概述

前言

最近看了不少延缓衰老的内容,这本书作者使用的方法和辟谷之术有些类似,这让我对这本书充满了好久,于是找到这本书打算深入研究一下,毕竟还有星辰大海等着我去征服呢~

本书很多地方措辞不当,比如作者说古登堡最早发明活字印刷术,这对我们中国人来说有点难以接受。《西方文明的东方起源》一书中对这个话题有着详细的说明。

由于原本翻译是台湾人做的,很多措辞和大陆有着很大的不同,比如把酶称为酵素,把线粒体称为粒线体。此外,繁简转换做得也不全,看着略微有点杂乱。

作者认为人类迈向死亡边缘的老化症状,并非由基因突变所引起,而是因为DNA受损的讯号引起表观遗传的变化所造成。细胞衰老是人类所继承的原始生存回路造成的后果,当细胞侦测到DNA断裂时,生存回路会停止细胞分裂和繁殖;若DNA太过频繁发生断裂,或最后使生存回路不堪负荷,人类细胞将停止分裂,然后惊慌地原地不动,试图修复损伤,扰乱表观基因体,并分泌细胞激素,就像衰老的酵母细胞里所发生的情况一样。这是细胞老化的最后阶段,一点都不吸引人。

作者父亲的故事让我们体会到长寿的一大好处——陪伴至亲之人度过他们人生中的重要时刻。这对很多大龄剩男来说是一个激动人心的动机。

他取消了几场会议,把这趟行程排进行事历里。颁奖典礼上,他和珊卓及孩子们在一旁观礼,这无疑是我一生中数一数二美好的日子。看着父亲和家人站在一起,我心想:「这就是长寿的意义,父母可以参与你人生的重要时刻。」

父亲后来告诉我,他站在一旁观礼时心想:「这就是长寿的意义,陪伴孩子度过人生的重要时刻。」

……

若身边没有朋友和家人,那麽延长寿命毫无意义,甚至连我们家的三只狗,十岁混种小贵宾查理(Charlie)和两只三岁的黑拉布拉多犬凯蒂(Caity)和美乐家(Melaleuca),都已经服用NMN好几年了。

书中提到的人瑞饮食建议强调了以植物为基础的饮食,旨在促进整体健康和营养平衡。以下是对各个组成部分的详细说明:

多吃蔬菜:

  1. 种类多样:选择各种颜色和类型的蔬菜,如绿叶蔬菜(菠菜、甘蓝)、根类蔬菜(胡萝卜、甜菜)、十字花科蔬菜(西兰花、花椰菜)等。这些蔬菜富含维生素、矿物质和纤维素。

  2. 营养价值:蔬菜中的抗氧化物质和植物化学物质有助于预防慢性疾病,如心脏病和癌症。同时,丰富的纤维有助于消化和增进饱腹感。

  3. 烹饪方式:尽量采用蒸、煮、炖等低油脂的烹饪方式,保持蔬菜的营养成分。

多吃豆类:

  1. 优质蛋白:豆类(如豆腐、扁豆、黑豆等)是优质植物蛋白的来源,特别适合素食者和植物性饮食者。它们也提供丰富的铁和锌。

  2. 健康脂肪:许多豆类含有不饱和脂肪,有助于心血管健康。

  3. 血糖控制:由于其高纤维含量,豆类能够帮助平稳血糖,并且可以延长饱腹感,减少过度进食。

多吃全麦食品:

  1. 充足的纤维:全麦食品(如全麦面包、燕麦、糙米)保留了麦粒的外层和胚芽,更加富含纤维,有助于消化与心脏健康。

  2. 维生素B群:全麦产品是维生素B(如B1、B3、B6)的良好来源,对能量代谢和神经系统健康至关重要。

  3. 降低慢性疾病风险:研究表明,食用全麦食品可以降低2型糖尿病和心脏病的风险。

少吃肉、乳制品和糖:

  1. 减少肉类摄入:特别是红肉和加工肉制品,过量摄入可能与心血管疾病和某些癌症有关。可以考虑用鱼类、豆类或植物蛋白替代部分肉类。

  2. 乳制品的选择:尽量选择低脂或无脂乳制品,或者寻找植物基乳制品(如杏仁奶、豆奶)。在摄入乳制品时要适量,避免过多饱和脂肪。

  3. 控制糖分摄入:减少添加糖的摄入,尤其是加工食品和饮料中的糖分。可以选择新鲜水果作为天然甜味来源,满足甜味需求。

这种饮食模式强调的是以植物为主的食品,能够提供丰富的营养,并有助于维持健康的体重和降低慢性疾病的风险。逐步改变饮食习惯,增加蔬菜、豆类和全麦食品的比例,同时减少肉类、乳制品和糖的摄入,可以有效促进身体健康。建议在实施时密切关注自身的营养需求,并考虑寻求营养师的专业建议以制定个性化饮食计划。

书中提到了不少方便实践的建议比如间歇性禁食、接触寒冷、少吃糖食。还提到了一些有效的物品比如白藜芦醇、山羊豆、二甲双胍等。

间歇性禁食(Intermittent fasting)经常被形容为健康方面的创新方法,意指维持正常饮食,但周期性不进食。但是,早在我来自加州大学洛杉矶分校的朋友隆戈(Valter Longo)大肆宣扬间歇性禁食的好处之前,过去一世纪的大半时间,已有许多科学家在研究周期性热量限制的效果。

……

另一件可尝试的事是,让身体接触寒冷,藉此启动棕色脂肪里的粒线体。最好的办法或许也最为轻松,冬天时在波士顿这样的城市穿着T恤快走就行了,尤其是冷天运动似乎有助于棕色脂肪加速产生[50]。睡觉时整夜开窗或不盖厚被也有同样效益。

我不晓得穿着内衣裤在火星温度下站上三分钟,是否真的活化了我的棕色脂肪,抑或产生了其他伴随的健康益处。但是,无论如何,至少我感到充满活力,而且很庆幸自己依然活在世上。

正如世上大多数道理一样,改变生活方式最好从年轻开始,因为年纪愈大,制造棕色脂肪愈困难。若你选择让自己暴露于寒冷之中,适度将是关键。和禁食一样,接近但不凌驾人体极限才能获得最大效益。体温过低不利于健康,冻伤也是。但是,起鸡皮疙瘩、牙齿打颤,和双臂颤抖算不上危险情况,顶多表示你现在人不是在雪梨而已。时常经历这些情况,会让长寿基因得到必须的压力,进而制造更多健康脂肪。

……

二甲双胍可延缓老年常见疾病发生,主要方式就是解决根本问题,亦即解决老化,因此,巴席莱正率先推动二甲双胍成为首度被批准用于抗老的药物。他和同事目前正在进行「二甲双胍抗老化」(Targeting Aging with Metformin,TAME)研究计画,若他们能在研究中证明二甲双胍具有可衡量的益处,美国食品药物管理局已同意考虑将老化视为可治疗的疾病。如此一来,原本视老化为「命该如此」的世界将全然改观,成为一切结束的开始。 ……

白藜芦醇的作用就是运用热量限制的原理来延长酵母菌的寿命。

所以,权衡之后,作者本人采取了哪些做法呢?

  • 每天早晨服用一克(一千毫克)的NMN、一克白藜芦醇(加入自制的优格里)和一克二甲双胍[7]。
  • 每天服用维生素D、维生素K2和八十三毫克的阿司匹灵。
  • 尽可能减少糖、面包和面食的摄入量。
  • 四十岁时,我放弃了甜食,虽然偶尔会偷尝一点。
  • 我尝试每天少吃一餐,或至少将分量减少。每天忙碌的行程让我几乎总是在周间错过大部分的午餐。
  • 每隔几个月,一名抽血医检师会到家中帮我抽血,分析我体内数十种生物标记。当有哪些指标结果不尽理想时,我会透过饮食或运动来做调整。
  • 我每天尽量多走楼梯,而且是走路上楼;周末大多数时间会和儿子班(Ben)一起去健身房,我们会举重、慢跑一下,然后在桑拿室里放松,再到冰冷的泳池里泡澡。
  • 我吃许多蔬菜,且尽量避免吃其他哺乳动物,即便牠们确实很美味。如果有运动的话,我会吃肉。
  • 我不吸菸,尽量避免使用微波塑胶,不过度接触紫外线、X光,和电脑断层扫描。
  • 白天和晚上睡觉时,我都尽量保持微凉的状态。
  • 我努力将体重或BMI保持在健康年限的最佳范围内,以我来说,就是维持在二十三至二十五之间。

营养补充品目前的管制远比药品还要松散,因此,作者在选择保健补品时,重点是寻找信誉良好的大型制造商、高纯度分子(98%以上是很好的指标)和「GMP」标签,这表示该产品是遵循「良好作业规范」生产的。

菸硷酰胺核苷(Nicotinamide riboside,NR)可转化为NMN,因此有些人有监于价钱考量,会选择服用NR,而不是NMN。菸硷酸和菸硷酰胺也很便宜,但似乎无法像NMN和NR一样提高NAD含量。

有人建议服用NAD促进剂时,可搭配提供细胞甲基(methyl group)的化合物,如三甲甘胺酸(trimethylglycine),又称为甜菜硷(betaine)或叶酸(methylfolate)。从概念上来说,这是有道理的,NR和NMN的「N」代表了菸硷酰胺,是维生素B3的其中一种形式,当维生素B3过量时,身体会混合甲基并从尿液中排出,可能因此使细胞中的甲基耗竭。但是,目前这仍只是理论而已。

BBC纪录片《如何延缓衰老》则给出了如下的建议:

1、要注意防晒

2、多吃颜色鲜艳的食物以及富含脂肪的鱼类,还有西兰花那种带苦味的食物。

3、减少淀粉的摄入

4、最重要的是戒糖。

书籍简介

可不可以不变老?

作者: 辛克萊、拉普蘭提

出版社: 天下文化

副标题: 喚醒長壽基因的科學革命

原作名: Lifespan: Why We Age and Why We Don’t Have To

译者: 張嘉倫

出版年: 2020-6-30

装帧: 平装

ISBN: 9789865535247

内容简介

如果透過幾劑疫苗,就能讓自己不再老花、皺紋消失、思路活絡,就像二十歲年輕人一樣活躍,你願意嘗試嗎?

☆《時代》雜誌最有影響力人物、哈佛大學終身教授辛克萊,衝擊你對「壽命」的想像

☆《紐約時報》、Amazon 暢銷書,帶領讀者進入抗老科學最前線

● 你所知道的「老化」知識,可能全是錯的!

老化是種病,而且是可治癒的疾病!

「老化」是萬病之源,與其針對病痛各個擊破,

還不如解決老化、釜底抽薪。

本書首度提出「生存迴路」理論,解釋老化原因及逆轉可能。

● 每個人都可以不花一毛錢延緩老化

如何給細胞適當的「逆境」,重啟長壽基因?

長壽的沖繩人教我們什麼?間歇性禁食如何安排?

低溫有助長壽,那高溫可以嗎?

● 你可以不嚮往,但必須要認識長壽的未來社會

人類延壽會導致人口爆炸、糧食短缺嗎?

那些老古板政治領袖,該有什麼淘汰機制?

社會福利支撐的了長壽人口嗎?

作者简介

辛克萊 David A. Sinclair

世界首屈一指的科學家和企業家,《時代》雜誌最有影響力百大人物。以瞭解人類為何老化以及如何逆轉老化而聞名於世。率先發現紅酒中的白藜蘆醇對人體有益,並率領家族長期服用。

辛克萊是哈佛醫學院遺傳學終身教授;哈佛大學醫學院格林生物老化研究中心聯合主任;澳洲新南威爾斯大學共同兼任教授暨老化實驗室負責人;雪梨大學榮譽教授。

辛克萊共同創辦了十四家生物技術公司,領域橫跨老化、疫苗、糖尿病、生育力、癌症和生物防禦。至今榮獲三十項榮譽,其中包括列名澳洲四十五歲以下的頂尖科學家、《時代》雜誌評選出的「2014年全球最具影響力的百大人物」,和「2018年醫療領域五十大頂尖人物」。2018年,他因在醫學和國家安全方面的工作而成為澳大利亞勳章官。

拉普蘭提 Matthew D. LaPlante

猶他州立大學新聞寫作副教授,也擔任記者、電台主持人。

譯者簡介

張嘉倫

畢業於成功大學中文系與輔仁大學跨文化研究所翻譯學碩士班。職場打滾數年後投身翻譯,相信文字及語言是有力量的。現為自由口筆譯員。譯作有《巨科技》、《醫療大數據》、《會說話,世界聽你的》。

正文摘录

中文版序 人類的不老革命

前  言 祖母的祈願

长寿,值得吗?

做为一个物种,如今人类寿命比以往任何时候都来得长,但生活却没有变得更美好,一点也不。过去一世纪以来,我们确实多活了几个年头,但多出的生命并未因此更加丰富,增加的反而不是值得过的生活[5]。

正因如此,绝大多数的人宁可不要活到百岁,因为我们都目睹过高寿的人如何度过余生。对大多数人而言,暮年生活看来多半不太吸引人,呼吸器与鸡尾酒疗法、髋骨碎裂与尿布、化疗与放疗、一次又一次的手术,还有医药费──天哪,昂贵的医药费!

迈向死亡的过程缓慢又痛苦。富裕国家的人临终前,往往饱受病痛折磨长达十多年。在我们看来,这很正常。随着贫穷国家的人平均寿命不断增加,未来将有数十亿人遭受同样命运。诚如外科医师葛文德(Atul Gawande)指出,人类成功延长寿命,其中之一的结果就是「让死亡成为了一种医疗经验[6]。」

可是,倘若可以不用如此呢?如果我们可以更长久保持年轻呢?不只数年,而是数十年。如果人生最后几年与早先的晚年生活一样,毋须太过折腾呢?如果拯救自己也能拯救全世界呢?

或许我们永远无法回到六岁。但是,如果可以回到二十六或三十六岁呢?

若我们能像孩子一样玩耍,更深入体验人生,且毋须担心成人必须履行的义务呢?如果所有需要压缩至青少年时期完成的事,全然毋须如此呢?倘若二十几岁时不用背负如此大的压力呢?如果到了三十、四十岁时,可以不用感到步入中年呢?如果五十岁时,你想重塑自我,还找不到藉口不去实行呢?如果六十岁时,我们可以不用忧心遗留给后世什麽样的功绩,而是开始建立一番志业呢?

如果我们毋须担忧时间紧迫呢?如果我告诉你,很快地,而且是非常快的时间内,我们将不再有此顾忌呢?

这正是我要传达的讯息。

研究人类生物学三十年后,我有幸位居要津。若你来访波士顿,会发现我多半待在哈佛大学医学院的实验室内,我在该校担任遗传学系教授,同时身兼格林生物老化研究中心(Paul F. Glenn Center for the Biological Mechanisms of Aging)联合执行长一职。此外,我也负责主持母校澳洲新南威尔斯大学位于雪梨的姊妹实验室。我的实验室由一群出类拔萃的学生与教授所组成,他们加速并逆转了模式生物(model organism)的老化,且负责此学术领域内一些最常被引用的研究,这些研究都曾发表于世界一流的期刊上。

另外,我也是权威期刊《老化》(Aging)的共同创办人,老化是当今最具挑战性也最令人兴奋的议题,该期刊提供空间让其他科学家得以发表相关研究发现;我也共同创办了健康和寿命研究学院(Academy for Health and Lifespan Research),学院成员由全球老化研究领域前二十大的研究者组成。

为了让研究发现发挥实际效用,我协助创立了几家生技公司,并在其他生技公司担任科学顾问委员会主席。

这些公司与科学界数百名顶尖学者合作,领域横跨生命起源、基因体学到药学等等[7]。当然,我在公开实验室的研究发现前,早已知晓结果;然而,透过前述这些关系,我也预先得知了其他许多革命性的发现,有时甚至早在十年前就已知情。本书接下来的内容将是你的后台通行证,或说是前排贵宾席,让你一窥最新的科学发现。

在澳洲受封相当于骑士的勋章并担任大使职务后,我许多时候的工作是向世界各地的政商领袖简报,解释现今我们对老化的认识有什麽改变,以及这对人类发展有何影响[8]。

溯源

自有记忆以来,我便一直想了解人类为何会衰老;然而,追寻复杂生物过程的源头,如同在河流上游找寻根源,绝非易事。

追本溯源的过程,辗转曲折,我一路绕了又绕;有些时日,我也曾想过放弃,但依旧坚持下去。一路上,我看见许多支流岔路,也曾发现过可能的根源。接下来,我将提出一个全新观点来说明老化演变的原因,以及此观点如何符合我所谓的老化资讯理论(Information Theory of Aging)。

我也将解释为何我将老化视为一种疾病,而且是最常见的疾病,不仅可以且应该积极治疗,这是本书第一部分的内容。

在第二部中,我将为您介绍现下可立即采取的步骤,以及发展中的新疗法。这些步骤或可减缓、停止,或逆转老化,终结我们所知的老化现象。

没错,我完全理解自己所说的「终结所知的老化现象」的含义。因此,在本书的第三部,我将正视这些行动可能创造出的各种未来,并提出一条可期许的未来之路;在这个未来世界里,增加寿命的方式是透过不断延长健康寿命(healthspan),健康寿命指的是生活中没有罹患疾病或残疾的时间。

许多人会说这根本是天方夜谭,与其说这是一本类似达尔文的科学着作,其实更像是英国小说家威尔斯(H. G. Wells)的科幻小说。当中自然不乏一些聪明绝顶之人,有些甚至非常了解人类生物学,也是我相当敬重的人。

那些人会告诉你,现代生活方式的诅咒缩短了人类寿命,他们会说你不可能活到百岁,你的孩子也不可能活到一世纪之久;他们会告诉你,在检视过所有科学证据并据此做出预测后,你的孙子看来也不可能过上百岁生日。另外,他们还会说,倘若你真的活到一百岁,健康状态不见得太好,而且肯定也是不久于人世。即便他们愿意承认人类将更加长寿,也会说这对地球是天大的错事,毕竟人类是地球的敌人!

他们之所以会说出这些话,完全有凭有据。事实上,整个人类史就是证据。

他们会说,一点一点,一千年又一千年过去,人类平均寿命的确逐渐增加数年。过去大多数人活不过四十岁,然后情况改变了;我们曾经活不过五十岁,然后情况改变了;许多人曾经活不过六十,然后情况又有所改变[12]。

总体来说,由于愈来愈多人能取得稳定的食物来源与干净的水源,平均寿命因此逐渐增长。而且,寿命平均是从最低点大幅向上成长,婴幼儿死亡率下降,加上平均寿命增加,这只是一道人类死亡率的简单数学题。

然而,尽管平均寿命持续增加,但上限却并未随之攀升。从有纪录以来,我们已知有人可以活到百岁或甚至一百多岁,但鲜少有人活到一百一十岁,几乎无人可以到达一百一十五岁。

从过去至今,生活在地球上的人口超过一千亿。据目前所知,只有法国的卡蒙特(Jeanne Calment)明显活超过一百二十岁,科学家多半认为她在1997年逝世,享年一百二十二岁,但是也可能是她女儿盗用其身分逃漏税[13]。她的龟年鹤寿究竟是真是假,其实无关紧要,也有人只比卡蒙特少活了几年,但我们大多数人(准确地说是99.98%)都活不到一百岁。

由此看来,当有人说平均寿命或许可能继续提高,但人类不可能突破寿命上限时,听来绝非毫无道理。据其所言,延长老鼠或狗的寿命上限很容易,但人类无法相提并论,我们早已活得太久。

他们错了。

寿命无上限?

除了平均寿命与上限外,延长寿命与延长生命力之间也有分别。而两者,我们都有能力达成。只不过,如果仅仅只是让人多活一些时日,却得忍受数十年的痛苦、疾病、体弱与行动不便,这说不上是善行。

延长生命力意味着更加活跃、健康且快乐地生活,并非仅是延年益寿而已,如此时刻即将来临,甚至比许多人预期来得早。现在出生的孩童接近中年时,卡蒙特可能早已不在历史百大人瑞之首了。下世纪之交,享年一百二十二岁的人离世时,人们可能会说他有个圆满的人生,但不再是特别高寿;一百二十岁或许不再是异常值,而是期望值,以至于届时我们将不再称此岁数为长寿,只称其为「寿命」,而当我们回首过往人类活不到百岁的时期,将倍感哀伤。

上限在哪?我认为,上限并不存在,我许多同事也同意此看法[14]。

没有任何生物法则显示人类一定会老化[15]。那些说人类一定会老化的人其实毫无根据。也许,我们离「死亡很罕见」的世界还有一段距离,但将死亡推延至更远的未来,离我们并不远。

事实上,这一切必然会发生,延长健康寿命已经在望,虽然整个人类史显示出的情况恰恰相反;但是,根据本世纪的生命延续(lifespan extension)科学来看,我们从前之所以一筹莫展,主要因为缺乏指引。

光要开始思索这对人类物种意味了什麽,就得要有相当激进的思维。人类数十亿年的演化历程中,没有任何事物可以让我们为此做准备。正因如此,「延长健康寿命是不可能的」,如此的想法非常轻易、甚至诱人。

然而,就像从前社会并不相信人类可以飞行一样,直到有人成功了,大家才改变思维。

今天,现代莱特兄弟回到了工作室,成功将他们的滑翔机降落在吉特赫克小镇(Kitty Hawk)的沙丘上,世界即将改变。

正如1903年12月17日之前一样,多数人是无知的。在当时,根本毫无背景或依据,因此大家难以想像要建造可控制的动力飞行器。所以,怀抱这种想法可谓异想天开、不可思议,有如科幻小说一般[16]。

然后,飞机升空高飞了,一切全然改观。

我们目前正处于历史的另一个转捩点,至今看来不可思议之事将化为现实。此时此刻,人类将重新定义一切,终结势所必然。

现在正是我们重新定义人类的时刻,这不仅是变革的开端,更是演化的起始。

第一部:已知事物(過去)

1. 生命緣起

抑制繁殖,与抑制「抑制繁殖」

相较之下,「幸存的勇者」的早期演化步骤一眼看上去相当简单,就是一个回路,一个基因回路。

这个回路始于A基因。A基因是一个监管者,在环境艰困时,阻止细胞繁殖。这点非常关键,因为在星球早期,大多数时候环境都相当严峻。此外,回路中还有B基因,负责编码「沉默」蛋白;在时机好转时,沉默蛋白会关闭A基因,使「幸存的勇者」唯有在自己与后代有机会存活时,才会继续自我复制。

这两种基因本身并不特别,湖中所有生命都有这两种基因。但是,「幸存的勇者」与众不同之处在于它的B基因沉默子(silencer)发生了突变,并产生第二种功能:它可以帮助修复DNA。当「幸存的勇者」细胞的DNA断裂时,B基因编码的沉默蛋白质会脱离A基因,转往协助修复DNA。因此,A基因也会被启动,进而暂停所有的性行为与繁衍活动,直到DNA完全修复为止。

这很合理,因为DNA断裂时,性行为与繁殖绝对是生物最不该做的事。例如,在未来的多细胞生物中,倘若细胞在修复断裂的DNA时,无法暂停分裂,几乎肯定会失去一些遗传物质,原因在于细胞分裂前,复制完成的双套DNA是从DNA上的一个与中心粒连结的附着点向两边拉开,依次拖走其余部分的DNA。如果此刻DNA是断裂的,那分裂后的细胞有的会少掉部分的染色体,有的会多出一些染色体,细胞可能会因此死亡或失控增生成为癌细胞。

凭着可修复DNA的新型基因沉默子,「幸存的勇者」拥有了绝佳优势,在DNA受损时保持低调,然后恢复生机,为生存做足万全准备。

时机正好,因为现在又出现了另一项生命威胁,遥远的太阳爆发产生了强烈的宇宙射线,大量辐射笼罩着星球,使得原本岌岌可危的湖里,所有微生物的DNA都受到伤害。然而,当多数微生物浑然不知自己的基因体已受到破坏,而继续分裂会害死自己时,再努力的分裂繁殖都是徒劳无功的,因为两个子细胞分配到的DNA数量不同,导致两者都受到损害。到头来,除了「幸存的勇者」以外,所有细胞全数阵亡,无一幸免。

当宇宙辐射肆虐之时,「幸存的勇者」出乎寻常地产生了不同反应,由于B基因的沉默蛋白质脱离了A基因,转往协助修复DNA,因此启动了A基因,让细胞几乎停止所有活动,将仅存的能量用于修复受破坏的DNA。多亏了这种违反远古繁殖定律的变异,因此「幸存的勇者」才得以幸存。

等最近的旱季结束,湖泊再度充满湖水时,「幸存的勇者」苏醒过来,现在,它可以开始繁殖了。它一次又一次繁殖,迅速增生,形成新的生物群系,不断演化,代代繁衍,产生新的后代。

这些新后代就是我们的亚当与夏娃。

我们体内的幸存勇者

正如亚当与夏娃一样,我们无法确定「幸存的勇者」这种细胞是否真的曾经存在。不过,依我过去二十五年的研究显示,我们今日放眼所见周遭的所有生物,都是源自此「幸存的勇者」,或是至少非常相似的原始生物。

人类基因的化石记录上有许多线索指出,与我们共同生活于地球的各种生物至今依然带有这个古老、基本形式上多少有些雷同的基因生存回路。这个基因回路存在于每株植物、每个真菌,以及每种动物中。

它也存在我们体内。

我之所以说此基因回路至今依然留存,因为它是一个相当简练的解决方案,特别是在面对如此多变无常的世界,时而严苛,时而富饶,它能确保拥有此生存回路的生物拥有更高的存活机率。它基本上就是一种原始的生存工具,将有限能量移往最需要之处,在各种外力大力破坏基因体时,停止细胞分裂,去修复DNA受损的部分,唯有在时机有利时,才允许生物继续繁衍。

这个回路如此简单、强大,不仅确保生命在地球延续,还确保无论外在环境带来何种挑战,化学生存回路都可从母体传承至后代,并且不断变异,持续演化,帮助生命在地球上延续数十亿年,而且在许多情况下,让个体生命活得比实际所需长得多。

