人类长寿之梦的新曙光似乎已经出现在我们眼前,一种抗衰老的新药也许将成为人类的终级免费午餐――在不必减少卡路里摄入量的情况下而获得饮食的所有好处,包括百病不侵、延年益寿等――即只需服用一种能够让身体“受骗上当”的药物即可。
殊途同归的结果
听起来这令人难以置信,但这一天也许真的会到来。因为这样的药物如今正在临床试验中,即使试验像之前大多数候选试验药物那样以失败而告终,但所取得的进展对于生物学家来说也是一个喜讯――表明了衰老并非不可阻止以及身体所拥有的巨大潜能,只待被动员起来去抗击疾病的侵袭,甚至有可能逆转因年岁增长所带来的一些不利影响。
但并不是所有的科学家都持有如此乐观的看法。譬如,对机体衰老理论深有研究的进化生物学家来说,他们有充分的理由认为,人的寿命长短无法以任何简单快速的方式予以改变。但是,一些实验小动物的研究结果却让他们备感困惑,如蛔虫、果蝇和老鼠等,对于这些物种来说,单个基因的改变就能令它们的寿命显著增长。
以进化生物学家的观点看来,每一个物种的寿命都是对其自然环境适应的结果,譬如,蝙蝠的最长寿命是身体同样大小的不会飞的哺乳动物的3.5倍
进化生物学家的理论和他们的悲观看法,至少暂时令人类延缓衰老研究的前景蒙上了阴影;但实验生物学家却满怀信心,他们孜孜不倦地探研着食物摄入、生育率以及人类寿命之间在进化过程中所编织起来的联系。
在过去的几年里,科学家从两个途径的探索获得了殊途同归的结果(单个基因修改和卡路里限制饮食),他们对人类健康和延缓衰老的信心与日俱增。实验发现,饮食中坚持限制卡路里的实验鼠一直很健康,这些老鼠的卡路里摄入量比正常饮食少30%,寿命却延长了30%——40%,唯一的不足就是其生育能力有所下降。
然而限制卡路里饮食对维持正常生存会产生一些不利影响,尽管几十年来这种低卡饮食法引起许多研究者的兴趣,但仍然停留在研究阶段。然后就有了单个基因修改的多个发现,其中涉及到基因对人体生长、能量代谢和繁殖生育等的调节。于是,单个基因的改变都指向了同样的生化途径:以修改单个基因并通过卡路里限制,达到延长寿命的效果。
如果生物学家能够确定这些途径,就有可能开发出激活某种基因的药物。原则上讲,这类药物能够对机体产生深远的影响。譬如,限制卡路里的老鼠不会患上退行性慢性疾病,从而活得更长;对人类而言,只需某种药物,就能抵御某些甚至所有因衰老而产生的退行性疾病。即使不能延长寿命,健康而无疾病困扰的晚年对于人类来说,也是一种极大的幸福。
沉默信息调节蛋白
能起到这种作用的首要候选者是一种叫做“沉默信息调节蛋白”(Silent information regulator proteins)的激活剂[译注:一种调节蛋白,具有抗衰老延长寿命的作用,亦译为寿调因子或寿调蛋白(sirtuin)],它能够完全或部分地模拟卡路里限制的作用,其中主要的物质为白藜芦醇,是葡萄和红酒中的一种非主要成分。
美国马萨诸塞州坎布里奇Sirtris制药公司如今正在对白藜芦醇的一种特殊配方,以及另一种通过小剂量给药却同样能够激活调节蛋白的小分子药物进行临床试验,这种特殊配方药物和小分子药物都已通过了安全测试,如今正在进行抵御糖尿病和其他疾病的测试。这类延缓衰老的药物并未获得美国食品和药物管理局(FDA)的批准,在FDA看来,衰老并不是一种疾病。
寿调蛋白激活剂在科学上有着强大的谱系。1991年麻省理工学院的伦纳德·P·格瓦伦特(Leonard P. Guarente)在单细胞有机体酵母中寻找有可能存在的长寿基因时,sirtuin就出人意料地崭露了头角,格瓦伦特与如今在哈佛医学院的戴维·A·辛克莱(David A. Sinclair)一起发现了sir-2的长寿基因。之后的研究表明,人类与老鼠都拥有与此类似的“寿调基因”(sirt基因),这种基因产生的蛋白质叫做“寿调蛋白”(sirtuins)。
