Cell：劉光慧等構(gòu)建“衰老數(shù)字人體”方案，精準預(yù)測個體生物學(xué)年齡

來源：醫(yī)諾維

題圖：Pixabay

撰文：王聰

衰老，既是生命科學(xué)的基本謎題，也是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。它不由單一基因或通路主導(dǎo)，而是受控于跨越分子、細胞、組織、器官乃至整個機體的高度交織的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。微觀尺度的擾動在此網(wǎng)絡(luò)中級聯(lián)放大，最終驅(qū)動宏觀的機體衰退與慢病進展。此外，個體差異使同齡人的健康儲備截然不同；器官異步讓不同系統(tǒng)的老化進程各有快慢。正因如此，衰老科學(xué)長期困于“描述多于預(yù)測、關(guān)聯(lián)多于因果”的局限。要突破這一困局，不僅需要回答“一個人有多老”，更須明確“哪兒先老、為何而老、如何干預(yù)”——這正是降低慢病負擔(dān)、應(yīng)對全球老齡化的核心科學(xué)命題。

2026 年 5 月 8 日，中國衰老標(biāo)志物研究聯(lián)合體（ABC）在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Cell發(fā)表了題為：Multimodal clocks of human aging的研究論文。

衰老是每個人都無法回避的過程，但如何科學(xué)地量化它，一直是個難題。在這項最新研究中，來自中國科學(xué)院動物研究所、北京基因組研究所、宣武醫(yī)院、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院等多家機構(gòu)的研究人員通過對 2019 名 18-91 歲的中國健康人群進行系統(tǒng)分析，首次構(gòu)建了一套多模態(tài)、多層次、可解釋的“人類衰老時鐘”體系，由此生成一個可量化、可模擬、可干預(yù)的“衰老數(shù)字人體”框架。該框架不僅能精準預(yù)測個體的整體生物學(xué)年齡，還能繪制不同器官的衰老速率差異及異步性圖譜，還發(fā)現(xiàn)了凝血因子的年齡依賴性積累是多器官衰老和全身性炎癥激活的驅(qū)動因素。

圖源：論文截圖

給全身器官做“體檢”：建立全球首個標(biāo)準化衰老隊列

為了全面描繪衰老過程，研究團隊在北京、寧波、衢州、南昌四個城市建立了“多中心衰老標(biāo)準化隊列”（multicentric Chinese aging standardized，mCAS），隊列覆蓋 2019 名 18-91 歲健康志愿者，研究團隊為每位志愿者進行了極其詳細的“全身掃描”——

• 臨床層面：測量了 240 多項指標(biāo)，包括面部皺紋、骨密度、心肺功能、聽力、握力、平衡能力、甚至步態(tài)。

• 分子層面：采集了血液與糞便樣本，系統(tǒng)解析了 DNA 甲基化、基因表達、蛋白分子、代謝物及腸道微生物六大維度分子特征。

最終，研究積累了超過 10 億個高質(zhì)量數(shù)據(jù)點，構(gòu)建了人類衰老的跨維度表型數(shù)據(jù)集合。

三層“衰老時鐘”：從宏觀功能到微觀分子

基于這六類分子維度的全息數(shù)據(jù)，研究團隊建立了三個層次的“衰老時鐘”，像一套精密的診斷系統(tǒng)——

1、核心能力時鐘（Core Capacity clock，CC-clock）：整合 240 余項臨床生理指標(biāo)，評估身體八大功能的實際衰退情況，比如肺活量、血壓、平衡能力等。用于刻畫機體整體生理功能衰退，能直觀反映“生理年齡”是否跑贏了實際年齡；

2、多模態(tài)時鐘（Multimodal clock，MM-clock）：引入注意力機制與 Inception 結(jié)構(gòu)等深度學(xué)習(xí)算法，通過整合來自 DNA 甲基化、轉(zhuǎn)錄本、蛋白質(zhì)、代謝物及腸道微生物等六個層級的分子表型數(shù)據(jù)，將預(yù)測時序年齡的平均絕對誤差降低至 3.87 年；

3、器官時鐘（Organ-clock）：依托無創(chuàng)“液相活檢”策略——通過血漿中器官富集蛋白、臨床檢驗與影像特征三方互證——獨立評估六個器官的生物學(xué)年齡，可評估特定器官的衰老速度，首次定量揭示了器官衰老的異步性。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：凝血因子——衰老的“加速器”與“指示燈”

在所有發(fā)現(xiàn)中，最引人注目的是凝血因子的積累。該研究發(fā)現(xiàn)，隨著衰老的進行，肝臟產(chǎn)生的多種凝血因子在血液中會持續(xù)增加。

這不僅僅是衰老的一個伴隨現(xiàn)象（作為衰老的生物標(biāo)志物），更是一個核心驅(qū)動因素（作為衰老的驅(qū)動因素）。過多的凝血因子會：

• 促進血管老化：導(dǎo)致血管硬化、功能下降。

• 引發(fā)慢性炎癥：激活全身性的低度炎癥狀態(tài)，進一步損害各個器官。

• 形成惡性循環(huán)：加速的血管衰老和炎癥又會反過來促進更多凝血因子的產(chǎn)生。

簡單來說，凝血因子像是一個“衰老加速器”，同時又是一個在血液中很容易檢測到的“衰老指示燈”。這為未來通過血液檢測早期預(yù)警衰老風(fēng)險，甚至開發(fā)針對性的干預(yù)措施（例如調(diào)節(jié)凝血功能）提供了全新的靶點。

我們的器官，衰老并不同步

研究還證實了衰老的“異步性”。就像一輛車，不同零件磨損速度不同。該研究通過“器官時鐘”發(fā)現(xiàn)，一個人的大腦、心臟、肝臟可能有著不同的“生物學(xué)年齡”。例如，長期吸煙者肺部年齡可能顯著大于實際年齡，而經(jīng)常鍛煉的人肌肉和心血管系統(tǒng)可能更年輕。

這種“異步衰老”模式解釋了為什么同齡人之間健康狀況差異巨大，也提示了我們，抗衰老需要更有針對性的個性化策略。

意義與展望：從“算命”到“精準管理”

這項研究將衰老從一個模糊的概念，變成了一個由多項客觀指標(biāo)構(gòu)成的、可測量、可評估的科學(xué)體系，標(biāo)志著衰老科學(xué)從碎片化、描述性，向標(biāo)準化、系統(tǒng)性、因果性的范式轉(zhuǎn)變，不僅回答了“一個人老得有多快、哪個器官先老”，更在因果層面揭示了“為什么老”以及“從哪里干預(yù)”。

當(dāng)前，“衰老數(shù)字人體”正從多個維度持續(xù)迭代，有望幫助我們實現(xiàn)——

• 健康評估：未來，通過類似的綜合檢測，我們或許能像查看體檢報告一樣，獲得一份“衰老評估報告”，了解自己各個系統(tǒng)的真實老化狀況和風(fēng)險點。

• 藥物研發(fā)：發(fā)現(xiàn)的凝血因子等關(guān)鍵靶點，為開發(fā)延緩衰老的藥物或療法指明了新方向。

• 生活方式干預(yù)：研究建立的標(biāo)準數(shù)據(jù)庫，可以幫助科學(xué)評估運動、飲食、藥物等干預(yù)措施對延緩不同器官衰老的具體效果。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.04.025

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