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第121期
Nature Biotechnology英矽智能团队|Nat. Biotechnol.!AI研发的抗肺纤维化药,也有抗衰潜力?6种衰老时钟均提示用药组生物年龄下降!
01 研究速览
论文首页|Nature Biotechnology(2026)· 收稿 2025-11-17,接收 2026-07-29,发表于 2026-09-07 · DOI:10.1038/s41587-026-03286-y;© The Author(s) 2026,CC BY 4.0,原文裁切。
研究对象 英矽智能牵头的团队把一款生成式AI发现的TNIK抑制剂rentosertib的2a期临床试验数据重新用起来。试验设计时就预留了四个时点的血清蛋白组采样:42名特发性肺纤维化患者在基线与第2、4、12周各抽一次血,用Olink Explore 3072面板测出2841个蛋白,再把六个蛋白质组衰老时钟套上去,看生物年龄怎么走。
科学问题 治老年病的药有可能同时改变衰老本身,但标准试验的终点是疾病指标,回答不了「衰老有没有被改变」。蛋白质是生物变化的直接效应物,可能同时给出生物年龄读数和可解释的通路线索。这篇论文要回答的是:多个蛋白质组衰老时钟放进真实临床试验,能不能读出干预对衰老的影响,又能不能把「抗纤维化疗效」和「抗衰老作用」分开。
关键突破 六个时钟的目标各不相同——四个预测实际年龄,两个预测死亡风险——却对这次干预给出同向判断:给药组的生物年龄下降,安慰剂组几乎不动。162次「时钟×时点×剂量」比较里有21次达到显著(Q<0.10),信号集中在第4周。
核心数字 42名受试者平均年龄67.1岁,全部为亚洲人,12周内给药组6个时钟一致提示生物年龄下降,第4周最明显;蛋白层给药组326个蛋白改变、安慰剂组2个。作者同时写明:样本小、时间短,且在全是肺纤维化患者的队列里,抗纤维化与抗衰老无法彻底分开。
02 为什么值得关注
抗纤维化药和抗衰老药之间没有现成的界线。肺纤维化与衰老标志高度重合,年龄本身就是最强的预后不良因素之一,所以一款能改善肺纤维化的药,理论上也可能同时拖慢衰老进程——也可能只是把病治好了,连带让那些跟年龄有关的指标显得好看。麻烦在于,标准临床试验的终点是肺功能这类疾病指标,它们回答不了「衰老本身有没有被改变」,而这个问题恰恰决定这类药值不值得作为抗衰老方向继续开发。
答案本来指望衰老时钟。2013年以后,DNA甲基化时钟把生物年龄变成一个可计算的数字,但它们在干预试验里表现并不理想:不同试验读数不一致,不同模型之间的一致性也差,机制解释尤其弱——甲基化位点与生物学过程的关系是间接的。蛋白质是生物过程的直接效应物,测到浓度变化就能直接接到代谢、炎症、纤维化这些通路上。这是蛋白组时钟被寄予厚望的原因,也是这篇论文的出发点。
把时钟用在病人身上还有两重现实困难。第一,时钟大多在健康人的队列上训练过,而这批受试者是平均67.1岁、带着明确疾病的肺纤维化患者,时钟在这样的队列上还准不准,本身就得先验证。第二,时钟读出的是一个预测值,它会随疾病状态和药物作用一起移动,因此「变年轻了」这个读数天然有两种解释:药真的在延缓衰老,或者病被治得更好、连带把衰老相关的指标拉了下来。论文的核心工作,就是把这两件事尽量分开。
这篇论文的可贵之处在于,它不是事后拿旧数据做二次分析。rentosertib的2a期试验一开始就为衰老评估安排了基线、第2、4、12周的血清蛋白组采样。这让时钟有机会连续跟踪同一个人的轨迹,而不是只比一次横断面。
在此之前,衰老时钟进入临床试验的尝试是零星的:有人在26名男性的12周运动干预里用ProtAge看到生物年龄下降,也有人把蛋白组当作表观遗传时钟之外的辅助证据。按照作者的说法,还没有研究在一次临床干预中系统比较过多个蛋白组衰老时钟。本篇第一次做了这件事——六个时钟、同一批样本、同一套统计口径。
03 研究如何展开:把衰老评估前置进临床试验
