衰老科學：我們可以永遠活下去嗎？我們應該嗎？

對一般人來說，老化只是時間流逝的結果。老化會對身體造成損害，表現為白髮、皺紋和記憶力減退。最終，典型磨損的累積會導致更嚴重的疾病和病理，例如癌症、阿茲海默症或心臟病。然後，有一天，我們都呼出了最後一口氣，陷入了終極的未知：死亡。這種對老化的描述雖然模糊且不確定，但卻是我們每個人都熟知的。

然而，意識形態的轉變可能會徹底改變我們理解和體驗年齡的方式。關於老化生物學過程的新興研究，以及開發與年齡相關疾病的生物醫學技術，標誌著應對老化的獨特方法。事實上，老化不再被認為是依賴時間的過程，而是離散機制的累積。相反，老化本身更適合作為一種疾病。

奧布里·德·格雷 (Aubrey de Grey) 登場了，他是劍橋大學博士，擁有電腦科學背景，也是自學成才的生物醫學老年學家。他留著長長的鬍鬚，覆蓋著蘆葦般的胸部和軀幹。他語速很快，用迷人的英國口音從嘴裡滔滔不絕地說出話來。連珠炮般的演講可能只是他的性格怪癖，也可能是由於他對抗衰老的戰爭感到緊迫感。 De Gray 是該公司的聯合創始人兼首席科學官 SENS研究基金會是一家致力於推進與年齡相關疾病的研究和治療的慈善機構。

德格雷是一個令人難忘的人物，這就是為什麼他花大量時間發表演講並召集人們支持抗衰老運動。在某集 NPR 的 TED 廣播時間他預測，“基本上，你在 100 歲或 200 歲時可能死於的疾病類型與你在 20 或 30 歲時可能死於的疾病類型完全相同。”

需要注意的是：許多科學家很快就會指出，此類預測是推測性的，在做出如此宏大的主張之前需要確鑿的證據。事實上，2005 年，《麻省理工學院技術評論》宣布 SENS 挑戰，向任何能夠充分證明 SENS 關於逆轉衰老的主張“不值得進行學術辯論”的分子生物學家提供 20,000 美元。到目前為止，除了評審們認為雄辯足以贏得10,000 美元的一項值得注意的提交之外，還沒有人獲得全額獎金。然而，這讓我們其他凡人必須努力尋找證據，這些證據充其量是不確定的，但有足夠的前景值得值得考慮其影響。

在篩選了大量的研究和過於樂觀的頭條新聞後，我決定只關注幾個關鍵的研究領域，這些領域擁有與衰老和年齡相關疾病相關的有形技術和療法。

基因是關鍵嗎？

生命的藍圖可以在我們的 DNA 中找到。我們的 DNA 充滿了我們稱之為「基因」的代碼；基因決定了你眼睛的顏色、新陳代謝的速度以及是否會患上某種疾病。 1990 世紀 15 年代，舊金山大學生物化學研究員辛西婭·凱尼恩 (Cynthia Kenyon) 最近被《科學》雜誌評為 2015 年科學界 XNUMX 名頂尖女性之一。 商業內幕，引入了一個改變範式的想法——基因也可以編碼我們的壽命，打開或關閉某些基因可以延長健康壽命。她最初的研究重點是 C.線蟲， 微小的蠕蟲被用作研究的模型生物，因為它們的基因組發育週期與人類非常相似。凱尼恩發現，關閉特定基因——Daf2——會讓她的蠕蟲壽命比普通蠕蟲長兩倍。

更令人興奮的是，這些線蟲不僅活得更長，而且健康的時間也更長。想像一下，你活到了 80 歲，其中 10 年都在與虛弱和疾病作鬥爭。如果活到 90 歲意味著要在 20 年內遭受與年齡相關的疾病和較低的生活品質的困擾，那麼人們可能會猶豫是否要活到 160 歲。但凱尼恩的蠕蟲的壽命相當於人類 5 歲，其中只有 XNUMX 年是在「老年」度過的。在一篇文章中 守護者，凱尼恩揭露了我們有些人只能暗自希望的事； 「你只是想，『哇。也許我可以成為那條長壽的蠕蟲。」從那時起，凱尼恩就一直致力於識別控制老化過程的基因的開創性研究。

這個想法是，如果我們能找到控制老化過程的主基因，那麼我們就可以開發出中斷該基因途徑的藥物，或使用基因工程技術來完全改變它。 2012年，一篇文章 科學 發表了關於一種名為 CRISPR-Cas9（更簡單地稱為 CRISPR）的基因工程新技術。在接下來的幾年裡，CRISPR 席捲了全世界的研究實驗室，並在 性質 這是十多年來生物醫學研究領域最大的技術進步。