格瓦伦特博士发现,sirtuins能够探查到细胞内的能量存储状况,存量低时sirtuins会被激活,这正是对卡路里限制产生影响进行调节所需要的那种蛋白质。辛克莱博士和其同事对大量化合物进行了试验,对激活sirtuins的能力进行了筛选,白藜芦醇显然名列榜首。
这种物质甚至被认为是引起“法国悖论”(French Paradox)现象的可能原因。“法国悖论”指的是法国人大量食用高脂肪饮食,却不用付出折损寿命的代价。格瓦伦特和辛克莱以及同事于是认为,卡路里限制通过激活sirtuins而起作用,所以能够激活sirtuins的药物同样也能起到增加寿命的作用。
随着sirtuin的前景日益被看好,辛克莱与科里斯托夫·韦斯特法尔(Christoph Westphal)于2004年创办的Sirtris制药公司,去年以7.2亿美元的价格售出。辛克莱说:“以Sirtris公司研发的化合物为基础的药物研究大有希望,其成果将有望在未来几个月内发布。”
尽管通过sirtuin开创人类长寿之路有坚实的科学基础,但Sirtris公司“抗衰老”药物的效果还有待于证明,还有许多等待破解的疑问。其中首要的一个问题就是:卡路里限制抗衰老是否适合于所有的人。
是否人为干预结果
两位抗衰老研究专家,美国艾伯特爱因斯坦医学院的简·维杰格(Jan Vijg)和美国劳伦斯伯克利国家实验室的朱迪思·坎皮西(Judith Campisi)最近在《自然》发表文章称,卡路里限制所产生的反应可能是老鼠实验中一个意外的误导性的结果,用来进行快速繁殖实验的老鼠被喂以的低卡食物更接近野外生存环境中的食物。因而对于老鼠来说,低卡食物能使其寿命延长的原因也许很简单。
“实验动物寿命的延长在某种程度上可能是一种人为干预的结果,”他们在文中写道。如果说卡路里限制延缓衰老真的有效,也许对一些生存期较为短暂的有机体的影响会更大些,因为它们不像人类那样要面对癌症的困扰。因此,用药物模拟卡路里限制以达到延年益寿效果的希望“也许非常渺茫”,文中如此写道。
倘诺要确定圈养环境下的老鼠是否是人为干预的结果,何不用野生环境中的老鼠试一试呢?美国休斯敦得克萨斯大学健康科学中心的史蒂文·N·奥斯塔德(Steven N. Austad)曾做了这样一个实验。他在报告中称,卡路里限制不能延长野生环境中老鼠的寿命,因而他认为限制卡路里饮食的益处确实是人为干预的结果。
由于实验鼠很大程度是近交系繁殖,根据谱系的不同,实验研究人员会得出不同的实验数据。为了使实验数据更可靠,美国国立老年研究所在3个实验室同时实施了一项对抗衰老物质的研究计划,包括对绿茶萃取物和两种不同剂量的白藜芦醇的多项测试正在进行中。
但今年7月发表的一项研究成果用的则是另外一种物质――抗真菌药物雷帕霉素(Rapamycin)。它被发现有抗衰老的功效,能够显著延长老鼠的寿命,即使老鼠的年龄已相当于人类的60岁老者。雷帕霉素与卡路里限制没有任何关系,但研究结果提供的数据却令人惊讶。
另一项直接与卡路里限制有关的长期实验在7月也有了结果,即恒河猴的长期卡路里限制实验。这项研究是在美国威斯康辛大学的理查德·温因德鲁奇(Richard Weindruch)领导下进行的。作为与人类最为接近的灵长类动物,恒河猴的研究也许更能表明老鼠实验的结果是否适用于人类。这项实验的结果让人们看到了更多的希望。
