在一项世界首创的科研努力中，英国研究人员完成了历史上最大规模的人体成像研究，对超过10万名志愿者进行了全身扫描。结果是超过十亿张医学图像——以及对疾病如何开始、发展以及关键的是如何在症状出现前被阻止的革命性新理解。
这项里程碑式的成果是“英国生物样本库成像研究”（UK Biobank Imaging Study）的一部分，这是一个政府支持的项目，十多年来一直在悄然建立全球最详尽的健康数据库之一。现在，经过11年的努力，这项研究正在提供可能永久重塑预防医学未来的新洞见。
为什么科学家要扫描整个人体来寻找“人类故事”？
研究中的每位参与者花费了大约五个小时接受先进的成像检查：包括大脑、心脏、肝脏和腹部的磁共振成像（MRI）；用于评估骨密度和体脂的双能X射线吸收测定（DEXA）扫描；以及颈动脉的超声波检查。每位参与者总共采集了超过12,000张图像。
但这些图像只是更大图景中的一部分。这些扫描结果与每位参与者的基因组信息、生活方式、血液生物标志物以及医疗史相关联——其中许多数据已跟踪超过15年。正是这种数据的整合，使研究人员能够识别出传统医学无法察觉的疾病模式。
“这项大规模成像项目让不可见变得可见，”英国生物样本库首席研究员兼首席执行官Rory Collins爵士教授表示。“我们正在看到疾病如何在基因、生活方式和环境因素的影响下悄然发生，远在症状出现之前。”
数据如何已经挽救生命？
这些数据已经催生了多项突破，正在改变全球疾病诊断和治疗的方式。例如，在痴呆症领域，英国国家医疗服务体系（NHS）的记忆诊所现在正在使用通过英国生物样本库开发的工具，以更高的准确率分析脑部扫描图像。
在心脏护理方面，一种基于英国生物样本库数据训练的AI工具已被用于全球90多个国家，可在不到一秒的时间内分析心脏图像——而过去这需要临床医生花费近15分钟。
数据规模的力量不可小觑。通过比较数十万健康个体与后来患病个体的图像，科学家们已经能够开发出由人工智能驱动的模型，用于检测：
- 肝脏疾病的早期迹象
- 主要动脉的钙化
- 即使是轻度饮酒也会导致的脑萎缩
- 与糖尿病和心血管疾病相关的异常脂肪分布
这些洞见并非理论推测——它们已经被应用于临床实践，并正在影响全球指南。
在疾病发生前研究其科学原理
英国生物样本库成像研究的独特之处在于它能够“看见”疾病的发生过程。研究人员不仅是在症状出现后才观察患者。他们正在追踪器官如何随时间变化，并利用AI预测接下来可能发生的情况。
例如，通过将一个人实际的心脏图像与其个性化的数字“健康双胞胎”进行对比（该模型基于年龄、性别、身高和体重由AI生成），医生可以识别出心脏功能退化的最早迹象——这往往在常规检测中无法发现。
研究还表明，某些器官的生物学年龄可能比身体其他部分更快老化。这意味着一个人的BMI看起来健康，但其肝脏或大脑可能已经处于风险之中。这些发现可能会从根本上改变我们对“高风险人群”的定义。
也许该项目最令人震惊的发现之一是传统健康指标可能具有误导性。
两个BMI相同的人可能以截然不同（且具有临床意义）的方式储存脂肪。一个人可能将脂肪储存在具有保护作用的皮下层，而另一个人则可能在关键器官周围积累脂肪，从而增加其患心脏病和糖尿病的风险。
“身体质量指数（BMI）是一个非常粗略的衡量标准，”Collins表示。“我们现在知道，不同脂肪分布所关联的健康风险可能大相径庭。”
新冠肺炎与大脑的隐性损伤
英国生物样本库的成像数据库甚至在疫情期间提供了独特的机会：分析感染新冠前后的脑部扫描图像。研究发现令人担忧：即使在症状轻微的患者中，也出现了与记忆、嗅觉和情绪相关区域的大脑萎缩证据。
这是最早关于新冠后遗症的神经学证据之一，而这种发现之所以成为可能，正是因为生物样本库的研究设计包括重复扫描。
整个数据集存储在一个基于云的平台上，目前已有来自60多个国家的超过21,000名研究人员访问。重要的是，该平台向早期职业科学家和资源匮乏地区的研究人员开放——这在现代健康科学领域中实现了研究资源的民主化。
迄今为止，这些数据已为超过16,000篇经过同行评审的科学论文提供了基础，推动了政策变革、临床协议更新和药物研发的加速。
这些扫描如何帮助提前数年预测疾病？
研究的下一阶段目标是对全部10万名参与者进行重复扫描。这样一来，科学家就能追踪大脑、心脏、肝脏和脂肪分布随时间的变化，并将这些变化与环境暴露、行为和遗传因素联系起来。
目前，基于生物样本库数据训练的AI模型已被用于预测38种不同疾病的发病风险，通常在症状出现前几年就能做出判断。最终目标是什么？建立一个系统，使得常规扫描能够及早发现风险因素，从而通过生活方式改变或治疗来完全预防疾病的发生。
这项研究不仅揭示了成像数据规模化后所能实现的潜力，也揭示了全球大多数医疗体系所缺乏的关键环节：常规的全身成像访问。
大多数人只有在生病时才会接受扫描。然而，这个项目证明，像阿尔茨海默病、脂肪肝和心血管并发症等疾病都是悄然开始的，只要拥有合适的工具，就可以在早期被发现。
想象一个未来：全身扫描与人工智能和个人数据结合，成为预防性体检的标准组成部分——就像测量血压或胆固醇一样。那个未来并不遥远。英国生物样本库正在铺就这条道路。
英国生物样本库的成像研究不仅仅是一项科学里程碑——它是一种思维方式的转变。它邀请我们重新思考医疗保健，将其视为一种前瞻性的、数据驱动的实践，在风险成为现实之前就加以识别。
正如Rory Collins爵士所说：“我们还没看到真正的成果。”他说得没错。这项研究清楚地表明，治疗疾病的最佳时机是在它尚未开始之前——而现在，我们终于拥有了实现这一目标的工具。
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