先说被试的东西。rentosertib(原代号INS018_055)是生成式AI发现的TNIK抑制剂,TNIK这个靶点最初正因为同时牵涉六条衰老标志而被AI靶点平台筛出来——作者的整个开发思路,就是选一个既治老年病又能触及衰老靶点的适应症来做双用途开发。2a期试验NCT05938920在2023年7月到2024年6月于中国开展,随机、双盲、安慰剂对照,128人筛查后71人入组,分为30 mg每日一次、30 mg每日两次、60 mg每日一次和安慰剂四组(各组随机分配18、18、18、17人),疗程12周。
蛋白组是一个附加子研究:完成试验的55人中43人同意做蛋白组检测,1人因第12周缺失测量被排除,最终42人进入分析,平均年龄67.1岁,全部为亚洲人;四个时点的实际样本量分别是安慰剂11、30 mg每日一次11、30 mg每日两次11、60 mg每日一次9。血清用Olink Explore 3072面板检测,质控归一化后剩2841个蛋白进入分析。
时钟一共六个,全部是已发表的模型,作者没有新训任何模型:ProtAge(深度学习)、ipfP3GPT(深度学习,也是作者团队自己的工具)、OrganAge的实际年龄版与死亡风险版,以及PAC和PAOPAC(经典机器学习)。训练语料主要来自以健康人为主的英国生物银行。为公平调用,作者用统一的Python库proteoclock标准化各模型的输入与输出,把死亡风险模型的输出换算成年龄。
衡量方式是把每个时钟预测的生物年龄减去该受试者自己的基线,得到ΔBioAge,再逐时点把每个给药组和安慰剂组比较:每臂6个时钟×3个时点×3个剂量方案共54次比较,三个给药臂合计162次,单侧Mann–Whitney U检验加Benjamini–Hochberg校正,Q<0.10记为显著。为了检查结论是不是偶然,作者还做了患者级标签置换检验,并检验了BMI与ΔBioAge的相关性以排除体型影响。
蛋白层用的是混合效应模型,对2841个蛋白逐一拟合,把分组与时间的交互项作为主要效应;把时间改成分类变量后,再把每个蛋白的反应分成持续、延迟和短暂三类。另一条线是通路层:先做蛋白—蛋白相互作用聚类,再用SenMayo、CellAge上调集与下调集做富集分析,最后用KEGG Medicus与Reactome两套通路库看整体重塑。
要让「变年轻」这个读数站得住,作者设计了三步检验,这也是理解全文的骨架:先看解离,看时钟信号最强的组是不是肺功能改善最多的组;再看方向,看给药造成的蛋白变化是否与自然年龄变化反向;最后看通路,看各剂量方案独有的通路落在与纤维化无关的衰老机制上,还是落在纤维化主轴上。图1给出的是这套评估在试验设计中的位置。
图 1 | 把衰老评估前置到临床试验:双用途研发管线
科学问题:一款针对年龄相关疾病的药,怎么在同一次试验里顺带把衰老也测一测?
关键发现:a 是研发管线:选定衰老相关适应症、收集组学数据并套用衰老时钟、观察衰老过程变化,双用途管线一直延伸到获批药物与更广的再利用机会;b 是试验侧设计:四个时点采血、六时钟并行监测,再加上与正常衰老轨迹比对和衰老基因集富集。
为什么重要:后面所有结果都建立在这张图的前提上:蛋白组采样是试验设计的一部分,不是事后补做。
怎么读这张图:a 是流程示意,从左上「选定一个已确立的衰老相关适应症」沿箭头走到「已获批药物」与「更广的再利用机会」;b 是试验与组学流程:顶部是2a期试验,往下是四个给药组与左侧采血时点(基线、第2、4、12周),再往下是Olink检测与质控,底部是数据分析层(衰老时钟列表与跨时钟衰老信号、蛋白轨迹、衰老形态效应)。
04 核心实验结果:六个时钟、326个蛋白与三组去卷积证据
先看时钟本身在这个队列里成不成立。四个预测实际年龄的时钟与真实年龄的相关性在0.70到0.84之间,用普通最小二乘校正系统性偏移后,均方根误差都在4年以内;而两个预测死亡风险的时钟与实际年龄只有0.16到0.23的相关,误差超过11年——它们的训练目标本就不是年龄。时钟之间也分成了两派:四个实际年龄时钟彼此相关0.78到0.89,与两个死亡时钟的相关只有0.25到0.61。
图 2 | 六个时钟在这批患者身上准不准
科学问题:以健康人数据训练的衰老时钟,放到全是肺纤维化患者的队列上还成立吗?
