未来20年的健康“剧本”，AI已经帮你拟好了… | 新闻串烧

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内容提要

1. 人工智能新进展 |一款经过40万人数据训练的AI模型，能基于用户的健康相关信息输入，预测其在未来漫长人生里遭遇上千种疾病的风险。开发团队另取190万人健康数据用于检测模型的可靠性，结果证明其预测精确度极高。

2. 抗衰老机制新发现 |科学家通过对细胞的观察与人体实验，发现免疫抑制剂雷帕霉素能防止免疫细胞的DNA损伤，并以此发挥抗衰老效用。

3. 3D打印和组织再生 |3D生物打印领域涌现两项新技术。它们可用于打印富含任意形状血管的活皮肤，这一进展成为皮肤再生及其临床应用的关键突破。

AI“算病师”能算出你未来20年要得啥病…

如果有这样一款AI工具，你告诉它你的病历、习性和体检数据，然后它就能预测你未来(可远至数十年后的那种)遭遇上千种疾病的风险各为多少，你会乐于直面这份生成式AI健康预报吗？

过去几年间，学界开发出多种基于人工智能的工具用以预测个体罹患特定病症的风险，不过它们大多只能评估单一疾病风险，若病人想获得全面评估，医护人员必须运行几十个不同模型。

德国癌症研究中心的数据科学家莫里茨·格尔斯通(Moritz Gerstung)致力于开发多疾病建模技术，用一个大语言模型(LLM)预警成百上千种风险。

他与同事的最新成果，Delphi-2M模型，于9月17日登上《自然》杂志。只要用户输入自己的综合健康档案和生活方式信息，Delphi-2M即可估计未来20年内发生癌症、皮肤病及免疫系统疾病等问题的可能性。

虽然模型仅基于英国生物样本库单一数据集的40万人数据进行训练，但它的预测准确度得到了丹麦国家患者登记库的跨国认可。这一国家级数据库追踪了近半个世纪丹麦的住院记录，给Delphi-2M提供了190万人的健康数据用于检验。

测试结果表明，模型对丹麦登记库人群的预测精度仅略低于对英国生物样本库的——可以认为Delphi-2M是通用而可靠的。

技术上，格尔斯通团队改良了大语言模型GPT(全称“生成式预训练转换器”)。作为ChatGPT等聊天机器人的核心，GPT被用户提问后，能基于原先经受的海量数据训练，生成统计学上“最正确”的结果。

改良后的模型整合了年龄、性别、体重指数及吸烟饮酒等健康相关习惯参数，能根据患者既往病史预测其罹患1258种疾病的风险。

针对大多数疾病，它的预测准确度都达到或超越了现有单病种风险评估模型的表现；相比那些使用生物标志物(人体内特定分子或化合物水平)来预测多种疾病风险的机器学习算法，Delphi-2M的性能也更优越。

此外，对于进展模式有规律可循的疾病，如某些癌症，Delphi-2M最擅长测算其未来轨迹。

有同行如此评价Delphi-2M：它一次性给这么多种疾病建模的能力令人惊叹，它可以生成完整的未来健康轨迹。

资料来源：

雷帕霉素似乎能延长人类寿命

免疫抑制药物雷帕霉素最初旨在帮助器官移植受者抑制免疫排斥，其作用机制是阻断细胞生长和分裂的关键调节因子，即mTOR蛋白质。

示意图中的雷帕霉素(红色)正阻断mTOR蛋白(蓝色)

低剂量的雷帕霉素已被证明可延长果蝇和小鼠等动物的寿命，原因似乎是它能干预那些导致衰老表征的生物学过程，例如炎症反应、细胞衰损以及为细胞供能的线粒体功能减退。

最近，牛津大学林恩·考克斯(Lynne Cox)等人发现，雷帕霉素似乎还能阻止人体免疫细胞的DNA损伤。DNA损伤是免疫系统衰老的主要驱动因素，而免疫系统老化会加速整个机体的衰老。