人体尽管并不完美,仍在不断演化,但也具有高阶的生存回路,让我们在到达生育年龄后又可多活上数十年。有趣的是,想到远古时期分子层次的混沌,我们能活超过三十秒就已经是奇迹了,更不用说到达生育年龄或甚至活到八十岁。让人不禁推敲人类寿命延长是怎麽演化出来的?有个颇具说服力的理论是,人类寿命延长源自于老一辈教育部落传承的需求。

但是,人类做到了,令人难以置信,就有如天外奇迹一般,我们真的做到了。因为体内承袭了古老的幸存勇者基因,所以,我们也成为了幸存勇者。

不过,这样的结果也要付出代价。身为原始祖先经历一连串突变的后代,我们体内所存在的这个生存回路,也正是老化发生的唯一原因。

你没看错,我用的的确是限定词。生存回路是导致老化的唯一原因。

事出皆有因

听到老化居然有单一原因而大吃一惊的,并非只有你一人;若你从未想过人类衰老的原因,这也完全正常,许多生物学家也未曾深思过老化的原因,甚至连专精研究老化的科学家都鲜少去思考人为何会衰老,他们多半只专注于寻求治疗衰老的方法。

虽然听来有些短视近利,但这种情况并非只发生在老化的议题上。例如,直到1960年代末,对抗癌症主要仍在治疗病征,当时对于癌症发生的原因并无统一的解释,因此,医师只能尽最大努力清除肿瘤,并告诉病人好好安排身后事。碰上癌症,只能说「命该如此」,这就是我们找不到解释时会说出的话。

到了1970年代,分子生物学家福格特(Peter Vogt)和杜斯伯格(Peter Duesberg)发现了因变异而导致癌症的基因,这些所谓的致癌基因(oncogene)颠覆整个癌症研究的典范。药物开发商如今有了可锁定的攻击标的,就是BRAF、HER2和BCR-ABL等诱发肿瘤的基因编码。

致癌基因的发现,让我们得以研发专门的化学药物阻断诱发肿瘤的蛋白质作用,我们终于可以不用放射线或有毒的化学药物来攻击癌细胞,而不会伤害正常细胞。至今,我们虽然仍无法治愈所有类型的癌症,但也不再相信攻克癌症是件不可能的事。

事实如此,愈来愈多的癌症研究人员对此抱持着希望与乐观。如此满怀希望的态度也是美国前总统欧巴马2016年最后一次国情咨文中最令人难忘的核心重点。

欧巴马当时站在美国众议院议会大声疾呼:「为了我们曾经失去的挚爱,以及仍能施以援手的家人,让我们共同努力使美国成为从根本治愈癌症的国家」,他接着宣布了「癌症登月计画(cancer moonshot)」,并任命当时的副总统拜登(Joe Biden)负责统筹。拜登的长子博(Beau Biden)2015年时因脑癌病故,当欧巴马请拜登主持计画时,连一些民主党最顽强的政敌都忍不住眼眶泛泪。

在那之后几周,许多癌症专家表示,要终结癌症,需要花的时间绝对远超出欧巴马与拜登政府所剩下的任期。但是,鲜少有人说抗癌不可能成功。因为在短短数十年间,大家对于癌症的看法已全然改观,我们不再认为一旦罹癌就只能认命等死。

癌症治疗在过去十年来取得不少进展,其中一大突破就是免疫检查点疗法(immune checkpoint therapy),也就是所谓的「免疫疗法(immunotherapy)」。免疫T细胞(T-cell)会在人体巡逻,找出捣乱的细胞,并在它们发生变异或形成肿瘤前将其杀死。

如果少了T细胞,我们所有人在二十多岁时就会罹患癌症。然而,捣乱细胞演化出了新的障眼法来欺骗侦测癌症的T细胞,因此可以开心地继续增生。最新且最有效的免疫疗法主要在于抑制癌细胞表面的蛋白质,这种方法相当于脱去癌细胞的隐形斗篷,如此一来,T细胞便能辨识并杀死癌细胞。尽管目前所有癌症病患中,只有不到一成的人受益于免疫疗法,但目前有上百项试验正在进行,相信未来会有更多人受惠。

我们不停努力抗癌,每年斥资数十亿美元研究这项曾经以为只能听天由命的疾病,结果总算是皇天不负苦心人。过去致命的癌症如今存活率大幅提升,黑色素瘤脑转移曾经是最致命的一种癌症,多亏有BRAF抑制剂结合免疫疗法,自2011年以来,该类癌症的存活率增加了91%。1991至2016年间,美国癌症的整体死亡率减少了27%,而且数字仍在持续下降[3]。这是数以百万计生命的胜利。

现今的老化研究所处阶段正好类似1960年代的癌症研究。我们对于老化的样貌以及对人的影响都已有深入了解,对于导致老化的因素与控制方法也逐渐形成共识。从目前情况看来,治疗老化将不会如此困难,远比治愈癌症还要容易许多。

直到二十世纪下半,普遍认为生物的老化与死亡是为了「物种的利益」,此概念可追溯至亚里斯多德或甚至更久远的时代。这种想法非常直观,也是多数人会提出的解释[4]。但是,这根本大错特错,我们并非为了下一代的利益而死。

1950年代,演化论的「群体选择(group selection)」主张已显得过时,三位演化生物学家霍尔登(J. B. S. Haldane)、梅达华(Peter B. Medawar)与威廉斯(George C. Williams)因而提出了人类为何老化的几个重要观点。三人都同意,举凡谈到要长命,人多半是各行其是。个体在受到自私基因的驱使之下,会尽可能努力快速繁殖,只要不危及生命安全就好。(不过,某些情况下,有人可能会因为太过激进而丢了老命,正如我的匈牙利剧作家曾祖父维特兹〔Miklós Vitéz〕一样,他在新婚之夜太努力想向小自己四十五岁的新娘证明自己。)

多子多孙与短命的关系

如果我们的基因不想死,那为何人类无法长生不老?这三位生物学家认为,人之所以会经历老化,是因为建立强健身体所需的天择(natural selection)力量在我们十八岁时可能很强大,可是,一旦到了四十岁便会急速衰减,因为那时我们可能已经复制了足够的自私基因,可以确保基因继续存活下去。最后,天择的力量消失殆尽,我们的基因继续留在世上,但我们自己却无法。

热爱长篇大论的梅达华解释了一个微妙的理论,名为「拮抗基因多效性(antagonistic pleiotropy)」。简而言之,此理论说的是年轻时有益于繁衍生育的基因并不会随着人衰老就变得无用,反而会在我们迈向衰老后反扑人体健康。

对于人类为何老化的提问,二十年后,英国新堡大学生物学家科克伍德(Thomas Kirkwood)以生物的可得资源有限为基础提出了解释,即生物学的「可抛弃体细胞假说(disposable soma hypothesis)」。

基本上此理论是基于物种资源有限,如能量、养分,或水分等等,因此,各个物种不断演化,到头来,生活型态介于两种极端之间:快速繁殖并早死,或缓慢繁殖以维护体细胞或身体。

科克伍德推论,生物无法快速繁殖同时维持强健的身体,因为根本没有足够的能量可以两者兼顾。换言之,在地球生命史中,任何生物因变异而试图快速繁殖并维持躯体健康,很快就会将资源消耗殆尽,从此在基因库里被删除。

现在,让我举个例子更清楚说明科克伍德的理论,这个例子虽是虚构,但可能会发生在现实生活里。试想你是一只小老鼠,随时可能会被猛禽抓走,因此,你必须尽快传递遗传物质,就像你的父母、祖父母,或更早之前的祖先一样。你的物种显然没有可提供持久躯体的基因组合,因为你的祖先大概很快就遭到捕食(你的下场想必也是如此)。

现在,换成想像你是位于食物链顶端的猛禽,你的基因(或更确切地说,你祖先的基因)因此受惠,得以建立一个强健、持久且可繁殖数十年的躯体。然而,代价就是牠们一年只能养育几只雏鸟。

科克伍德的假说解释了为何老鼠的寿命只有三年,而有些鸟类却可活到百岁[5];同时,也简洁说明美国变色蜥「绿安乐蜥(Anolis carolinensis)」寿命不断延长的原因,因为早在数十年前,这群生物就发现在偏远的日本岛屿上没有捕食牠们的天敌[6]。

这些理论与一般观察相符,且普遍为人接受。人不会永生不死,因为现在的人体机制运作得宜,足以将自私基因传递下去,因此天择不会选择永生。而且,因为所有物种的资源有限,所以,大家都已进化成将可用能量恰当分配,要不用在繁殖后代,要不用来维持生命,但不会是同时分派给两者。对「幸存的勇者」而言,确实如此;对于曾存在于地球至今的所有物种来说,也依然如此。

所有物种皆是,除了智人以外。

因为演化,智人四肢孱弱、不耐低温,嗅觉不灵敏,唯有在白天与视线可及范围才看得清楚。然而,在利用相对较大的大脑和蓬勃发展的文明克服了演化带来的不幸之后,这个非比寻常的物种一直持续创新。它为自己提供了丰富的食物、养分,及水分,同时减少了因掠食、接触、感染疾病,和战事造成的死亡,这些因素曾经都限制了其寿命的延长。少了这些不利因素,经过几百万年进化,它可能会寿命加倍,更接近食物链顶端的其他物种。

不过,它不必等上那麽久,甚至可能更快实现,因为这个物种正勤于研发药物与科技,以强身健体、延年益寿,硬是克服演化的限制。

老化论战

如果没有气流、负压,与风洞等相关知识,莱特兄弟永远不可能制造出飞机;如果没有对冶金学、液体燃烧,与电脑的了解和一点自信的话,美国也无法送太空人上月球[7]。

同样地,如果我们想找出实质方法减轻因年老而带来的磨难,那麽便需要找出一套关于人类老化的解释,不仅是从演化论来说明,而是必须从根本找出原因。

然而,想解释老化的根本原因绝非易事,除了要切合所有已知的物理与化学定律以外,还要与几世纪以来的生物观察结果相符。从分子世界到大千世界,这个解释必须涵盖各个仍不为人知的层面,同时为史上最简单也最复杂的生命机器提出解释。

正因如此,不难想像为何至今我们仍无法提出关于老化的统一解释,尽管并非无人尝试,但没有一个说法禁得起考验。

梅达华与西拉德(Leo Szilard)曾提出一个假设,认为老化是由于DNA受损与遗传资讯遗失所引起。梅达华一生专注于生物学,他在免疫研究上的发现也荣获诺贝尔奖肯定。西拉德与他不同,投身生物学的过程较为曲折。

西拉德这位匈牙利布达佩斯出生的通才暨发明家,一生自由自在,居无定所,也无固定工作,喜爱与那些能满足他对人类处境大哉问的同事相处。他早期是一位核子物理先驱,也是曼哈顿计画(Manhattan Project)的共同创始人。曼哈顿计画开启了原子战争的时代,西拉德对于自己协助执行的计画夺去无数生命感到惊恐,内心深受折磨,因此转而投身延长寿命的研究。

1950、1960年代时,科学家与社会大众普遍接受变异积累(mutation accumulation)会导致老化的想法,当时辐射对于人类DNA的影响已经引发许多人关注。但是,尽管我们已非常确知辐射会引起细胞的各种问题,但它仅会导致老化过程中的小部分症状和征兆,因此不能当作普遍理论。

1963年,英国生物学家奥格尔(Leslie Orgel)也加入这场论战,提出「错误-灾难假说」(error catastrophe hypothesis),该理论假设DNA复制过程中发生错误导致基因变异,包含复制DNA时所需蛋白质的基因。这个制造DNA错误过程的不断重复,DNA上的错误持续累积,直到超过一个限度,生命顿时崩溃瓦解而死亡。

约莫同一时间,当西拉德专注于辐射研究时,任职于壳牌公司(Shell Oil)的化学家哈曼(Denham Harman)也在从事原子层次的思考,只是方向不同罢了。哈曼留职停薪完成史丹佛大学医学院的学业后,率先提出了「老化的自由基理论(free radical theory of aging)」,将老化归咎于不成对的电子在细胞内游荡,引发氧化反应损害DNA,特别是在粒线体内,因为粒线体是人体产生自由基最主要的来源。哈曼花了大半生的时间验证此理论。

我在2013年时有幸与哈曼家人会面,他的夫人告诉我,哈曼教授在世时一直服用高剂量硫辛酸(alpha-lipoic acid)来消除自由基。哈曼教授直到九十高龄仍孜孜矻矻在做研究,我想,就算无从得知硫辛酸是否有利于抗老,但至少可以确定对健康无害。

1970、1980年代期间,哈曼与其他数百名研究人员测试了抗氧化剂是否有助于延长动物寿命,整体结果令人失望。哈曼利用了食品添加剂二丁基羟基甲苯(butylated hydroxytoluene)等方式,虽然在增加啮齿动物平均寿命上取得了一些进展,但最高寿命均未增加。

换言之,研究中所有实验动物的平均寿命或许增长了几周,但没有任何一只的寿命超越过去纪录。此后的科学研究也证明了富含抗氧化剂的饮食之所以有益于健康,也许是因为抗氧化剂有助于启动人体抗老的自然防御机制,包含促进人体生成消除自由基的酵素,而非来自抗氧化剂本身的作用。

若说旧习难改,那麽广被信服的自由基观念可说有如毒瘾一般难以戒除,尽管该理论早在十多年前被我所属领域的研究推翻,至今仍为许多药品与饮品供应商广为宣传,用来推动市值高达三十亿美元的全球产业发展。有了如此可观的广告投放,也难怪至今仍有超过六成的美国消费者仍在购买含抗氧化剂的食品与饮料。

自由基确实会导致DNA突变,这点毫无疑义。在与外界接触的细胞内,以及老年人的粒线体内的DNA,特别容易发现大量的突变情况。粒线体减少无疑是老化的指标,甚至可能造成器官功能失调。然而,却有愈来愈多实验结果挑战突变本身(特别是细胞核基因体突变)与驱动老化的关联性。

位于美国圣安东尼奥(San Antonio)的德州大学学者理查森(Arlan Richardson)与范雷门(Holly Van Remmen)花了近十年的时间实验,试图找出增加自由基的损坏或变异是否会导致老鼠老化,结果发现是否定的。我和其他实验室也证明,要恢复年长老鼠的粒线体功能非常简单,这意味了大部分的老化现象不是因为粒线体DNA的突变所引起,至少要到晚年才有影响。

危机模式

尽管各界仍在争辩细胞核DNA突变与老化的关系,但有个事实与所有理论相抵触,而且难以反驳。

讽刺的是,西拉德正是终结自己理论的人,他在1960年找出了选殖人类细胞的方法。选殖(cloning)提供了检验DNA突变是否会引发老化的假说。倘若衰老的细胞确实会遗失重要的遗传资讯,而这是导致老化的主因,那麽,我们理应无法从较年长的动物身上复制出年轻动物,而选殖出的动物生来应该会老态龙锺。

许多媒体大肆报导选殖动物会过早老化,甚至连美国国家卫生研究院(National Institutes of Health)网站上都这麽说,但这是错误观念。爱丁堡大学罗斯林研究所(Roslin Institute)的坎贝尔(Keith Campbell)与威尔穆特(Ian Wilmut)成功选殖了世上第一只复制羊桃莉,虽然桃莉羊的寿命只有正常绵羊寿命的一半,最后因渐进式肺病而死亡,但广泛分析其遗体并未发现提早老化的迹象。同时,许多人工复制的动物已证实拥有正常、健康的寿命,像是山羊、绵羊、老鼠与牛等等。

由于选殖利用了细胞核移植(nuclear transfer)技术,让我们十分确定细胞核DNA变异并非造成老化的原因。当然可能有部分体内细胞并未产生变异,因此最后可用来成功复制新生物,但可能性并不高。最简单的解释就是年老动物仍保有所有必要的遗传资讯,因此,可选殖出全新、健康的动物。由此可知,突变并非引起老化的主要原因。

虽然这些杰出研究者的理论未能禁得起时间的考验,但并未因此失虽然这些杰出研究者的理论未能禁得起时间的考验,但并未因此失了颜面,这是许多科学研究经常面临的情况,或许最终所有科学研究都不见得经受得了时间的检视。

孔恩(Thomas Kuhn)在《科学革命的结构》一书中指出,科学发现是一趟永不结束的历程,它会经历可预测的发展阶段,当新理论成功解释了先前对世界无法解释的观察现象时,就会成为科学家用来发掘更多新知的工具。

然而,新的发现无可避免地会引发新的提问,这些问题是新理论无法充分回答的,而新提问又会带出更多问题。此时,新典范旋即进入了危机模式,然后,科学家会尽可能地微调理论,以解释原本没办法回答的问题。

胆小之人或许不见得苟同,但危机模式始终是科学最迷人的时刻,新理论不断对旧观点提出质疑,挑战守旧派的主张。但是,众声喧哗的混乱之后,最终会由典范转移(paradigm shift)取而代之,出现新的共同模式,比旧有模式更能提供充足的解释。

老化标志

这正是大约十年前发生的情况,一群老化领域的顶尖科学家逐渐围绕着一个新模式凝聚共识。新的模式认为,这麽多的优秀研究者之所以难以找出老化的唯一原因,是因为根本没有单一原因造成人类老化。

这个更细微的观点主张,老化与其伴随而来的疾病是众多老化「标志」(hallmark)的结果:

  • DNA受损导致基因不稳定性(genomic instability)
  • 防护染色体末端结构的端粒(telomere)损伤
  • 控制基因开关的表观基因体发生改变
  • 失去维持健康蛋白质的能力,即丧失蛋白质恒定(proteostasis)能力
  • 新陈代谢变化引发营养摄取(nutrient sensing)失调
  • 粒线体功能失调
  • 累积衰老的殭尸细胞导致发炎反应而使健康细胞因而受伤
  • 干细胞衰竭
  • 细胞间通讯(intercellular communication)改变,产生发炎分子(inflammatory molecules)

大部分研究者开始小心地同意,只要处理这些老化标志,便能减缓老化;减缓老化,便能预防疾病;预防疾病,就能延缓死亡。

以干细胞为例。干细胞可发展成多种类型的细胞,若我们能防止这些未分化的细胞衰竭,干细胞便能持续产生人体所需的分化细胞,治愈受损组织,战胜各种疾病。

同时,现今医学也不断改善骨髓移植的成功率。骨髓移植是干细胞疗法最常见的形式,干细胞还可以治疗关节炎、第一型糖尿病、视力丧失,与神经退化疾病,如阿兹海默症与帕金森氏症。这些以干细胞为主的治疗方式为许多病患增加好几年时日可活。

另外,以衰老细胞(senescent cell)为例。衰老细胞的分裂能力已到达极限,但却老而不死,因此不断释放警讯,使周围细胞发炎;如果我们能清除衰老细胞或防止其累积,便能更长久维持组织健康。

同理可证,避免端粒丧失、蛋白质恒定衰退及其他老化标志也是相同逻辑。每个问题都有方法可一点一点依序解决,让人类活得更健康。

过去二十五年来,研究者持续致力于如何降低这些老化标志,普遍共识认为,这是减缓老年人痛苦的最佳方法。

老化标志的清单虽不完整,但仍不失为一强而有力抗老化的战略手册,有助于人类延年益寿。介入治疗的目标在于降低老化标志,藉此让我们多享有几年的健康生活,倘若我们能够降低所有的老化标志,不就是会将人类平均寿命大幅提高吗?

不过,若想突破人类年龄上限,光是注意这些标志可能还不够。

多亏了几世纪以来累积的知识,加上现在机器人每天可分析数万种潜在药物,基因定序每天读取上百万笔数据,以及处理器强大的运算能力,能以十年前难以想像的速度处理数兆位元数据,科学发展日新月异,比以往任何时候都来得快,过去几十年间,只能缓慢逐步排除各个老化理论,而如今测试与推翻理论已变得更加容易。

尽管为时尚早,但新思维的转变已开始浮现,我们再度处于众声喧哗的混乱时期,虽然我们依然十分确信这些标志是老化与其各种症状的精确指标,但却无法解释老化标志出现的原因。

现在,是时候回答这个久远的问题了。

时至今日,不论何事何物,想找到普遍解释,绝不会发生在一夜之间,更遑论如老化这般复杂的议题。任何试图解释老化的理论不仅必须禁得起科学检视,还得合理阐明老化的各个重要因素。例如,有个假设能说明细胞衰老的原因,但解释不了为何干细胞会衰竭,它便与老化的解释无关。

尽管如此,我依然坚信答案确实存在,所有老化标志之上确实存在了一个原因──人类之所以衰老的唯一原因。

两种资讯

简言之,老化就是资讯遗失。

听来是否熟悉,在西拉德与梅达华各自支持的观点中,资讯遗失占有重要部分,但那并不正确,因为他们的理论着眼于遗传资讯的遗失。

可是,生物学包含了两类资讯,且两者编码方式天差地别。第一种是数位资讯,也是我所敬重的前辈们所熟悉的类型。如大家所知,数位资讯是基于可能值的有限集合,只是在生物学中,编码的指令不是采用二进位码,不用0与1两个数值,而是四进位码,使用A、T、C、G四个数值编码,也就是组成DNA的四种核苷酸:腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶,和鸟嘌呤。

因为DNA是数位资讯,所以用它来储存和复制资讯相当可靠,它也确实能高度精确地一再复制,原理等同储存在电脑记忆体或DVD中的数位资讯。

此外,DNA的另一项特点是历久弥坚。犹记第一次进入实验室,对于这个「生命分子」居然能在沸水里存活数小时,而大感震惊。另外我们居然能从尼安德塔人的遗骸中提取至少有四万年历史的DNA,并完成定序,也让我感到兴奋不已[23]。正因这些数位储存的优势,所以核酸在过去四十亿年来一直是生物储存资讯的首选。

人体中另一种资讯是类比资讯。

一般对于人体的类比资讯了解不多,部分是因为它在科学上属于较新的领域;另外,即便遗传学家最初注意到植物无性生殖时,会有一些奇特的遗传特征,可以用类比资讯的方式解释,但我们却鲜少在人身上用到这种资讯的观点。

现今,人体的类比资讯通称为表观基因体(epigenome),意指一些生物特征可以透过非基因的方式遗传到下一代。

表观遗传学(epigenetics)一词,最早是1942年英国发育生物学家沃丁顿(Conrad Hal Waddington)在剑桥大学任职时所提出。过去十年,表观遗传学的含义已扩展至生物学其他领域,但多半与遗传关联不大,像是胚胎发育、基因转换网络或DNA包装蛋白质的化学修饰(chemical modification)等,我在哈佛医学院的正统遗传学家对此相当恼火。

正如遗传资讯被储存为DNA,表观遗传资讯则被存放在一个名为染色质(chromatin)的结构里。细胞里的DNA不会散布四处,而是包覆在名为组蛋白(histone)组成的蛋白质小球外。这些成串的小球会自行缠绕成环状,就像你将车道上浇花的水管一圈一圈缠绕成堆一样。

若想用一条染色体的两端来进行拔河比赛,那麽你将会得到一串一百八十公分长的DNA,中间插入了数千个组蛋白的小球;若能把DNA的一端插进插座,让组蛋白闪烁发光,只要几个细胞你就有足够的节庆灯饰了。

从远古的「幸存的勇者」和现代的真菌,表观遗传资讯的储存与传递对其生存至关重要;至于复杂的多细胞生物,从水母、蠕虫、果蝇,到人类,表观遗传资讯更是不可或缺。正因有表观遗传资讯,一颗受精卵才能发育成由两百六十亿个细胞组成的新生儿;人身上不同类型细胞的基因体序列是完全一样的,因为有表观遗传资讯的调控,受精卵才能发育出成千上万、型态与功能各不相同的体细胞[24]。

如果把基因体看成电脑,那麽表观基因体就是电脑软体。

表观基因体负责指示新分裂的细胞应该分化成哪类细胞或是该长时间维持哪种细胞类型不变,像是脑中的神经细胞或是某些免疫细胞。

这便是为什麽神经细胞与肌肤细胞不同,而分裂的肾细胞不会变成两个肝细胞的原因。若少了表观遗传资讯,分裂后的细胞很快就会失去本身特性,如此一来,组织与器官的功能终将逐渐衰退,直到完全衰竭。

逆转老旧的DVD

在原始地球的温水池里,数位化的化学系统是储存长期遗传数据的最佳方式;但是,生物储存的资讯也必须记录与因应不同环境的条件,这类资讯最好以类比的形式储存。

类比数据之所以适合胜任此工作,是因为无论细胞内外的环境发生什麽变化,类比资讯都可以相对轻松地灵活调整,而且类比资讯几乎可以对比无限的可能,即便碰到前所未有的情况也是如此[25]。

由于类比资讯可储存无限的可能值,所以许多发烧友至今依然偏好类比系统储存的丰富音讯。不过,类比装置并非全然有利无弊,它们有个致命缺点,这也是我们从类比转往数位的主因。有别于数位资讯,类比资讯品质会随时间降低,成为磁场、重力、宇宙辐射,和氧气等外力共同的牺牲品。更糟糕的是,复制时容易遗失资讯。

说到资讯遗失的问题,没人比麻省理工学院电机工程师夏侬(Claude Shannon)更深受困扰了。夏侬历经第二次世界大战,亲眼见证了类比无线电传输的「杂讯」(noise)牺牲了多少生命。

战后,他撰写了一篇简短但影响深远的科学论文,名为〈传播的数学理论〉(the mathematical theory of communication),阐述保存资讯的方法,现今普遍认为这是资讯理论(information theory)的奠基之作。若说有哪一篇论文促使我们迈入如今生活的数位无线世界,这篇论文绝对当之无愧[26]。

夏侬的本意自然是为了提升两地之间电子与无线电通讯的稳定性,然而,我认为他的研究重要性可能远大于此,因为夏侬在资讯保存与恢复上的知识,或许也可应用于老化方面。

听到人在生理上等同于老旧的DVD播放器时,请先别感到沮丧,这其实是个好消息。倘若西拉德是对的,老化是因为基因变异所造成,问题可就棘手了,因为没备份资料就遗失资讯,可就无力回天了。不妨问问那些试图用边缘毁损的DVD播放或恢复内容的人就知道,消失的资料就是消失了。