关键发现:a 是基线预测年龄对实际年龄的散点,四个预测实际年龄的时钟与两个预测死亡风险的时钟明显分成两派;b 是六时钟两两相关矩阵,两派之间的相关很弱。
为什么重要:后文说「六个时钟一致」指的是方向一致,不代表六个时钟精度相同——这两类时钟的分工必须先讲清楚,否则容易把死亡时钟的大数值读成更大的年轻幅度。
怎么读这张图:a 每个散点是一例患者,黑线是普通最小二乘拟合、灰带是95%置信区间,r是Spearman相关;b 是时钟两两相关的矩阵图,格子里标着Spearman r,色标范围0到1,†标记P<1×10⁻⁵。
结论是六个时钟全部指向同一方向。三个给药臂的生物年龄都在下降,安慰剂组在12周里几乎不动、略有上升。162次比较中21次达到显著(Q<0.10),其中第4周的18次里有11次显著——信号最强的时候恰好是服药一个月左右。患者级标签置换检验给出的零假设均值只有0.15,说明这21次远超偶然。按方案看,每天两次30 mg最稳(9次显著),其次是60 mg每日一次(7次),30 mg每日一次最弱(5次)。
落到具体数字上:肺功能改善最多的60 mg每日一次组,四个预测实际年龄的时钟在第4周一致给出2.71至3.46岁的降幅,两个死亡时钟则没有显著变化;而每天两次30 mg是唯一被两类时钟同时捕捉到的方案,第4周六个时钟里有五个的Cohen's d为负。到第12周显著比较数回落,作者用「平台」而不是「消退」来形容这个阶段,因为配对Wilcoxon检验显示第4周与第12周之间的预测年龄没有显著移动。
图 3 | 六个时钟都指向更年轻的生物年龄
科学问题:给药之后,生物年龄到底往哪个方向走,走多少?
关键发现:a 是各臂ΔBioAge轨迹:给药臂下降、安慰剂组基本不动,峰值在第4周;b 是各周次给药臂与安慰剂的比较,第4周18次里11次显著,全批162次里21次显著;c 是各方案的Cohen's d,第4周30 mg每日两次六个时钟里五个为负。
为什么重要:这一张同时给出方向、显著性和效应量,后面的解离分析全部以它为基准。
怎么读这张图:a 纵轴是相对基线的ΔBioAge(年),横轴是第0、2、4、12周,点是组均值、误差棒是标准误,星号为BH校正后的显著性;b 是按第2、4、12周分组的箱线图,纵轴是ΔBioAge,周次内并列四个给药臂;c 横轴是Cohen's d,虚线是d=0,点带95%置信区间。
蛋白层给出的对照更干净。对2841个蛋白逐一拟合混合效应模型后,给药组有326个蛋白的表达轨迹被显著改写(Q<0.10),安慰剂组只有2个。多数变化是剂量专属的:237个蛋白只在一个臂里动;每天两次30 mg有142个独有变化;30 mg每日一次只有一个蛋白显著变化,就是被上调的IDO1。另有89个蛋白在两个以上给药臂方向一致,构成了与剂量无关的TNIK抑制核心。
图 4 | 326个蛋白被改写,安慰剂组只有2个
科学问题:时钟读到的方向变化,在蛋白层是不是真的存在?
