網易首頁 > 網易號 > 正文 申請入駐

Cell子刊:北京大學韓敬東團隊開發生成式AI,打造“數字孿生”,預測衰老、疾病及治療響應

0
分享至

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

理解衰老復雜疾病需要多種數據,從分子特征到成像以及常規臨床檢測。然而,大多數多組學數據集僅測量部分模式,并受到批次效應的影響。

隨著人工智能(AI)領域的快速發展,未來或許只用拍一張面部 3D 照片或做一次常規血液檢查,就能在 AI 幫助下全面評估你的衰老速度、預測疾病風險,甚至模擬不同藥物或生活方式的效果。

2026 年 4 月 21 日,北京大學韓敬東團隊(陳嘉偉、任雅、周永、王子陽為本文共同第一作者)在Cell Metabolism期刊發表了題為:A generative AI framework unifies human multiomics to model aging, metabolic health, and intervention response 的研究論文。

該研究開發了一個生成式人工智能框架——AURORA(AI Unification and Reconstruction of Omics Reassembly Atlas) ,利用單一的常規體檢數據或面部圖像,即可跨模態生成涵蓋轉錄組、代謝組、微生物組等 7 種模態的全景虛擬圖譜,從而構建高精度的多模態衰老時鐘與疾病風險預測模型,還能實現個性化計算機模擬干預分析,以預測干預措施和藥物的響應。作為概念驗證,研究團隊還提供了一個原型 AI 智能體,可將單模態輸入轉換為多模態報告供用戶和研究人員使用。

總的來說,該研究開發的 AURORA 能夠整合我們身體的不同維度的海量信息,為每個人構建一個高度仿真的“數字孿生”(Digital Twin),從而以前所未有的精準刻畫個人的衰老與健康軌跡。


健康數據的“碎片化”難題

我們身體的健康狀況,體現在分子、細胞、組織、器官等多個層面。現代醫學檢測能產生基因組、代謝組、微生物組、醫學影像、臨床化驗等不同類型的數據,這些被稱為 “多模態”數據。它們共同描繪了一幅復雜的個人健康圖譜。

然而,這幅圖譜通常是 “碎片化” 的:一個人往往只有其中一兩種數據,不同檢測存在技術差異和批次效應,數據之間難以直接對比和關聯。這就像擁有一個人生拼圖的零散碎片,卻無法拼出完整畫面,嚴重阻礙了精準評估個人衰老狀態和疾病風險。

AURORA:統一碎片,生成全景

在這項最新研究中,研究團隊開發了一個生成式 AI框架——AURORA(AI Unification and Reconstruction of Omics Reassembly Atlas),其核心突破在于,成功整合了來自超過 42.5萬人 的七大類健康數據,包括——

  • 分子層面:血液轉錄組、血漿代謝組

  • 微生物層面:口腔微生物組

  • 表型層面:3D 面部圖像、熱成像面部圖像、臨床生理指標(例如血壓、BMI、血液生化)

通過先進的深度學習模型,AURORA 做了兩件關鍵的事——

  • 統一與重建:它將所有碎片化的、帶有“噪音”的不同類型數據,映射到一個統一的、低維的“潛在空間”。這意味著,即使用戶只提供了單一類型的數據(例如一張 3D 人臉照片),AURORA 也能根據其內在關聯,高質量地生成或補全其他六類缺失的數據,形成完整的個人多模態健康檔案。

  • 去除干擾:在此過程中,它還能有效消除不同檢測批次、技術平臺帶來的誤差,讓數據更純凈、可比。

研究團隊發現,3D 面部圖像所蘊含的生物信息異常豐富,基于它來生成其他模態數據的效果最好。這可能因為面部是全身健康狀況的“鏡子”,集中反映了心血管、內分泌、炎癥等多系統生理狀態。

超越現實的“衰老時鐘”與個性化預測

基于 AURORA 生成的完整多模態數據,研究團隊構建了多種 “衰老時鐘” 。這些衰老時鐘能通過分析你的生物數據,預測你的 “生物學年齡” ,其與真實年齡的差值(cAgeDiff)可以揭示你的衰老是加速還是減緩。

