我们很难说清楚,抗衰老研究何时从江湖骗术发展成了正经的科学。有人说,那是1939年,一项限制啮齿动物热量摄入的实验莫名其妙地延长了它们的寿命。其他人则认为,那是1961年,伦纳德·海弗利克(Leonard Hayflick)发现了人类细胞在进入休眠状态前分裂次数的极限。
但最具颠覆性的时刻也许是1993年,当时科学家发现,在低等的秀丽隐杆线虫中,只需改变一个基因age-1,它们的寿命就能延长60%。与此同时,20世纪的其他发现开始逐步揭示出寿命和健康寿命——健康生命的长度——之间的一种奇怪的联系。不知何故,实验室中许多延长寿命的干预措施同样也提高了动物的健康寿命,使它们即便进入衰老阶段也能在没有疾病的情况下生活。
老年科学出现了令人困惑的模式转变。正如人们曾经认为的那样,衰老并非不可改变。从衰老到疾病再到死亡,似乎是一条笔直的道路,而它实际上是一条漫长而曲折的前进之路。30年后,我们将处在一个转折点上,在这个转折点上,超级怪异但又在科学驱动下的抗衰老疗法将走出实验室,进入临床。
2019年7月,作为《自然》杂志150周年纪念系列的一部分,几位老年科学领域最聪明的人撰写了一本剧本,来指导衰老研究这一新时代。该剧本涵盖了几个很有前景的生物学策略——包括那些很容易进入临床试验的策略——该团队还详细叙述了一系列迫在眉睫的突出问题,比如衰老的生物标志物。
需要注意的是:抗衰老研究必然会涉及煽动炒作和过度承诺。想要长生不老?这不是我们的目标,即使曾经是,也没持续多长时间。以下是衰老研究已经能够提供的信息,以及该领域将如何在未来30年继续编织生命的时空结构。
健康寿命
你可能听说过senolytics,这是一种神奇的药物,可以杀死已经逾越了本身功能的毒性“僵尸”细胞。尽管在人类身上的试验很少,但仅凭动物实验,senolytics仍然是最有前途的抗衰老药物之一。但是,老年科学是一个涉及面广,在某种程度上又有点支离破碎的科学领域,包含许多想法和主观判断。尽管如此,大多数研究人员都能达成一个主要共识:老年科学就是为了延长人类的健康寿命。其原因既有实用的一面,也有科学的一面。
让我们先谈谈科学。多年的研究得出的结论是,衰老是当今大多数慢性病(心血管疾病、癌症、阿尔茨海默病)的最大风险因素。活得足够长,你罹患一种或多种慢性病的机会就会猛增。
虽然我们不能阻止时间的流逝,但科学家可以解除“衰老”这一危险因素与这些疾病的联系。这是推动老年科学向前发展的实用观点:美国国立卫生研究院(NIH)并不承认衰老是一种疾病。但是,科学家希望通过锁定导致衰老的过程来延长健康寿命,减轻疾病负担,即使这并不能改变整体寿命。
相关工作
数百种与衰老相关的基因的发现为衰老提供了分子蓝图。这些分子都不是单独起作用的,而且很多都源于限制卡路里的摄入可以延长小鼠寿命这一最初发现,这一发现最近在灵长类动物中得到了复制(存在争议)。
通过研究负责机体对卡路里限制反应的基因,科学家发现了胰岛素样的信号通路——一张在进化阶梯上(从蠕虫到苍蝇和老鼠)调节生长的广阔的分子网络。其中一些基因还与全球各地的百岁老人有关,使这些基因成为干预的首要目标。
这里的明星药物是雷帕霉素。雷帕霉素最初是因其能够对抗真菌而被发现的,它碰巧可以作用于一组与感知营养有关的基因。这是一个强大的开关,可以将机体在生长和寿命延长这两种对立的状态之间进行转换。
