AI有助于对抗肌肉流失和不健康的衰老
Centre for Ageing Better / Unsplash
人们越来越需要减缓衰老过程。世界人口正在老龄化，根据一项估计，到2040年，将有8000万美国人达到或超过65岁。随着年龄的增长，患许多慢性疾病的风险也在上升，从癌症到心脏病再到老年痴呆症。
总部位于加州的BioAge Labs公司正在利用基因数据帮助人们保持更长的健康。该公司首席执行官克里斯汀·福特尼(Kristen Fortney)的灵感来自于长寿者的基因，他们能抵抗许多与年龄有关的疾病。2015年，她创办了BioAge公司，研究它们，并根据公司的研究成果开发药物疗法。
该团队与特殊的生物银行合作，这些生物银行已经从个人身上收集了长达45年的血液样本和健康数据。利用人工智能，BioAge能够找到区分健康长寿者和不健康长寿者的独特分子特征。
2022年12月，BioAge发表了一种药物的研究结果，该药物可以防止老年人肌肉萎缩，即肌肉力量和质量的丧失。福特尼说，大部分关于衰老的研究都是在蠕虫和老鼠身上进行的，但BioAge公司专注于人类数据。“这增加了我们开发对人类患者安全有效的药物的机会。”
它是如何工作的
在人工智能的帮助下，BioAge测量了每个血液样本中超过10万个分子，研究蛋白质、RNA和代谢物，或通过化学过程产生的小分子。该公司使用许多技术来识别这些分子，其中一些技术将分子转化为带电原子，然后根据它们的重量和电荷将它们分开。由此产生的数据非常复杂，在过去的几十年里，来自患者的数千个数据点被跟踪。
根据该公司对生物银行健康记录和血液样本的分析，BioAge通过检查出错的途径是否与疾病的发展有关来验证其目标。该团队使用人工智能和机器学习来识别这些途径，而不健康途径中的关键蛋白质成为他们的主要药物靶点。埃克塞特大学医学院(University of Exeter Medical School)分子遗传学教授洛娜·哈里斯(Lorna harris)表示:“BioAge采取的方法是一个很好的例子，说明我们如何利用大数据的力量和人工智能技术的进步来确定新药和治疗靶点。”
Martin Borch Jensen是Gordian Biotechnology公司的创始人，该公司专注于利用基因疗法治疗衰老。他说，BioAge对人工智能的使用使他们能够加快寻找有希望的候选药物的过程。然而，将病理与自然衰老过程中不一定有害的方面分开仍然是一个挑战。詹森说:“有些变化可能是对事情出错的保护性反应。”“他们的数据无法区分这一点，所以他们需要验证并变得更聪明。”
研发一种治疗肌肉萎缩的药物
BioAge决定专注于肌肉萎缩，因为它影响了许多老年人，使他们难以进行日常活动，并增加了跌倒的风险。利用生物库样本，研究小组模拟了不同的途径，这些途径看起来可以改善肌肉健康。他们发现，走路速度更快、握力更强、寿命更长的人体内一种名为apelin的蛋白质含量更高。
Apelin是一种在血液中循环的肽或小蛋白质。它参与了运动增加和保持肌肉质量的过程。BioAge公司想知道他们是否可以通过增加飞鞘通路中的信号量来预防肌肉萎缩。他们决定重新利用另一家生物技术公司生产的现有药物，而不是设计药物的漫长过程。这家名为安进(Amgen)的公司曾探索将这种药物作为治疗心力衰竭的一种方法。它最终并没有达到这个目的，但BioAge注意到这种药物似乎确实激活了飞蛋白途径。
BioAge测试了它的新药物BGE-105，在一期临床试验中，与没有服用这种药物的安慰剂组相比，它可以保护受试者免受肌肉萎缩的影响。65岁以上的健康志愿者在床上躺了10天，注射了这种药物，就好像他们在卧床休息，从疾病或受伤中恢复一样;在这种情况下，老年人尤其容易肌肉萎缩。与服用安慰剂的10人相比，服用BGE-105的11人的大腿围得到了100%的改善。超声观察还显示，服用该药的那组人肌肉质量有所提高，肌肉厚度增加了73%。与安慰剂组相比，服用BGE-105的一名志愿者确实出现了肌肉损失。
杜克大学衰老与人类发展研究中心主任希瑟·惠特森(Heather Whitson)表示，总体而言，研究结果令人鼓舞。“到目前为止，临床研究结果支持这样一个前提，即人工智能可以帮助我们整理大量数据，并确定最有希望进行有益干预的点。”
需要更多的研究来确定哪些患者受益最大，以及是否有副作用。“我认为进一步的研究将回答更多的问题，”惠特森说，并指出BGE-105的设计只是为了增强与运动相关的生理机能的一个方面，即肌肉力量。但运动本身对情绪、睡眠、骨骼和葡萄糖代谢还有许多其他好处。“我们不知道BGE-105是否会影响这些其他结果，”她说。
未来
BioAge正计划在肥胖患者和重症监护病房住院的患者中进行肌肉萎缩的二期试验。利用生物银行的数据，他们还开发了另一种药物BGE-100，用于治疗大脑中的慢性炎症，这种疾病会随着年龄的增长而恶化，并导致神经退行性疾病。该团队目前正在动物身上测试这种药物，以评估其效果并找到合适的剂量。
BioAge公司设想，它的药物将对健康产生比治疗任何一种特定疾病更广泛的影响。福特尼说:“最终，我们希望通过针对衰老本身的根本原因，在医疗保健领域开创一个从治疗到预防的范式转变。”“我们预见到未来人人都能健康长寿。”
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