恒河猴卡路里限制实验长达20年之久,与对照组正常饮食的同伴相比,这些恒河猴要健康得多,极少患上糖尿病、癌症和心脏病等疾病。这显然可以确定,灵长类动物卡路里限制抵御因年老而产生的退行性疾病的效果和啮齿类动物一样,同样都是有效的。
至于寿命的延长,研究人员只有将那些显然与衰老无关引起的死亡排除在外,譬如为抽取血样而进行麻醉引起的死亡等,限制卡路里饮食对延长寿命的影响才能明显体现出来。如果所有的死亡都包括在内,平均寿命并无明显增长。
寿命并非固定不变
有了雷帕霉素和恒河猴的研究结果后,辛克莱认为,“将会有更多的人赞同卡路里限制延长寿命之路是可行的。”他同时强调卡路里限制饮食和sirtuin激活药物在延缓许多与衰老有关疾病方面的能力,至少在老鼠实验中是如此。他说:即使不能对寿命延长产生任何影响,利用某种药物来延缓人类退行性疾病的发展,也将会是一个有重大意义的进展。
人类如今的寿命已大为延长,没有任何药物能够让人类寿命以如此的幅度增长。也许是因为婴儿死亡率和其他各类疾病死亡率极大地降低,在过去的160年里,发达国家的人均寿命一直在持续而明显地增长,女性平均寿命从1840年的45岁增长到了2000年的85岁。
大自然的物种中不乏长寿之例子,如狐尾松可活5000年
那么,生物体体内是否存在着某种衰老速率的内在机制。假设有包治百病的医学技术,人还会死亡,或者因什么而死亡?维杰格和坎皮西博士认为,对构成身体的DNA以及蛋白质中的胶原蛋白和弹性蛋白的损害过程会持续地积累,对DNA的损害意味着将渐次失去对基因进行调节的准确性,而这种调节能力的流失将使修复各类组织的干细胞受到破坏。即使所有的疾病都能够得到治愈,但仍然不清楚的是,我们有什么办法能够战胜机体内在的衰老机制。
在进化生物学家看来,每一个物种的寿命长短都是适应于其自身生存环境的结果。老鼠在野生环境中最多生存一年,因为有猫头鹰、猫等天敌,还要面临其他各种灾难。在自然选择面前,长寿基因也无法给老鼠带来更多的益处;相反,只有那些尽早繁殖的老鼠才能充分利用其资源留下更多的后代。
根据这一理论,如果老鼠拥有翅膀,能够逃脱它们的天敌,自然选择才会让老鼠享受到更长的寿命。事实确实如此,根据马里兰大学的杰拉尔德·S·威尔金森(Gerald S. Wilkinson)的研究,蝙蝠的最长寿命是身体体积同样大小但不会飞行的哺乳动物的3.5倍。
从这个观点来看,细胞的生命力极为旺盛,它们并不对寿命构成限制。相反,细胞的繁殖要置于某种控制之下,以免失控的细胞繁殖引起癌症,特别是对一些寿命较长的物种来说是这样的。细胞并不会对于一些寿命极长的物种的进化构成阻碍,譬如生长于美国西部山区的狐尾松,可活5000年,是地球上最古老的树木之一,有的深海珊瑚可活到4000年以上。
还有一些物种甚至可以称得上是“长生不朽”的,一种叫做水螅的淡水生物可以从其身体的任何部分让自己获得再生,这显然是因为它的生殖细胞和其他体细胞之间没有什么区别的原因。人类的生殖细胞、卵子和精子也是不会衰老的,初生的婴儿都是一样的年幼,无论他们的父母是青春年少还是老来得子。
衰老起源于最早出现的多细胞生物。从那时起,生殖细胞和其他体细胞开始有了最初的分工。有了这种分工,生殖细胞专管物种的延续,而各种体细胞则各司其职。在这样的过程中,体细胞成为“一次性”或者说“用完即弃”式的细胞。在衰老理论研究专家托马斯·柯克伍德(Thomas Kirkwood)看来,我们之所以会死亡,是因为体细胞要保持正常运作而不停工作的结果。
综上所述,显然可以确定的一点是,寿命期限并非是固定不变的。既然它是一种不确定的存在,也许我们真的能有办法来延长它。
资料来源The New York Times
责任编辑 则 鸣