西方文化中的吸血鬼是一种人类害怕又向往的造物:它能吸血,永葆青春,永垂不朽。随着对永生的渴望,人类一直在追求永生的道路上探索。秦始皇派徐福出海寻找蓬莱仙道的仙药。15世纪,法国男爵吉勒斯·德·莱斯对炼金术着迷,折磨并囚禁了300多个男孩,只为了在血液中找到魔法石。
虽然实验证明幼血在细胞水平和一定的行为水平上对老龄小鼠有有益的作用,但我们离理解“为什么”还很远。是因为年轻的血液稀释了有害物质吗?起作用的因素是促进衰老还是促进青春?异质共生带来的“年轻态”是以牺牲生命力为代价的,还是一种“闪回”?目前大部分实验都是干细胞激活或行为实验,与寿命没有直接关系。而且这些蛋白质的具体性质和功能在科学界还是有争议的,不同研究组的科学家需要用不同的实验方法来验证。
对这些蛋白质——抗衰老或抗衰老——的研究能否直接用于开发抗衰老疗法?是否意味着人类的寿命是预期的?接下来,我们将介绍一些目前可行的抗衰老疗法以及动物实验结果商业化的难点。
当前抗衰老治疗的机遇和挑战
衰老是一个极其复杂的过程,包括分子、细胞和器官的累积损伤,导致机体功能丧失,更容易生病和死亡。抗衰老治疗定义为延缓某些生物过程,以减少与年龄相关的功能衰退,延缓各种与衰老相关疾病的发作。短命模式生物中调节衰老的基因、过程和途径很多,为药物研发提供了大量的潜在靶点。已从模型生物中鉴定出数百种调节衰老或寿命的基因,其中大多数可归纳为常见的途径和过程,如胰岛素/胰岛素样信号、自噬、氧化磷酸化和TOR信号。也有证据表明,对于进化过程中的不同动物,延长寿命的途径和方式往往是相似的。例如,已经证明中断胰岛素-IGF1途径可以延长酵母、蠕虫、苍蝇和小鼠的寿命,IGF1R突变也与人的寿命有关。延长寿命的进化基因和途径往往是不变的,因此也是药物研发的重要目标。
但是,人类不是简单的线虫或老鼠的扩增。虽然短命动物模型在衰老领域取得了巨大的突破,但在人类中,许多与模型生物同源的基因并没有显示出与衰老和寿命有任何相关性——在模型动物中似乎可信的结果在复制到人类时是不可行的。
衰老数据库中,衰老相关基因从模式生物到人类逐渐减少|参考文献[15]
现有的抗衰老研究
在过去的20年里,科学家们提出了各种抗衰老的方法和概念,其中最著名的五种包括雷帕霉素、白藜芦醇、端粒酶、热量限制和干细胞。
纳巴霉素(抗真菌和免疫抑制剂
抗衰老药物研究的著名案例之一是雷帕霉素对TOR蛋白的抑制作用,可以延长从酵母到哺乳动物等多种生物的寿命。然而,雷帕霉素有许多毒副作用,制药公司和实验室正在开发更安全的类似物。
白藜芦醇
[15]
雷帕霉素很少听说,但白藜芦醇是公众熟悉的健康明星。近年来有一句话:“喝白酒不健康,但喝葡萄酒是健康的,而后者可以保护心血管系统,抗癌,延缓衰老。”酒为什么要健康?一个重要原因是葡萄酒含有一种神奇的抗氧化剂:白藜芦醇。大卫·辛克莱博士后的时候,发现了一个叫Sirtuin1的基因可以控制酵母的寿命。2003年,Sinclair发现白藜芦醇可以激活Sirtuin1基因,延长小鼠寿命。2006年,Sinclair发表文章称,给高热量饮食的小鼠喂食白藜芦醇,发现喂食白藜芦醇的小鼠死亡率下降了31%。很多人认为白藜芦醇可以抗衰老。
然而,后来的研究非常令人失望——瑞辉和安进制药公司的科学家发现,白藜芦醇不能激活Sirtuin1基因,造成这一结果的原因是以前的实验存在重大缺陷。证明白藜芦醇作用的许多其他实验不能重复。几项临床实验发现,白藜芦醇对心脏病、代谢性疾病、癌症、生命延长等没有作用。反而会引起腹部不适或肾脏问题等各种不良反应。
抗氧化剂
抗氧化剂一直是历史上抗衰老研究的重点。关于衰老的一个理论是,有机体内过多的自由基产生强烈的氧化作用,对蛋白质等生命分子造成损伤,损伤不断累积,最终导致衰老。这个理论曾经很受欢迎,但现在受到了极大的挑战,流行病学研究无法支持抗氧化剂有利于抗衰老的说法。
端粒酶
端粒是位于染色体末端的一种短的DNA-蛋白质复合体,在某些组织中随着衰老和细胞分裂而缩短。端粒酶是一种负责延长细胞端粒的酶。一项研究表明,在成年小鼠中,端粒酶的过度表达可以使中位寿命延长24%,但癌症的发病率并没有增加。然而,其他实验室报告说,端粒酶的过度表达会导致小鼠癌症。因此,激活端粒酶抗衰老的思路有待验证。目前只有一家制药公司把它作为开发药物的目标,但至今没有取得很大进展。