关键发现:a 是UpSet图:给药组合计326个蛋白显著改变(Q<0.10),安慰剂组2个,89个蛋白在两个以上给药臂同向,30 mg每日两次独有142个;b 是代表蛋白的轨迹,上下两组各20个:上排是下调最明显的一批,含COL1A1、MMP10、FAP等基质重塑因子;下排是上调最明显的一批,含NAMPT、ALDH1A1等代谢蛋白。
为什么重要:326对2的对照是全文最硬的一组数字,它不依赖时钟模型是否可靠。
怎么读这张图:a 是UpSet图,上方柱子是各交集的蛋白数,下方圆点连线标出各臂独占与共享的集合,左侧横条是各臂蛋白总数;b 每个小图是一条NPX轨迹,横轴是第0、2、4、12周,橙线是安慰剂、深蓝线是60 mg每日一次。
具体的蛋白指向两个方向。明显下调的一批是纤维化和细胞外基质重塑的驱动者COL1A1、MMP10、FAP;方向相反的一批是代谢与应激抵抗相关蛋白NAMPT、SOD2、ALDH1A1,在给药组是上调;此外与增殖信号有关的PDGFB也是下调。对生物年龄贡献最大的35个蛋白里,最关键的是LTBP2——TGF-β轴上的纤维化主调控因子,也是六个时钟共同用到的唯一重要特征蛋白。
为了排除「信号只是衰减」的解释,作者把时间改成分类变量重新拟合。结果是,在有效的两个剂量组里,只有5%到9%的蛋白变化属于短暂型,也就是蛋白层面的反应到第12周仍在继续发展。更进一步,在四个有公开权重的时钟所用的蛋白中,持续型轨迹被明显富集——每天两次30 mg的优势比是4.65,60 mg每日一次是2.19。
接下来是全文最关键的一步:证明这不只是抗纤维化疗效的副产品。实际结果与预期相反——60 mg每日一次在原试验里肺活量改善最大,时钟响应却不如每天两次30 mg稳定;回归分析里,肺活量变化只能解释生物年龄变化的6%(中位R²,各时钟0.01到0.18)。这是第一个证据。
第二个证据来自身份对照。作者把给药造成的蛋白变化方向,和英国生物银行55319名老年人中随年龄变化的蛋白方向做了比对:两个数据集合共有2832个蛋白,其中758个与年龄显著相关;受药物影响的蛋白相对背景显著偏向这一类,富集1.74倍(P<0.001)。再看方向,每天两次30 mg的治疗变化与自然年龄变化显著负相关(Spearman r = −0.30,P<0.01),意思是这组药物真的在把与衰老有关的变化往回推;60 mg每日一次没有这个相关(r = −0.097,P = 0.37);安慰剂组则与自然衰老同向——疾病在推进,衰老相关的蛋白也在往下走。
第三个证据在通路层。三个剂量方案各自独有的蛋白走的是完全不同的路:每天两次30 mg独有的一批富集在磷酸戊糖、谷胱甘肽和胆固醇代谢等代谢通路上,这些都是公认的衰老机制,却不是抗纤维化反应的主轴;60 mg每日一次独有的富集在Wnt信号和更宽的免疫活动上,更贴近纤维化本身和靶点占用。作者据此推测,低剂量高频可能更适合触碰衰老相关通路。
图 5 | 衰老信号被压下去了,生长因子通路也被压下去了
科学问题:药物有没有真的作用在衰老与细胞衰老上,而不是只作用在纤维化上?
