Цифровой двойник показал правду: в Китае научились предсказывать старение каждого органа

Китайские исследователи из Института зоологии Китайской академии наук, Национального центра биоинформации и ряда медицинских организаций совершили прорыв в области изучения старения, представив систему Digital Aging Twin — цифрового двойника человека, способного оценивать биологический возраст и скорость старения отдельных органов. Платформа, описанная в журнале Cell, объединяет искусственный интеллект и анализ более 240 физиологических и молекулярных параметров, включая данные о белках, метаболитах, микробиоме, активности генов, а также изображения мозга и сетчатки глаза. Это первый крупный результат национального китайского проекта X-Age, нацеленного на создание системы оценки старения населения.

Для разработки системы ученые собрали данные 2019 здоровых добровольцев в возрасте от 18 до 91 года из различных регионов Китая. В итоге была сформирована база из более чем 1 млрд биологических и клинических показателей. В нее вошли результаты лабораторных исследований, когнитивных и моторных тестов, анализ походки, а также многослойные молекулярные данные, отражающие работу организма на разных уровнях — от экспрессии генов до метаболических профилей.

Архитектура Digital Aging Twin включает три ключевых уровня «часов старения». Первый уровень оценивает общее функциональное состояние организма, опираясь исключительно на физиологические параметры. Второй уровень — мультимодальная ИИ-модель — объединяет различные типы молекулярных данных и предсказывает хронологический возраст человека со средней ошибкой около 3,9 года, что является высоким показателем точности для подобных биомаркерных систем. Третий уровень состоит из специализированных моделей для отдельных органов: мозга, печени, легких, сосудов, мышц и кожи. Именно этот уровень позволил получить наиболее интересные результаты.

Главный вывод исследования заключается в том, что органы человека стареют не синхронно. Используя созданные модели, ученые установили, что печень начинает демонстрировать ускоренное старение примерно после 40 лет. В то же время выраженное ускорение процессов старения мозга наблюдается ближе к 50 годам. Кроме того, система выявила два критических возрастных периода: 40–50 лет и 60–70 лет. В эти временные окна в организме наиболее резко нарастают нарушения работы сразу нескольких систем одновременно, что, вероятно, объясняет пики возраст-ассоциированных заболеваний.

Для практического применения в клиниках команда разработала упрощенную версию системы. Вместо полного набора из 240 параметров, новая версия анализирует 100–108 белков крови. По словам авторов, такой подход потенциально позволит оценивать биологический возраст и состояние отдельных органов с помощью обычного анализа крови, без необходимости в сложных и дорогостоящих молекулярных исследованиях, таких как полногеномное секвенирование или метаболомное профилирование. Это делает технологию гораздо более доступной для массового применения.

Исследование также подтвердило влияние образа жизни на скорость биологического старения. Авторы выявили, что более медленное старение ассоциируется с регулярным сном, умеренной физической активностью и употреблением фруктов. Напротив, курение, хронический недостаток сна и высокая частота приемов пищи коррелировали с ускоренным старением. Эти данные вписываются в современные представления о том, что многие возрастные изменения обратимы и зависят от поведенческих факторов.

Разработчики видят несколько ключевых применений для Digital Aging Twin. Это раннее выявление лиц с ускоренным старением органов, персонализированный подбор профилактических вмешательств (например, назначение физических нагрузок или диеты при раннем старении мышц или печени) и объективная оценка эффективности программ здорового долголетия. Появление такой системы может изменить подход к геронтологии, сместив акцент с лечения возрастных болезней на их предсказание и предотвращение.

Стоит отметить, что подобные исследования ведутся и в других странах. В 2025 году ученые из Бостонского университета и Массачусетского университета в США представили метод оценки биологического возраста мозга по белкам плазмы крови. Используя данные более 53 тысяч участников UK Biobank и алгоритмы машинного обучения, они обнаружили, что ускоренное старение мозга связано с ухудшением когнитивных функций и повышенным риском болезни Альцгеймера и инсульта. Однако китайская система отличается комплексностью: она охватывает не один орган, а целый ансамбль систем организма, что позволяет увидеть общую картину гетерогенности старения.

Таким образом, Digital Aging Twin представляет собой мощный инструмент, который в будущем может стать частью рутинной профилактической медицины, помогая каждому человеку понять свой индивидуальный профиль старения и принять меры до того, как возрастные изменения приведут к необратимым заболеваниям.