但若是有刮痕的DVD,我们通常有能力恢复当中的资讯。而且,若我想得没错,逆转老化也是相同过程。

选殖完美地证明了即使我们年纪大了,细胞也会保留年轻时的数位资讯。想要再度恢复青春,我们只需找到一些抛光剂去除岁月的刮痕。

我深信,这大有可能。

天下万物皆有定时

老化的资讯理论(information theory of aging)始于我们从远古祖先所继承的原始生存回路。

一如预期,原始的生存回路会随时间演化。例如,哺乳类动物可以制造生存回路的基因为数不少,与最早出现在「幸存的勇者」内的基因不同。

科学家已在人类基因体中发现了超过二十几组基因,我的同事多半称其为「长寿基因」(longevity gene),因为这些基因能够延长许多生物的平均寿命与最长寿命。而且,这些基因不仅可延长寿命,它们还有助于身体健康,因此也被认为是「活力基因(vitality gene)」。

这些基因共同在人体内形成监测网络,将蛋白质及化学物质释放到血液里,藉此在细胞与器官之间交流,负责监控、回应我们的饮食、运动量,以及一天所处的时刻。碰到逆境时,它们会告诉我们要低调沉寂;日子好过时,要我们快速成长、繁殖。

现在我们知道了这些基因的存在以及作用,科学发现赋予我们去探索、开发这些基因的机会,去试想其潜能,让它们发挥不同功用。我们可以利用天然和新颖的分子,应用简单与复杂的科技,运用新旧知识,去解读、翻转,甚至全然改变这些基因。

我研究的长寿基因名为「去乙酰酶」(sirtuin),是根据酵母菌的SIR2基因所命名,SIR2也是第一个被发现的长寿基因。

哺乳动物有七个去乙酰酶基因,分别是SIRT1至SIRT7,人体内几乎每个细胞都有这七个去乙酰酶基因。我刚开始从事研究时,去乙酰酶在科学领域鲜为人知,如今这个家族的基因成了医学研究与药物开发的首要重点。

去乙酰酶是一种酵素,源自「幸存的勇者」里的B基因,可移除组蛋白与其他蛋白上的乙酰基标记,藉此改变DNA的「包装」(packaging),并在需要时调控基因的开关。

这些关键的表观遗传调控因子位于细胞控制系统最顶端,控制人体的繁殖与DNA修复。从酵母菌开始历经数十亿年的演化,它们已经可以掌控我们的健康、身形,与生存。但去乙酰酶的作用仍需借助一种分子:菸硷酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)。后面章节将会提及,随年龄增长NAD会流失,造成去乙酰酶活性下降,这被认为是人之所以会在年老而非年轻时产生疾病的主因。

为了进行修复,去乙酰酶基因会暂停细胞的生长分裂,并在面临压力时命令身体「屈服」,保护我们不受重大疾病如:糖尿病、心脏病、阿兹海默症、骨质疏松症,或甚至癌症等的侵袭。去乙酰酶基因有助于消除慢性、亢进的发炎反应,避免此类发炎反应引发的动脉硬化、新陈代谢失调、溃疡性结肠炎、关节炎,与气喘等疾病;它亦可防止细胞死亡,强化细胞的能量来源,那就是粒线体。

此外,去乙酰酶基因也会与肌肉萎缩、骨质疏松与黄斑部病变等疾病搏斗。对老鼠的研究中也发现,活化去乙酰酶基因有助于促进DNA修复,可增强记忆力与运动耐力,并帮助老鼠维持精瘦体态,无论饮食习惯为何。上述关于去乙酰酶基因的功效并非胡乱瞎猜,《自然》(Nature)、《细胞》(Cell)和《科学》(Science)等权威期刊专门发表经同侪评审过的研究论文,其中许多科学家的研究都已证实此点。

由于去乙酰酶基因是由一个简单的程式(生存回路中奇妙的B基因)来完成所有工作,因此它比许多其他长寿基因更容易操弄。显然在浩繁的戈德堡生命机器*中,去乙酰酶基因是第一批骨牌里的其中一张,是理解遗传物质如何在逆境时自我保护、使生命得以维持且繁盛发展数十亿年的关键。

去乙酰酶基因并非唯一的长寿基因,其他两组经过详尽研究的基因也具有类似作用,而且,经证实也可透过多种方式的操纵,提供更长寿、健康的生活。

某些压力有助长寿

其中一个是雷帕霉素靶蛋白(target of rapamycin),又称TOR,是调节生长与新陈代谢的蛋白复合物。如同去乙酰酶基因,每种生物中都有TOR基因,哺乳动物中的基因称为mTOR。mTOR和去乙酰酶一样,活性深受不同营养成分的影响。此外,如同去乙酰酶基因,mTOR在面临压力时会警告细胞要沉寂休息,透过强化DNA修复、减少衰老细胞引起的发炎反应与最重要的消化老旧蛋白质等活动,提高细胞的存活[27]。

一切都好时,TOR是细胞生长的主要动力。它能侦测可用的胺基酸数量,据此指示细胞要制造多少蛋白质。TOR受到抑制时,会迫使细胞沉寂下来并减少分裂,重复使用旧细胞元件来维持能量,以延长生命,就像去废物回收场找零件来维修旧车,而不是买辆新车一样,这个过程称为自噬作用(autophagy)。从前我们的祖先无法成功击败长毛象,而不得不靠微乎其微的蛋白质过活时,端靠关闭mTOR才得以存活。

另一个是名为AMPK的代谢控制激酶,负责因应缺乏精力的情况。和去乙酰酶与TOR一样,许多物种都带有AMPK,目前我们已经掌握了不少调控AMPK的知识。

生物压力会启动这些人体的防御系统。不过,有些压力实在过大到难以克服,像是倘若你一脚踩在蜗牛上,牠便一命呜呼了。急性创伤与无法控制的感染不用经过老化也能杀死一个生物;有时,细胞内的压力太大,例如,DNA大量断裂,即便细胞能在短时间内修复断裂的DNA而不产生变异,表观遗传资讯也可能遗失。

重点是,有许多不同的压力源都可以启动长寿基因,而不损伤细胞,其中包含了特定类型的运动、间歇性禁食、低蛋白饮食,以及让身体接触高温及低温(此方法将于第4章探讨)。此种方法称为激效作用(hormesis)[28]。一般来说,激效作用对生物有益,尤其若能在不造成长久伤害的情况下更好。

引发激效作用时,一切都很好,其实可说是好上加好,因为当应对特定压力的基因被启动时,会促使身体其他系统沉寂、节制,以存活更久,而这就是长寿的开端。

另外,我们也可透过仿激效作用的分子来欺骗身体启动应对机制。目前市面上至少有两种药物有这样的效果,而不会造成任何损伤。这就像打恶作剧电话到美国五角大厦,国防部立刻派出了部队与陆军工程兵团(army corps of engineers)来强化、修补城市。但实际上并无战事。只要藉由一颗药丸,便可模拟运动与间歇性禁食的好处(将于第5章探讨)。

如果能够控制上述所有的遗传途径,将从根本颠覆医学与我们的日常生活型态,甚至会改变我们定义物种的方式。

听来似乎有点异想天开?请容我娓娓道来。

2. 狂亂的鋼琴家

2003年4月15日,全球的平面与电视媒体及各大网站皆大肆报导「人类基因图谱完成解码」。

只可惜,当中有个恼人的问题就是,其实我们并未完成解码;事实上,基因序列中仍存在一大块未知的缺口。

这并非媒体报导夸大不实,也非科学家过于吹嘘,像《科学》或《自然》这些备受推崇的科学期刊也是如此宣称。情况其实很单纯,有监于当时的技术,多数参与这项历时十三年、耗资十亿美元计画的研究人员都同意,我们已竭尽所能找出人体三十亿个硷基对(base pair)所组成的所有基因。

基因体缺漏的部分大都和核苷酸(nucleotide)重复序列重叠。这部分过去不太受到重视,谈到生命编码时,常被笑称为「垃圾DNA」(junk DNA),尽管现在它的地位略微提升,但一般仍视为「非编码」(noncoding)而被忽视。当时科学界的顶尖研究者多半认为,这些区域不过就像基因体的幽灵,在时间的长流中,不断有失去活性的病毒残余物「搭便车」,结合到宿主基因体中,遗留至今。

当时认为,我们已找出大多数人体组成的基因,而且也已掌握足够资讯进一步了解人之所以为人的源由。但据估计,基因体中「非编码」部分占整个基因体的比率高达69%[1],部分科学家相信,甚至在一般认为基因所在的「编码」区中,仍有近10%的序列尚未完全决定,包含影响老化的区段[2]。

2003年后,只过了很短的时间,我们就发现了着名的DNA双螺旋中,不仅存在着基因图谱未标明的序列,且这些序列对我们的生活至关重要。当初侦测基因的演算法编写时,预先就设定「编码」胺基酸的DNA序列若小于三百个硷基对,就应该不是可以决定生物性征的基因。所以确实有数千个基因序列未被发现。事实上,基因可以短至二十一个硷基对,而我们在整个基因体中如今已发现了数百个此类的基因。

这些基因本身不决定蛋白质,但会告诉细胞什麽时候或要制造多少特定的蛋白质。这些蛋白质决定人的生物特征与人对环境变化的适应。随着基因序列的辨识益臻完整,我们也愈来愈接近可以绘制出控制生命活动的基因「图谱」了。

但是,就算基因图谱能完整的解码,仍有未解之谜。

我们无法找到导致老化的基因。

目前已经找到了影响老化症状的基因,也找到了控制身体抗老机制的长寿基因,因此可以透过一些途径,从天然物、药物及科学的介入治疗减缓老化。然而,有别于1970年代发现的致癌基因,让我们有了集中抗癌的标靶,目前仍未找出任何导致老化的单一基因。重点是,我们将无法找到这个基因。

因为老化并非由于基因演化所造成。

我经历了一趟不短的历程,才推演出「老化的资讯理论」。而且,绝大部分得回溯至一位名不见经传的科学家辛苦研究的成果,他的研究为当今世上许多长寿相关的研究奠定了基础。

这位科学家就是莫蒂墨(Robert Mortimer)。在他逝世之后,大家最常用「和善」这个形容词来描述他。

除此之外,其他会出现的形容词还有「高瞻远瞩」、「杰出」、「追根究柢」,以及「勤勉努力」。但是,一直以来,我之所以深受莫蒂墨启发,主要在于他为科学家所树立的榜样。莫蒂墨于2007年辞世,他帮助提升了啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)在科学上的地位,让原本看似低阶、喜好糖分(其名原意为「嗜甜」)的单细胞酵母菌得到应有的重视,成为世上举足轻重的研究生物。

酵母菌得了早老症

1995年抵达美国时,我希望透过研究成人型早老症(Werner syndrome)来解开人类老化之谜。成人型早老症是一种可怕的疾病,每十万名新生儿中发生率不到一例,症状包含了体力衰减、皱纹、白发、白内障、骨质疏松、心脏病与许多其他明显的老化迹象,病患并非七老八十的老年人,而是三十、四十岁的青壮年。成人型早老症患者的平均寿命仅约四十六岁。

不过在我到了美国后两周,华盛顿大学研究团队在老化研究的大老马丁(George Martin)教授的鼎力支持与英明带领下,宣布他们找到了导致成人型早老症的突变基因[9]。

研究被别人「抢了头香」,我自然有些气馁,但是他们的发现也让我朝着终极目标迈出了更大一步,这也确实成为老化的资讯理论成形的关键。

既然已经找出人体内的成人型早老症基因(又称WRN基因),下一步就是要测试酵母菌有没有类似的基因,是否也有相同的功能。如果真是如此,我们便能利用酵母更快确定成人型早老症的病因,也许有助于更进一步了解老化。我前往葛兰特的办公室,告诉他我现在要研究酵母菌的成人型早老症,而那将会是我们解决老化问题的办法。

酵母菌的第一型慢速生长抑制基因(Slow Growth Suppressor 1),简称SGS1,相当于人体的WRN基因。科学界先前已经怀疑该基因可编码DNA解旋酶(helicase)的酵素,此种酵素可在缠绕扭曲的DNA断裂前,解开缠绕的死结。

重复的DNA序列本质上易于缠绕、打结而断裂,因此,解旋酶对于DNA重复序列影响格外重大。由于人体的基因体中DNA重复序列非常多,因此,此种蛋白质的功能至关重要,WRN基因所编码的蛋白质就是一个例子。

我们利用基因互换(gene-swapping)的过程,也就是诱骗细胞接受额外片段的DNA,把运作正常的SGS1基因换成了突变版的基因。目的就是想测试看看我们究竟能不能让酵母菌得到成人型早老症。

置换之后,酵母细胞的寿命缩短了一半。基本上,这样的结果并不令人意外,许多无关老化的事件都可能会缩短酵母细胞的寿命,像是被螨吃掉、在葡萄上干枯,或被放进烤箱等,更别说我们可是刻意恶搞了它们的DNA,大概有成千上百种会让细胞出现问题,进而导致其早死的方法。

话虽如此,那些酵母细胞可不只是死了而已,在死去之前,它们的健康与功能急遽下降。随着SGS1突变种变老,这些酵母的细胞周期也随之减缓,细胞愈变愈大,两种不同性别的「交配型」(mating-type)基因(A基因后代)都同时启动,因此这些酵母细胞便无法接合交配。这些都是酵母细胞已知的老化标志,而在我们创造的突变体中,老化发生的速度更快,无疑就是酵母菌的成人型早老症。

我们利用专门的染剂,将变异的DNA染成蓝色,位于所有真核细胞细胞核内的核仁则染成红色,以便在显微镜下观察这些细胞究竟发生了什麽事。

结果,耐人寻味的事发生了。

灵光乍现

核仁隶属于细胞核,也是核糖体DNA(ribosomal DNA,rDNA)所在之处。rDNA转录出rRNA(ribosomal RNA),形成核糖体,细胞用核糖体酶串连胺基酸,以生成特定的蛋白质。

但是,在老化的SGS1细胞里,核仁看来彷佛被炸开了一般,显微镜底下所观察到的核仁,并非像一颗红色新月般徜徉于蓝色海洋之中,而是四散成六个小岛,画面有些凄美。之后,1997年8月号的权威期刊《科学》刊出了当时的影像,这张照片至今仍悬挂在我的办公室里。

接下来的发展不仅引人入胜,更有如拨云见日。为了修复受损的核仁,名为Sir2的蛋白质就像老鼠受到吹笛人召唤一般,脱离了控制交配型的基因,进入核仁。Sir2是第一个被发现的去乙酰酶,由SIR2[10]基因编码,也是B基因的后代。

在我眼里,这真是一幅美妙景象,但对酵母而言,问题可就大了。Sir2有项重要任务,它是表观遗传因子,可以让DNA包裹得更致密,进而抑制基因活动的酵素。从分子的角度来看,Sir2之所以有此作用,正是透过本身的酵素活性,清除组蛋白上的乙酰基(acetyls),让组蛋白上的正电荷与DNA上的负电荷紧密结合。

当去乙酰酶离开交配型基因,即控制繁殖生育的A基因后代,变异的细胞便同时启动决定两种性别的基因,使细胞无法繁殖,就像正常的衰老细胞一样,只是发生的时机早了许多。

起初,我不明白为何核仁会爆炸,更别说为何随着细胞老化,去乙酰酶基因会朝核仁移动,这些问题苦恼我数周之久。

然后某天晚上,在实验室工作一整天后,夜半醒来萌生一个想法。

这个想法出现在睡眠不足的精神错乱与深沉梦境之间,倏忽的灵光一现,寥寥数语混杂组合成一幅潦草画面,但那已经足以让我从床上惊坐起身。

我拿起笔记本走到厨房,1996年10月28日凌晨时分,我躬身俯首,在桌上开始振笔疾书:

酵母和其他生物的复制衰老理论

我写了将近一个小时,记下一些想法、画图、绘制草图、拟出新的公式[11]。先前对我毫无意义的科学观察,逐渐形成关联,完美催生出新的理论。我写下:断裂的DNA造成基因体不稳定,因而分散Sir2蛋白质的注意力,改变了表观基因体,导致细胞失去本身特性,在修复损伤时变得不育。这些就是数位DVD上的类比刮痕,表观遗传资讯变化会导致老化。

我揣想,肯定有个单一过程控制着所有老化的变化,而非因为难以计数个别细胞的变异或疾病,甚或不是因为可以一一处理的各种老化标志所致,这当中肯定存在着比这些老化标志更重大、更独特的原因。

这就是了解生存回路与老化关联的基础。

隔天,我把笔记拿给葛兰特看,整个人兴奋不已,感觉就像产出了有生以来最重大的想法。不过,我也非常紧张,担心他会在我的理论逻辑里找出漏洞,并将它撕毁。葛兰特安静地看着我的笔记本,问了几个问题,然后说了七个字。

他说:「我喜欢,去证明它」。

表观遗传钢琴家的独奏会

为了理解老化的资讯理论,我们必须再次谈到表观基因体,这次是去乙酰酶基因协助控制的细胞部分。

近距离观察,表观基因体比人类发明的任何事物都更加复杂,也更为美妙。表观基因体由成链的DNA组成,这些DNA平常缠绕在组蛋白上,好像丝线绕在念珠上形成一条项链,单条项链再缠绕成更粗大的一条染色质(chromatin),染色质再次缠绕成更粗大的染色体。

去乙酰酶蛋白会指示特定片段染色质上的组蛋白与DNA紧密缠绕,如此一来,那个片段染色质里的基因就会维持沉寂,而其他未受去乙酰酶蛋白影响的DNA仍然可以和转录因子结合,启动下游基因的表现[12]。

这些可触及基因(accessible gene)存在于「真染色质」(euchromatin),而沉默基因则在「异染色质」(heterochromatin)中。去乙酰酶蛋白移除组蛋白上的化学标记,使组蛋白与DNA紧密缠绕,转录因子因而无法与DNA结合而启动基因,从巨观看来,它让真染色质转化为异染色质。

人体每个细胞都具有相同的DNA,因此,神经细胞之所以和肌肤细胞有所区别,正是仰仗表观基因体的调控。表观基因体包含了所有的控制系统和细胞结构,它告诉不同特定分化的细胞应该开启或关闭哪些基因。所以,它才是实际掌控着我们生命的主宰,远比基因重要得多。

我们可将基因体想像成是一架巨大的钢琴[13]。每个基因就是一个琴键,会产生一个特定的音调。即便演奏方式相同,每架钢琴随着制造者、材料与制造环境不同,每个琴键发出的声音或多或少都有些微差异,这就是我们的基因,人体大约有两万个基因,误差约在几千上下[14]。

每个琴键都可弹奏出极弱音(pianissimo)或强音(forte),每个音符既可延长(tenuto)也可稍快(allegretto)。对于钢琴大师而言,每个单独的琴键有成千上百种演奏方式,更有数不尽的组合,让所有的琴键,以和弦或混合的形式演奏出现今无数爵士、散拍音乐(ragtime)、摇滚、雷鬼,和华尔滋等音乐类型。

而人体内实现这一切的钢琴家就是表观基因体。表观基因体可以让人体DNA里的资讯显露,或将DNA缠绕紧密在组蛋白的包装内。利用碳、氧、氮组成的甲基(methyl)及乙酰基书写、涂抹,表观基因体在基因体上奏出了人类生命的乐章。

有时钢琴的尺寸、外型,及条件确实决定了钢琴家可以发挥的程度,一架只有十八个琴键的玩具钢琴当然弹不了协奏曲;想当然耳,五十年没调过音的钢琴,更是难以演奏出悦耳的音乐。

同理,基因体的条件也决定了表观基因体可以发挥的程度。毛毛虫不可能变成人,但是透过蜕变过程中表观遗传的变化,即便基因体从未改变,它也可以变成蝴蝶。同样地,家族从来都是黑发褐眼的父母,不太可能生出金发碧眼的孩子;不过,实验室出生的两只孪生刺鼠可能一只棕色而一只金黄色,这取决于表观基因体在妊娠期间,受到如叶酸、维生素B12、来自大豆的金雀异黄酮(genistein)或有毒的双酚A(bisphenol A, BPA)等环境影响,不同程度启动老鼠灰色基因(agouti gene)的结果[15]。

相同道理,以同卵双胞胎而言,即便是基因体完全相同,表观遗传的力量也可驱使他们往截然不同的方向生长,甚至连老化速度都各有差异。这点从吸菸与不吸菸的双胞胎合照中可以看出,两人的DNA大致相同,但吸菸者眼袋较大、双下巴较深,眼睛和嘴巴周围皱纹更多,他们年纪没有比较老,但显然老得比较快。根据同卵双胞胎的研究显示,基因对寿命的影响约在10%至25%之间,不论用何种方法估算,都可是惊人的低[16]。

DNA不是我们的宿命。

毁了一切的杂音

试想你在音乐厅里,技艺超群的钢琴家坐在精心制作的史坦威钢琴前,演奏会开始,琴声悠扬动听,一切十分完美。

但是几分钟后,钢琴家弹错了一个键,也许是在和弦中多加了一个原本不需要的D。初次发生时,几乎难以察觉。

这个多出的音错杂在弹奏美妙的音符中,隐藏在原本完美无瑕的和弦里,融入原本尽善尽美的旋律之中,似乎没什麽好担心的。但是,稍过片刻,同样情况再度发生,而且次数愈来愈频繁,一次又一次出错。

请务必记住,钢琴并没有问题。钢琴家弹奏了作曲家写的大半音符,她只是多弹出一些额外的音。起初,这种情况只让人觉得有些心烦,随着时间流逝,过多的杂音开始令人感到不安,最后,可能毁了整首曲子。我们也许会认为钢琴家出了什麽差错,或许有人甚至会冲上台去确保她没事。

表观遗传的杂讯在身体中会导致同样的乱象,绝大部分源于细胞受到强大的外力破坏所致,像是DNA断裂,正如「幸存的勇者」的原始生存回路,与失去分裂能力的老化酵母菌所遭受的情况一样。根据老化的资讯理论,这就是人类衰老的原因,这便是为何我们的头发会变得灰白、皮肤会出现皱纹、关节开始疼痛的原因。更重要的是,这也是为何所有老化标志出现的原因,从干细胞衰竭与细胞衰老,到粒线体功能失调和染色体端粒迅速缩短。

我承认,提出这样的理论相当大胆。一个理论的强度主要基于它经过各种严谨实验(通常是数以百万次实验)后所能反映预测结果的程度、能解释的现象多寡,以及它的简明程度。老化的资讯理论简单明了,足以解释许多现象,身为尽职的科学家,我们剩下的工作就是努力去挑战它,看看这个理论可以坚持多久。

我和葛兰特选择从部分酵母菌的DNA开始着手。

我们运用一种名为南方墨点法(Southern blot)的技术,分离不同大小与型态的DNA,然后以放射性DNA探针加以标记。最初的实验便有了惊奇的发现。

正常来说,南方墨点法所标记出的酵母菌rDNA应该像新捆的线轴一样紧密缠绕,上面缠着些许几乎看不见的DNA超螺旋小环。可是,我们在实验室里所创造的酵母细胞,也就是老化速度较快的成人型早老症突变种,它的rDNA就像被大力撕开的真空包装纱线一般,大大地松开了。

rDNA呈现一团混乱的状态。基因体似乎在断裂,DNA不断重组和扩增(amplify),在南方墨点法中显示为黑点和小圈束,取决于它们缠绕和卷曲的程度。我们称这些小圈束为「染色体外rDNA环」(extrachromosomal ribosomal DNA circle),又称ERC,随着突变体老化,ERC不断累积。

假使我们真的诱发了老化现象,那麽便会在正常衰老的酵母细胞中观察到相同模式。

酵母菌的年纪不是用插几根生日蜡烛来计算的,它们的寿命没那麽长,酵母菌的老化其实是计算母细胞在死去前分裂形成子细胞的次数。一般来说,酵母菌的寿命极限大约是分裂二十五次。有监于此,要取得衰老的酵母细胞可说是一项艰难的任务,因为等酵母细胞接近平均寿命极限时,它已经被225个子细胞包围,也就是周遭约有近三千三百万个酵母细胞。

我们经过一个星期、开了许多夜车,和喝了大量含咖啡因的饮料,才搜集到足够数量的正常衰老酵母菌。隔天,我冲洗出rDNA南方墨点的X光片时,眼前所见令我大为震惊[17]。

正常衰老的酵母细胞充满了ERC,就像突变的酵母菌一样。

我在这一刻可谓「茅塞顿开」,并非因为证明了什麽,好的科学家永远无法证明任何事,而是首度实质确认了一项理论,也就是我和其他人在未来几年中研究更多发现的基础。

第一个可验证的预测便是,假如将ERC放入非常年轻的酵母细胞中(我们设计了一种基因技术来做到这点),那麽ERC便会复制并分散去乙酰酶基因的注意力,酵母细胞会因此提早老化,变得不育而且早死;结果不出预料之外。我们在1997年12月号的《细胞》发表:「科学家破解老化之因」的消息传遍全世界。

生死模式

当时实验室来了一位博士生凯博连(Matt Kaeberlein),他的第一个实验就是在酵母细胞基因体内加入额外的SIR2基因,看看它能否稳定酵母菌基因体并延缓老化。

当酵母菌细胞内加入了额外的SIR2基因,会抑制ERC形成,据他观察,酵母细胞寿命增长了30%,结果一如我们预期。看来关于酵母菌不育与老化的原因在于基因体内在不稳定的假设,似乎禁得起检视。

从最初的酵母菌研究发现,到后来十年深思探索哺乳类动物细胞的结果,我们得到一个理解老化的全新方式。老化的资讯理论将看似毫不相关的老化因子融会贯串成一个普遍的生死模式,如下所示:

青春→DNA断裂→基因体不稳定→破坏DNA包装与基因调控(表观基因体)→细胞丧失特性→细胞衰老→生病→死亡

这里头意味深远,倘若我们可以干预其中任何一个阶段,就应该能帮助人类延长寿命。

可是,假如我们可以介入所有的阶段?如果说我们能完全阻挡老化的过程呢?

