强强联合——当健康科学和AI联手，会碰撞出什么样的火花

近些年来，人工智能（Artificial intelligence, AI）技术的崛起让我们的生活更加便利，也推动了各行各业的快速进步。那么，如果长寿科学和AI交叉，人类在延长寿命的道路上能否再次踏出坚实的一步呢？

AI驱动的延寿药物发现

药物研发一向被视为一个费力不讨好的活。因为传统的药物研发有着冗长的过程和极高的经济投入，一个新药从0到上市，可能需要十年时间和数亿美元的资金。AI的出现，就是为了让新药研发不再费劲。

希诺裂（senolytics，衰老细胞清除剂）是一系列药物，可以清除我们身体中的衰老细胞。 衰老细胞是一系列在我们身体中“罢工”了的细胞，它们不再发挥应有的功效，反而不停地分泌炎症因子，加速身体的衰老。这类细胞在平时可以躲过免疫系统，但希诺裂会清除掉身体中的这类细胞。梅奥医学国际的詹姆斯·柯克兰（James Kirkland）教授在他的研究中证明：给中老年小鼠服用希诺裂，可以减少它们身体中的衰老细胞，显著延长它们的剩余寿命。

但是，如何从成千上万的化合物中寻找有效的希诺裂成为了困扰科学家们的一个问题。此时，AI站了出来。

2023年，英国爱丁堡大学的科学家们基于已经发表了的58种希诺裂和数千种非希诺裂的化合物作为样本，使用三种机器学习模型将这两类化合物类比，建立了虚拟筛选算法。使用这种算法，AI在四千多个化合物库中，选出了21种有希诺裂潜力的分子候选进行实验验证。后续的实验中，有三种物质被证实具有清除衰老细胞的能力！

同年，MIT/Wyss Institute 的团队借助图神经网络（Graph Neural Networks, GNN）模型，学习 了2,352 个化合物作为训练数据，随后AI对超过 800000 个分子进行预测，识别出三种高效低毒性的希诺裂候选物。在后续的动物实验中，其中一种药物显著降低了老年小鼠肾脏中的衰老细胞，减少了小鼠肾脏的压力。

这两个实验代表着ai和长寿科学的完美合作，可以说是延寿领域的里程碑。

AI驱动的精准医学

哈佛大学的大卫·辛克莱（David Sinclair）认为，AI驱动的精准医学，应该以“确定和调控人们的生物年龄”作为目标，不仅是延长寿命、预防疾病，更是要延长健康寿命，加长人处于最佳健康状态的时长。

现实生活与条件单一的实验室不同，有太多的因素在影响着我们的健康状态，如遗传、环境以及生活习惯等。每个人都有不一样的情况，因此，延寿方案也应因人而异。当然，指望医生逐一检查和制定个人计划是不现实的，医疗系统会不堪重负。这正是AI的用武之地。

借助AI的力量，衰老时钟被开发了出来。衰老时钟通过多个维度的数据来构建，这些数据包括血液生化指标、DNA表观遗传指标、心理问卷以及微生物组数据等。在我们衰老的过程中，会产生一系列的代谢产物，这类产物被我们称为衰老标志物，它们就像我们身体里“衰老钟楼”的钟声，当我们检测到了身体里的这些标志物时，医生就可以知道我们的衰老程度来到了几点。

将这些数据通过AI组装起来，个体的生物年龄就可以被计算出来。与我们在世上经过了多久的时间年龄不同，生物年龄会因为遗传，生活习惯等多种因素被影响。如果想判断我们的健康情况，生物年龄要准确的多。

得到全面有效的生物年龄后，AI也可以生成针对性的抗衰建议，个性化的推荐药物或者干预生活方式的建议。比如对于有潜在心脏病风险的患者，ai会推荐病人减少高油高盐的饮食，适量进行有氧练习加强心肺功能等。

未来，健康老龄化会逐渐成为医学中重要的一部分，而把AI工具引入临床，进行个性化的治疗，也是大势所趋。

延寿科学与AI的未来

当下，仍有一些尖端的交叉领域正在被探索。Open AI与生物公司合作，开发出了最新ai模型，筛选可以使身体重返青春的新因子；ai构造的虚拟人类模型正在加快衰老的研究，能让科学家在模拟环境中测试延长寿命的措施……可以说，AI与长寿的融合不再停留于实验室中，它逐渐成为健康产业创新前沿的基础。

参考文献：
1, Wong F, Omori S, Donghia NM, Zheng EJ, Collins JJ. Discovering small-molecule senolytics with deep neural networks. Nat Aging. 2023 Jun;3(6):734-750. doi: 10.1038/s43587-023-00415-z. Epub 2023 May 4. PMID: 37142829.
2, Smer-Barreto, V., Quintanilla, A., Elliott, R.J.R. et al. Discovery of senolytics using machine learning. Nat Commun 14, 3445 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39120-1
3, Advanced pathological ageing should be represented in the ICD, Bischof, Evelyne et al., The Lancet Healthy Longevity, Volume 3, Issue 1, e12