关键发现:a 与 b 是SenMayo、CellAge上调集与下调集的GSEA:安慰剂组的SenMayo显著富集在上调侧,三个给药臂一律反向;e 与 f 是KEGG Medicus里五条信号通路的富集:四条生长因子轴在安慰剂组上调、三个给药臂一致下调,JAK–STAT轴则相反。
为什么重要:这是把时钟读数翻译成可讨论机制的桥梁,也是「抗衰潜力」这句话最直接的证据来源。
怎么读这张图:a 是四个臂各自的GSEA富集曲线,横轴是排序后的基因排名,纵轴是富集分数,下方条带标出基因集成员的位置;b 与 f 是气泡图,横轴是NES、颜色对应−log10(Q值)、圆点大小是基因集大小;c、d 是各臂leading edge蛋白的维恩图。
直接问「有没有在压制衰老细胞」则用SenMayo与CellAge两套基因集。安慰剂组里SenMayo特征蛋白显著地集中在被上调的一侧(NES = 1.48,Q<0.01),leading edge是MMP1/3/9/10/13等基质重塑酶和一批白细胞介素;三个给药臂全部反过来,SenMayo显著为负、CellAge下调集显著为正(Q<0.05),只有60 mg每日一次在SenMayo上没到显著(Q = 0.17)。更宽的KEGG Medicus分析里,五条显著通路全部属于生长因子信号(RTK–PLCG–ITPR、MAPK、RAS、ERK、PI3K–Akt),在安慰剂组上调、三个给药臂一致下调——生长因子与营养感知通路本来就是衰老研究的经典靶点。反过来,与纤维化相关的JAK–STAT轴在30 mg每日一次和60 mg每日一次两组被显著上调,唯独每天两次30 mg没有。作者认为这解释了该组时钟响应更一致。
最后是Reactome全库层面的重塑。1787个通路里有145个能与本次数据对上,Q<0.25的阈值下全臂共64条显著;每天两次30 mg覆盖最广,40条。共同变化的通路里既有预期中的细胞外基质重塑,也有几条与基质没有直接关系的:MET信号、Gαs信号、死亡受体信号,以及IGF运输与IGFBP摄取通路。后者值得注意——IGF轴在衰老里的位置很关键,而三个给药臂共同下调了IGFBP-1、IGFBP-4、IGFBP-6、IGFBP-7、IGFBPL1和CCN1六个蛋白。
图 6 | 通路层面的整体重塑:基质之外还有代谢与IGF轴
科学问题:把六个时钟放到一边,整套蛋白组到底被改成了什么样子?
关键发现:a 是各臂显著通路的UpSet交集图,顶部柱子是各交集的通路数(图中标注合计57条);b 显示30 mg每日两次覆盖最广(40条);c 是至少两个臂共同显著通路的分臂对比,包括MET信号、Gαs信号、死亡受体信号与IGF运输及IGFBP摄取。
为什么重要:它是「这不是单纯的抗纤维化」这一判断的最后一块拼图——与纤维化无直接关系的通路也在动。
怎么读这张图:a 是UpSet交集图,顶部柱子是各交集的通路数,下方矩阵标出各臂与上下调方向;b 是四个臂的富集散点图,横轴是NES、纵轴是−log10(Q值);c 是三个臂并排的气泡图,纵轴是通路名、横轴是NES,箭头标出相对安慰剂的变化方向。
把这些放在一起看,这篇论文真正推进的不是「某个抗衰老效果」,而是一种试验设计:把衰老评估前置到疾病试验里,用多个方法学不同的时钟互相验证,再靠通路层把读数翻译成可以讨论的机制。时钟确实读出了方向一致的信号,但这个信号里有多少属于抗衰老,作者自己没有下结论。
05 科研意义与边界:能读出信号,还不能下定论
最直接的意义在方法学层面。衰老时钟进入临床干预研究一直缺少系统比较,这篇论文第一次在同一场真实试验里并列了六个方法学完全不同的蛋白质组衰老时钟。这种「多模型收敛」的证据强度高于任何单一时钟:不同训练目标、不同特征集、不同算法同时指向同一结论,比一个模型给出漂亮数字更难用模型偏差解释。
更进一步的意义在研发组织方式上。作者提出的是一种双用途的临床试验设计:在治疗特定年龄相关疾病的试验里,把衰老与衰老相关生物标志物作为探索性药效学终点前瞻性采集,一旦看到抗衰老信号,就在非该疾病的受试者中继续验证,再考虑生物标志物资格认定。这类分析最现实的定位不是「治衰老」的适应症试验,而是疾病试验里的探索性分析。
局限必须说清。第一,样本极小、时间极短:42人、12周,每臂9到11人,任何结论都只能算早期信号。第二,在全是肺纤维化患者的队列里,抗纤维化与抗衰老无法彻底分开——作者自己写明这是队列设计的上限,需要在非肺纤维化人群(其他年龄相关疾病患者或健康长寿者)中重复,也需要与作用机制不同、但缺少可比蛋白组数据的抗纤维化药做对照。第三,平台只覆盖2841个蛋白,1787条Reactome通路里只有145条能测,很多检验做不了或只能部分做。