每个理论都必须经过一再验证,不仅是一位科学家,而是经过许多科学家的检验。为此,我有幸加入了一个优秀的研究团队,当中不乏世界上最出类拔萃而且见识卓越的科学家。

像是我们夙夜不懈的导师葛兰特;甘乃迪(Brian Kennedy),他在葛兰特的实验室开启了酵母老化研究项目,从此在了解早老疾病,以及有助于提升模式生物健康与寿命的基因和分子影响上,扮演了举足轻重的角色;此外,来自日内瓦大学的哥妲(Monica Gotta)和珈瑟(Susan Gasser),她们是现今基因调控领域深具影响力的研究人员;现任华盛顿大学的今井真一郎(Shin-ichiro Imai)教授,他发现去乙酰酶蛋白的作用需要NAD的协助,如今他正从事人体细胞如何控制去乙酰酶基因表现的研究。

此外,还有米尔斯(Kevin Mills),他当时负责管理缅因州的实验室,后来成为塞提尔药物研发公司(Cyteir Therapeutics)的创办人暨科技总监,该公司致力于研发抗癌与自体免疫疾病的新型疗法;另有奥斯特里雅科(Nicanor Austriaco),他当时与甘乃迪一起开始酵母老化研究,现为普维敦斯学院(Providence College)生物暨神学教授,很相配的学术组合。

还有全球制药公司礼来(Eli Lilly)的癌症生物学科技总监史密尔(Tod Smeal);现为密西根大学老化领域研究员的隆巴德(David Lombard);现为华盛顿大学教授的凯博连,目前从事分子对犬类寿命的研究;在阿肯色大学实验室的麦克纳伯(David McNabb),在真菌病原体研究上取得了关键且可拯救生命的发现;宾州大学人类老化与癌症专家强生(Bradley Johnson);以及现任普林斯顿大学的杰出神经科学家穆希(Mala Murthy)。

一次又一次,我倍感荣幸能与众多杰出科学家共事,特别是在葛兰特麻省理工学院的实验室里,那是一支梦幻团队,当时身边围绕着许多才智出众的人,经常让我感到自己的凡庸。

ERC是衰老的原因

初踏入此研究领域时,我只敢梦想来日能在权威期刊上发表一项研究。然而,在葛兰特实验室的那些年,我们团队每隔几个月就会发表一项杰出的研究成果。

我们证明了将Sir2重新分配至核仁是细胞要修复许多DNA断裂的方式。DNA断裂之所以为数众多,是由于ERC复制且重新插入基因体内,或聚积形成超大的ERC所致。当Sir2移动前往抑制不稳定的DNA时,会导致衰老、胀大的酵母细胞失去分裂的助力,那是生存回路的第一步骤,尽管当时的我们并未意识到这个古老机制的存在,以及它对人类生存其实至关重要。

我们对外宣布,我们能让酵母菌出现类似成人型早老症的症状,引发核仁爆炸[18]。进一步说明,SGS1突变种(这种突变基因,让酵母菌得到等同于成人型早老症)如何快速累积ERC,进而导致细胞提早老化与寿命缩短[19]。

重点是,我们证明了将ERC加入年轻细胞里时,细胞会提早老化,因而证明了ERC不仅在细胞衰老时出现,还是引发老化的原因。透过人为破坏细胞DNA,并观察细胞反应,我们证明去乙酰酶基因移动是为了帮助修复DNA[20],而这正是生存回路的第二步骤[21]。引起ERC产生的DNA损伤使Sir2离开交配型基因,让两个交配型基因同时表现导致不育,这是酵母的老化标志。

这是最纯粹的表观遗传的杂讯。

之后,我们又花了二十年,为了了解从酵母研究得到的发现是否和比酵母更复杂的生物有所关联。哺乳动物有七个去乙酰酶基因,这些基因所发展出的各种功能已超越简单的SIR2所能达到的作用。其中,SIRT1、SIRT6和SIRT7这三个基因对于控制表观基因体和DNA修复相当关键,粒线体内的另外三个基因SIRT3、SIRT4和SIRT5则掌控了能量代谢,而SIRT2主要分布于细胞质周围,负责控制细胞分裂与健康的卵子产生。

一路以来出现的各种线索:布朗大学的赫尔芬德(Stephen Helfend)证明了在果蝇身上添加额外的dSir2基因可抑制表观遗传杂讯,并延长果蝇寿命。我们发现哺乳动物身上的SIRT1会从沉默基因上转移,去帮助修复老鼠与人类细胞里断裂的DNA[22]。2017年,德国巴特瑙海姆(Bad Nauheim)马克斯普朗克心肺研究所(Max Planck Institute for Heart and Lung Research)的鲍伯(Eva Bober)团队发表了去乙酰酶基因可稳定人类rDNA的发现,直到此时,大家才真正了解酵母菌与人类的生存回路的保存程度[23]。然后,2018年,史丹佛大学的蔡凯琳(Katrin Chua)发现去乙酰酶基因稳定人类rDNA的作用可防止细胞衰老,基本上与我们二十年前在酵母中发现的去乙酰酶基因具有同样的抗老功能[24]。

这是相当惊人的启示:尽管酵母与人类经过十多亿年的分化,生存回路在本质上并无差异。

当这些研究结果出现时,我早已很清楚表观遗传杂讯可能是人类老化的催化剂,过去二十年的研究已经引领我们朝这个方向前进[25]。

1999年,我从麻省理工学院转往相隔一条河的哈佛医学院,在那里,我成立了新的老化实验室,希望能为一个日渐盘踞心头的新问题找到答案。

我注意到只要少给酵母菌一点糖分,让它挨饿,它们不仅活得更久,rDNA也会特别紧实,可大幅延缓无可避免的ERC累积、减缓大量的DNA断裂、核仁爆炸、不育和死亡。

究竟为何如此?

生存回路引发老化

我们的DNA其实不断受到损害。平均而言,每次细胞复制DNA时,人体的四十六条染色体,每条或多或少都会受损,每天我们体内有超过两兆个DNA断裂发生。这还只是DNA复制过程中所引起的损伤而已,其他还有因自然辐射、环境中化学物质、电脑断层和X光扫描所造成的伤害。

倘若我们无法修复DNA,很快便不久于人世。因此地球上所有生物的祖先,早在远古时就演化出侦测DNA损伤的机制,减缓细胞生长,转移能量去修复DNA,直到DNA修好为止,也就是我所称之为生存回路的机制。

从酵母研究开始,不断有证据显示酵母与人类并无太大区别。2003年,加拿大渥太华大学的麦克柏尼(Michael McBurney)发现,经人为操纵无法产生SIRT1酵素的老鼠胚胎无法发育存活超过十四天,约莫是老鼠怀孕的三分之二时间[26],该研究团队在期刊《癌细胞》(Cancer Cell)上指出,其中一个原因是因应与修复DNA损伤的能力受损所致[27]。

2006年,哈佛的艾尔特(Frederick Alt)、蔡凯琳,和莫斯托夫斯拉夫斯基(Raul Mostovslavsky)证明,经改造缺乏SIRT6的老鼠更快经历典型的老化迹象,且寿命更短[28],当这群科学家移除了细胞制造此重要蛋白的能力时,细胞便丧失了修复双股DNA断裂的能力,正如我们1999年的酵母研究所证明一般。

假使你抱持怀疑态度,可能会猜想这些SIRT突变老鼠或许只是病了,所以才如此短命。但是,加入额外的SIRT1和SIRT6后,结果却恰恰相反,它能促进老鼠健康,且延长其寿命,正如在酵母中加入额外的SIR2基因一样[29]。这些发现得归功于我前同事:以前在葛兰特实验室的前酒友今井真一郎,和我在哈佛的第一个博士后研究生柯恩(Haim Cohen)。

从酵母研究中,我们证明了DNA断裂导致去乙酰酶基因重新定位,脱离沉寂的交配型基因,造成老细胞不育。那是一个简单系统,这点我们几年前就知道了。

不过,生存回路是否会导致哺乳动物老化?这个系统哪部分留存了数十亿年,而哪部分又是酵母菌特有的呢?这些提问目前正列于人类知识最前端,而答案已经开始浮现。

我提出的论点是,酵母中的SIR2基因和哺乳动物的SIRT基因都是B基因的后代,B基因是「幸存的勇者」原始的基因沉默因子[30],其原本的作用是使控制繁殖的基因沉寂。

从此以后,哺乳动物的去乙酰酶基因演化出各式各样新的功能,不仅仅控制生育(现在仍有此功能),还可去除细胞中数百种重要蛋白质上的乙酰基,改变它们的活性,这些蛋白控制细胞分裂、存活、DNA修复、发炎反应、葡萄糖代谢、粒线体等等功能。

忙不过来的救灾人员

依我之见,去乙酰酶基因就像全方位灾害应变中心的指挥官,负责派遣各种专业的应变小组处理DNA稳定性、DNA修复、细胞存活、新陈代谢和细胞通讯等问题。

某种意义上来说,这就像2005年美国卡崔娜飓风过后,设置在路易斯安那州和密西西比州、负责调度数千名公用事业技术人员的指挥中心。大多数人员都不是来自墨西哥湾沿岸地区,但他们前来极力抢修坏损的设施,然后返家。有些人在受飓风侵袭的社区工作数日,有些人长达数周后才回归正常生活。对绝大部分的人而言,这并非他们第一次或最后一次从事抢修工作,任何大灾难发生,公用设施因而毁损时,他们便会迅速投入施以援手。

在家时,这些老兄会负责处理一些寻常家务,像是付帐单、除草、指导棒球等等,但是,当他们离家前去协助墨西哥湾沿岸等灾区,避免这些地方陷入无政府状态、冲击美国其他地区时,许多日常事务都得暂时搁置。

当去乙酰酶从原先的优先事务转往修复DNA时,原来位置的表观遗传调控的功能就会中止。然后,当损害修复完成,去乙酰酶便回到原本位置,继续回归控制基因的例行工作,确保细胞维持其特性和最佳功能。

万一紧急情况接连发生呢?该怎麽办?飓风来了一个又一个?地震接二连三?维修人员经常离家,原本的例行工作堆积如山,帐单到期、过期,然后催缴电话来了;庭院杂草丛生,不久后,社区主委就发出警告信;棒球队没了教练,东倒西歪有如电影《少棒闯天下》(Bad News Bears)里的小熊队。

最要紧的是,他们无法完成在家时最重要的一项工作,也就是繁衍后代。此种形式的激效作用即原始的生存回路,短期内尚能确保生物存活。然而,这些真正的紧急情况与模仿激效作用的长寿分子不同,长寿分子是发出假警报,调节去乙酰酶、mTOR或AMPK活性,强化完好的设施,可是真正的紧急情况却会造成危及生命的伤害。

什麽原因会导致如此多的紧急情况发生呢?答案是DNA受损。那麽,又是什麽造成DNA损害呢?基本上,生活中随时碰到的有害化学物质、辐射线,甚或正常的DNA复制都是凶手。虽然这都是我们认为老化的原因,不过,当我们讨论身体如何变老时,仍然必须进行一些至关重要的思考。

当你晒伤或照X光时,当然会让去乙酰酶疲于奔命,但平时偶发的紧急状况并不会多到让去乙酰酶不堪负荷。每天真正的情况是,负责控制表观基因体的去乙酰酶和它的伙伴被召唤完成工作后,不见得找得到路,回到原本所在的调控位置,就像部分救难人员前去墨西哥湾沿岸处理卡崔娜风灾后,却忘了怎麽样回家。当灾难一再发生之后,缺少救难人员驻守的地方就会愈来愈多。

无论在哪,表观遗传因子只要离开基因体去处理损伤,原本被它沉寂的基因便会启动,反之亦然。无论在哪,只要它们停留在基因体上,就会发挥相同沉寂基因的作用,而这些作用很可能是我们一辈子都不想要的。

细胞失去本身特性与功能失常,混乱就会随之而来,这种表观遗传的杂讯引发的老化,是我们统一理论的核心。

SIR2蛋白实际上如何关闭基因?它是一种组蛋白去乙酰酶(histone deacetylase),简称HDAC。此类酵素可以移除组蛋白上的乙酰基,若还记得的话,这个作用能让整个DNA缠绕的结构更致密,以致无法转录RNA。

当Sir2酵素位于交配型基因上,交配型基因便会保持沉寂,细胞则能进行交配。然而,当DNA产生断裂时,Sir2会被召唤至断裂处,协助移除断裂处组蛋白上的乙酰基,帮助组蛋白与DNA紧密缠绕,避免裸露的DNA被切掉,并协助募集其他的修复蛋白质。一旦DNA修复完成,大部分的Sir2蛋白质会回到交配型基因,使其沉寂,并恢复交配的能力。换言之,除非有其他的紧急情况,例如:ERC累积在年老的酵母细胞核仁,造成大规模的基因体不稳定,否则Sir2蛋白质都应回到原本该被它沉寂的基因上。

要让生存回路运作并引发老化,Sir2和其他表观遗传调节因子必须是处于「限量供应」的状态。换句话说,细胞无法产生足够的Sir2蛋白质,同时关闭交配型基因并修复受损的DNA;因此,它必须「按需要」穿梭运送Sir2至各处,这便是为何添加额外的SIR2基因有助于延长寿命及延迟不育,如此一来,细胞便拥有足够的Sir2可以修复DNA损伤,也有足够的Sir2使交配型基因沉寂[31]。

验证理论

过去的十亿年中,想必有无数的酵母菌发生突变,产生了更多Sir2。但它们在自然界中并未成为主流,因为细胞分裂二十八次并未比二十四次更有利,而且Sir2的工作会消耗能量,拥有更多Sir2可能处于劣势。但在实验室中,拥有更多Sir2并未发现任何不利之处,因为实验室提供了酵母菌源源不断的糖分,能量供应无缺,额外的SIR2基因就能使酵母菌活得更长寿。

假使老化的资讯理论是正确的,即老化的起因是由于应付细胞的侵害与损伤使表观遗传讯号疲于奔命,那麽,损伤发生在哪里便无关紧要了。重点在于当基因体某些部位正在遭受破坏,去乙酰酶放下原有职责,四处奔走去修复受损的基因体。但修复完毕后,回错了家,使那些原本不应沉默的基因沉寂,而原先该沉寂的基因反而活化起来,细胞有如分心的钢琴家,弹出了一曲完全变调的乐章。

为了证明这点,我们必须破坏一些老鼠DNA。

破坏DNA并不难,使用机械剪力(mechanical shearing)、化疗,或X光照射都能做到。

但是,我们对DNA的破坏必须精准,不能伤害到任何会波及或影响细胞功能的区域。基本上,我们需要攻击基因体中不具功能的地方。为此,我们取得了一种类似Cas9的基因,Cas9是从细菌免疫系统发展出的基因编辑工具(CRISPR),可精确裁切特定DNA的序列。

我们为实验所选的酵素I-PpoI来自一种浓稠的黄色黏菌,名为多头绒泡菌(Physarum polycephalum),按字面意思就是「多头的黏液」。I-PpoI基因制造的酵素对细胞没有任何用处,它唯一的功能就是辨认一段特定十五个硷基对的DNA,把它切开。此刻,细胞会把原先那个I-PpoI基因拷贝一份,搬过来修补这个缺口。因此I-PpoI基因存在的目的,就是在宿主细胞中复制自己,是个典型的自私基因。

不过,当I-PpoI基因送进老鼠细胞时,它制造的酵素可以在细胞内四处游走,寻找切割那十五个硷基对的DNA,但老鼠细胞没有黏菌中I-PpoI基因自我拷贝的机制。所以修补缺口的方式就是直接把DNA切口黏接回去,让DNA没有任何变异地恢复原状。

这正是我们希望找的方法,可启动生存回路,使去乙酰酶蛋白分心,而又没有改变DNA。像Cas9和I-PpoI这类DNA编辑基因不啻为大自然送给科学最棒的礼物。

为了设计用来测试老化资讯理论的老鼠,我们将I-PpoI和所有控制基因所需的DNA调节元素,一同插入名为质体(plasmid)的环状DNA分子;然后,将此DNA注射到老鼠胚胎干细胞里,让它插人细胞的基因体中;将经过基因改造的干细胞注射到囊胚(含九十多个细胞的老鼠胚胎);再将囊胚移植入母鼠子宫,等二十天后小鼠出生。

这个实验过程听来复杂,其实不然。经过训练,普通大学生都能胜任。如今,这类商品多不胜数,你甚至可以从型录上订购一只老鼠,或付费量身打造客制规格的老鼠。

ICE小鼠

由于用来切割基因的酵素在该阶段仍属关闭状态,所以小鼠出生时,一如预期完全正常。我们热切地昵称这批小鼠为「ICE小鼠」,ICE意指「可诱导表观基因体变化」(Inducible Changes to the Epigenome)。「可诱导」三字至关重要,因为这批小鼠与正常老鼠并无差异,除非我们喂食牠们低剂量的诺瓦得士锭(tamoxifen)。

诺瓦得士锭是雌激素阻断剂,通常用来治疗癌症,但在此情况下,我们把它用来改造小鼠,藉此活化I-PpoI酵素,引发酵素作用切割基因体,启动生存回路,但不杀死任何细胞。

由于诺瓦得士锭半衰期只有几天,只要从小鼠食物中移除,便能中止酵素活性,不再切割DNA,原先被切割的DNA又修复回原状,那麽老鼠会产生什麽征状呢?

小鼠可能会死亡,可能会长肿瘤,或者也可能不会比牙科X光照相更糟,根本安然无恙。以前从未有人用小鼠从事此类实验,所以结果难以预知。不过假若我们的假设是对的,即表观基因不稳定会引致老化,那麽诺瓦得士锭的效果便会像《哈利波特:火杯的考验》里卫斯理双胞胎用来让自己变老的药水一样。

未老先衰的小鼠

结果,果真如此,就像魔法一样,诺瓦得士锭果然见效了。

在药物处理期间,小鼠状况良好,并未察觉任何DNA切割与去乙酰酶蛋白分散注意的异常。几个月过后,我出差到澳洲的实验室时,负责照顾实验室动物的博士后研究员来电。

她说:「其中一只小鼠病得很重,我认为可能得将牠安乐死。」

我要她将这只小鼠的照片传给我,当照片显示在我手机里时,我忍不住笑了起来。

我回她:「那不是生病的老鼠,那是一只衰老的老鼠。」

她回道:「大卫,我觉得你搞错了,标示上说牠与笼里其他小鼠是同一胎,但其他小鼠完全正常。」

她会如此困惑其来有自,一般实验室老鼠在十六个月大时,外毛依旧浓密、尾巴结实、肌肉发达、耳聪目明;然而,这只用诺瓦得士锭引起变异的ICE小鼠,尽管与其他小鼠同龄,但却毛发稀疏、灰白,脊柱佝偻,耳薄如纸,目色混浊。

切记,我们并未改变小鼠的基因体。我们只在没有任何基因之处切断DNA,然后再强迫细胞将其切断的DNA黏接回复正常。为了以防这次结果是因为I-PpoI酵素切到DNA上什麽关键的序列,我们后来也破坏了DNA的其他位置,都得到相同的结果。暂时性的DNA损伤引发了去乙酰酶蛋白的回应,当去乙酰酶蛋白前去处理DNA损伤时,它们离开了原先沉寂基因之所在,造成许多基因在错误的时刻启动表现。

我们研究得到的结果与加州大学圣地牙哥分校的伊德克(Trey Ideker)和张康(Kang Zhang)一致,也符合加州大学洛杉矶分校霍瓦斯(Steve Horvath)的发现。霍瓦斯声名远播,现今的霍瓦斯时钟(Horvath Clock),正是以他的名字命名。

霍瓦斯时钟是透过测量DNA上数千个甲基化(methylation)的表观遗传标记,来精确估算人的生理年龄的方法。我们时常以为老化直到中年才开始发生,因为那时我们才开始看见身体出现明显的变化。但是,霍瓦斯的时钟却是从我们出生时那一刻就开始计时,老鼠也有表观遗传时钟,那麽,ICE小鼠比牠们的兄弟姐妹老吗?确实如此,牠们的生理年龄比正常老鼠大了大约50%。我们找到了启动生命时钟主要的发条。

换个方式思考,我们刮伤生命DVD的速度比正常快了约50%,这些老鼠过去与现在做为生命基本蓝图的数位编码并未改变,只是内建读取编码的类比装置不能再精确读取数据了。

在此的关键是,我们使小鼠开始衰老,但并未影响任何一般推测造成老化的基因。我们并没有让基因产生突变,没有改变其染色体的端粒长度、没有破坏细胞里的粒线体,也没有直接让小鼠的干细胞衰竭。但是,ICE小鼠却逐渐流失体重、粒线体和肌力,白内障、关节炎、失智、骨质流失和体能衰弱的情况愈来愈严重。

这些使小鼠如同人类迈向死亡边缘的老化症状,并非由基因突变所引起,而是因为DNA受损的讯号引起表观遗传的变化所造成。

我们并未让小鼠得到老化相关的疾病,只是让牠们得到「老化」。

若你能赋予某样东西,同样你也能将其拿走。

那些不老的亲戚们

矗立于美国加州白山山脉(White Mountains)的古老针球松(bristlecone pine),有如庞然的殭尸从岩石土壤中挣脱而出的干枯双手,在朝露浸润的晨曦映照下投出巨大的侧影。

当中最古老的树早在埃及金字塔出现之前就已经存在,比巨石阵建造时间还早,也比世上最后一只长毛象灭绝的时间还早。它们与摩西、耶稣、穆罕默德,和第一位佛陀共享了这个星球;它们屹立于海平面以上三千公尺处,每年蜿蜒曲折的枝干生长个几微米,抵御狂风暴雨和周期性干旱,它们是毅力的缩影。

这些伟大古老的树木很容易就引人赞叹,它们的力量与雄伟轻易就令人深深着迷,这些树木光是用看的就令人望而生畏。但是,还有另一种看待这些远古先祖的方式,一种更困难的方式,但却是我们应当如此努力看待地球上所有生物的方式:将它们视为我们的老师。

毕竟针球松是我们的真核亲戚,近半数的基因是人类基因的近亲。

但是,针球松不会变老。

而且,它们的寿命还会增加,成千上万年的生命,隐藏在密实心材里极精微的环状标记,这一圈圈的同心环也记录着它们的尺寸、形状、久远以前的气候与大气中的化学成分。就像1883年印尼喀拉喀托(Krakatoa)火山爆发,全球飘散着一团余灰;针球松则在距离最外圈的树皮不到一公分处,留下一圈标记1884和1885年模糊的生长轮[32]。

然而,即便经过数千年,它们的细胞功能似乎分毫未减,科学家称此为「可忽略不计的衰老」(negligible senescence)。情况确实如此,当一组林木遗传研究院(Institute of Forest Genetics)的团队前去寻找细胞衰老的迹象时,研究了二十三岁至四千七百一十三岁的针球松,最后却空手而回。根据他们2001年的研究显示,年轻与年老的针球松之间,在化学物质传输系统、枝桠生长速度、产出的花粉品质、种子大小或种子发芽方式都没有明显的区别[33]。

研究人员也试图寻找致病性突变(deleterious mutations),当时许多科学家认为这是老化的主因,但一无所获[34]。我估计若他们那时想找出表观遗传的变化,同样也会徒劳无功。

永生有前例

针球松在生物界虽然算是异数,但在抗老上并非独一无二。有种淡水水螅(Hydra vulgaris)也已演化出抗衰老的能力。在适当条件下,这些微小的水螅展现出绝佳的抗老能力。

在野外时,受限于掠食、疾病和干旱缺水等情况,牠们或许仅能存活数月之久;然而,在实验室里,牠们已经存活高达四十年以上,而且没有任何迹象显示这个数字不会再往上加;此外,年幼与年老的水螅在健康指标上也无显着差异。

另外有几种水母可从成年的身体部位完全再生,因而获得了「永生水母」的称号。目前已知可自行再生的水母仅有美国西岸优雅的海月水母(Aurelia aurita)与来自地中海、身形一公分长的灯塔水母(Turritopsis dohrnii),不过,我猜想或许大多数水母都有此能力,只是我们需要进行特别的观察研究。

若将这些充满惊奇的水母任意切割成几块,这些细胞会接踵贴近,形成团块,然后再重组为完整的个体,就好像电影《魔鬼终结者2》里的液态金属机器人T-1000那样,而这个分离再组合的过程很可能重设了牠们的老化时钟。

当然,人类不会希望被打散成单个细胞来获得永生。对人类来说,倘若失去对现世生活的记忆,那麽重组或繁殖又有什麽意义?还不如投胎转世就好。

这些生物发现彷佛费兹杰罗的返老还童小说《班杰明的奇幻旅程》一般,它们之所以重要,在于我们从中学习到:细胞年龄可以完全重设,我坚信有朝一日这个梦想将会实现,而且能不用遗失我们的智慧、记忆或灵魂。

格陵兰鲨鱼又名小头睡鲨(Somniosus microcephalus),虽非长生不老但仍旧十分令人惊奇,牠与我们的关系更近。格陵兰鲨鱼体型约莫和大白鲨一样,但直到一百五十岁才达到性成熟。

研究人员认为,远在哥伦布迷失在新大陆前,格陵兰鲨就早已在北极海出现。根据放射性碳14同位素定年法估计,其中一只体型庞大的格陵兰鲨,可能已经生活在世上超过五百一十年。这只鲨鱼的细胞究竟是否会老,在科学上仍是个问号,因为直到最近,鲜少有生物学家关注过格陵兰鲨。但至少,可以确知的是,这个长寿脊椎动物的老化历程极度缓慢。

从演化上来看,上述所有的生命形式都远比酵母菌与我们更加接近,但是,想想我们从这微小的酵母菌里学到了多少关于人类衰老的知识。当然,考量松树、水螅、软骨鱼类,和像我们一样的哺乳动物在巨大的生命之树上的差异,说出一句「不,这些生物根本大不相同」,其实也很正常。

那麽,另一种哺乳动物呢?一种温血、会分泌乳汁,而且胎生的近亲呢?

早在2007年,阿拉斯加的原住民猎人捕获了一条弓头鲸(bowhead whale),在宰杀鲸鱼时,发现鲸脂中嵌有一个老鱼叉头。历史学家后来判定该武器产于十九世纪末,据其估计,这只鲸鱼的年龄约为一百三十岁。此一发现激发了科学界对弓头鲸的兴趣,后来有研究运用一种年龄测量方法,透过测量鲸鱼眼球晶体的天门冬胺酸(aspartic acid)含量来判定其年纪,据估计,某只弓头鲸被当地捕鲸者猎杀时,年纪为两百一十一岁。

弓头鲸在哺乳动物中得天独厚,享有极长的寿命,这点或许不足为奇,牠们没什麽掠食者,因而得以发展出长寿的身体,缓慢繁衍。牠们极可能有维持高度警觉的生存机制,持续修复细胞,同时维持表观基因体稳定,因此可确保细胞的交响乐章绵延数个世纪。

我们都有长寿基因

这些长寿的生物能否教我们如何活得更健康、更长久?

