德國柏林夏里特醫學院（Charité – Universitätsmedizin Berlin）研究團隊近日開發出一項新方法，只需一根頭髮，即可讀取人體內部生物鐘的時相狀態，從而判斷個體的「晝夜型」（chronotype），為依據晝夜節律行醫的「節律醫學」（circadian medicine）鋪平道路。研究人員指出，多數人僅在生物鐘被打亂時才察覺其存在，例如夏季時差或長途飛行後的疲憊渾沉、不在狀態感覺，這正是體內約 24 小時節律與外部時間不同步的結果。
然而，生物鐘不僅影響睡眠，還調節激素分泌、消化功能、體溫變化，甚至改變藥物在體內的代謝和療效，在某些疾病治療中，給藥時間的不同可能直接影響療效。「例如，有研究顯示，某些癌症免疫療法在一日中不同時間給藥，其療效存在明顯差異。」夏里特醫學院麻醉與重症醫學系時相生物學分部負責人 Achim Kramer 教授指出，「這很可能因為——和大多數器官一樣——免疫系統也遵循著約 24 小時的節律，而且這一節律在不同個體間並不相同。
」正興起的節律醫學，正是試圖在診斷和治療中納入這種個體化的時間資訊。目前，相關領域的一大瓶頸是：如何用簡便方法測出個人的生物鐘時相。現行「金標準」是在弱光條件下、持之以恆地采集唾液，測量所謂「黑暗激素」褪黑激素的時相峰點，這一過程需在實驗室完成，操作繁瑣，難以大規模推廣。
頭髮根部基因表達推算生物鐘
Kramer 團隊提出的替代方案則簡單得多：透過頭髮毛囊細胞讀取生物鐘。研究人員從少量頭髮根部細胞中檢測 17 個與分子鐘相關或受其調控的基因表達活性，並透過演算法分析這些基因的整體表達模式，推算出受試者在自身 24 小時節律中的「時間點」，且只需一次取樣即可完成。在約 4000 名參與者的研究中，這一頭髮檢測方法在評估晝夜型方面的準確度可與標準實驗室方法媲美，但操作卻簡單得多。
「頭髮分析更容易實行，這正是這項方法最有價值的所在。」Kramer 表示。研究團隊已在德國驗證了這一方案：超過 4000 名參與者在家中自行采集頭髮樣本並寄送實驗室，結果證明該方法有望在人群中廣泛應用。這項研究還系統揭示了影響生物鐘時相的多種因素，並用生物數學模型驗證了過往問卷調查中觀察到的模式。研究顯示，年齡是重要變量之一——約在 20 多歲中段的人，入睡時間平均比 50 歲以上人群晚約 1 小時。
性別差異亦有所體現：女性體內時相略早於男性，但差距僅約 6 分鐘，比此前基於問卷數據得出的估計值小得多。儘管如此，研究人員仍認為性別會影響生物鐘，因為其他研究已證實性激素能調節生物節律。總體來看，個體的晝夜型由多重因素共同塑造。「基因傾向、年齡、性別和生活方式都能在其中發揮作用，因此人與人之際體內生物鐘的差異可以相當顯著。」Kramer 解釋道。此外，一個意料之外的發現是生活方式的影響更勝預期：數據顯示，有固定工作的受試者，其體內時相平均比未就業者提早約半小時。