端粒是位于染色体末端的一种短的DNA-蛋白质复合体,在某些组织中随着衰老和细胞分裂而缩短。端粒酶是一种负责延长细胞端粒的酶。一项研究表明,在成年小鼠中,端粒酶的过度表达可以使中位寿命延长24%,但癌症的发病率并没有增加。然而,其他实验室报告说,端粒酶的过度表达会导致小鼠癌症。因此,激活端粒酶抗衰老的思路有待验证。目前只有BioViva和Sierra Science两家制药公司以此为目标开发药物,但至今没有大的进展。[15]
热量限制
热量限制是目前最热门的研究领域,也是最常见的增进健康长寿的方法。然而,节食对大多数人来说太难了。轻禁食,即一周不连续两天每天只吃500大卡或600大卡的食物,其余五天不受控制地自由进食,可以是另一种限制较少的选择。然而,研究表明,热量限制对不同品系的小鼠有不同的影响。对于某些品系的小鼠,寿命延长,而其他品系的小鼠寿命缩短[16]。对于和老鼠截然不同的人类来说,热量限制的效果是不确定的。
干细胞
干细胞治疗近年来非常流行,因为干细胞具有增殖和分化的潜力,所以一些公司专注于干细胞,开发促进再生的药物。然而,在世界范围内,干细胞移植治疗仍处于临床试验阶段。人们只证明了它对治疗白血病、烧伤等个体疾病有效,但它对治疗阿尔茨海默病和抗衰老的有效性缺乏严谨的科学依据。[15]
商业挑战
这些抗衰老研究成果孕育着巨大的商机。然而,将这些成果转化为临床应用仍然面临巨大挑战。具体来说,主要有以下几个方面:
01
衰老是一个极其复杂的过程,目前人们还不能清楚地了解衰老的生物学过程。虽然各种关于衰老的理论都有一批粉丝,但是科学界对于衰老的原因到底是什么还没有达成共识。
02
细胞、动物和人类是三个不同的层次,同样的操作可能对这三个层次产生不同的影响。细胞实验中的“有效”并不一定意味着对人体有效。而且细胞和动物实验所需的“有效剂量”与人类服用的剂量有很大不同。
03
基因、饮食、药物等干预手段可以控制一些短命模式生物的衰老过程,但不同的动物模型对相同的手段有不同的反应。有些方法在一些动物身上效果很好,但在其他动物身上效果不好。饮食与药物干预相结合,可使酵母寿命延长10倍,但只能使小鼠寿命延长30%-50%。从低等动物到高等动物,生活的复杂程度越高,干预手段的效果越小。[17]小鼠的衰老研究能否在人类身上成功复制也是一个大问题。在这种情况下,不建议将动物实验中使用的抗衰老方法直接转移到人类身上。
04
科学家在进行研究衰老和长寿的临床实验时面临许多障碍。事实上,我们知道许多与衰老相关的潜在靶点和干预措施,但验证其有效性需要太长时间,因此只有一小部分可用于临床实践。
不同方法对不同模型寿命的影响|参考文献[17]
一般来说,目前还没有可靠的方法来减缓人类的衰老。
换血是新的希望?
年轻血液抗衰老是近年来新的研究课题,实验证据有待重复和进一步验证。从年轻血液中鉴定出的与衰老相关的蛋白质,如果要制成产品并投放市场,也面临上述五个问题。
令人担忧的是,一些公司迫不及待地将异质共生的实验结果应用到人类身上,却没有解决各种问题,也没有展示安全性和有效性。由于输血手术本身已经在临床上使用了很长时间,而且其安全性也足够有保证,不需要长期的临床试验和FDA的批准,所以一些公司开始向公众出售“年轻血液”。最著名的是由斯坦福大学医学博士杰西·卡尔马津和克雷格·赖特创立的安布罗西亚。这家公司以实验的名义,为35岁及以上的健康成年人进口年轻人的血液。血浆可以直接在安布罗西亚官网购买,一升幼血浆价格在8000美元左右。安布罗西亚宣传自己提供的年轻血浆可以解决包括阿尔茨海默病和帕金森病在内的一系列老年问题。
2019年2月19日,FDA发布声明,提醒消费者警惕这种抗衰老输血。声明这样说:
几个州的公司正在提供来自年轻捐赠者的血浆输注,据说可以治疗各种疾病,从正常衰老和记忆丧失到严重疾病,如痴呆症、帕金森氏病、多发性硬化、阿尔茨海默氏病、心脏病或创伤后应激障碍。我们认为,从年轻献血者中输注血浆来治疗、缓解、治疗或预防这些疾病没有通过FDA要求的严格测试,也没有得到临床证实,并且存在与使用任何血浆产品相关的风险。血浆给药的常见风险有过敏反应和输血相关循环超负荷,少数常见风险包括输血相关急性肺损伤或输血相关循环超负荷和传染病传播。简而言之,我们担心一些患者被不道德的人欺骗,他们声称年轻献血者的血浆可用于治疗或作为补救措施,收取数千美元的输注费用,并指导尚未证实和未收到足够和良好的对照试验证据的研究。这也可能阻止患有严重或难治性疾病的患者接受对他们可能有用的安全有效的治疗。