从其外观和栖地来看,松树、水母和鲸鱼绝对与人类天差地别。然在另一方面,我们其实非常相似。以弓头鲸为例,牠们和我们一样,都是复杂、社会性、具沟通能力,且有意识的哺乳动物。弓头鲸和人类已知共有一万两千七百八十七个相同基因,其中包含了带有一些有趣变异的基因,像是FOXO3基因。

FOXO3又称DAF-16,这个基因最初是由加州大学旧金山分校凯妮恩(Cynthia Kenyon)教授发现,为线虫的长寿基因。她发现该基因受胰岛素讯号的抑制,胰岛素讯号若有缺失,可让线虫增寿一倍。DAF-16在生存回路中具有不可或缺的作用,它负责编码一种转录因子蛋白,可结合在DNA序列TTGTTTAC上,与去乙酰酶基因合作,在环境艰困时提高细胞的存活率[35]。

哺乳动物有四个DAF-16基因,分别是FOXO1、FOXO3、FOXO4和FOXO6。若你怀疑科学家有时根本存心把事情复杂化,说得一点也没错,但此处情况并非如此,同一个「基因家族」里的基因之所以名称不同,是因为它们在命名时,DNA序列破解还不太容易,情况有点类似于我们在基因体经过分析之后,才发现自己有兄弟姊妹住在城镇另一头一样[36]。

DAF-16是dauer larvae formation(诱导幼虫冬眠)的缩写。「dauer」在德语里是「持久」的意思,这确实与现在说的故事有关。事实证明,线虫在饥饿或拥挤时,会进入类似冬眠的状态,保持沉寂,直到情况有所改善。活化DAF-16的突变会在情况良好时,仍然启动线虫的防御机制,有助于其寿命延长。

我最初接触到酵母菌的FOXO/DAF-16,其名为MSN2,代表「SNF1(AMPK)表观遗传调控因子的多重拷贝抑制因子(multicopy suppressor)」。MSN2和DAF-16相同,主要作用在打开让细胞远离死亡并且产生抗压的基因[37]。我们发现,当摄取的热量受限时,酵母菌的MSN2会开启回收NAD的基因以便延长寿命,让去乙酰酶基因发挥更大的作用[38]。

科学家有时会以错综复杂的方式谈论科学,然而,隐藏在底下有几个不断重复的主题:低能量感测器(SNF1/AMPK)、转录因子(MSN2/DAF-16/FOXO)、NAD和去乙酰酶基因、抗压与长寿。一切绝非偶然,这些全是远古生存回路的关键。

让人长寿的基因变异

那麽,人类的FOXO基因呢?人类族群已发现某些名为FOXO3的基因变异,拥有FOXO3基因变异的人可享有更长久的寿命与健康,像是生活在中国红河流域的人[39]。这些FOXO3基因变异可能不仅在环境艰困时才打开,而是终身都会持续开启,活化人体的防卫机制,对抗疾病与老化。只要接受基因体的分析检测,便能确认你是否具有目前已知与长寿相关的FOXO3基因变异[40]。

举例来说,在rs2764264的位置具有C而非T变异可能较为长命。我的两个孩子艾力克斯和娜塔莉在此位置遗传到两个C,一个来自珊卓,一个来自我。因此,在所有其他基因条件相同的情况下,只要他们的生活方式不要太过乱七八糟,比起有一个C和一个T的我,他们应该更可能活到九十五岁,当然机率更远大于那些只有两个T的人。

此刻,着实值得停下来片刻去思索,这一切多麽了不起。我们发现了世上所有生物基本上拥有相同的长寿基因,包含树木、酵母菌、线虫、鲸鱼,与人类在内,所有生物都来自同一个生命的源头。透过显微镜观察,我们全都由同样的物质组成,我们全都拥有同样的生存回路,这个细胞防护网络在艰难时刻帮助我们延续生命;然而,这个网络同时也是我们的罩门,诸如DNA断裂等严重损伤难以避免,导致生存回路工作过度,改变了细胞特性,使我们都受到表观遗传杂讯影响,而根据老化的资讯理论,这正是引发老化的原因。

然而,不同的生物衰老的速度各异。有时,有些生物似乎根本不会变老。鲸鱼如何在不破坏表观遗传交响乐的情况下维持生存回路?倘若钢琴演奏者忘了弹奏的技巧,那麽水母又如何恢复其能力?

这些问题在我考虑研究方向时,都引领着我的思维。不管是看似异想天开的想法,或直接来自科幻小说的概念,都在我的研究中扎了根。此外,从相近生物中找出因应老化的变通方法,也为我的老化研究提供了有力的支持。

如果他们办得到,我们也可以。

生命的地景

早在大多数人还不甚理解何谓绘制基因体图谱之前,早在我们拥有技术得以绘制细胞完整的表观基因体图谱之前,在我们了解表观基因体如何缠绕DNA来开启与关闭基因之前,发育生物学家沃丁顿(Conrad Waddington)便已更深入思考了这个问题。

1957年,这位爱丁堡大学的遗传学教授试图了解早期胚胎如何从一批未分化的细胞,即每个细胞都完全相同,且具有一模一样的DNA,发育出人体中的各类细胞。

沃丁顿的疑问出现在数位革命发端之时或许并非巧合,当时电脑程式语言之母霍普(Grace Hopper)正在研发世上最早的通用电脑程式语言「COBOL」。而基本上,沃丁顿试图确认的便是,所有以相同编码运作的细胞如何产生不同的程式。

除了遗传学外,肯定还有其他因素:一个控制编码阅读的程式。

沃丁顿设想出了「表观遗传地景学说」(epigenetic landscape),它是一个3D立体地形图,代表了基因运作的动态世界。五十多年后,沃丁顿的地景说比喻依然相当实用,非常适合用来解释我们为何会变老。

依照沃丁顿的地景说,每个胚胎干细胞就像是每颗位于山峰峰顶的大理石。胚胎发育期间,大理石从山坡上滚落下来,最后停在下方数百个山谷中的其中一个,每个山谷代表了人体内各种不同的细胞类型,这就是所谓的「分化」(differentiation)。表观基因体引导每颗大理石向下滚动的路径,同时它也是让细胞向下的重力,确保细胞静止后不会回滚到山上或跳入另一个山谷。

大理石最后的落脚处被称为细胞的「命运」。我们曾经以为这是一条单行道,或是不可逆的路径。然而,生物学里没有命定这件事,过去十年,我们已经了解到沃丁顿地景说里的大理石并非全然固定不动,它们有种糟糕的倾向,喜欢随时四处移动。

从分子层面来看,细胞滚下山时在细胞内真正发生的事,是不同基因的开启或关闭,由转录因子、去乙酰酶蛋白、DNA甲基转移酵素(DNA methyltransferases,DNMT)、组蛋白甲基转移酵素(histone methyltransferases,HMT)等其他酵素引导,以化学标记DNA和其包装蛋白质,以指示细胞分化过程中基因的开关与表现。

一般人可能不清楚,甚至连科学界也不甚了解表观遗传资讯的稳定性对长期健康的重要。如您所见,表观遗传学长久以来都是隶属于研究生命出生时的科学家的范畴,而非像我这样研究生命另一端的人的研究领域。

「地震」导致杂讯

一旦大理石在沃丁顿的地景里安置后,通常会停留在原地不动。若一切顺利,胚胎就会发育成胎儿,然后长大成为婴儿、幼儿、青少年,再成为一名成人。年轻时,通常一帆风顺。可惜,时间分秒流逝不会暂停。

每当表观基因体出现重大调整时,例如:DNA因阳光或X光照射受损,大理石就会开始相互推挤,不妨试想一场小地震,些微改变了地貌。随着时间过去,地震与山脉侵蚀不断发生,大理石被移上山坡两侧,往新的山谷移动,细胞特性发生变化,肌肤细胞开始有不同表现,开启了在母亲子宫时关闭且应继续保持关闭的基因。

如今肌肤细胞只有九成属于皮肤类型,剩下的一成混合了其他细胞类型,带有神经与肾脏细胞特性。这时,细胞变得无法好好执行肌肤细胞原本的工作,像是毛发生长、维持肌肤弹性与修复损伤等等。

我们的实验室称此现象为细胞已经「混杂分化」(ex-differentiate)。

每个细胞都受制于表观遗传杂讯的影响,数千个细胞组成的组织逐渐变成一团混杂的细胞。

若你还记得,表观基因体本身就不稳定,因为它是类比资讯,有无限的可能值,因此难以完全防止杂讯的累积,而且在复制时几乎难以避免资讯的遗失。地震发生是生活中的常事,而生命地景也随时在变化。

若表观基因体演化为数位而非类比,那麽山壁将相当于几万公尺的直立高墙,而且重力超强,大理石永远不可能跳入新的山谷,细胞永远不会失去其特性。如果我们生来如此,就有可能健康地活上数千年,甚至更久。

可惜我们并非生来如此,人类经演化形塑的基因体与表观基因体,只足以确保我们活得够久,足以完成世代交替,也许幸运的话,可以活得再久一点,但无法永生。因此,我们的山壁只略微倾斜,重力也不那麽强,活到两百岁的鲸鱼或许演化出更陡峭的山壁,使其维持细胞特性的时间是人类的两倍,但是,即便是鲸鱼,也无法长生不老。

我坚信这得归因于「幸存的勇者」和生存回路。去乙酰酶基因和其他表观遗传因子不停往复穿梭,离开原本的基因到DNA断裂之处,然后再返还原驻地,尽管短期内有所帮助,但日子一久,错误的基因会在错误的时间地点出现,最终导致我们老化。

正如我们从ICE小鼠身上观察到的,当我们强迫表观基因体解决DNA断裂问题,以此扰乱小鼠的表观基因体,便引进了杂讯,导致表观遗传地景受到侵蚀。小鼠的身体就变成一群受不同误导而功能异常的细胞混合体。

这就是老化,正是资讯遗失造成我们所有人陷入心脏疾病、癌症、痛苦、衰弱,与死亡的世界。

倘若类比资讯遗失是人之所以衰老的唯一原因,我们能否采取什麽行动?我们可否稳定大理石,确保山壁够高、重力够强?

绝对可以,我信心十足地说答案是肯定的。

逆转老化

美国德州大学教授乐文(Benjamin Levine)说:「定期运动是一种『承诺』。我时常告诉大家,把运动当成是个人卫生的一部分,就像每天要刷牙一样,运动应该是维持健康的例行事务[41]。」

我确信他说得没错,如果去健身房跟刷牙一样轻松容易的话,许多人运动的次数或许会多上更多。

这也许有一天真的会实现,我实验室里的实验显示这是可能的。

2017年秋季某个早晨,我抵达实验室,一位博士后研究人员博可斯基(Michael Bonkowski)告诉我:「大卫,出问题了。」

这显然不是一天好的开始。

我回道:「好的。」然后深吸一口气,为最坏的情况做准备:「发生什麽事?」

博可斯基说:「是老鼠,牠们一直在跑步!」

他谈论的老鼠约二十个月大,相当于人类的六十五岁。我们那时一直喂食牠们可以提高NAD含量的维他命,我们认为这有助于增加去乙酰酶的活性。倘若老鼠真的开始跑步成瘾,这是非常好的预兆。

我问道:「那怎麽会是个问题?这可是天大的好消息!」

他说:「没错,如果牠们没毁掉我们的跑步机,那就太好了。」

原来,跑步机的追踪系统设定一只老鼠跑步的记录上限是三公里。一旦年老的老鼠跑超过三公里,跑步机就会自动关闭。博可斯基说:「我们得再次重启实验了。」

我花了点时间才消化这件事。

对老鼠来说,跑一千公尺就已经是很好的长跑健将;两千公尺是平均记录的五倍,对年轻老鼠而言,堪称是最大量的跑步。

追踪系统之所以设定为三公里,正是因为老鼠根本不可能跑那麽远。可是,这些年迈的老鼠都跑了超级马拉松。

为何如此?我们在2018年发表了一项研究[42],其中一项重要发现是,当我们使用NAD强化分子来活化SIRT1酵素时,老年老鼠血管内壁的内皮细胞(endothelial cell)会进入缺乏血流的肌肉区,形成新的微血管,供应急需的氧气,消除肌肉活动产生的乳酸与有毒的代谢物,那是造成老鼠与人类虚弱最重要的原因。如此一来,这些老年老鼠才突然变成如此厉害的超马选手。

由于去乙酰酶蛋白活化,老鼠的表观基因体变得更加稳定,牠们的山壁变得更高,重力更强,而沃丁顿的大理石被推回原本隶属的位置。微血管内层的反应有如老鼠在运动一般,这是一种运动模拟,可说是首开先例,也显示出逆转某些层面的老化是有可能的。

我们仍不甚了解当中原理,也不清楚哪种分子活化去乙酰酶的效果最佳或该用多少剂量,目前业界已合成数以百计的NAD前驱物,也有许多进行中的临床试验试图找出此问题或更多问题的解答。

但这不表示我们需要等待知道了所有表观基因体生存回路与长寿健康的关系,才能发展出有效的抗老方法,我们毋须等待即可善用老化的资讯理论。

我们现在就能采取一些措施来促进长寿与健康生活;也可以从事些许活动,帮助减缓、停止或甚至逆转部分层面的老化。

不过,在正式谈到可以采取的抗老措施之前,在我解释经科学证实的介入疗法,并可能让大家对老化的思维大为改观之前,甚至在我们开始谈到扭转人类命运的治疗与疗法之前,我们得先回答一个至关重要的问题:

我们该这麽做吗?

3. 盲目的傳染病

……

时至今日,后启蒙时代的世界里,学会的活动即便不是重大到足以改变全世界,多半也都相当令人着迷。不过,2010年春季召开的为期两天的年会绝对足以改变世界,在那个周一与周二来自四方的精英研究人员荟萃一堂,他们正开会讨论一项重要的「新科学」。

此次会议由遗传学家帕特里奇(Dame Linda Partridge)、生物分析先驱桑顿(Janet Thornton),和分子神经科学家贝兹(Gillian Bates)共同召开,三人皆是各自领域德高望重的杰出人士。

与会者名单也毫不逊色,凯妮恩谈论她在IGF-1受体基因单一突变方面的划时代研究,IGF-1受体基因的突变可启动DAF-16,使线虫的寿命增长一倍[2],帕特里奇最初认为这个结果是线虫特定的畸变[3],但她和其他顶尖研究者很快就被迫正视长久以来认为老化可由单一基因控制的观念。

来自瑞典哥德堡大学的奈斯特隆(Thomas Nyström)报告了他的研究发现:Sir2不仅会影响酵母菌基因体和表观基因体的稳定性,还可防止母细胞中氧化的蛋白质被传递给年轻的子细胞。

葛兰特以前的学生甘乃迪(Brian Kennedy)当时即将接任巴克老化研究所(Buck Institute for Research on Aging)所长一职,他在会上解说,各种生物影响老化的遗传路径都非常类似,或许这些遗传路径也适用于解释哺乳动物的老化。

美国南伊利诺大学的巴特克(Andrzej Bartke)曾经指导博可斯基(Michael Bonkowski)的博士研究,博可斯基就是负责照顾「超马老鼠」的那人。巴特克在会上讨论侏儒老鼠的寿命,为何破纪录是正常老鼠的两倍。分子生物学家巴拉斯克(María Blasco),说明老年哺乳动物细胞为何比年轻细胞更可能失去本身特性,而且变成恶性癌细胞。遗传学家巴席莱(Nir Barzilai)提及长寿之人的基因变异,以及他坚信只要运用一种相对简单的药物介入疗法,便能充分预防所有老化相关疾病,并大幅延长人类寿命。

两天的会议中,十九名来自世上顶尖研究机构的与会科学家逐渐凝聚一个深具启发的共识,且开始建立起强有力的论述,挑战人类健康与疾病的传统观念。生物老年学家杰姆斯(David Gems)之后在同年秋季为皇家学会总结此次会议时写道,我们在理解生物衰老上的各种进展在在显示出一个重要结论,即老化并非人生必经历程,而是「具有各种病征的一个病程」[4]。

从此思维来看,癌症、心脏疾病、阿兹海默症和其他老年常见的病情不见得本身就是病,而是症状,背后还有更大问题。

简而言之,甚或大胆直言:老化本身就是一种疾病。

人不会「老死」

老化是一种疾病,若你觉得听来奇怪,那你并非唯一一人。长久以来,许多医师和研究人员都在回避此种说法。从过去到现在,我们都被教导老化只是变老的过程,而变老一直被视为是人生必经过程。

毕竟,放眼所及,我们身边几乎所有生物都会老化,特别是周遭看来与人类相近的生物。农场的牛与猪会老,家里的猫狗会老,天上飞的鸟、海里游的鱼、森林里的树、培养皿里的细胞,总是以同样方式走向生命尽头,终究是尘归尘,土归土。

死亡与衰老的关联如此紧密,正因人难逃一死,这种必然性主导了我们定义老化的方式。欧洲社会在十七世纪初首度保存死亡纪录,当时老化是公认的死因。「衰老」、「因年老而身体虚弱」等诸如此类的描述在那时是普遍接受的死因说明。

不过,根据十七世纪的英国人口学家葛伦特(John Graunt)撰写的《基于伦敦市死亡表所做的自然和政治的观察》(Natural and Political Observations Mentioned in a Following Index, and Made upon the Bills of Mortality),「惊吓」、「悲痛」和「呕吐」也是死亡的原因。

随着时间推移,我们已不再将死亡归咎于年老。没人再因为「衰老」而死亡。过去一世纪以来,西方医学界不仅相信绝对有比老化更直接的死因,而且还必定要确定这个死因。事实上,过去数十年来,我们变得对此相当吹毛求疵。

世界卫生组织在1893年发布了「国际疾病分类表」(International Classification of Diseases),列出了疾病、症状与外在伤害的清单,共一百六十一项。如今,这份清单已有超过一万四千个项目,在多数保有死亡纪录的国家,医师与公共卫生官员,利用此份分类表的代码来记录身障与死亡的直接与潜在原因[5]。这也有助于全球医疗领袖与政策制定者研拟公共卫生决策。

广义来说,一个在死亡证明上出现频率愈高的死因,就愈受到社会重视。这便是为何心脏病、第二型糖尿病,和失智症,是现今研究与介入医疗的主要重点,而老化不是,即便老化是造成这些疾病的最主要原因。

老化有时会被认为是某些人生命终结背后的原因,但医生从未将其视为直接的死因。有人确实会冒着激怒官僚的风险这麽判定,但官员可能会将证明退还给医生,要求提供更多资讯;更糟的是,他们可能还得忍受同僚的讪笑。

伦敦大学学院健康老年研究所(Institute of Healthy Ageing)副所长杰姆斯,即前述负责撰写英国皇家学会「老化的新科学」的会议报告同一人,在2015年接受《医学日报》(Medical Daily)采访时表示:「认为人会单纯死于老龄而无任何病变的人简直是疯子[6]。」

然而,这种说法显然错过了一个重点,将老化与疾病分开,会混淆我们如何到达人生尽头的真相,道理就像了解一个人摔下悬崖的原因固然重要,但知道他为什麽踏上悬崖也同样重要。

老化将我们带上了人生的悬崖,就算有人能活过百岁,老化还是把我们带到同一个处境。

1825年,英国精算师同时也是英国皇家学会学术会员的冈培兹(Benjamin Gompertz)试图用「人类死亡率定律」(Law of Human Mortality),也就是用数学来解释老化的上限。他写道:「死亡可能是两个普遍共同存在的原因所造成的后果。一是机率,而且先前未有死亡或健康恶化的迹象;另一个则是身体恶化或日渐无力承受破坏[7]。」

定律的第一部分指的是,有一个内部时钟会随机倒数计时,如同餐厅玻璃杯碎裂的机率,基本上是一级反应,类似放射衰变,有些玻璃杯存在的时间比绝大部分玻璃杯还来得久。第二部分是指,随着光阴流逝,由于未知的失序过程,人类死亡的机率会呈现指数性地成长。

冈培兹透过结合这两个要件,精准预测了因老化导致的死亡:五十岁以上存活的人数骤降,但有小部分「幸运」人士在世时间超乎预期。冈培兹的两位亲戚蒙特菲奥里爵士(Sir Moses Montefiore)和罗斯柴尔德(Nathan Mayer Rothschild)是安联人寿的老板,他的公式让他们赚进大笔财富。

冈培兹当时不知道但可能理解的是,大多数生物都遵循他的定律:苍蝇、线虫、老鼠甚或酵母菌。虽然我们仍无法确知大型生物的这两个时钟究竟为何,但可以确定在酵母菌里,机率时钟是rDNA环的形成,而指数时钟则是rDNA环复制和成倍增长的数量,这会导致Sir2脱离沉默的交配型基因,造成细胞不育[8]。

人类就更加复杂了,但是,十九世纪时,英国的死亡机率已可透过简单的数学模型来检验,因为当中逐渐避免了非老化死亡,像是分娩、意外事故和感染等等,因而日渐显现出原有的内部时钟所导致的潜在和成倍增长的死亡事件。那个时期,死亡的机率每八年就增加一倍,在这个公式里,幸存超过百岁的机率并不高。

即便从1960年到今天,全球平均寿命已跃升了二十年,当时推估的寿命上限至今依然成立[9]。这是因为死亡机率不断翻倍增加的缘故,所以,即使生活在已开发国家的人多半有自信可以活到八十岁,但现今我们任何人活到一百岁的机率仅有3%,到达一百一十五岁的机率是亿万分之一,而活到一百三十岁在数学上显然不大可能。

至少目前看来如此。

……

生理年龄小测验

不同的人在不同时间会有不同功能达到巅峰,但总体而言,体能会在二十多岁至三十多岁时开始下降。举例来说,中长跑比赛的男性选手在二十五岁左右时速度最快,之后无论怎麽训练都难以再达到巅峰。最棒的女性马拉松选手直到二十多、接近三十初时,都还能保持一定的竞争力,但是四十岁以后,达标的时数就会迅速增加。

当然偶有例外,有些身体条件异常出色的选手证明专业运动员可保持竞争力直到四十多岁,像是美国国家美式足球联盟超级四分卫布雷迪(Tom Brady)、美国国家女子足球联赛后卫皮尔斯(Christie Pearce)、美国职棒大联盟外野手铃木一朗,和女网传奇娜拉提洛娃(Martina Navratilova),但几乎无人过了四十五岁以后,仍能在这些或其他专业运动中继续维持最高水准。即便像娜拉提洛娃如此精力充沛的选手,巅峰期也是在二十初至三十出头之间。

有些简单的测试可以确定你的生理年龄。做伏地挺身的次数是一个很好的指标,若年纪四十五岁以上还能做超过二十个伏地挺身,表示身体很健康。

另一个年龄测试是坐立测试(sitting-rising test,SRT),赤脚坐在地上,双腿交叉,迅速倾身向前,看看你能否一次就站起身。一般来说,年轻人应该没问题,中年人通常需要用一只手撑地,老人经常得一只膝盖着地才能起身。根据一项针对五十一岁至八十岁族群的研究发现,在受试七十五个月内去世的一百五十九人中,有一百五十七人的SRT分数不尽理想。

人人都会经历身体的变化,皮肤出现皱纹,头发变得灰白,关节开始疼痛,起身时得呻吟两声,恢复力减弱,不仅生病时如此,连日常所有的碰撞跟擦伤也是。

髋部骨折对青少年来说,好在不是太严重的伤害,几乎所有人都能完全恢复;到了五十岁,这种伤害可能会改变一生,但通常没有生命危险。可是,在那不久之后,对髋部骨折的人而言,风险因子变得相当高。有些报告显示,六十五岁以上的髋部骨折患者中,多达半数的人会在六个月内死亡[12];而那些幸存下来的人,多半在病痛中行动不便地度过余生。

我祖母薇拉八十八岁时绊到了弯曲皱摺的地毯,跌破自己的上股骨,进行修复手术期间,她在手术台上心跳终止,虽然最后幸免于死,但脑部缺氧,从此再也无法行走,几年后就过世了。

伤口复原也随年纪增长而变得缓慢,第一次世界大战期间,法国生物物理学家拉孔杜诺意(Pierre Lecomte du Noüy)率先对此进行研究,他发现年轻与年长的伤兵复元速度有所差异。观察儿童和老年人伤口愈合方式的差异时,甚至有更显着的区别。

孩童的脚被割伤时,未感染的伤口会迅速愈合。小孩受这种伤时,唯一需要的药物多半只要一个亲吻、一张OK绷,和一点点保证没事的安慰即可;但对老人而言,脚伤可不只是皮肉痛而已,还相当危险,尤其对于老年糖尿病患者来说,小伤可能致命,老年患者糖尿病足五年死亡率大于50%,比许多癌症的死亡率还高[13]。

此外,慢性脚伤并不罕见;只是我们很少听闻罢了。虽不见得总是如此,但这类脚伤通常始于日渐麻木的脚底上看似无害的摩擦。我在南加州大学的朋友阿姆斯壮(David Armstrong)大力提倡提高社会大众对糖尿病足的关注,他经常讲述一个病人的故事:患者的指甲卡在脚上四天,患者发觉的契机,竟是因为他听到地上的敲击声。

糖尿病足的伤口,不论大小,都非常难以复元,看来就像有人拿苹果去核器在脚上挖了个洞一般。由于人体血液循环不佳和细胞再生能力不足,让细菌在这种多肉、潮湿的环境中迅速滋生。现今共有四千万缠绵病榻及等死的人生活在这场梦魇里。除了一再切除坏死的组织以外,别无他法。

一而再、再而三地切除组织之后,患者从此便被剥夺了站立的行动能力,痛苦成了他们的床伴,所幸大限之日不远矣。光在美国,每年就有八万两千名老人被截肢,相当于每小时就有十人截肢,而所有这些痛苦和代价都来自一个相对较小的早期伤害──脚伤。

年纪愈大,受伤或疾病就愈能轻易将我们带向死亡。我们被迫愈来愈接近悬崖峭壁,到头来只要轻轻一阵微风就能将我们送向死亡,这就是脆弱的定义。

倘若肝炎、肾病,或黑色素瘤对我们造成如老化所引发的伤害,我们必定会将这些列为世上最致命的疾病。然而,非但不是如此,科学家还称我们变老时所经历的事为「丧失恢复能力」,而大家也已将其视为人类境况的一部分。

