為什么有些人年近七旬仍精神矍鑠，而有些人才三十出頭卻已顯老態(tài)？“實(shí)際年齡”（Chronological Age，CA）顯然無法完全解釋這種差異。相對(duì)于實(shí)際年齡，“生物學(xué)年齡”（Biological Age，BA）能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估一個(gè)人的實(shí)際衰老程度，
目前，主要通過衰老時(shí)鐘（Aging Clock）來評(píng)估一個(gè)人的生物學(xué)年齡，然而，這些研究通常是在成年人中進(jìn)行的，這導(dǎo)致了我們?cè)诶斫庳灤┱麄€(gè)生命周期的生物學(xué)時(shí)鐘方面仍留有關(guān)鍵空白，尤其是在嬰兒期和兒童期。
2025 年 10 月 27 日，溫州醫(yī)科大學(xué)/澳門科技大學(xué)張康教授團(tuán)隊(duì)與解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心陳香美院士團(tuán)隊(duì)合作，在國(guó)際頂尖醫(yī)學(xué)期刊 Nature Medicine 上發(fā)表了題為：A full life cycle biological clock based on routine clinical data and its impact in health and diseases 的研究論文。
該研究基于近 2500 萬次臨床就診數(shù)據(jù)，成功開發(fā)出首 個(gè)覆蓋全生命周期的生物學(xué)時(shí)鐘模型——LifeClock，其能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)從嬰兒期到老年期的整個(gè)生命周期的生物學(xué)年齡。
該研究還顯示，人體在不同生命階段存在兩種截然不同的生物學(xué)時(shí)鐘模式——18 歲前為“發(fā)育時(shí)鐘”，主導(dǎo)生長(zhǎng)發(fā)育；18 歲后轉(zhuǎn)為“衰老時(shí)鐘”，主導(dǎo)功能衰退。發(fā)育時(shí)鐘可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)前和未來主要兒童疾病的風(fēng)險(xiǎn)（包括營(yíng)養(yǎng)不良、生長(zhǎng)和發(fā)育異常），衰老時(shí)鐘能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)前和未來主要的老年疾病風(fēng)險(xiǎn)（包括糖尿病、腎衰竭、中風(fēng)和心血管疾病等）。這項(xiàng)工作將兒童發(fā)育與成人衰老區(qū)分開來，建立了一個(gè)新框架，通過利用整個(gè)生命周期的常規(guī)臨床數(shù)據(jù)來推進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療。
衰老是一個(gè)復(fù)雜且多方面的過程，涉及分子、細(xì)胞和器官層面的變化，最終影響整個(gè)生物體的健康和生存。了解這些變化如何導(dǎo)致疾病易感性增加對(duì)于制定延長(zhǎng)健康壽命的干預(yù)措施至關(guān)重要。
我們通常所說的年齡，是“實(shí)際年齡”（Chronological Age，CA），也就是一個(gè)人從出生至今的時(shí)間，這只反映了出生后的時(shí)間流逝，無法體現(xiàn)不同個(gè)體間衰老速度的異質(zhì)性。“生物學(xué)年齡”（Biological Age，BA）則是相對(duì)于相同實(shí)際年齡的平均個(gè)體所累積的生物學(xué)損傷程度的一種衡量指標(biāo)，更能反映身體功能的實(shí)際狀態(tài)，因而成為衡量衰老程度、年齡相關(guān)疾病風(fēng)險(xiǎn)的更準(zhǔn)確指標(biāo)。
最初，用于計(jì)算生物學(xué)年齡（BA）的衰老時(shí)鐘，依賴于 DNA 甲基化和轉(zhuǎn)錄模式的測(cè)量，但近期的發(fā)展已將衰老時(shí)鐘擴(kuò)展到納入成像和多組學(xué)數(shù)據(jù)，從而提高了生物學(xué)年齡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和全面性。例如，質(zhì)譜分析以及基于抗體的蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù)使得大規(guī)模血清分析成為可能，為衰老研究提供了寶貴資源。此外，各種醫(yī)學(xué)影像和電子健康記錄（EHR）為器官功能衰老評(píng)估提供了依據(jù)，并與健康和疾病建立了關(guān)聯(lián)。
這些創(chuàng)新突顯了不同器官衰老的差異性以及它們對(duì)外部因素（例如生活方式或藥物）的不同反應(yīng)，為個(gè)性化抗衰老策略鋪平了道路。
隨著人口老齡化的加劇，人們對(duì)衰老機(jī)制和衰老干預(yù)措施的興趣日益濃厚，這推動(dòng)了對(duì)衰老時(shí)鐘的研究——衰老時(shí)鐘（Aging Clock）是一種分子標(biāo)記，能比僅反映時(shí)間流逝實(shí)際年齡更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)生物學(xué)年齡。與靜態(tài)的實(shí)際年齡不同，生物學(xué)年齡利用基因組、表觀遺傳、臨床和功能標(biāo)志物來反映生物功能的效率。基因組標(biāo)志物在出生時(shí)就已固定，而表觀遺傳標(biāo)志物（例如 DNA 甲基化和組蛋白修飾）則會(huì)隨年齡增長(zhǎng)而變化。
理論上，實(shí)際年齡相同的人，其功能衰退的速度應(yīng)該相似。然而，遺傳和環(huán)境因素會(huì)影響細(xì)胞、組織和器官的衰老，使得一些人的生物學(xué)年齡比實(shí)際年齡衰老得更快或更慢。這種差異，即預(yù)測(cè)的生物學(xué)年齡與實(shí)際年齡之間的差值，被稱為年齡差（Age Gap）。