令人驚訝的是,基于 AURORA 生成數據訓練的衰老時鐘,其預測精度竟然超過了直接用原始真實數據訓練的時鐘。例如,僅用常規體檢數據,通過 AURORA 生成其他模態數據后構建的衰老時鐘,其預測誤差顯著降低,相關性大幅提升。這證明了 AURORA 在整合信息、去噪增效方面的強大能力。

更重要的是,AURORA 不僅能評估現狀,還能 “預測未來”。其“擾動模擬”功能,可以在數字孿生上模擬各種干預措施的效果,例如——

  • 藥物反應:預測某種藥物對你個人可能產生的效果。

  • 生活方式影響:模擬改變飲食、運動等習慣對你衰老軌跡的潛在影響。

這為真正的 “個性化干預” 提供了前所未有的預演平臺。


邁向未來:從健康評估到精準醫療

AURORA 的研究展現了一個清晰的未來圖景:

對公眾:未來或許通過便捷、無創的檢測(例如手機拍照、常規抽血),就能獲得一份全面的個人健康評估與衰老預測報告,并得到個性化的健康管理建議。

對科研與醫藥界:它為理解衰老的跨維度生物學機制、發現新的藥物靶點、加速藥物重定位(老藥新用)提供了強大的新工具。

以 AURORA 為代表的技術,正在推開一扇新的大門,讓我們離“治未病”和“一人一策”的精準健康時代更近一步。未來,你的“數字孿生”或許將比你更早知曉健康的奧秘。

論文鏈接

https://www.cell.com/cell-metabolism/abstract/S1550-4131(26)00108-7

特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相關推薦
熱點推薦
雷軍車展整活出圈!送上趣味定制T恤,李想李斌何小鵬全員接梗

雷軍車展整活出圈!送上趣味定制T恤,李想李斌何小鵬全員接梗

雷科技
2026-04-24 17:46:03
湖人G3險勝火箭!5人上雙,老詹+斯瑪特太關鍵,火箭3將空砍83分

湖人G3險勝火箭!5人上雙,老詹+斯瑪特太關鍵,火箭3將空砍83分

籃球資訊達人
2026-04-25 11:07:45
當你見過的婚姻越多,就會發現:一個家庭,如果爸爸掙不了大錢,只要媽媽不和爸爸鬧,爸爸不偷不賭不懶,對家庭和孩子負責,日子就不會差

當你見過的婚姻越多,就會發現:一個家庭,如果爸爸掙不了大錢,只要媽媽不和爸爸鬧,爸爸不偷不賭不懶,對家庭和孩子負責,日子就不會差

大愛三湘
2026-04-24 20:49:17
4-4!丁俊暉上演極限翻盤暫戰平趙心童,世錦賽八強爭奪戰存懸念

4-4!丁俊暉上演極限翻盤暫戰平趙心童,世錦賽八強爭奪戰存懸念

世界體壇觀察家
2026-04-25 00:23:35
詹姆斯貢獻絕平三分,湖人3比0奪賽點,火箭輸在替補和比賽氣質

詹姆斯貢獻絕平三分,湖人3比0奪賽點,火箭輸在替補和比賽氣質

姜大叔侃球
2026-04-25 11:30:55
交管12123綠拇指來了!連續3年零扣分,交強險直降一半

交管12123綠拇指來了!連續3年零扣分,交強險直降一半

西莫的藝術宮殿
2026-04-25 09:36:08
“月薪1.6萬招放羊工”走紅,老板最新發聲→

“月薪1.6萬招放羊工”走紅,老板最新發聲→

中國青年報
2026-04-25 08:56:27
妻子去世后,遲重瑞近況曝光,他走上了陳麗華“安排的后路”

妻子去世后,遲重瑞近況曝光,他走上了陳麗華“安排的后路”

阿廢冷眼觀察所
2026-04-25 05:55:28
蛇吞象?生產殲-20的中國軍工巨頭174億就被收購了,用意耐人尋味

蛇吞象?生產殲-20的中國軍工巨頭174億就被收購了,用意耐人尋味

趣文說娛
2026-04-23 19:52:36
父子連線創歷史!詹姆斯29+13+6刷爆聯盟紀錄,湖人3-0火箭奪賽點

父子連線創歷史!詹姆斯29+13+6刷爆聯盟紀錄,湖人3-0火箭奪賽點

釘釘陌上花開
2026-04-25 11:02:58
取代伊朗踢世界杯?意大利官員回應特朗普特使“損招”:這是恥辱!