CRISPR 是一種簡單、便宜且有效的 DNA 編輯方法，它使用一段 RNA（生化相當於信鴿），引導編輯酵素到達目標 DNA 條帶。在那裡，酵素可以快速剪掉基因並插入新基因。能夠「編輯」人類基因序列似乎很夢幻。我想像科學家在實驗室裡創造 DNA 拼貼畫，像孩子在工藝桌上剪切和粘貼基因一樣，完全丟棄不需要的基因。創建規範此類技術的使用方式和物件的協議將是生物倫理學家的噩夢。

例如，今年早些時候，當一家中國研究實驗室發表文章稱其曾試圖對人類胚胎進行基因改造時，引起了軒然大波（請參閱原始文章： 蛋白質與細胞，以及隨後的混亂 性質）。科學家正在研究 CRISPR 靶向導致 β 地中海貧血（一種遺傳性血液疾病）的基因的潛力。他們的結果表明，CRISPR確實成功地切除了β-地中海貧血基因，但它也影響了DNA序列的其他部分，導致了意想不到的突變。胚胎未能存活，這更強調了對更可靠技術的需求。

由於它與老化有關，人們認為 CRISPR 可用於靶向與年齡相關的基因，並打開或關閉有助於減緩老化過程的途徑。理想情況下，這種方法可以透過疫苗接種來實現，但這項技術距離實現這一目標還差得很遠，沒有人能夠明確地說是否會實現。目前看來，從根本上重新設計人類基因組並改變我們的生活和（可能）死亡方式仍然是科幻小說的一部分。

仿生生物

如果老化的浪潮無法在基因層面上得到遏制，那麼我們可以尋找更進一步的機制來阻止老化過程並延長健康壽命。在歷史的這個時刻，義肢和器官移植是司空見慣的——這是令人驚嘆的工程壯舉，我們增強了，有時甚至完全取代了我們的生物系統和器官，以拯救生命。我們不斷突破人機介面的界限；科技、數位現實和異物比以往任何時候都更加根深蒂固地融入我們的社會和身體。隨著人類有機體的邊緣變得模糊，我開始想知道，什麼時候我們才能不再認為自己​​是嚴格的「人類」？

2011 年，一個名叫漢娜·沃倫 (Hannah Warren) 的小女孩出生時沒有氣管。她無法自己說話、吃飯或吞嚥，她的前景看起來並不樂觀。然而，2013年，她接受了 開創性的程序 植入了由她自己的幹細胞生長的氣管。漢娜從手術中醒來，生平第一次能夠在沒有機器的情況下呼吸。這項手術引起了媒體的廣泛關注；她是個年輕、甜美的女孩，這是美國首次進行此手術。

然而，五年前，一位名叫保羅·馬基亞里尼 (Paolo Macchiarini) 的外科醫生在西班牙率先開展了這種治療。此技術需要用人造奈米纖維建造一個模仿氣管的支架。然後將從患者骨髓中收集的幹細胞「播種」到支架上。幹細胞經過仔細培養，並在支架周圍生長，形成功能齊全的身體部位。這種方法的吸引力在於它大大降低了身體排斥移植器官的可能性。畢竟是自己的細胞打造出來的！

此外，它還緩解了器官捐贈系統的壓力，該系統很少有足夠的急需器官供應。不幸的是，漢娜·沃倫後來去世了 同年但隨著科學家就這種再生醫學（用乾細胞建構器官）的可能性和限制進行鬥爭，該程序的遺產仍然存在。

根據馬基亞里尼的說法 柳葉刀“2012 年，“這種基於幹細胞的療法的最終潛力是避免人類捐贈和終生免疫抑制，並能夠替代複雜的組織，遲早會替代整個器官。”

在這段看似欣欣向榮的時期之後很快就出現了爭議。 2014年初，批評者在一次會議上表達了他們的觀點 社論 ，在 胸心血管外科雜誌，質疑馬基亞里尼方法的合理性，並對類似手術的高死亡率表示擔憂。同年晚些時候，斯德哥爾摩卡羅林斯卡醫學院是一所著名的醫科大學，馬基亞里尼是該學院的客座教授， 展開調查 融入他的工作。當馬基亞里尼 清除不當行為 今年早些時候，它確實表明科學界對此類重要的新工作中的失誤感到猶豫。儘管如此，有一個 臨床試驗 目前在美國正在進行幹細胞工程氣管移植的安全性和有效性測試，預計研究將於今年底完成。