根据考克斯与同事8月发布的预印本文章，他们在用雷帕霉素处理人体T细胞(一种抵抗感染的白细胞)时发现了上述现象。当然，实验不只设计让T细胞面对雷帕霉素，还有引发DNA损伤的抗生素博莱霉素(Zeocin)。

实验结果表明，相较于仅接触博莱霉素的细胞，雷帕霉素暴露可减少细胞的DNA损伤，并将细胞的存活率提升至3倍水平。

研究团队表示：无论是在诱导DNA损伤前、损伤过程中还是损伤后，只要使用雷帕霉素，它的保护机制总会奏效。而且保护效应来得很快，似乎在4小时内就影响到DNA损伤应答机制和DNA病变积累情况——这种迅速或许也佐证了雷帕霉素通过直接干预DNA损伤来为细胞增添生机。

考克斯等人还针对9名年龄在50岁至80岁间的男性志愿者展开对照实验。参与者被要求每日服用1毫克雷帕霉素或安慰剂，8周后接受血液检测。

测试结果显示，服用雷帕霉素者的T细胞DNA损伤更少；两组志愿者的白细胞总数均未下降，这意味着雷帕霉素不会对免疫功能产生负面影响。考克斯强调：“我们已证实它在低剂量下无害，这点至关重要。”

此外，她与同事都相信，解决免疫系统内的DNA损伤问题有望成为我们减缓整体衰老的一条路径。雷帕霉素甚至可作为预防性干预，例如帮助宇航员抵御宇宙辐射的DNA损伤风险。

另一方面，有专家基于过往研究推测，雷帕霉素可能特别擅长处理以DNA损伤为主要驱动因素的衰老表现，如皮肤老化——它切实减少了人类皮肤的衰老标志物。

资料来源：

3D打印有血管的人造活皮肤

针对大面积烧伤，医生通常选择从患者身体其他部位移植表皮用于治疗。但这种方法不仅导致显著疤痕问题，也难以帮助皮肤恢复原本的功能状态，因为伤处只移植了表皮，那些位于表皮下方、包含血管和神经的真皮层无法再生——它不被视作正常的活体皮肤。

有科学家试图以3D生物打印的方式构建活皮肤并取得进展。瑞典林雪平大学整形外科专家约翰·容克(Johan Junker)等人6月于《先进医疗保健材料》(

Advanced Healthcare Materials

前者的核心在于一种名为“μInk”的生物墨水。其制备方式是将能产生胶原蛋白、弹性蛋白和透明质酸等真皮成分的成纤维细胞，于微小海绵状明胶颗粒表面培养，后封装至透明质酸凝胶中。通过3D打印机三维堆叠μInk墨水，研究团队成功实现任意构建高密度细胞皮肤结构的目标。

在小鼠移植实验中，容克等人证实该墨水制得的组织碎片内部有活细胞生长、分泌胶原蛋白并重建真皮组分。此外，移植物内部还生长出新血管，这意味着长期组织固定的条件达成。

至于另一项“血管造型”技术，即所谓的游离悬浮水凝胶细丝重定向(REFRESH)，它能通过打印与排列98%含水量的水凝胶细丝，在人造组织中，灵活构建各种形状的血管。

血管是人造组织构建的重中之重。无论培养多少细胞用以创建组织模型，若无血管，氧气和养分便难以均匀输送至所有细胞；而且随着组织结构生长，缺乏血管会导致组织中心的细胞死亡。

采用REFRESH技术制成的水凝胶线

这些水凝胶细丝比普通凝胶材料坚韧得多，即使被打结或编织，仍能保持形态；它们还具有形状记忆特性，挤压变形后可恢复原状。而在特定酶作用下，植入组织的细丝会不留痕迹地分解，其原有位置留下细长空腔，发挥“血管”作用。

结合μInk的3D打印与REFRESH血管造型，研究者可以将自由设计的血管网络嵌入富含细胞的厚实人造皮肤，使氧气和营养物质抵达每个角落。

容克等人希望未来能引入自动化操作技术，设计在整个人造器官里高效延展血管网络的方法。

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