取代伊朗踢世界杯?意大利官員回應特朗普特使“損招”:這是恥辱!

財聯社
2026-04-24 10:38:32
丁俊暉4-4逼平趙心童!聽聽賽后媒體專家都怎么說,墨菲壓力很大

丁俊暉4-4逼平趙心童!聽聽賽后媒體專家都怎么說,墨菲壓力很大

觀察鑒娛
2026-04-25 09:45:26
燉牛肉別焯水別直接燉,飯店不外傳秘方,軟爛入味全家搶

燉牛肉別焯水別直接燉,飯店不外傳秘方,軟爛入味全家搶

開心美食白科
2026-04-21 19:17:05
為什么說"飛機最安全",是一個精心設計的統計學陷阱?

為什么說"飛機最安全",是一個精心設計的統計學陷阱?

半解智士
2026-04-22 14:35:15
誰給日本在中國建學校開了綠燈?30年秘辛,一次講透!

誰給日本在中國建學校開了綠燈?30年秘辛,一次講透!

南宗歷史
2026-04-21 08:41:51
兩男子應聘浦發銀行銷售代表,通過3輪面試,做了497元體檢,工資卡都辦好了,銀行卻以學歷不符為由拒絕入職

兩男子應聘浦發銀行銷售代表,通過3輪面試,做了497元體檢,工資卡都辦好了,銀行卻以學歷不符為由拒絕入職

大象新聞
2026-04-24 16:49:09
投入千萬打水漂,張慶鵬下課?公開表態,或回歸山東,接替邱彪?

投入千萬打水漂,張慶鵬下課?公開表態,或回歸山東,接替邱彪?

萌蘭聊個球
2026-04-25 10:22:55
保姆偷拿了家里2瓶茅臺去賣,我沒揭穿只辭退了她,臨走時她指了指舊皮鞋,我一看瞬間癱坐在地

保姆偷拿了家里2瓶茅臺去賣,我沒揭穿只辭退了她,臨走時她指了指舊皮鞋,我一看瞬間癱坐在地

今夜有個好故事
2026-03-11 17:26:56
歷史第1次:美元占半壁江山!全球支付:歐元僅21%,人民幣呢?

歷史第1次:美元占半壁江山!全球支付:歐元僅21%,人民幣呢?

財說得明白
2026-04-24 09:36:40
形勢有多嚴峻?才4月份,廣東就有公司放長假,多少人又要失業

形勢有多嚴峻?才4月份,廣東就有公司放長假,多少人又要失業

慧翔百科
2026-04-24 11:46:34
2026-04-25 11:56:49
生物世界 incentive-icons
生物世界
最前沿、最有趣的生命科學研究
9268文章數 145060關注度
往期回顧 全部

科技要聞

Anthropic剛拿亞馬遜250億美元,又拿谷歌400億

頭條要聞

房屋燒毀3年居民安置落空:原地塊已被規劃為商業用地

頭條要聞

房屋燒毀3年居民安置落空:原地塊已被規劃為商業用地

體育要聞

火箭0-3觸發百分百出局定律:本季加時賽9戰8敗

娛樂要聞

鄧超最大的幸運,就是遇見孫儷

財經要聞

別高估英偉達,別低估DeepSeek

汽車要聞

2026款樂道L90亮相北京車展 樂道L80正式官宣

態度原創

時尚
教育
藝術
房產
公開課

朱珠到底為什么接這部劇?

教育要聞

農村學生迎來“好消息”!教育部新規:取消戶籍限制,9月起執行

藝術要聞

廈門新地標奠基!美圖立方視覺藝術中心,OPEN設計

房產要聞

新一輪教育大爆發來了!海口,開始瘋狂建學校!

公開課

李玫瑾:為什么性格比能力更重要?

無障礙瀏覽 進入關懷版