研究表明，年齡差增大與衰老加速、患病風(fēng)險(xiǎn)增加以及死亡率上升有關(guān)。例如，大腦年齡差增大的人往往表現(xiàn)出全身衰老的特征（例如感官運(yùn)動(dòng)能力下降、外表顯老）?；加新圆〉娜巳褐屑铀偎ダ犀F(xiàn)象尤為明顯，這表明疾病負(fù)擔(dān)進(jìn)一步推動(dòng)了生物學(xué)衰老進(jìn)程。同時(shí)，加速的生物學(xué)衰老也可能成為在疾病發(fā)作前塑造疾病風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)強(qiáng)有力決定因素。
通過開發(fā)可靠的生物學(xué)年齡測(cè)量方法，衰老時(shí)鐘有望延長(zhǎng)健康壽命并提高生活質(zhì)量，這是人類預(yù)期壽命持續(xù)增長(zhǎng)背景下的一項(xiàng)關(guān)鍵目標(biāo)。
盡管在成人衰老時(shí)鐘方面已經(jīng)取得了許多重大進(jìn)展，然而，我們對(duì)于涵蓋整個(gè)生命周期的時(shí)鐘，尤其是嬰兒期和兒童期的時(shí)鐘及其對(duì)健康和疾病的影響，仍知之甚少。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)推出了 LifeClock，這是一個(gè)全生命周期時(shí)鐘，它利用常規(guī)的電子健康記錄（EHR）和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)所有生命階段（從嬰兒其到老年期）的生物學(xué)年齡，并評(píng)估其與疾病風(fēng)險(xiǎn)和生存結(jié)局的關(guān)聯(lián)。
為了進(jìn)一步推進(jìn)精準(zhǔn)衰老健康研究和臨床應(yīng)用，研究團(tuán)隊(duì)同無監(jiān)督學(xué)習(xí)，使用來自 9680764 名個(gè)體的 24633025 次電子健康記錄數(shù)據(jù)，訓(xùn)練了基于 Transformer 架構(gòu)的 AI 模型——EHRFormer。該模型能夠從常規(guī)體檢和實(shí)驗(yàn)室檢查數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息，生成每個(gè)人的“數(shù)字健康畫像”，從而高精度地分析發(fā)育和衰老動(dòng)態(tài)，開發(fā)出涵蓋從嬰兒期到老年期的精準(zhǔn)生物學(xué)年齡時(shí)鐘。
該研究顯示，人體在不同生命階段存在兩種截然不同的生物學(xué)時(shí)鐘模式——18 歲前為“發(fā)育時(shí)鐘”，主導(dǎo)生長(zhǎng)發(fā)育；18 歲后轉(zhuǎn)為“衰老時(shí)鐘”，主導(dǎo)功能衰退。
這一發(fā)現(xiàn)促使團(tuán)隊(duì)分別開發(fā)了兒童時(shí)鐘和成人時(shí)鐘，顯著提高了預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。兒童時(shí)鐘與兒童發(fā)育密切相關(guān)，能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)前和未來主要兒科疾病的風(fēng)險(xiǎn)，包括營(yíng)養(yǎng)不良、生長(zhǎng)和發(fā)育異常。成人時(shí)鐘與衰老密切相關(guān)，能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)前和未來患糖尿病、腎衰竭、中風(fēng)和心血管疾病等重大老年疾病的風(fēng)險(xiǎn)。
因此，這項(xiàng)工作將兒童發(fā)育與成人衰老區(qū)分開來，建立了一個(gè)新框架，通過利用整個(gè)生命周期的常規(guī)臨床數(shù)據(jù)來推進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療。
這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，基于 EHRFormer 模型的全生命周期衰老時(shí)鐘在預(yù)測(cè)疾病風(fēng)險(xiǎn)方面比僅使用實(shí)際年齡更準(zhǔn)確，將縱向電子健康記錄數(shù)據(jù)整合到生物衰老模型中，有可能徹底改變我們對(duì)衰老及其與疾病關(guān)系的理解。這些見解能夠推動(dòng)更精確衰老生物標(biāo)志物的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)疾病的早期檢測(cè)，并為不同人群量身定制個(gè)性化治療方案，以適應(yīng)其獨(dú)特的衰老軌跡。
這項(xiàng)技術(shù)的真正突破在于其實(shí)用性和可及性。與傳統(tǒng)依賴昂貴專項(xiàng)檢查的生物年齡檢測(cè)不同，全生命周期衰老時(shí)鐘僅使用常規(guī)臨床數(shù)據(jù)，這意味著更容易在現(xiàn)有醫(yī)療體系中推廣應(yīng)用。未來在體檢時(shí)，醫(yī)生不僅能告訴你各項(xiàng)指標(biāo)是否正常，還能基于這些數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)你未來幾年的健康風(fēng)險(xiǎn)，并提供個(gè)性化干預(yù)建議，為早期干預(yù)爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間窗口，而這正是 LifeClock 帶來的可能性。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41591-025-04006-w
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