对人类而言,没有比老化更危险的事。然而,我们却已屈从于老化的力量之下,而且转往其他方向打这场健康之战。

打地鼠医学

从我的办公室步行几分钟就有三家大型医院:布莱根妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)、贝丝以色列女执事医疗中心(Beth Israel Deaconess Medical Center),和波士顿儿童医院(Boston Children’s Hospital),三家医院专精于不同族群的病患和专科,但是空间配置方式完全相同。

若走进布莱根妇女医院大厅,直接走向电梯旁边的楼层标示,我们会看到几近一般的医疗环境,一楼是伤口照护,二楼是骨科,三楼是妇产科,四楼是胸腔内科。

在波士顿儿童医院,不同的医疗专业也以类似方式区隔,只是各科的标示方式较适合这间优秀医院里的年轻患者。跟着船的指示牌会走到精神科,花朵的指示会带你到囊性纤维化中心,小鱼会带你到免疫科。

现在到贝丝以色列女执事医疗中心,从这里到癌症中心,那里通往皮肤科,这里则是感染科。

位于三家医院之间的研究中心,当中的空间配置也相去不远。这间实验室在进行癌症治疗研究,那间实验室在寻找对抗糖尿病的疗法,而另一间实验室则在研究心脏病;当然,还有老年病学专家,但他们几乎是在照顾已经生病的老人,为时已晚了三十年,他们治疗的是老人,而非老化的人,无怪乎现在愈来愈少医生愿意选择此领域做为专业。

医院和研究机构之所以采此方式配置其来有自,现代医疗文化多半是为了一一解决各个医学问题而建立,绝大部分得归功于我们执迷于分门别类致死的特定病状,因而产生此种区分的方式。

如此的配置方式建立于数百年前,在当时毫无问题;总体来说,时至今日也仍然适用。但是,此种配置所忽略的是,阻挡了一种疾病病程,并不会降低人死于另一种疾病的可能性。

事实上,有时一种疾病的疗法可能是加重另一种疾病的因素。例如,化疗可治愈某些形式的癌症,但也会使人体更易罹患其他种癌症;如同我祖母薇拉的例子,看似例行的骨科手术,可能会让患者发生心脏衰竭。

对于接受这些治疗的各个病患而言,赌注如此之高,因此,许多人并未真正意识到一件事:战胜任何一种疾病,对「人类死亡率定律」的影响并不大。抗癌成功或战胜心脏疾病,并不会大幅延长人类平均寿命,只是降低了死于癌症或心脏病的机率。

伊利诺大学人口学家欧申斯基(S. Jay Olshansky)写道,当今医生治疗疾病的方式「很简单」:「一旦疾病出现,就卯足全力攻击它,消灭疾病,成功之后就把患者推出门外,直到他面临下一个挑战,然后再击败新的疾病,不断重复,直到有天失败为止[14]。」

美国每年耗费数千亿美元治疗心血管疾病[15]。然而,即便我们能遏制所有心血管疾病,彻底解决每个病例,也无法为人类增加多少年的平均寿命,顶多增加一年半的时间。癌症也是如此,终结这个大患,平均只能增加二点一年的寿命,因为所有其他死因依然成倍增加,毕竟,我们还在老化。

老化的最后阶段可不像在山林里踏青,可以时而稍作休息,喝点水,吃个燕麦棒,换双干净袜子,好让你在日落前再走上数十公里;而更像是快速冲刺越过一个又一个愈来愈高、距离愈来愈近的跨栏。

迟早会有一个跨栏将你绊倒,而一旦跌倒过一次,若你能站起身,再次跌倒的机率只会愈来愈高。排除一个障碍物,前进的道路依然困难重重。因此,若想在延长健康寿命上取得重大进展,目前有如打地鼠般各个击破的治疗方式,是既昂贵又无效的解决方法。我们需要的是能够消除所有障碍物的药物。

多亏有史他汀类(statins)降血脂药物、三重心脏绕道手术、去颤器、心脏移植和其他医疗介入措施,我们的心脏比以往任何时期都存活得更久;至于其他器官,就并未受到如此重视了,包含人体最重要的大脑。结果就是,更多人得长年承受脑部相关疾病的折磨,失智症就是一个例子。

南加州大学学者克莉明丝(Eileen Crimmins)专精于研究健康、死亡率,与全球老化,据其观察,即使最近数十年来美国人平均寿命有所增加,但健康寿命并未随之成长。她在2015年时写道:「我们降低死亡率远胜于预防发病率(morbidity)[16]。」

早期死亡率和发病率的综合问题相当普遍,因此,有个专门的统计数据,名为失能调整人年(Disability-adjusted Life Years),简称DALY,主要用于衡量因早死或健康状况不佳所导致寿命损失的年份。

俄罗斯的失能调整人年全欧洲最高,平均每人丧失的健康寿命年为二十五年;以色列表现亮眼,只有十年;美国的数据则相当令人沮丧,为二十三年[17]。

平均死亡年龄可能随时间而有极大差异,且受到众多因素影响,包括肥胖盛行、久坐的生活方式,和药物过量等等。同理,评断「健康状况不佳」也非常主观,且衡量方式因地而异。因此,研究人员对于美国的失能调整人年究竟是上升还是下降,依旧存在分歧的看法。

然而,即便用最乐观的评估来看,也显示出美国近几年的数据基本上没什麽变化。对我而言,这便是对美国体制的一大指控。我们应该如同其他先进国家一样,大大改善失能调整人年,并在降低发病率上有超前的进展,但是,现在我们充其量只是在原地踏步。我们需要尝试全新的方法。

老化就是致病的最大元凶

不过,用不着任何研究或统计数据来说明,我们都明白现在的情况,老化随处可见,年纪愈大愈明显。

五十岁时,我们开始注意到自己的外表看来像我们的父母,头发渐白,皱纹愈来愈多;到了六十五岁,若那时没有罹患某种疾病或身有残疾,我们便认为自己算得上幸运;如果八十岁左右我们仍然在世,几乎能肯定的是,那时一定在与病魔对抗,生活变得更艰难、不舒适,也不怎麽愉悦。

根据一项研究发现,八十五岁的男性平均被诊断出患有四种不同疾病,而同龄女性则患有五种疾病,心脏病与癌症,关节炎和阿兹海默症,肾脏病和糖尿病,多数患者还有其他几种未确诊的疾病,包括高血压、缺血性心脏病、心房颤动,和失智症等[18]。没错,这些不同的疾病具有不同病状,分别在美国国家卫生研究院不同的大楼,和大学里不同的系所中进行研究。

可是,老化是上述所有疾病的风险因子。

事实上,老化是致病的唯一风险因子。

相较之下,其他事显得无关紧要。

以我母亲在世最后几年为例。我和大家一样,清楚吸菸会增加我母亲罹患肺癌的机率,但我也知道原因:香菸烟雾中含有一种名为苯芘(benzo[a]pyrene)的化学物质,会与DNA里的鸟嘌呤结合,引起双股断裂,导致变异;而且DNA修复过程中还会导致表观基因体游离与代谢途径改变,因此,在这个因老化诱发肿瘤形成(geroncogenesis)的过程中,癌细胞会蓬勃发展[19]。

长年接触香菸烟雾引发基因和表观遗传的变化,两者结合使罹患肺癌的机会增加了约五倍。

正因吸菸导致罹癌机率升高许多,再加上癌症治疗相关的巨额医疗成本,世上许多国家都有补助戒菸计划,也有许多国家在菸品外包装贴上健康警语,其中有些附有吓人的彩色图片,像是肿瘤或四肢发黑的照片。许多国家也通过立法规范,禁止某些菸品广告,还有许多国家透过惩罚性的课税来减少消费[20]。

所有措施都只是为了防止几种癌症五倍的增加率,而身为一位目睹自己母亲深受肺癌折磨的人,我会率先发声,说这一切努力完全值得。不论从经济或情感角度出发,这些行动都是值得的投资。

但是,请考虑以下几点,尽管吸菸会让罹癌的风险增加五倍,但当你五十岁时,会让你的罹癌风险增加百倍,到了七十岁时,风险更增加上千倍[21]。

如此成倍增加的机率同样适用于心脏病、糖尿病,以及失智症,族繁不及备载。即便如此,世上没有一个国家投入大量资源来帮助国民对抗老化,在当今鲜少达成共识的世界里,大家对老化的感觉就是「命该如此」。

光荣的战役

老化导致身体退化。

老化影响生活品质。

而且,老化有特定的病理。

老化符合上述条件,因此,它也符合我们称之为「疾病」的所有条件,只除了一点之外,它影响了半数以上的人口。

根据《默克老年病手册》(The Merck Manual of Geriatrics),一个影响不到半数人口的病就是疾病。但是,老化却影响了所有人。因此,该手册将老化称为「即使没有受伤、生病、环境风险或不当的生活方式,器官功能必然也会随时间衰退,且无法逆转」。

你能想像说癌症是必然且不可逆吗?或是糖尿病?或坏疽?

我可以,因为我们曾经如此说过。

这些疾病或许是自然而然形成的问题,但不表示它们就必然且不可逆;当然也不表示我们就得照单全收。

《默克老年病手册》对老化的看法错了。

然而,错误看法从未阻止过传统观念对公共政策产生不利的影响。正因「老化并非疾病」是普遍被接受的定义,所以,老化不见得适合纳入我们所建立的体系,像是医疗研究经费、药物开发、保险公司医疗费用报销等项目。

用语很重要,定义很重要,论述框架也很重要,然而,我们用来描述老化的用语、定义,和框架都与必然性有关。我们不是在开战前就先扔了毛巾投降,而是在还不知道可以选择打仗前就先停止抵抗了。

话虽如此,我们确实可以打这场仗,这场光荣的全球之战,而且,就我认为,这会是一场胜仗。

没道理发生在49.9%的人身上的病是疾病,但发生在50.1%的人口上的却不是,世界各地的医院与研究中心之所以建立出像在打地鼠般的医疗体系,正是因为这种落后的问题解决方法。

若我们能解决影响所有人的问题,特别是如此一来,还能对所有其他较小的问题产生显着影响,为何选择只关注影响少数族群的问题?

我们能解决影响所有人的问题。

我相信,老化是一种疾病;我相信,老化可以治疗;我相信,我们能在有生之年治疗老化。如此一来,我相信,所有已知关于人类健康的一切都将从根本上产生巨变。

即将发生的科幻故事

若你仍不相信老化是一种疾病,且容我告诉你一个秘密。我可以一窥未来。2028年时,一名科学家将发现一种名为LINE-1的新病毒,事实证明,全人类都感染了这种病毒,从我们父母身上继承而来。结果,原来LINE-1是导致众多其他疾病的罪魁祸首,像是糖尿病、心脏病、癌症,或失智症等,它会引发缓慢、可怕的慢性疾病,即便感染程度很低,最终全人类都将因此死亡。

所幸,全世界倾注数十亿美元来寻找解药。2033年时,一家公司将成功制造出预防LINE-1感染的疫苗,出生时就接种疫苗的新世代将比他们的父母多活上五十年,而原来这才是人类真正的自然寿命,但我们过去却一无所知。新世代的健康人类将同情过去世代,可惜了他们盲目地接受了五十岁时身体开始自然退化,且认为活到八十就算是有福气了。

当然,这只是我随意发明的科幻故事,但这故事或许比你想像的还要真实。

近期的一些研究显示,每个人基因体内都带有所谓的自私基因,名为LINE-1物质,它会随着我们年岁增长不断复制且破坏细胞,加速身体衰亡。后续章节将有更详细的讨论,但现在我之所以想聚焦于此,主要因为它提出了几个重要问题:LINE-1直接来自你的父母或是透过病毒感染,这很重要吗?你想根除LINE-1,还是让它在你的孩子体内生长并造成可怕疾病?你认为LINE-1会引发疾病吗?

若答案是否定的,是否是因为半数以上的人都带有此基因?

无论它是病毒、自私的DNA物质或仅是导致健康问题的细胞成分,又有何分别?最终结果都是相同的。

「老化是一种自然历程」的观念根深柢固,所以,即便我或多或少说服了你相信老化应该被视为疾病,请容我再进行另一个臆想实验。

试想地球上每个人通常可以健康活到一百五十岁,但你的家族却并非如此。八十岁时,你变得满脸皱纹、发鬓斑白、罹患糖尿病,且身体虚弱。在看到你们这群可怜不幸的人,处于如此令人怜悯的生存状态之后,哪位医师不会诊断你们家族罹患疾病,然后在医学期刊上发表你们眼睛经过处理的吓人照片,他的名字甚至可能被用来为疾病命名;社区团体将募款筹措资金,以研究你们家族不幸的遗传疾病并寻求解药。

这正是德国医师韦尔纳(Otto Werner)首次描述一种病症的状况,这种病症会让年约四十的人外表看来和感觉有如八十岁。这种疾病就是成人型早老症,也是我1990年代初抵麻省理工学院时所研究的疾病。当时没人说我正在研究的是必然且不可逆的事物,也没人说把成人型早老症称为疾病或寻找突破性疗法很疯狂,更没人告诉我或成人型早老症患者「命该如此」。

在我们眼前的,是这世上最致命、成本最高的疾病,但几乎无人从事相关研究,彷佛整个地球都神智不清一样,倘若你第一个念头是「但是我不想活超过九十岁」,我向你保证,我不会强迫你多活几年。

可是,在你下定决心前,且让我们进行最后一个臆想实验。

试想市政厅的承办人员发现你的出生证明上有个错误,原来你实际上是九十二岁。

承办人员说:「我们会再寄一张新的出生证明给你,祝你今天一切顺利」。

现在你是九十二岁了,感觉有何差异吗?你的生活一切如常,只是证件上的数字变了,你会因此突然想自杀吗?

当然不会,当人健康又充满活力时,只要身心感到年轻,年龄就无关紧要。不论你是三十二岁、五十二岁,或九十二岁,都是如此。据报导,美国许多中老年人因为身体依然强健,感觉自己比实际年龄年轻个十至二十岁;而感觉比实际年龄年轻,则与老年时死亡率较低且认知能力较佳相关[22]。只要继续努力,这可说是一个良性循环。

但是,不论你现在感觉如何,即使拥有积极的态度和健康的生活方式,你都已经患有一种疾病,而且除非有所作为,否则它迟早都会找上你。

我承认,把老化称为一种疾病,彻底悖离了人类健康与福祉的主流观点,而后者已经针对各种死亡原因建立了许多医疗介入方法来因应。但这个架构之所以会演变扩大,正是因为过去我们并不了解老化的原因。直到最近,我们所能获得的最大进展就是一系列的老化标志。但是,老化的资讯理论可以改变一切。

参考老化标志来引导介入疗法的发展并没有错,解决每个老化标志问题,对于改善人类生活可能大有助益。减缓染色体端粒耗损的介入措施,可能有助于促进大众的长期健康;同样地,维持蛋白质恒定、预防营养摄取失调、防止粒线体功能障碍、防止衰老、恢复干细胞活力以及减少发炎反应,都是延缓老化情况与问题的可能方法。

我目前确实也与世界各地的学生、博士后研究生及企业合作,共同针对各个老化标志开发解决方案,希望未来也能继续下去[23]。只要有助于减轻痛苦,我们都应该不断努力。

尽管如此,我们依然是分别在九条支流上建九个水坝。

2010年英国皇家学会的年会,与会者将这场战争称之为「老化的新科学」,为了共同破解「老化的新科学」,愈来愈多科学家开始正视老化根源存在的可能性与潜力。

只要齐心协力,我们便能够在老化的源头建一个大坝,不只在出现问题时才开始介入,不只是减缓衰老过程,我们可以完全消除所有的老化症状。

老化这种病是可医治的。

第二部:新知觀念(現在)

4. 健康長壽,從現在開始

每天,我都会收到来自世界各地的信,虽然数量起伏不定,但在我的研究或其他新近研究发表之后,信件总像潮水般从四面八方涌来。

人们会问:「我应该要吃什麽?」

他们也会恳请我:「请问我需要做些什麽才能参加其中的人体试验?」

还有:「你能让我女儿养的仓鼠活久一点吗?」这可不是玩笑话。

有些信件特别让人难过,像是最近有位男士来信,希望能以他母亲的名义捐款给我的实验室,他母亲历经老化相关的病痛折磨多年后不幸去世,他写道:「即便微不足道,我一定得要尽一己之力,防止同样的情况发生在别人身上。」

隔天,我收到另一位女士来信,她父亲刚诊断出患有阿兹海默症,她写信询问能否有办法让他加入任何研究,她恳求道:「我愿意做任何事,带他到任何地方,散尽家产也在所不惜,他是我唯一的家人,我无法想像即将发生在他身上的事。」

不远之处确实存有希望,但是对那些正在对抗老化肆虐的人而言,他们仍须继续与病魔缠斗,因为他们所生活的这个世界,大多数医生甚至从未想过人为何衰老,更遑论如何治疗衰老了。

本书所讨论的部分医学疗法及延寿的技术已经存在,有些则仍须等上数年,还有更多方法必须花费十年以上的时间,我们后续也会提及。

然而,即使无法接触到开发中的技术,不论是谁、住在哪里、年纪多大或赚多少钱,都能从现在开始学着与长寿基因为伍。

过去数百年来,诸如日本冲绳、哥斯大黎加尼科亚半岛(Nicoya)和义大利萨丁尼亚半岛(Sardinia)等百岁人瑞充斥之处,当地人便一直如此过日子。

你可能会意识到,这些都是作家布特尼(Dan Buettner)在2000年代中期对外介绍称之为「蓝色宝地」(Blue Zone)的地区。许多人希望能效仿长寿之地的人民生活方式,从那时开始,大家主要关注的重点就在于蓝色宝地的居民饮食;最终,这演变成所谓的「长寿饮食」(longevity diets)。此类饮食主要着重在百岁人瑞遍布之地的饮食共通点。绝大多数的建议都是多吃蔬菜、豆类,和全麦食品,然后少吃肉、乳制品和糖。

以此为起点相当不错,事实上,可说是很棒的开始。一直以来,各界对于什麽是智人的「最佳」饮食一直存在着广大分歧,即使是世上最顶尖的营养学家也不例外。可能原因在于,根本没有所谓的最佳饮食,人各有所别,因此,需要的饮食习惯也略有不同,有时甚至天差地别;但是,另一方面,我们又非常相似,因而适用的共通原则也大致相同:多吃菜、少吃肉,选择新鲜食物,而非加工食品。简单的道理我们都懂,但真要躬行实践却是大不易的挑战。

许多人不愿面对此一挑战,绝大部分是因为我们认为老化是人生必经之事,或迟或早,但我们总被教导,人终有一天会老去。

从前说到肺炎、流感、肺结核,和胃肠疾病时,也曾抱持如此看法。1900年时,上述四种疾病是美国近半数死亡人口的死因,而且,若你活得够久,几乎可确定其中一种疾病终究会找上你。

时至今日,极为少数的人因肺结核及胃肠疾病而死,因肺炎与流感夺走的性命,不到一百多年前的10%,多半的人是因年老体弱而死亡。

所以,这期间发生了什麽变化?

因为论述框架改变了。医学进步、科技创新,与资讯更加丰富引导我们的生活方式与选择,改变我们的想法,不再接受这些疾病是「命该如此」。

我们也不必接受老化就是命该如此。

然而,即便有人能迅速直接取得未来几十年促进健康长寿的最新药物与技术,到达理想寿命与健康寿命也不会像切换开关一样容易。

选择永远有好有坏,而这始于我们选择吃进身体里的东西。

还有,不吃的东西。

长寿建议:节制饮食

在我研究老化二十五年,并阅读上千份科学报告之后,你若要我提供一个确保健康长寿的可靠方法、一个你马上能采行并有助于长寿的行动,那就是──少吃点。

这自然不是什麽革命性的发现。远自古希腊医师希波克拉底时,当时的医生就大力鼓吹限制饮食的益处,但并不是像西元四世纪时基督教僧侣彭迪谷所建议的拒绝贪食(gluttony)的重大罪过,而是透过「有意的禁欲」(intentional asceticism)。

少吃并非要你营养不良或挨饿,这些都无益延年益寿,更别说会增加多少好日子了。但是,透过禁食,让我们有幸享有丰饶生活的身体偶尔处于匮乏状态,无疑是有益于健康长寿。

希波克拉底深知此点,彭迪谷也是,科尔纳罗(Luigi Cornaro)也知道,这位十五世纪的威尼斯贵族是自助手册(self-help book)之父。

科尔纳罗为旅馆老板之子,经商致富后,大肆挥霍钱财,饮酒作乐,纵欲寻欢。三十五岁左右,这可怜的家伙因为暴饮暴食、饮酒过量和纵欲而感到筋疲力尽,决心节制自己各方面的生活。关于他在做出此重大决定后的性生活详情如何,历史纪录有些含糊[1],但关于他进食与饮酒的习惯倒是记载详尽,他一天吃的食物不超过三百四十克,而且只喝两杯酒。

科尔纳罗在他的着作《节制生活第一讲》(First Discourse on the Temperate Life)写道:「我已养成饮食或喝酒不完全满足食欲的习惯,永远留有摄食的空间[2]。」

科尔纳罗发表了此份指南时,年约八十多岁,而且健康状况绝佳,若没有如此有利的个人证据做为证明,令人信服其建议有可取之处,他关于简单生活有益的论述或许不会引起任何注意,据说他在1566年辞世时已快一百岁,有些消息甚至说岁数更高。

近期,巴黎医学院(Paris Medical Academy)院长圭尼奥(Alexandre Guéniot)教授于二十世纪之交时以限制饮食生活着称。他基于「饥饿有助于健康」的假设在当时并无任何科学证据支持,纯属个人直觉。据称因此遭到当代人讪笑,但最后他活得比其他任何人都久,最终享寿一百零二岁。

其他生物也适用的长寿法则

现代科学首度探索严格限制饮食的终身功效,始于第一次世界大战末期,当时长期合作的生物化学家门德尔(Lafayette Mendel)和奥斯伯恩(Thomas Osborne)与研究员费瑞(Edna Ferry)共同发现,早年因缺乏食物而发育迟缓的母鼠,其寿命比饱食的小鼠还要长[3]。

现今知名的康乃尔大学教授麦凯(Clive McCay)利用前述1935年的研究证据,证明小鼠饮食中含有20%无法消化的纤维素(基本上就是纸板),比起被喂食正常实验室食物的小鼠,寿命明显更长。接下来长达八十年的研究一再证实,无营养不良情况的热量限制(calorie restriction,CR)饮食有益于延长各种生物的寿命。此后,科学界也进行了数百项关于小鼠的研究,以试验热量对于健康与寿命的影响,研究对象主要针对公鼠。

即便是酵母菌,减少卡路里也有同样效用。我在1990年代末首次观察到,喂食少量葡萄糖的酵母寿命更长,而且其DNA格外紧实,大幅延缓了不可避免的ERC(染色体外rDNA环)累积、核仁爆炸与不育。

若此种情况只在酵母菌身上见效,那就只是有趣的科学观察。但是,我们已知啮齿类动物饮食受限时,同样也活得较久;而且,后来发现果蝇也是如此[4]。显然,此一遗传机制相当古老,也许甚至与生命本身一样久远。

在动物研究中,启动去乙酰酶机制的关键,显然是透过热量限制让生物处于危险边缘,意即只给予刚好的食物让身体足以健康运作,仅此而已。这非常合理,此做法可启动生存回路,告诉长寿基因执行自太初以来就在做的工作,也就是强化细胞的防御力,确保生物在逆境中存活,防止疾病与恶化,尽量减少表观遗传变化和减缓老化。

然而,显而易见的,想在受控制的科学环境中进行人体测试相当不易。可悲的是,历史上并不乏人类不得不禁食的状况,只是那些时期通常涉及因粮食缺乏造成的营养不良。而要让一群测试对象长时间处于生理的危险边缘极具挑战,这将需要全面性的对照研究。

尽管如此,早在1970年代,就有观察性研究强烈建议,长期限制热量摄取有助于人活得更长久、更健康。

冲绳人为何比较健康?