Macchiarini 的新穎程序並不是製造定制器官的唯一進步 - 3D 列印機的出現讓社會做好了打印從鉛筆到骨頭的一切的準備。普林斯頓大學的一組研究人員在 2013 年成功列印出功能性仿生耳朵的原型，考慮到這項技術的發展速度，這似乎是很久以前的事情了（請參閱他們在 納米快報）。 3D 列印現已商業化，生技公司很可能會展開一場競賽，看看誰能銷售第一個 3D 列印器官。

總部位於聖地牙哥的公司 Organovo的 該公司於 2012 年上市，一直在利用 3D 列印技術來推進生物醫學研究，例如大規模生產用於藥物測試的微型肝臟。 3D 列印的優點在於它不需要最初的支架，並且提供了更大的靈活性——人們可以將電子基礎設施與生物組織交織在一起，並將新功能插入器官中。目前還沒有跡象表明可以打印成熟的器官用於人體移植，但正如 Organovo 與 瑪土撒拉基金會 ——臭名昭著的奧布里·德·格雷的另一個創意。

瑪土撒拉基金會是一家資助再生醫學研究和開發的非營利組織，據報道向各個合作夥伴捐贈了超過 4 萬美元。雖然這在科學研發方面並不算多——根據 福布斯，大型製藥公司每種藥物的花費從 15 萬美元到 13 億美元不等，生物技術研發也相當——仍然是一大筆錢。

長壽與提托諾斯的悲劇

在希臘神話中，提托諾斯是黎明泰坦厄俄斯的情人。提托諾斯是國王和水仙女的兒子，但他是凡人。厄俄斯不顧一切地想要拯救她的愛人免於最終的死亡，懇求宙斯賜予提托諾斯永生。宙斯確實賦予了提托諾斯永生，但殘酷的是，厄俄斯意識到她也忘了祈求永恆的青春。提托努斯永遠活著，但他不斷衰老並失去了能力。

「不朽的青春與不朽的青春/而我的一切，化為灰燼」說 阿爾弗雷德·坦尼森 在一首從永遠被詛咒的人的角度寫的詩中。如果我們能夠說服我們的身體延長兩倍的壽命，也不能保證我們的心智也會跟著做。許多人在健康開始惡化之前就患上了阿茲海默症或其他類型的癡呆症。過去人們普遍認為神經元無法再生，因此認知功能會隨著時間的推移而不可逆轉地衰退。

然而，現在的研究已經證實，神經元實際上可以再生並表現出“可塑性”，即在大腦中形成新路徑和創建新連接的能力。基本上，你可以教老狗新把戲。但這還不足以防止 160 歲的記憶喪失（我對未來壽命的預期對德格雷來說是可笑的，他聲稱人類可能會活到 600 歲）。長壽而沒有任何智力來享受它幾乎是不可取的，但奇怪的新發展表明，可能還有希望使我們的思想和精神免於枯萎。

2014年XNUMX月，史丹佛大學的一組研究人員開始了一項廣為人知的研究 臨床試驗 提議為阿茲海默症患者註入年輕捐贈者的血液。這項研究的前提具有一定的殘忍性，我們中的許多人都會對此表示懷疑，但它是基於已經在小鼠身上進行的有希望的研究。

2014年XNUMX月，文章發表於 性質 史丹佛大學的一組科學家在雜誌上詳細介紹如何將年輕的血液輸注到年長的小鼠體內，實際上從分子水平到認知水平逆轉了大腦老化的影響。研究表明，年長的小鼠在接受年輕的血液後，會重新長出神經元，顯示出更多的大腦連接性，並具有更好的記憶和認知功能。在接受採訪時 監護人從事這項研究的主要科學家之一、史丹佛大學神經學教授 Tony Wyss-Coray 說：「這開闢了一個全新的領域。它告訴我們，有機體或大腦等器官的年齡並不是一成不變的。它是可塑的。你可以將其向一個方向或另一個方向移動。”

目前尚不清楚血液中到底是什麼因素導致如此巨大的影響，但在小鼠身上的結果足以讓臨床試驗在人類中獲得批准。如果研究進展順利，那麼我們就有可能識別出使人類大腦組織恢復活力的單一因素，並創造出一種可以很好地逆轉阿茲海默症的藥物，並讓我們永遠解決填字遊戲。