还有两处硬约束。靶点TNIK本身不在检测面板里,药物是否真的抑制了靶点,只能靠蛋白互作网络和通路富集间接推断。而时钟捕获的统计趋势本身并不能区分补偿性的衰老过程和有害的衰老过程,因果关系并未建立——第4周之后的平台期究竟是药效减弱、代偿信号、衰老细胞异质性,还是12周观察窗口不够,作者列了四种可能,但没有一种被验证。组织层面的证据同样缺失:没有单细胞或空间多组学,也没有正交的组学时钟。
几个问题被明确留了下来。最实际的一个是剂量方案:每天两次30 mg的日剂量与60 mg每日一次相同,但衰老读数差别明显,而前者的肺功能改善反而不如后者。作者给出一个值得检验的解释——rentosertib半衰期只有7到11小时,60 mg每日一次的血药峰浓度是两种30 mg方案的两到三倍,可能是「平稳暴露」与「高峰谷」对下游激酶级联的影响不同。第三个是临床意义:生物年龄下降两三岁意味着什么,论文没有回答,这需要把时钟和功能终点连起来。
总的看,这篇论文没有证明这个药能让人变年轻,它证明的是另一件事——衰老这件事第一次被认真地塞进了一个正在进行的临床试验,而且塞进去之后确实读到了东西:六个时钟、326个蛋白、多条通路,方向一致、可重复、可追问。对正在寻找抗衰老靶点的团队来说,这套把衰老评估前置、并用外部队列和通路层做去卷积的做法,可能比这一次的具体读数更有参考价值。
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07 研究团队与论文信息
论文原题:Integration of proteomic aging clocks in a phase 2a clinical trial supports simultaneous geroprotective assessment
期刊与日期:Nature Biotechnology(2026)· Article|收稿 2025-11-17,接收 2026-07-29,在线发表于 2026-09-07
通讯作者:Alex Zhavoronkov(alex@insilico.com,本篇唯一通讯作者)
主要机构:Insilico Medicine AI Limited(阿布扎比)、Insilico Medicine Shanghai Ltd.(上海)、Insilico Medicine US Inc.(剑桥);北京大学、北京大学成都高等生物技术研究院、西湖大学、北京协和医院、RWTH亚琛工业大学、麻省总医院、Broad研究所、斯坦福大学、华盛顿大学蛋白质设计研究所、Brigham and Women’s Hospital 与哈佛医学院(共 17 个署名单位)
研究层级:临床层面:一项 2a 期随机双盲安慰剂对照试验(NCT05938920)的蛋白组附加子研究,42 人、12 周、四个时点血清 Olink Explore 3072 检测;计算层面:六个已发表蛋白质组衰老时钟的统一调用、混合效应模型、置换检验、通路富集与 UK Biobank 方向比对
图版来源:本期图版由本期 PDF 以 200 dpi 原样裁切,未重绘、未改编、未拼接
许可与署名:© The Author(s) 2026,CC BY 4.0 开放获取(creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
数据与代码:蛋白组原始数据存入中国国家生物信息中心(OMIX008341);时钟调用代码公开在 github.com/Insilico-org/proteoclock
利益冲突:作者声明 Alex Zhavoronkov 为 Insilico Medicine(港股 3696.HK)创始人兼首席执行官,Fedor Galkin、Shan Chen、Feng Ren、Alex Aliper、Mikhail Durymanov、Denis Sidorenko、Hui Cui 为该公司员工
资助:作者声明本研究未获得专项资助
08 参考文献
Zhavoronkov, A., Galkin, F., Chen, S., Ren, F., Aliper, A., Durymanov, M., Sidorenko, D., Cui, H., Han, J.-D. J., Xu, H., Liu, X., Xu, Z., Kuppe, C., Argentieri, M. A., Ying, K., Goeminne, L. J. E., Moqri, M., Tyshkovskiy, A. & Gladyshev, V. N. Integration of proteomic aging clocks in a phase 2a clinical trial supports simultaneous geroprotective assessment.
Nature Biotechnology · 2026
DOI:10.1038/s41587-026-03286-y