1978年,在素来以百岁人瑞闻名的冲绳岛上,生物能量学研究人员香川靖雄(Yasuo Kagawa)发现,岛上学童摄入的总热量不到日本本岛学童的三分之二。除此之外,成年冲绳人也较精瘦,比本岛成年人摄取的卡路里量少了20%。香川靖雄指出,冲绳人不只活得更久,健康寿命也更长,且罹患脑血管疾病、恶性肿瘤,与心脏病的比例明显较少[5]。

1990年代初,生物圈2号(Biosphere 2)研究实验提供了另一项证据。自1991年至1993年,八名受试者在此两年间居住在亚利桑那州南部、占地一点二公顷的封闭生态圆顶建筑里,仅能依靠自行种植的食物维生。只可惜受试者有些农艺不精,种植的食物并不足以维持一般的饮食习惯,虽然缺粮的情况不至于糟到让他们营养不良,但他们也确实时不时处于饥饿的状态。

其中一名囚犯(在此的「囚犯」指的是「实验对象」)刚好是来自加州的研究者沃尔福德(Roy Walford),他进行的「延长小鼠寿命研究」,至今依旧是老化领域新进科学家的必读资料。我毫无理由怀疑沃尔福德会破坏农作物,但这个实验与他的研究如此凑巧,正好让他有幸藉机在人体上验证他的研究发现。

由于受试者居住在圆顶之前、当中两年期间内,和之后都受到完整的医学监测,所以为沃尔福德和其他研究人员提供了一个独特机会来观察热量限制的数种生物效应。他们在受试者体内观察到的生物化学变化,与沃尔福德在其热量受限制的长寿小鼠中所见,可说是相当接近,例如:体重减少(15%至20%),血压下降(25%),血糖降低(21%),和胆固醇下降(30%)等等[6]。

近年,已有几项人体研究开始进行,但事实证明,要让自愿受试者减少食物摄取量,并长时间维持热量限制,是相当困难的事情。正如我的同事海尔布隆(Leonie Heilbronn)和拉福森(Eric Ravussin)2003年在《美国临床营养学期刊》(The American Journal of Clinical Nutrition)所写道:「当前关于非肥胖人士饮食热量限制的影响,缺乏充足且优质的研究资讯。这反映出,在有利于过度饮食的环境中,要进行长期研究的难处;同时,在自由独立的人类身上进行此类研究也引发道德和方法论方面的疑虑[7]。」

2017年,《老年病学期刊》(The Journals of Gerontology)刊出一篇报告,杜克大学研究团队说明他们如何限缩一百四十五名成年人的饮食卡路里,比一般推荐的健康生活所需热量减少25%;但人性使然,两年内实际达到的热量限制平均约为12%。然而,即便结果如此,仍足以让科学家从受试者的血液生物标记变化中有所发现,他们观察到受试者健康状况的显着改善与生理老化的延缓[8]。

如今,有许多人拥护严格限制热量的生活方式;约莫十年前,在禁食重新蔚为风潮之前,其中有些人曾来过我在哈佛的实验室。

当时,我询问阿芙里尔(Meredith Averill)和她丈夫麦葛洛辛(Paul McGlothin):「你们不觉得这种生活方式很辛苦吗?不会时时感到饥饿吗?」当时两人是热量限制国际学会(CR Society International)成员,至今仍大力提倡热量限制饮食,他们将卡路里摄取量限制在一般医师推荐的75%,有时甚至更少。

麦葛洛辛回我:「一开始肯定会,但会慢慢习惯,我们感觉很棒!」

那天我们共进午餐时,麦葛洛辛向我们解释食用有机婴儿食品的优点,同时啜食一坨在我看来像柳橙糊的东西。而且,我还注意到他和阿芙里尔都穿着高领毛衣,但当时并非冬天,而我实验室里的人多半舒适地穿着T恤。但是,他们的体脂非常少,自然需要更多温暖。

近七十岁时,麦葛洛辛的饮食显然并未减慢他的人生步调,当时他已是一家成功的行销公司执行长,还是前纽约州西洋棋冠军。不过,他的外表看上去并未比实际年龄年轻,我猜想多半是因为身体缺乏脂肪,因而暴露出皱纹;但他的血液生化数据却恰恰相反。到了他七十岁生日时,从血压和低密度胆固醇,到静止心律和视力,他的健康指标都与一般年轻人无异[9]。相较我们从热量限制小鼠的长寿研究发现,他的健康数据的确非常雷同。

恒河猴研究

目前已知关于终身热量限制对人体健康的影响,确实多半来自短期研究与传闻,但有位人类的近亲帮我们更深入了解此种生活方式的长期功效。

自1980年代开始,针对人类在遗传上的近亲──恒河猴,进行热量限制的长期研究,结果惊人且备受瞩目。在研究之前,恒河猴已知的最长寿命为四十岁。然而,该研究中二十只限制热量饮食的猴子,有六只达到此岁数,这相当于活到人类的一百二十岁。

要如此长寿,猴子不需一生都接受热量限制的饮食。部分受试的猴子饮食开始降低30%的热量时,年届中年[10]。

热量限制即使在小鼠十九个月大时才开始,也就是相当于人类六十至六十五岁时才开始,依然有助于延长寿命。但是,愈早开始限制饮食热量,小鼠寿命增加的幅度就愈大[11]。我们从这些研究与其他动物研究得知,热量限制与长寿的好处难以「脱钩」。不过,最好及早开始,别晚过四十岁。毕竟从分子层面而言,年纪过了四十岁,身体就开始走下坡了。

可是,这并不表示热量限制就适合每个人。我以前的实习生安德森(Rozalyn Anderson),现今为威斯康辛大学知名教授,也是恒河猴研究着名的研究员,甚至连她都说,在她眼里,长期降低30%卡路里的低热量饮食犹如「疯狂饮食」[12]。

话虽如此,也不见得人人都觉得这种饮食法很疯狂,尤其是热量限制经证明既可有效延长寿命,还能预防心血管疾病、糖尿病、中风和癌症。热量限制显然不仅是长寿方案,还是活力方案。

可是,许多人仍然难以接受此种饮食法,人得要有强大的意志力,才能抵挡家里冰箱的诱惑,或避免在工作时吃点零食。我们这一行有句老话说得好,就算热量限制无法使你长寿,至少也会让你感觉良好。

若真的敌不过口腹之欲,其实也没关系,因为愈来愈多研究证实,严格限制热量的益处也可透过另一种方式取得。事实上,此种方式甚至可能更好。

定期禁食

为了确保基因对食物短缺产生反应,不见得要一直维持饥饿的状态。毕竟,一旦习惯了压力,便毫无压力可言。

间歇性禁食(Intermittent fasting)经常被形容为健康方面的创新方法,意指维持正常饮食,但周期性不进食。但是,早在我来自加州大学洛杉矶分校的朋友隆戈(Valter Longo)大肆宣扬间歇性禁食的好处之前,过去一世纪的大半时间,已有许多科学家在研究周期性热量限制的效果。

1946年,芝加哥大学研究人员卡森(Anton Carlson)和霍泽尔(Frederick Hoelzel)利用小鼠进行定期禁食的研究,他们发现每三天禁食一次的小鼠比起正常饮食的小鼠,寿命多出15%至20%[13]。

当时,普遍认为禁食是让身体得以「休息」[14],但这和我们现在已知当身体缺乏食物而遭受压力时的细胞状况恰好相反。无论如何,卡森和霍泽尔的研究,都为不定期热量限制的长期效果提供了宝贵资讯。

目前并不清楚这两位研究人员是否将他们所学应用到实际生活,但两人的寿命在同代人中都相对较长。卡森辞世时八十一岁;霍泽尔则活到七十四岁,而且他多年来拿自己做实验,包括为了研究某些物体得花多久时间才从身体排出,他吞下了砂砾碎石、玻璃珠,和滚珠轴承。结果,大家竟然还说我疯狂。

现今的人体研究证实,即使禁食的时间相当短暂,偶尔的热量限制依然能带来巨大的健康效益。

其中一个研究,受试者多数时间都饮食正常,但每个月有五天严格控制饮食,只能喝蔬菜汤、吃能量棒,和补给品。短短三个月的时间,维持「假禁食」饮食的研究对象体重下降,体脂减少,血压也降低了。

不过,最重要的是,受试者体内的类胰岛素生长因子(insulin-like growth factor 1,IGF-1)浓度较低。IGF-1为主要在肝脏内制造的荷尔蒙。IGF-1与IGF-1受体基因变异与低死亡率和低罹病率相关,且经常在家族寿命超过百岁的女性基因中发现[15]。

IGF-1浓度与长寿息息相关,根据美国纽约爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)研究学者巴席莱和徐有信(Yousin Suh)的研究,IGF-1影响重大,在某些情况下,甚至可用来准确预测一个人的寿命。

人瑞的「养生之道」

巴席莱和徐有信是遗传学家,专门研究百岁以上却无任何老化相关疾病的人瑞。此一独特群体是相当重要的研究族群,因为这群人提供了大家所希冀的老化模式,大家都不愿额外的年岁必须伴随多余的苦痛。

找到这个族群时,我们发现在某些情况下,吃进体内的食物是什麽其实无关紧要,这群人身上带有的基因变异似乎让他们无论吃什麽都处于禁食状态。任何认识百岁人瑞的人都能证明,想活到百岁,不用一生都做出完全正确的健康决定。

巴席莱的团队在研究近五百位超过九十五岁的德裔犹太人时发现,许多人的行为根本是反其道而行,背离医生长久以来建议我们避免的事,像是吃油炸食物、吸菸,还有终日久坐,大量饮酒。

巴席莱曾问过他一位百岁研究对象,为何她硬是不愿听从医师建议戒掉吸了一辈子的菸。她苦笑道:「有四个医生告诉我吸菸会害死我,这下好了,他们现在全都死了,不是吗?」

有些人天生就是遗传的赢家,而我们其他人则得多下点额外工夫。不过,好消息是表观基因体具有可塑性,它并非数位,因此容易改变,我们可以透过生活方式来影响此种生物类比调控的表现。

重点不只在于我们的饮食内容,而是饮食方式。事实证明,在希腊伊卡里亚岛(Ikaria),这个世称「人们忘记死亡的岛屿」的蓝色宝地,禁食行为与长寿密切相关,那里有三分之一的人口活到九十岁以上,每个年长的居民几乎都是希腊东正教的虔诚信徒,而且严守宗教日历,当中要求某种程度的禁食达半年以上[16],意味着许多日子里,他们不能吃肉、乳制品或蛋,有时甚至也不能碰酒或橄榄油,对部分希腊人来说,这几乎与完全禁食没两样。此外,许多希腊人在领取圣餐(Holy Communion)前会遵守完全禁食一段时间的传统[17]。

在其他知名的长寿宝地,如中国广西巴马县,当地人明明可以获得优质健康的食物,却选择每天长时间空着肚子[18]。此地有许多百岁人瑞毕生都不吃早餐,他们通常在接近中午时吃每天的第一顿饭,然后傍晚时再与家人共享丰盛的晚餐。因此,他们一天经常有十六小时以上的时间没有进食。

在这些地方进行研究调查时,以及试图将禁食应用于现代生活时,我们发现有数十种热量限制方法更为持续可行,而且许多方式都采所谓定期禁食的方式,也就是不需要一直挨饿,偶尔利用饥饿感来刺激生存回路。

长时间下来,有些饮食限制方式经证明比其他方式奏效。一种受欢迎的定期禁食方法是不吃早餐,然后晚点吃午餐(16:8饮食法);另一种是每周选择两天吃少于75%的热量(5:2轻断食法)。假使比较有冒险精神,不妨尝试每周断食几天(吃停吃饮食法),或仿效健康专家阿迪亚(Peter Attia),每月断食整整一周。

目前这些有益长寿和健康的各种模式正一一进行动物试验,人体研究很快也将进行。短期研究看来相当乐观,我相信长期研究也将如此。然而,于此同时,只要不造成营养不良的情况,几乎任何定期禁食饮食法都可能有助于长寿基因发挥作用,带领你走向更长远、康健的生活。

此种饮食方式无需多花钱,甚至可以省钱。此外,若你不是爱放纵自己大吃大喝的人,每个月要禁食几天的成功机率或许较高。

然而,现代人的饮食习惯演变至今,对许多人来说,任何形式的禁食恐怕都行不通。

我尝试过热量限制饮食法,但无法坚持下去,饿肚子的感觉真不是开玩笑,而且,食物实在太诱人了。最近,我开始采取定期禁食法,每天少吃一、两餐,不过,我得老实承认,这多半不是故意的,我只是忘了吃饭罢了。

摄取正确的胺基酸

截至目前,我们只讨论了透过限制饮食来启动生存回路,但是,饮食内容其实也相当重要。

没有胺基酸的话,人很快就会死亡,胺基酸是构成人体各种蛋白质的基础。少了胺基酸,尤其是人体无法自行合成的九种必需胺基酸,我们的细胞将无法组成生命所需要的酵素蛋白。

肉类含有所有的必需胺基酸,是简单的能量来源,但并非毫无代价。实际上,代价相当高。姑且不论你对食肉在道德上的看法为何,肉对人体都是谋杀。

那麽,我们可以不吃蛋白质吗?讽刺的是,蛋白质会让人产生饱足感,对小鼠而言也一样,还有成群需要营养的蝗虫也是如此,这便是为何牠们会自相残杀[19]。由此看来,动物生活中无法轻易限制饮食中的蛋白质,却不感到饥饿。

关于食用动物性蛋白质的害处,一般并无太大争议。一项又一项研究显示,以动物肉类为主的饮食,心血管相关疾病死亡率和罹癌风险较高。加工过的红肉尤其不利于健康,热狗、香肠、火腿,和培根也许美味无法挡,但同时也可能致癌,数百项研究指出,这些食物与大肠癌、胰脏癌,和前列腺癌有关[20]。同时,红肉内也含有肉硷(carnitine),肠道菌会将其转化为可能导致心血管疾病的化学物质氧化三甲胺(trimethylamine-N-oxide, TMAO)。

然而,这不代表吃点红肉就会害死你,过去狩猎采集者的饮食是混合了各种植物纤维和营养成分,并适度加入一些红肉和鱼类[21],但若想活得长寿又健康,你的饮食可能得看来像是兔子的午餐,而非狮子的晚餐。许多研究显示,以更多植物性蛋白代替动物性蛋白时,总死亡率(all-cause mortality)皆大为降低[22]。

从能量观点来看,好消息是任何一种胺基酸都可从植物性蛋白中取得;但坏消息是,有别于大多数肉类是完全蛋白质,任何特定植物通常只能提供有限的胺基酸。

尽管如此,从提供活力来看,仍算得上是个好消息。因为整体胺基酸供不应求,或单一胺基酸短暂缺乏,正好可让身体承受压力而启动生存回路。

你是否还记得,当mTOR此种酵素受到抑制时,它会迫使细胞减少用于分裂的能量,并将更多能量分配到自噬过程,回收受损与错误摺叠的蛋白质。我们在研究过的每种生物上都曾观察到,此种让身体低调沉寂的活动有益于延长生命力。

而接下来,我们将要了解的是,mTOR不仅受到热量限制影响[23],若想防止mTOR过于活跃或太常启动,尝试限制胺基酸摄取量也是个好办法。如此一来,想抑制此种特定的长寿基因非常简单,只要限制你的肉类与乳制品摄取量即可。

此外,愈来愈清楚的一点是,我们对必需胺基酸的需求并不尽相同。美国国家卫生研究院的德卡布(Rafael de Cabo)、密西根大学的米勒(Richard Miller)和哈佛医学院的米契(Jay Mitchell)多年来的研究发现,喂食小鼠较少量的必需胺基酸──甲硫胺酸(methionine),对启动身体防御机制特别有效,可避免器官在手术过程中缺氧,并使健康寿命增加20%[24]。

我从前一位学生拉铭(Dudley Lamming)如今负责主持威斯康辛大学的一所实验室,证明了限制甲硫胺酸可帮助过胖的小鼠迅速摆脱大量脂肪。即便被拉铭称之为「沙发马铃薯」的小鼠持续进食且不运动,牠们的脂肪依旧在一个月内减少了70%,且血糖数值也随之降低[25]。

人体无法缺少甲硫胺酸,但我们能尽力限制摄入体内的含量。牛、羊、家禽、猪等肉类,和鸡蛋中含有大量甲硫胺酸;反之,植物蛋白质里,此种胺基酸一般含量较少,正好足以维持生存,但不至于让你的肉身过于「自满」。

精胺酸(arginine)和白胺酸(leucine)、异白胺酸(isoleucine)与缬胺酸(valine)三种必需胺基酸组成的支链胺基酸群(branched-chain amino acids)也是如此,同样可活化mTOR。这些胺基酸的低含量与寿命增加相关[26],在人体研究中,减少支链胺基酸群的摄取经证实可显着改善代谢指标[27]。

少了这些胺基酸,人无法继续维持生命,但至少我们大多数人能设法少量摄取。我们可减少食用鸡肉、鱼类,和鸡蛋等多数人视为「优良动物性蛋白质」的食物,尤其当身体无需利用这些食物从压力或伤害中康复时更是如此。

上述说明听来似乎违背直觉,毕竟,胺基酸常被视为有益身体健康,事实也确实如此。以白胺酸为例,其众所周知的功用就是有助于增强肌肉,所以健身人士训练前、中、后狂饮的许多高蛋白饮品中,常见含有大量白胺酸。但是,你的肌肉之所以能变得强壮,原因在于白胺酸活化了mTOR,而这基本上就是在告诉身体「现在时机不错,让我们关闭生存回路」[28]。然而,长期下来,高蛋白饮或许会阻碍关闭mTOR路径提供长寿的益处。有一项研究从小鼠饮食中完全移除了白胺酸,证明了在短短一周内,小鼠体内的血糖浓度明显降低,而这也是健康状况提升的关键指标[29]。所以,人体当然需要一点白胺酸,但只要少许对健康就能见效。

根据这些研究发现,或可解释为何素食者比荤食者罹患心血管疾病与癌症的机率要低得多[30],胺基酸摄取量减少因而抑制了mTOR并非唯一原因,低卡路里、高多酚,还有超越人类同伴的优越感,这些都有所帮助,除了最后一项以外,其他所有要素都有力地说明了为何素食者更为健康长寿。

即便低蛋白、富含蔬菜的饮食有助于延寿,但并不会因此提高我们的最高寿命,这是因为让身体处于营养逆境中,并不会让长寿基因充分发挥作用,还必须诱发一些肉体上的困境。若非如此,我们将错过进一步启动生存回路的关键契机,道理就像拥有一辆精美跑车,但你只在周日早晨开出一个街区就折返一样,长寿基因将可悲地处于无用武之地。

既然车子马力十足,我们的工作就只需热个引擎,然后把它开出去兜风就行。

动起来吧!

几个世纪以来,运动一直是促进生命活力的良方,但个中原因,并非大多数人甚或许多医生所想的那样。

自从英国医师哈维(William Harvey)发现血液是透过复杂的血管系统在人体循环流动以来,近四百年间,医生普遍认为运动可促进血液循环,减少血小板堆积,因而有助于改善健康状况。

但是,原因并非如此。

运动确实会改善血液流动,增进心肺功能,也的确有助于肌肉更加强健。然而,比起这些,更重要的、真正的缘由在于更小规模层面所发生的简单情况,也就是发生在细胞里的情况。

当研究人员研究数千名运动习惯各不相同的成年人,观察其血液细胞中的染色体端粒长度时,他们发现了惊人的相关性:运动量大的人端粒较长。根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)发布于2017年的一项研究,运动量相当于至少每周五天慢跑半小时的人,比那些久坐不动的人,其端粒显然年轻近十年[31]。但是,为何运动会延缓端粒缩短呢?

你只要思索一下,长寿基因如何利用古老的生存回路运作,就会发现这样的结果相当合理。想要活化长寿基因,让细胞转换成生存模式,限制摄食量与饮食中减少摄取大量胺基酸并非唯一方法。

运动显然是对身体施加压力的另一种方式。运动可提高NAD浓度,进而活化生存网络,增加能量产生,并迫使肌肉增生更多微血管以携带氧气。不论热量摄取多寡,运动有助于长寿调控因子AMPK、mTOR,和去乙酰酶正确调节,促进新的血管产生,改善心肺健康,使人更强壮,当然,还能延长端粒。

举例来说,SIRT1和SIRT6有助于端粒延伸,并可包覆端粒防止其降解剥损,它们之所以有此作用,并非因为缺乏食物或任何特定的营养物;反之,它们会启动是因为生存回路所掌管的激效作用,而运动这种较温和的逆境可唤醒并启动细胞防御能力,且不会造成太大破坏。

可是,运动没有捷径,人人都得靠自我鞭策,特别是随着年纪渐长更应如此。然而,六十五岁以上的人只有10%保持运动习惯[32]。至少,好消息是,我们不必连续运动数小时。

近期研究发现,每周跑步六至八公里的人(对许多人而言,这样的运动量每天仅需不到十五分钟就能达成),心脏病发作的死亡率可降低45%,总死亡率则可降低30%[33],着实效益斐然。

研究人员还检视了超过五万五千人的病历,并将这些文件与十五年内颁发的死亡证明进行交叉对照。他们从其中三千四百一十三名死亡案例中观察到,那些告诉医生自己有跑步习惯的人死于心脏疾病的机率远小得多,这结果不令人意外。即使研究人员转而针对肥胖和吸菸进行观察,在研究期间跑步者死亡的机率也相对较低。最令人震惊的莫过于,不论跑多少步,显然同样都有健康效益,即使是每天约十分钟的适度运动也有益于延长寿命。

尽管如此,悠闲的散步与快跑之间依然有所分别。为了完全启动长寿基因,强度至关重要。梅约医学中心(Mayo Clinic)研究人员研究了各类运动对不同年龄层的效果,他们发现,虽然许多运动对健康都有正面效益,但是唯有能明显提高心律和呼吸速率的高强度间歇训练(high-intensity interval training,HIIT),启动促进健康的基因数量最多,年长的运动者数量更为显着[34]。

剧烈运动让人倍感艰辛时,你肯定深有所觉。你的呼吸加深加快,心跳次数达最大心律的70%至85%,你汗如雨下,得先喘几口气才能说上几句话,这是典型的缺氧反应,正好足以引发适度压力来启动身体的抗老防卫机制,但又不会造成永久性伤害[35]。

我们仍在努力了解所有长寿基因的作用,但是有件事已相当清楚,透过运动活化的长寿基因是运动有益健康的原因,益处包括延长端粒;促进新的微血管产生,输送更多氧气到细胞;增强粒线体活性,以消耗氧气制造更多化学能量。

许久以来,我们便知道这些身体活动会随着年纪大而退化;但是,现在我们也知道,受到运动施加压力影响最大的基因可使身体活动恢复至年轻时的水准。换句话说:运动会启动基因,使我们从细胞开始再次回复青春。

我常被问到:「我能吃想吃的东西,然后再消耗掉多余的卡路里,这样行吗?」我的回答是「不行」。当你提供小鼠高热量饮食,之后再让牠们消耗掉热量,寿命延长的幅度几乎微乎其微。

热量限制饮食也是相同道理。若你把肚子填饱,即便热量不高,也会失去部分的健康效益。热量限制法要起作用,饥饿感必不可少,因为饥饿有助于启动大脑释放长寿激素的基因,至少根据美国爱因斯坦医学院蔡东升的最新研究证实如此[36]。

禁食和运动两者结合能够延长寿命吗?这自然是毫无疑问,若你同时做到了这两件事,那麽恭喜你,长寿之路就在脚下。

不过,还有更多养生秘诀可以让你更长寿。

偶尔让身体感到寒冷

二十多岁抵达波士顿前,我一直都待在澳洲。从文化上来说,我并没有适应困难的问题。一周之内,我就找到哪个市场有卖维吉麦,有人会说这种深色的酵母抹酱,大概需要从小进行重大的表观遗传改造,长大才懂得享受它的好。我花了点时间才找到卖肉派、雀巢蜂巢巧克力棒、甜顶巧克力饼干,和麝香糖果棒的最佳去处,但最后也都设法买到所有想念的家乡味。不久之后,我也不再在乎美国人似乎难以区分澳洲和英国口音(一点都不难,澳洲腔更性感些)。

对我而言,最难适应的是寒冷。

小时候,我以为自己知道什麽叫冷。当雪梨超过一世纪的官方气象站天文台山(Observatory Hill)显示温度接近结冰(freezing)时(现代历史上气温其实从未降到冰点以下),那就是寒冷。

波士顿是另一个世界,果真是天寒地冻。

我花钱买了外套、毛衣和长袖内衣,且多半待在室内。就像许多博士后研究生一样,我经常熬夜,全心投入研究工作;但是,事实是,我之所以许多晚上不回家,是因为我不想走到户外。

今时今日,我希望当初自己能有不同的应对方式,希望当初干脆告诉自己坚强点,在酷寒中散个步,或在一月中旬将脚浸入查尔斯河。因为事实证明,启动长寿基因的另一种高效方法,就是将身体暴露于不舒适的温度之下。

当我们脱离中间温度带(thermoneutral zone),意即离开身体不需特别努力即可保持温暖或凉爽的温度范围,一切随之发生变化。我们的呼吸方式改变了,流入和流经皮肤这个人体最大器官的血液产生转变,心跳加速或减慢。之所以会产生这些反应,并非「理所当然」,所有反应都可追溯至数十亿年前「幸存的勇者」为生存而战的遗传根源。

体内平衡(Homeostasis)是生物在外部环境变化下,保持内在稳定平衡的趋向,是共通的生物学原理。它也是引导生存回路的力量,因此,体内平衡的情况随处可见,尤其在低温环境下。

随着科学家日渐关注减少食物摄取量对人体的影响,大家很快就发现热量限制具有降低核心体温的作用。最初,我们并不清楚这是否有助于延长生命力,或仅仅是生物暴露于此种特殊压力下时,体内发生各种变化的副作用。

不过,2006年时,斯克里普斯研究院(Scripps Research Institute)一组研究团队对部分实验室小鼠进行基因改造,利用巧妙的基因工程技术改造其体内的恒温机制,实现了一大壮举,使牠们的体温比正常小鼠低了半度。

该团队在小鼠的下视丘加入额外的UCP2基因,下视丘负责调节皮肤、汗腺和血管,UCP2使下视丘的粒线体发生短路,因此产生较少能量但更多热量,反过来导致小鼠体温调降了摄氏半度。结果显示,雌鼠寿命延长20%,相当于增加七年的人类健康寿命,而雄鼠寿命则延长了12%[37]。

此研究所涉及的基因不仅隶属于复杂的生理机制,可诱使下视丘认为小鼠体温较高,也是一次又一次与长寿相关的基因,而人类体内也有类似基因。

五年前,来自贝丝以色列女执事医疗中心和哈佛医学院的研究人员组成的联合研究小组指出,小鼠的UCP2基因失去效力时,衰老速度更快[38]。2005年,当时在康乃狄克大学健康中心的赫尔芬德与其团队证明,针对性上调果蝇的同功基因(analogous gene),母果蝇寿命可延长28%,公果蝇则提高11%[39]。

2017年时,感谢加拿大魁北克拉瓦尔大学的研究人员,UCP2基因与老化的关联终于获得证实,该团队证明UCP2不仅能让小鼠「变冷」,低温会让基因活化棕色脂肪组织(brown adipose tissue)[40]。

棕色脂肪组织富含粒线体,简称「棕色脂肪」。过去一直被认为只存在于婴儿体内。现在我们知道,成人体内也有棕色脂肪,只是年纪愈大,数量愈稀少。随着时间过去,它变得愈来愈难找,不但与白色脂肪混在一起,而且在整个身体里分布愈加不均。

棕色脂肪在不同人体内的不同区域「闲晃」,有时在腹部,有时分布于上背。这使得研究人类棕色脂肪更加困难,通常得运用正子断层造影才能定位,而且还得先注射放射性葡萄糖做为显影剂。不过,啮齿动物研究为棕色脂肪与长寿的关联提供了重要资讯。

例如,一项针对基因突变(Ames)侏儒鼠进行的研究指出,这些格外长寿的Ames侏儒鼠体内,棕色脂肪的功能更强[41]。其他研究则显示,拥有大量棕色脂肪或每天受冻三小时的动物,负责调控粒线体、增强UCP的去乙酰酶基因SIRT3数量明显增加,且罹患糖尿病、肥胖与阿兹海默症的比例大幅降低[42]。

