健康八维工具:匹配个体化健康与衰老速率的多维度评估系统

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Nature Communications 14.7

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  本研究针对当前医疗实践忽视多病共存(multimorbidity)和器官系统异质性衰老的问题,开发了基于贝叶斯模型的"健康八维工具"(Health Octo Tool),包含身体器官疾病数(BODN)、身体时钟(Body Clock)等8项指标。该工具通过量化13个器官系统的疾病严重程度,预测功能障碍、老年综合征和死亡率(准确率≥90%),超越了传统衰弱指数(FI),为精准评估个体化衰老速率提供了新范式。

  

随着全球老龄化加剧,医疗系统面临一个根本性矛盾:传统诊疗模式聚焦单一疾病,而老年人普遍存在多系统疾病共存(multimorbidity)现象。这种"只见树木不见森林"的诊疗方式,忽视了器官系统间复杂的相互作用和异质性衰老过程。更棘手的是,现有评估工具如衰弱指数(Frailty Index, FI)仅简单累加疾病数量,无法区分轻度高血压与终末期肾衰对整体健康影响的差异,也不能捕捉亚临床病理状态对衰老速率的潜在贡献。

针对这一挑战,由Sh Salimi领衔的国际团队在《Nature Communications》发表突破性研究。他们整合巴尔的摩纵向衰老研究(BLSA)、意大利InCHIANTI研究和美国NHANES队列共42,683人的纵向数据,创新性地提出"健康八维工具"(Health Octo Tool)。这项研究首次将多病共存重新定义为"健康熵"(health entropy),通过贝叶斯序数回归模型量化13个器官系统的疾病严重程度,构建出能预测个体化衰老轨迹的多维度评估体系。

研究采用三大关键技术:1)基于BLSA(n=907)、InCHIANTI(n=986)和NHANES(n=40,790)三大队列的纵向临床数据;2)贝叶斯多层次序数回归(Bayesian multilevel ordinal regression)分析身体器官疾病数(Body Organ Disease Number, BODN);3)创新性开发零膨胀β二项分布(Zero Inflated Beta Binomial, ZIBB)模型评估功能障碍指数(Disability Index, DI)。通过留一法交叉验证(LOO-CV)和贝叶斯堆叠(Bayesian stacking)进行模型优化,确保工具的稳健性。

身体器官疾病数(BODN)
研究团队将人体划分为心血管(CV)、肾脏(Re)、中枢神经(CNS)等13个系统,定义78种疾病状态及其严重程度。结果显示,亚临床疾病状态(如1期慢性肾病)对BODN的贡献(b=0.53)反而大于终末期肾病(b=0.20),提示早期病理改变可能是衰老的关键驱动因素。

器官特异性时钟(BSCs)与年龄(BSA)
通过回归器官特异性疾病与BODN的关系,研究发现不同器官存在显著异质性衰老。例如85岁人群的肾脏系统生物年龄可达120岁,而甲状腺系统可能仅70岁,这种"器官年龄差"为靶向干预提供了理论依据。

身体时钟(Body Clock)与身体年龄(Body Age)
整合所有器官系统数据的身体时钟,在预测死亡率(HR=1.8)和功能障碍(HR=1.7)方面显著优于传统FI(AUC提高12%)。值得注意的是,未治疗的高血压对BODN影响(b=0.32)是已治疗者的1.9倍,凸显早期干预的重要性。

速度身体时钟(Speed-Body Clock)
分析发现身体时钟每增加1单位,行走速度下降0.064 m/s(女性)和0.062 m/s(男性)。65岁后这种关联显著增强,揭示身体系统健康与运动功能的非线性衰退关系。

功能障碍身体年龄(Disability-Body Age)
采用ZIBB模型构建的DI显示,部分个体虽BODN较高但仍保持功能韧性。这种"高疾病负荷-低功能障碍"的特殊群体,可能蕴含抗衰老的关键生物学机制。

这项研究从根本上改变了我们理解衰老的方式。健康八维工具首次实现三大突破:1)将多病共存量化为可计算的健康熵;2)通过贝叶斯模型整合疾病严重程度的连续谱;3)分离时序年龄与生物年龄的评估维度。临床转化方面,该工具可识别"器官年龄差"超过20年的高风险人群,为个性化健康管理提供量化依据。

研究也存在一定局限:BLSA队列基线健康度较高,可能低估普通人群的衰老速率;NHANES数据缺乏甲状腺功能等细节指标。未来研究可结合表观遗传时钟(epigenetic clock)等分子标志物,进一步揭示器官特异性衰老的生物学基础。正如通讯作者L. Ferrucci D强调的:"这项工作的真正价值在于建立了一个框架,使我们在出现临床症状前十年就能预见衰老危机。"这种预见性评估模式,或将重塑未来老年医学的实践范式。

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