问题在于它也会抑制免疫系统。然而,2016年,德克萨斯大学的一个研究小组公布了一项临床试验,该试验在少数老年人中使用雷帕霉素来“改善生命机能”,包括免疫健康、认知和生理功能以及心血管功能。结果并没有那么乐观:每天服用一次,连续服用8周,雷帕霉素组在认知测试和行走速度方面表现略胜一筹,同时对一种免疫细胞产生了极小的干扰。尽管如此,该药物及其低毒性副产品仍然具有吸引力,不仅针对衰老问题,也针对衰老相关疾病,如阿尔茨海默病。
氧化应激是另一个大目标。早在1995年,一项基因筛查就帮助鉴定出了SIRT基因,该基因作用于细胞内的一种抗氧化蛋白——更确切地说,就是NAD+。我们的细胞不断受到紫外线和其他环境因素的狂轰滥炸,这些影响因素可通过一种叫作氧化作用的化学过程破坏基本分子组分。NAD+可以帮助许多动物逆转这一过程,而随着年龄的增长或细胞“僵尸化”,NAD+的水平则会下降。
将NAD+转化为补充剂是一个非常热门的领域,初步研究结果表明,某些形式的NAD+具有极好的耐受性。当然,它们是否有效还有待讨论,因为不管怎么说,在人类身上缺乏临床证据的支持。正如NIH衰老生物学部主任费利佩·塞拉(Felipe Sierra)博士所说,“这一切都还没有做好迎接黄金时期的准备……我不会去尝试这些东西……毕竟我不是老鼠”。
有个相关的研究领域是关于线粒体的,也就是细胞的动力源。当线粒体产生能量时,它们也会释放出氧化剂和其他废物分子,而NAD+和其他物质则会将其清除。随着时间的推移,线粒体承受着越来越多的来自这些野蛮的分子子弹的伤害,这引发了导致细胞损伤和衰老的连锁反应。这是一个流传度广但又极其难以验证的理论,而老年学科学家仍在争论抗氧化剂(如蓝莓或维生素C)是能延长寿命,还是在某种程度上通过抑制细胞的保护反应而无意间缩短了寿命。
当然,饮食限制还远远算不上唯一的原因。僵尸样衰老细胞才是重头戏——多项研究表明,清除小鼠体内的僵尸样衰老细胞可以显著延长其寿命。直接降低慢性炎症反应也是一种流行的策略,尤其是因为它与心脏病、中风、癌症、神经退行性病变和糖尿病均有关。
转折点
头昏脑涨了?你不是一个人。老年科学针对的分子通路数量之多令人难以置信,更不用说运动或年轻血液等全身干预手段了。然而,有两点极为突出:第一,涉及大量可调节基因,这意味着有很多方法可以控制衰老。第二,变老的过程在进化的遗传和分子水平上是相当保守的,所以动物研究(在理论上)可以很容易地跨越到人体试验。
正如作者总结的那样:我们现在正处于这样一个转折点,即把这些想法带入现实世界。
这并不容易。虽然已有研究表明,抗衰老治疗在某些环境和遗传学基础上有效,但在其他环境或遗传学基础上却无效。虽然科学家正在努力揭示这些遗传学差异,但目前还没有一种类似23andme的筛查方法可以确定谁能从某种特定类型的治疗方案中受益。此外,还有生活方式这一变量:实际上,那些已经优化了营养和锻炼方案的人可能无法从饮食限制途径相关的抗衰老疗法中获得太多好处。不管怎样,抗衰老药物的未来很可能是个性化和预防性的。
最后,还有一个问题,我们如何将有前途的机遇——雷帕霉素、二甲双胍、senolytics等等——转化为有效的治疗方法。“老年科学预测,衰老疗法将同时改善或预防几种与年龄相关的疾病和状况。”作者们说道。这意味着最好的试验将是那些衡量涉及多个健康问题的结果的试验。它们将会耗时很长且费用昂贵。
但是作者们充满希望。他们说,通过寻找能够衡量生物年龄和相关健康结果的真实生物标志物,我们将能够更有效地测试衰老保护剂。反过来,研究结果将积极反馈,帮助识别高危患者,以便尽早进行干预。
他们说:“独特基因与衰老有关这一根本性发现距今30年了,我们已经为治疗方法奠定了坚实的基础,这些治疗方法有望前所未有地延长人类的健康寿命。潜在的回报……远远大于风险。”
资料来源singularityhub.com