美国食品和药物管理局发表声明,提醒消费者警惕这种抗衰老输血|参考文献[18]
2019年2月20日,在FDA发出警告后,安布罗斯健康停止提供进口幼血浆服务。
此外,还有一些针对神经退行性疾病患者的小规模临床试验。例如,斯坦福大学的托尼·威斯-科瑞(Tony Wyss-Coray)创办的阿尔凯斯特公司(Alkahest Company)没有对参与者收费,只招募了18名志愿者,其中一人因注射而出现皮疹,另一人中风。其余16名中度或轻度阿尔茨海默病患者在注射年轻血浆后的认知测试中表现不佳。这个临床试验没有效果,测试样本数量太少,无法得出真正有效的结论。
此外,还有一些针对神经退行性疾病患者的小规模临床试验。例如,斯坦福大学的托尼·威斯-科瑞(Tony Wyss-Coray)创办的阿尔凯斯特公司(Alkahest Company)没有对参与者收费,只招募了18名志愿者,其中一人因注射而出现皮疹,另一人中风。其余16名中度或轻度阿尔茨海默病患者在注射年轻血浆后的认知测试中表现不佳。其实这个实验本身就有很大的问题:①没有对照组,只是对患者本身进行输血前后的对比;②自我评价的测试具有主观性;③而且测试样本数量太少,无法得出真实有效的结论。这些患者在客观认知测试中没有改善,实验结果也不能支持年轻血浆可以治疗老年痴呆症等衰老相关疾病的证据。
仁中抗衰老研究任重道远。目前,没有证据表明年轻血浆能延长动物或人的寿命。所以,大众不要因为上面提到的异生素和血液交换实验的结果,就认为长寿是可以预期的。2014年托尼·威斯-科瑞(Tony Wyss-Coray)的老鼠换血实验发表后,一些引人注目的微信官方账号宣传“换血可以长生不老”,一些富人开始购买年轻人的血液为自己换血——这种简单粗暴的方式极其愚蠢。在上面提到的FDA警告中,已经强调了血液交换对延长寿命和神经退行性疾病没有影响,会存在与输血相关的风险。本文期待进一步研究和验证小鼠血液交换的疗效,同时提醒公众对输注年轻血液的做法持谨慎态度。
面对各种科研成果,要从更客观的角度去看。因为科学的发展是一个不断超越和扬弃的过程,很多研究成果都是有争议的,需要反复验证。一个结果不一定是错的,但可能只有在一定条件下成立——而且大多数人不会关注这个条件,只会关注这个结果。“这是XX教授说的。”"这是XX大学取得的科研成果."“这是XX杂志出版的。”很多人从迷信的宗教变成了迷信的科学权威。事实上,对于同一个课题,不同的科学家往往有不同的看法,甚至可能完全相反。今天的许多生物学理论只是假设。科学家根据一个现象或一些发现做出合理的猜测,然后用实验来验证和修正这个假设。将假说转化为现实理论是一个极其漫长的过程,需要不断的探索和可靠的实验数据。
以本文开头分享的2014年的研究为例,年轻的血液可以让老老鼠“返老还童”。这一研究结果本身就非常令人兴奋,由此产生的科学问题值得科学家们去探索。也许有一天,我们可以找到导致衰老或抗衰老的关键因素。但现阶段,无论是一些实验支持的CCL11,争议性很大的GDF11,还是新发现的VCAM1,都需要进一步研究才能应用到人类身上。科学家需要设计许多不同的实验来研究一种蛋白质对小鼠衰老的影响:是否有副作用?除了细胞复壮,对寿命有影响吗?可以通过临床试验在人身上使用吗?.....科学从发现到应用是一个极其漫长的过程。
说到长生不老,谁不想要?我高考的时候选择了生物专业,不仅仅是因为对生物研究的兴趣,更是因为幻想用生物的手段延长自己的寿命。这么多年过去了,我把生物知识学的很全,经历了严谨的科学训练。我已经习惯了更理性、更谨慎地看待当前的科研,学会用批判性思维去分析每一个实验结果。科学家们正在努力研究疾病和衰老,但要知道,发表在学术论文上的实验结果离真正的市场应用还很远。
小塞内卡说:“充实的人生是漫长的人生。我们必须用行为而不是时间来衡量生命。”孟子说:“长命百岁,要修身养性。”与其希望长生不老,不如每天都认真真诚的活着。
《回公园》,致力于好科学。国际知名物理学家温小刚,生物学家颜宁担任主编,和几十位学者组成的编委会一起,和大家一起搜索。关注《重返公园》,多参与讨论。第二次转载或合作请联系fanpu2019@outlook.com。
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