生在移植组织本身,受体的全身生物学年龄并未出现反向改变[5]。
这项工作把联体实验所揭示的“生物学年龄具有双向流动性”[2]推进到了真实的移植场景,表明决定移植心生物学年龄的更多是宿主而非供体,也暗示供体池或许可以纳入比现行标准更年长的心脏——这是以往基于供体年龄与预后统计来划定界限的思路[1]未曾指向的方向。
当然,结论仍需审慎对待:论文尚未经同行评议,人体甲基化数据仅来自11例;功能指标也只是部分符合预期,研究者本人也坦言“有些东西可能就是不可逆的”;老年供心能否在年轻受体内长期维持功能,仍有待随访检验。
- 1.The use of "marginal" donors for organ transplantation. The influence of donor age on outcome · Transplantation 1991
- 2.Biological age is increased by stress and restored upon recovery · Cell Metab 2023
- 3.Evolving Trends in Adult Heart Transplant With the 2018 Heart Allocation Policy Change · JAMA Cardiol 2021
- 4.Functional assessment and transplantation of the donor heart after circulatory death · J Heart Lung Transplant 2016
- 5.Transplanted hearts assimilate the recipient’s biological age · 2026
- 6.Early US experience with cardiac donation after circulatory death (DCD) using normothermic regional perfusion · J Heart Lung Transplant 2021
来源:Nature · nature.com