IHR BIOLOGISCHES ALTER LÜGT VIELLEICHT

Ein Algorithmus betrachtet ein Foto Ihres Augenhintergrunds und schätzt Ihr Alter. Sagt er 60, während Sie 55 sind, wird diese „Altersdifferenz“ von fünf Jahren als Zeichen gedeutet, dass Ihr Körper schneller altert, als er sollte. Solche biologischen Alterungsmarker oder „Alterungsuhren“ gibt es inzwischen für Auge, Gehirn, Brustkorb, Bauchraum und Blut, und Studien haben größere Altersdifferenzen mit Krankheit und Tod in Verbindung gebracht.

Eine Studie von 55 Forschenden unter Leitung des University College London und des Moorfields Eye Hospital findet einen Fehler in der Art, wie diese Uhren gelesen werden.

Fünf Uhren, fünf Kohorten

Das Team hat fünf Marker gebaut oder verwendet:

• Retinal Age, aus Fotos des Augenhintergrunds (65.360 Bilder von 12.141 Patientinnen und Patienten in London);
• Chest Age, aus Thoraxröntgenbildern (21.733 Bilder);
• Abdominal Age, aus CT-Aufnahmen des Bauchraums (4.984 Aufnahmen);
• Brain Age, aus MRT-Aufnahmen des Gehirns (1.454 Aufnahmen von 808 Personen);
• PhenoAge, eine veröffentlichte Formel, die das Alter mit neun Routine-Blutwerten kombiniert (41.512 Teilnehmende der UK Biobank).

Die vier Organuhren sind Deep-Learning-Modelle, die nur mit Menschen ohne erfasste Erkrankung trainiert und dann an einer Mischung aus Gesunden und Kranken getestet wurden. Wie in früheren Studien zeigten alle fünf, dass eine größere Altersdifferenz mit schlechterer Gesundheit einhergeht — im Durchschnitt über die gesamte Kohorte.

Ein Sog zur Mitte

Jedes statistische Modell dieser Art leidet unter der Regression zur Mitte: Seine Schätzungen werden zum Durchschnittsalter seiner Trainingsdaten hingezogen. Junge Menschen wirken etwas älter, als sie sind, alte etwas jünger. Das war bekannt, und es gibt Korrekturen dafür.

Das Team fand jedoch, dass dieser Sog nicht für alle gleich ist. Bei allen vier Organuhren schrumpfte die Altersdifferenz mit zunehmendem Alter bei Kranken schneller als bei Gesunden. Bei Retinal Age etwa sank die Differenz in der kranken Gruppe um 0,31 Jahre pro Lebensjahr, in der gesunden um 0,18. Die Autoren nennen das differenzielle Regression zur Mitte. Ihre Erklärung: Krankheitszeichen machen ein Bild für ein Modell, das an Gesunden trainiert wurde, schwerer lesbar, sodass seine Schätzung stärker zum Durchschnitt gezogen wird.

Ein Zusammenhang, der verblasst — oder kippt

Die Folge zeigt sich, wenn man die Daten nach Alter aufteilt. Bei Retinal Age erhöhte jedes zusätzliche Jahr Altersdifferenz unter 50 Jahren die Chance, krank zu sein, um 11 %, doch ab 80 verschwand der Zusammenhang. Bei Chest Age war er unter 40 positiv, zwischen 40 und 70 nicht vorhanden und nach 70 umgekehrt: Ein „älter aussehendes“ Thoraxröntgenbild ging dann leicht mit besserer Gesundheit einher. Abdominal Age zeigte ein ähnliches Verblassen.

Brain Age war die Ausnahme: Der Zusammenhang blieb in jedem Alter positiv. Der Abstand zwischen den Gruppen und die Streuung der Werte schrumpften gemeinsam, sodass ihr Verhältnis stabil blieb. Differenzielle Regression zur Mitte kann das Bild verzerren, folgern die Autoren, tut es aber nicht immer.

Keine einfache Lösung

Die Forschenden probierten an Retinal Age die üblichen Gegenmittel. Eine Neukalibrierung der Altersdifferenz glättete den Trend bei Gesunden, ließ den Trend der kranken Gruppe aber bestehen. Ein Neutraining des Modells mit einer perfekt ausgeglichenen Altersverteilung machte die Verzerrung sogar etwas größer. Dasselbe galt für die drei anderen Organuhren. Das blutbasierte PhenoAge, das das chronologische Alter direkt als Eingabe erhält, statt es zu schätzen, zeigte keine solche Verzerrung.

Ein Mensch ist keine Kohorte

Der eindrücklichste Test vergleicht Einzelpersonen. Innerhalb jeder Altersgruppe bildete das Team Paare aus jedem gesunden und jedem kranken Menschen. Bei jeder Uhr und in jeder Altersgruppe hatte der gesunde Mensch in mindestens einem Viertel der Paare die größere Altersdifferenz. Bei Retinal Age ab 80 geschah das in 59 % der Paare — häufiger als umgekehrt. Manche gesunde Patienten wirkten 8,8 bis 16,4 Jahre „älter“ als ein kranker Patient gleichen Alters. Selbst PhenoAge lag bei 39 bis 41 % der Paare mit der Reihenfolge falsch.

Die Uhr nach Alter lesen

Die Autoren fordern, Zusammenhänge innerhalb von Altersgruppen statt für ganze Kohorten anzugeben, und schlagen vor, in die Modelle einen Interaktionsterm zwischen Alter und Altersdifferenz aufzunehmen — bei den Netzhautdaten holte das den Großteil der verlorenen Leistung in der ältesten Gruppe zurück. Die Studie hat Grenzen: „Gesund“ bedeutet nur, dass keine Erkrankung erfasst ist, jede Uhr wurde an einer einzigen Kohorte getestet, und die Analysen sind Querschnittsanalysen. Ihr Fazit ist dennoch deutlich: Keine dieser Uhren kann bislang allein sagen, wie gesund ein bestimmter Mensch ist.