综合上述,这就是为何我们必须了解如何以化学物质取代棕色脂肪发热作用(thermogenesis)的原因[43]。名为粒线体解偶联剂(mitochondrial uncoupler)的化学物质可模仿UCP2的效用,让质子渗出粒线体膜,就像在水力发电厂的大坝上钻孔一样,使粒线体发生短路,结果不是变冷,而是产生热量这个副产品。

致命的减肥药

2,4-二硝基酚(DNP)是一种味道香甜的粒线体解偶联剂,第一次世界大战期间用来制作炸药。很快大家就发现,接触这种化学物质的人,体重会迅速流失,其中一人甚至因接触过量而丧命[44]。

1933年,史丹佛大学医学院的两位医师柯庭(Windsor Cutting)和坦特(Maurice Tainter)总结一系列论文并指出,DNP明显有助于提高代谢率[45]。同年,尽管柯庭和坦特提出「DNP具有某些潜在危险」的警告,美国仍有二十几家公司开始销售DNP药品,英国、法国、瑞典、义大利,和澳洲等国其他公司也开始贩售。

结果,产品大卖,甚至卖得有些好过头了。

仅仅一年后,坦特在美国公共卫生学会演说时提到:「各界对DNP减肥药有着高度的兴趣与热情,但它的广泛使用已成为公共卫生领域令人忧心的议题,该药品的总用量相当惊人。」

片刻之后,他丢出了爆炸性宣言说:「去年,史丹佛大学医学院的诊所(Stanford Clinics)……已供应了……超过一百二十万颗零点一克的DNP胶囊[46]。」

超过一百万颗胶囊?单单从一间大学?一年之内?简直难以置信。而且,那时可是1933年,当年加州人口仅是现在的八分之一,据报导每人每周体重就减轻了一点三六公斤。大家都松了一口气,终于出现见效的减肥药了。肥胖不久将成为过去历史。

不过,这场新陈代谢的庆典并不长久,开始有人死于用药过量,其他长期副作用也一一出现。1938年的《联邦食品、药物及化妆品法》(United States Federal Food, Drug, and Cosmetic Act)宣布DNP「极度危险且不适合人体服用。」

顺带一提,该法案由参议员柯普兰(Royal Copeland)撰写。身为一名顺势疗法医师的柯普兰,在去世前几天,加强了天然补品的多项豁免,该产业至今几乎不受监管且收入高达1220亿美元。

《联邦食品、药物及化妆品法》理所当然禁止了危险物质,但肥胖成为过去的希望也随之破灭[47]。有传闻指出,第二次世界大战期间,俄罗斯为了让士兵保暖,依然开立DNP予其服用[48]。如今仍有一些无良的人在网路上贩售DNP,但是,违法也必须后果自负。2018年,雷贝洛(Bernard Rebelo)因贩卖DNP给一名妇女致死,而被判处七年有期徒刑。自1918年以来,美国因DNP记录在案的死亡案例共六十二例。台面下可能还有更多案例[49]。

有件事不言自明,DNP非常危险。每餐少吃、多动,和摄取以植物为主的食物显然是更安全的选择。

另一件可尝试的事是,让身体接触寒冷,藉此启动棕色脂肪里的粒线体。最好的办法或许也最为轻松,冬天时在波士顿这样的城市穿着T恤快走就行了,尤其是冷天运动似乎有助于棕色脂肪加速产生[50]。睡觉时整夜开窗或不盖厚被也有同样效益。

保健产业显然并未错过这种好处。「冷冻疗法」(Cryotherapy)现在正火热;在摄氏负一百一十度的极冻盒子里待上几分钟,是日渐受欢迎、为身体加压的一种方式。尽管目前科学研究仍无法证实冷冻疗法如何作用、为何有效,或甚至是否真正有效[51],但这并未阻止我接受媒体大亨兼喜剧演员罗根(Joe Rogan)的邀请,与他前去冷冻水疗中心。

我不晓得穿着内衣裤在火星温度下站上三分钟,是否真的活化了我的棕色脂肪,抑或产生了其他伴随的健康益处。但是,无论如何,至少我感到充满活力,而且很庆幸自己依然活在世上。

正如世上大多数道理一样,改变生活方式最好从年轻开始,因为年纪愈大,制造棕色脂肪愈困难。若你选择让自己暴露于寒冷之中,适度将是关键。和禁食一样,接近但不凌驾人体极限才能获得最大效益。体温过低不利于健康,冻伤也是。但是,起鸡皮疙瘩、牙齿打颤,和双臂颤抖算不上危险情况,顶多表示你现在人不是在雪梨而已。时常经历这些情况,会让长寿基因得到必须的压力,进而制造更多健康脂肪。

高温对人体有益吗?

那麽,恒温机制的另一端呢?接触高温效果如何?目前情况尚不明确,但我们从人类的好朋友啤酒酵母身上取得了一些有力线索。

我的实验室研究发现,将酵母温度从摄氏三十度提高到三十七度,恰好低于此单细胞生物所能承受的极限,可打开PNC1基因,并促进NAD产生,Sir2蛋白质因而得以发挥更大作用。然而,最令人讶异的,并非是这些受到高温压力的细胞寿命增长了30%,而是当中原理与热量限制引发的机制相同。

高温也对人体有益吗?或许如此,但不完全相同。人类是温血动物,因此,体内酵素尚未演化至足以承受剧烈的温度变化。你不能只是提高核心体温,然后就希望这样能活久一点。然而,正如我来自德国北部的妻子珊卓经常指出的,让肌肤与肺部偶尔短暂接触高温好处多多。

许多北欧与东欧人延续着古罗马传统,定期去洗「桑拿浴」,藉此放松身心并维持健康。芬兰人最勤劳,多数男性据称一年到头每周洗一次桑拿浴。珊卓告诉我,桑拿的正确发音不是「桑拿」,而是「ZOW-na」,而且她说家家户户都应该要有桑拿设备。我还是坚持使用桑拿的发音,免得听来像在故意搞怪的屁孩;但是,说到房屋建筑,珊卓也许才是专家。

2018年一项在芬兰首都赫尔辛基进行的研究发现,桑拿使用者比起不用的人:「身体机能、活力、社交功能,和整体健康状况都明显较佳。」虽然研究者也正确指出,部分效益或许是因为生病或身障人士不会去桑拿[52]。

另一项更具说服力的研究追踪了来自芬兰东部两千三百多名中年男性长达二十多年[53]。研究发现,比起每周使用一次桑拿的男性,频繁使用者(高达每周七次)的心血管疾病、致命心脏病发和所有死亡事件发生率下降了两倍。

目前并未有更深入的桑拿研究能告诉我们,为何短暂暴露于高温对身体如此有益。若以酵母为参考,那麽,可能是我们体内回收NAD的基因NAMPT发挥了作用。NAMPT由各种逆境触发因素开启,包含禁食与运动,藉此产生更多NAD,强化去乙酰酶基因运作,促进人体健康[54]。

我们从未验证过高温是否会启动NAMPT,但这或许是未来可行的研究方向。无论如何,有件事非常明确,毕生留在中间温度带对我们没有好处,舒适的生活并不会让基因进化,偶尔受点压力刺激,藉此引发激效作用,有助于人生走得更长远。

但是,应付生物困境是一回事,难以招架的遗传损伤又是另外一回事了。

勿动生命地景

少许的逆境或细胞压力,对表观基因体而言是有利的,因为有助于刺激长寿基因。一点逆境与压力可以启动AMPK、调降mTOR、促进NAD产生以及活化去乙酰酶基因,这些都是人体的急难救助大队,让我们得以抵挡生活于地球上的正常耗损。

然而,关键词就在于「正常」一词。因为,凡说到老化:「正常」通常就已经够糟了。当去乙酰酶基因必须因应许多灾难,特别是那些导致双股DNA断裂的损害时,这些表观遗传讯号会被迫离开岗位,前往基因体中DNA受损之处,有时它们会回到原本位置,有时不会。

我们无法防止所有DNA损害,我们也不希望如此,因为这对免疫系统功能或甚至稳固记忆都至关重要[55],然而,我们确实希望能预防额外的破坏。

而且,生活中确实有许多额外伤害存在。

首先是香菸。对表观基因体来说,没有太多糟糕的罪行比得上成千上万的吸菸者每天将致命的化学混合物吸入体内。吸菸人士看来似乎老得较快,这是因为他们确实老得比较快。吸菸导致的DNA损伤让DNA修护大队的成员日以继夜工作,结果可能造成表观遗传不稳定,进而引发老化。

我可能不是第一个说这件事的人,但还是值得重申──吸菸不是无害的私人活动。香菸烟雾里所含的芳香胺(会破坏人体DNA,而二手菸里的含量又是一手菸的五十至六十倍[56]。所以,倘若你有吸菸的习惯,最好尝试戒菸。

你不吸菸吗?非常好,但即便没有菸,也还有其他灾害。在许多已开发国家中,甚至在愈来愈多开发中国家,我们基本上是笼罩在破坏DNA的化学物质当中。在部分地区,特别是人车居多的都市,光是呼吸就足以对DNA造成额外损害。

除此之外,塑胶制品中的多氯联苯(PCB)和其他化学物质也值得警惕,包含许多塑胶瓶与外带容器[57](避免微波这些物品,会释放更多多氯联苯)。接触偶氮染料也对DNA有害,像是用于烟火到家庭印表机的黄墨水都含有的苯胺黄[58]。还有有机卤化物,一种含有取代卤素原子的化合物,常用于溶剂、脱脂剂、杀虫剂和液压液,也会对基因体造成严重破坏。

任何心智正常的人当然不会刻意摄取溶剂、脱脂剂、杀虫剂,和液压液。然而,我们刻意吃、喝的某些食物里,常常存在着许多伤害人体的物质。

过去五十多年来,我们已知亚硝酸钠处理过的食物里含有氮──亚硝基化合物,其中包含某些啤酒、多数腌制肉品,特别是培根。此后数十年间,我们了解到这些化合物是强力致癌物[59];此外,我们也逐渐了解,癌症只是亚硝酸盐引致的苦难开端,因为亚硝基化合物也会造成DNA断裂[60],让已经过劳的去乙酰酶持续工作。

然后,还有辐射。任何自然或人为辐射来源,像紫外线、X光、伽玛射线,和家庭氡气(radon,氡气是肺癌的第二大病因,仅次于吸菸[61])都会导致额外的DNA损伤,因而需要召集表观遗传修复大队。

事实上,身为经常为工作往返各地的空中飞人,我每过一次安检,就会思及此事。当前关于机场安检扫描机的研究多半表示,安检设备应该不会对人体DNA造成巨大破坏,但是,却鲜少有人讨论过其对于表观基因体和老化过程的长期影响。

若将小鼠重复暴露于安检设备下,两年后会是如何,关于此点至今从未有人测试。从ICE小鼠上,我们了解到想加速老化,唯一需要的就是挑弄染色体。我明白毫米波扫描机的辐射远比过去机型还低,机器一旁站的安全人员也告诉旅客说,辐射量大约「与飞行相同」。可是,做为一个飞行数百万哩的人,我何必让伤害加倍?任何时候只要可以,我都会走快速安检通道或直接要求搜身检查(pat down)。

综合上述,若你要完全避免DNA断裂,以及伴随的表观遗传影响简直不可能。我得说,完全正确。复制DNA此一自然且必要的行为会导致DNA断裂,每天人体内都有数兆个DNA断裂;除非你住在深海底的铅盒里,否则无法避开氡气粒子或宇宙射线;而即使你准备搬到荒岛,你吃的鱼体内可能也含有汞、多氯联苯、多溴二苯醚、戴奥辛,和氯化农药,这些都会破坏你的DNA[62]。身处于现代世界,即使你能遵循最「自然」的生活方式,这种DNA破坏也在所难免。

无论你现在几岁,即使还是青少年,DNA毁损都已经发生[63]。DNA受损会加快你的生理时钟,不论处于哪个人生阶段都深受影响。胚胎和婴儿会经历老化,那麽,六十、七十,和八十多岁的人呢?那些已经体弱到无法限制热量、跑步或在寒冬里做雪天使的人呢?对他们来说,为时已晚了吗?

不尽然。

可是,假使所有人都要活得更久、更健康,无论现阶段经历的表观遗传变化多大和老化情况如何,我们可能都需要一些额外帮助。

5. 不得不吞的良藥

……

假使无法深入了解生命的运作方式,延长寿命可说是希望渺茫。我和同事相信我们终于掌握了此方面的知识,尽管仍不甚完美。

1665年,「英国的达文西」,也就是虎克(Robert Hooke),出版《微物图志》(Micrographia),书中记录他发现软木树皮里的细胞。虎克的发现带领人类进入了生物学的新时代。

但是,几世纪过去了,细胞在分子层次上究竟如何运作,我们依然毫无线索。这方面的知识,得等到显微镜、化学、物理学、遗传学、奈米工程,和演算能力等科学与技术皆大幅开展之时,才油然而生。

为了了解老化如何发生,我们必须往下进入次细胞的奈米世界,向下前往细胞,穿过外膜,进入细胞核。从那里,我们继续向下探索胺基酸和DNA,从这个尺度来看,人为何无法长生不死便一目了然了。

在我们从奈米的规模了解生命之前,即便人为何活着都是一个谜。就算是杰出的奥地利理论物理学家、量子物理的先驱薛丁格(Erwin Schrödinger)(没错,就是他提出了那只既死又活的猫有关的想像实验),在他试图了解生命的运作时,也被弄得困惑不堪。1944年,他一筹莫展地宣称生命物质「可能涉及迄今未知的『其他物理定律』」[1]。这是他在当时所能得出最好的结论。

薛丁格1944年出版了《生命是什麽?》(What Is Life?),然而,接下来数十年里,世界快速发展。时至今日,对于他的提问,我们即便尚未完整解答,但也已相当接近了。

解释生命的运作并不需要新的物理定律。从奈米规模来看,生命的运作仅是一连串有序的化学反应,浓缩与组合通常不会组合的原子,或分解原本不会分解的分子。生命运用酵素这种蛋白质做为电玩小精灵(Pac-Man)来完成这些活动,而酵素则是由不同胺基酸结合形成环状及层叠片状的肽链所组成。

酵素透过偶然的分子运动使生命得以运作。你活着的每一秒,体内数兆个细胞中,每个细胞里就有成千上万个葡萄糖分子被葡萄糖激酶(glucokinase)捕捉,此种酵素可将葡萄糖分子结合至磷酸根上,进一步加以分解,藉此产生能量。而产生的能量多半为核糖体所用,核糖体是RNA和蛋白质形成的复合物,其主要工作就是让胺基酸依特定的排列顺序结合,生成新鲜的蛋白质。

这种说明是不是让你有点昏昏欲睡?你并非唯一如此的人,而且这也不是你的问题。我们科学家身为老师,把酷炫的科学变得枯燥乏味,顺势帮了社会一个大倒忙。教科书和科学论文把生物学描绘成静态、平面的二维世界,化学物质被画成棒状,化学反应途径以箭头表示,DNA是线条,基因是矩形,酵素是椭圆形,细胞被绘制得比实际大数千倍。

然而,一旦了解细胞实际运作的原理,便知道它们是世上最神奇的事物。在教室里传达此种奇迹的难度在于,细胞存在于四维世界,且以人类无法感知或难以想像的速度与规模四处移动。秒和毫米之于人类,是时间和空间的极小单位;但是,对于直径约十奈米、每千万亿分之一秒震动一次的酵素而言,一毫米相当于一座大陆,一秒等于一年以上[2]。

混乱的必要

以触酶(catalase)为例。触酶是一种普遍存在、大小一般的酵素,每秒可分解超过十万个过氧化氢分子。大肠杆菌内可容纳一百万个触酶,而一百万个大肠杆菌又相当于针头大小[3]。这些数字不只难以想像,简直难以置信。

每个细胞里,共有七万五千种像触酶一样的酵素[4],全都放在一个微硷的细胞液海里摩肩接踵。以奈米尺度来看,细胞液海为黏胶状,分子间的活动可说比五级飓风更剧烈,分子以相当于每小时约一千六百公里的速度彼此碰撞。其中只有千分之一的碰撞可以产生酵素反应,在奈米尺度下,这样的反应每秒也可以发生数千次,足以维持生命。

这似乎听来混乱不堪,情况也确实如此,但我们需要这种混乱,秩序才能浮现。少了这种混乱,必须互动才能维持生命的分子无法找到彼此,发挥作用。人类的去乙酰酶酵素SIRT1便是最佳范例。

SIRT1上精准的震动槽会紧紧结合NAD分子与它想从其剥除乙酰基的蛋白质,如组蛋白或FOXO3,此二个被捕捉在一起的分子会立刻发生反应,之后SIRT1将去乙酰基的蛋白释放,同时放出维生素B3和乙酰化腺嘌呤核糖(acetylated adenine ribose),这些会再被回收成为制造NAD的原科。

更重要的是,现在标靶蛋白已经移除了牵制它的乙酰基标记,组蛋白因而可以更密实地包裹DNA,使基因沉寂;而FOXO3在脱离束缚之后,可转而启动保护型基因的防御机制。

倘若混乱结束,而人体酵素突然停止作用,我们都将在几秒内死亡。没有能量和细胞防御力,就不会有生命。「幸存的勇者」永远不会从一团残渣中脱颖而出,其后代也永远无法理解本页上任何文字。

由此可知,根本上而言,生命相当简单。人之所以存在,恩典来自于混乱衍生而出的秩序。当我们举杯庆贺生命之时,实在也应举杯感谢酵素。

研究生命的运作至此程度,我们同时也了解到一件相当重要的事实,诺贝尔物理奖得主费曼(Richard Feynman)也曾简洁有力说道:「生物学至今从未发现任何线索指出死是必然,对我而言,这意味着死亡并非完全不可避免,生物学家终究会发现造成人类此种悲剧的原因,一切只是时间迟早的问题[5]。」

费曼所言不假,生物学、化学,或物理定律中无一指出生命终将结束。老化确实是资讯熵(entropy,即混乱的程度)的累积,因为资讯遗失导致身体失序。但是,生物并非封闭系统,只要能保存关键的生物资讯,并从宇宙他处汲取能量,生命就有可能长长久久。

当然,这并不表示我们明天就能永垂不朽,就像1903年12月17日莱特兄弟成功飞行之后,我们也不可能隔天就登陆月球一样。科学不断向前迈进一小步或一大步,但无论如何,一次始终只能迈出一步。

不过,有件了不起的事,从吉尔伽美什和麦修撒拉时开始,甚至早在「幸存的勇者」的时代,我们就已获得了初步进展。而且,过去几世纪以来,甚或更早之前,我们就已发现利用化学分子调节酵素的方法,也就是我们称其为药物的物质。

既然知道了生命运作的方式,而且拥有从遗传和表观遗传上改变生命的工具,便能在古老智慧的基础上更上一层楼。要延长人类的健康寿命,最简单的办法就是利用目前已知有助于减缓人类老化的各种药物。

世上最棒的复活节彩蛋

雷帕努伊(Rapa Nui)是一座偏远的火山岛,位于智利以西约三千七百公里处的复活节岛。岛上最知名的,是近九百座环绕岛屿排列的巨头雕像。不过,这座岛屿的另一个故事,关于它如何成为世上最有希望的延寿分子来源,同样也应为世人所知,或许有天能够家喻户晓。

1960年代中,一组科学家前往复活节岛。这群研究人员不是前来找寻摩艾雕像起源的考古学家,而是一群生物学家,前来寻找当地特有的微生物。

在岛上一个着名巨型头像下的土壤中,他们找到一种新的放线菌(actinobacterium),此单细胞生物是吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)。当药物研究人员塞加尔(Suren Sehgal)将其从土壤样本分离出来后,旋即发现此种放线菌会分泌一种抗真菌的化合物,塞加尔将其命名为雷帕霉素(rapamycin),以此纪念发现此化合物的岛屿。

塞加尔开始寻找加工处理此化合物的方法,以做为治疗香港脚等霉菌感染问题的潜在药物[6]。当时看来,此种化合物似乎大有可为,但是1983年时,塞加尔在蒙特娄工作的实验室被关闭,他被指示负责销毁该化合物。

可是,他办不到。所以,他从实验室偷偷带走了几瓶细菌,将其存放在家里的冰箱,直到1980年代末,他终于说服在新泽西州他的新实验室主管让他继续研究此种细菌。

不久之后,研究人员发现雷帕霉素是一种有效的免疫抑制剂。原先要开发为抗真菌药物的雷帕霉素,因为此一发现而终止了原本的研发方向,毕竟治疗香港脚,方法多得是,而且也不用以免疫力下降做为代价,此发现为科学家提供了一个新的研究方向。

在1960年代,研究人员已经知道器官移植失败,最常见的原因是受赠患者身体产生排斥。雷帕霉素能否降低免疫反应,以确保移植器官被接受?

答案确实可以。

正因如此,若你前往复活节岛朝圣,会看见吸水链霉菌被发现的地点旁竖立了一块小匾,上面以葡萄牙文写道:「此处为1965年1月的土壤样本采集处,该样本使雷帕霉素得以问世,为需要器官移植的病患开启了全新的时代。」

我怀疑也许那里很快就要立一块更大的牌匾。吸水链霉菌的发现推动了大量研究,其中许多研究仍在进行中,而部分研究可能会延长无数人的生命。近年来,我们已经很清楚雷帕霉素不只是抗真菌的抗生素,也不仅仅是一种免疫抑制剂,它有可能是最有希望延长寿命的化合物。

我们之所以得知这些,主要透过世界各地的实验室对各种模式生物进行的实验。正如我本身的研究多半始于酵母实验一样,为了了解雷帕霉素的功用,许多初步研究工作也都是在啤酒酵母上完成的。一般来说,若将两千个正常酵母细胞放入培养皿,六周后只有少数依然存活;但是,如果喂食这些酵母细胞雷帕霉素,六周内大约半数会依旧强健[7]。该药物还可刺激NAD产生,因此增加酵母母细胞产生的子细胞数量。

喂食果蝇雷帕霉素,其寿命可增长约5%[8]。在小鼠正常寿命的最后几个月时给予小剂量雷帕霉素,可延长其寿命9%至14%,主要取决于其性别是公是母,换算成人类寿命大约是十年的健康生活[9]。

我们一直以来都知道,父亲产龄较高是下一代罹患疾病的风险因子,这正是表观遗传的影响力。可是,使用雷帕霉素进行治疗的小鼠扭转了此趋势。德国神经系统退化疾病中心(German Center for Neurodegenerative Diseases)的研究团队抑制了年迈公鼠所生的小鼠的mTOR,父亲年纪大的负面影响就消失了[10]。

想知道世上显要的科学仲裁者,如何看待TOR的潜力以及改变世界的mTOR抑制剂吗?

发现酵母菌TOR的三位科学家:赫特曼(Joseph Heitman)、霍尔(Michael Hall)和莫瓦(Rao Movva),名列许多人心目中诺贝尔生医奖的热门候选名单。而我对岸的麻省理工学院同事萨巴蒂尼(David Sabatini)发现了mTOR,荣获了科睿唯安引文桂冠奖(Clarivate Citation Laureate),因为他的研究工作在许多同行评阅的顶尖期刊中被引用次数最多。自2002年以来,科睿唯安的名单已预测出超过四十多位诺贝尔得主[11]。

然而,雷帕霉素并非万灵丹。使用雷帕霉素增长寿命的动物,不见得过得比寿命较短的同伴更好。长期服用高剂量的雷帕霉素会对肾脏造成损害;而它也会抑制免疫系统。

尽管如此,这不表示抑制TOR行不通。小剂量或间歇性服用此种药物或许安全无虞,用于小鼠身上,可有效延长寿命[12],人类使用则可显着改善老年人对流感疫苗的免疫反应[13]。

目前有数百名来自TOR抑制领域的研究人员在大学和生技公司工作,致力于找出「雷帕霉素类似物」(rapalogs),此类化合物在TOR上的作用方式类似雷帕霉素,但特异性更高而且毒性更低[14]。

从事此研发领域的人员素质,让我们难以预期TOR抑制可成为提升人类健康与活力的途径。即使雷帕霉素类似物这个办法行不通,仍有其他药物,经证明可以既有效又相对安全地延长生命。

花小钱长命百岁

山羊豆(Galega officinalis)是一种可人的花朵,成串精致的紫色花瓣,看来彷佛在向世界致敬一般。

不过,山羊豆不是太好听,它有个更为迷人的别名,称为法国丁香(French lilac)。山羊豆的化学成分中富含胍(guanidine),几世纪以来在欧洲一直被用为草药。胍是人类尿液中微小的化学物质,可做为蛋白质代谢的健康指标。1920年代,医师开始以胍为药方,用来降低糖尿病患的血糖。

1922年,十四岁的男孩汤普森(Leonard Thompson)在多伦多一家医院垂死挣扎,他成为第一位接受新型胰肽激素注射治疗的糖尿病患,此种激素在动物研究中成效卓着。两个星期后,他又接受了一次注射,病况明显获得改善,消息也旋即传遍全世界。

第一型糖尿病之所以发生,是由于胰脏无法分泌足够的胰岛素提醒人体注意体内糖分,现在普遍透过补充胰岛素来治疗。但是这场仗还未结束。

第二型糖尿病即所谓的老化相关糖尿病,发生情况通常是胰脏有能力分泌制造足够的胰岛素,但身体无法有效利用胰岛素。全球有9%的成年人患有此类糖尿病,需要一种药物来恢复人体对胰岛素的敏感性,以便细胞吸收并利用血液中的糖分。

这点至关重要,原因至少有二,一是治疗有助于使过度疲劳的胰脏得到休息,另外,也可防止血糖随意攀升,糖化体内的蛋白质,造成损伤。近期研究显示,高血糖也会加快表观遗传的计时。

由于现代生活久坐的时间日益增加,以及全球各大超市贩售大量的甜食,每年有三百八十万人因血糖过高而早死。而且,死亡历程一点也不痛快或仁慈,而是一种令人恐惧的方式,包括失明、肾衰竭、中风、开放性脚伤,和截肢。

1950年代中期,药剂师艾隆(Jan Aron)和史特恩(Jean Sterne)医师思索第二型糖尿病的治疗时,这两个法国人本来就应当很熟悉自己祖国如此普遍的紫色植物,决定重新研究法国丁香衍生物能否对抗连胰岛素也无法治疗的第二型糖尿病[15]。

防癌、减重、抗忧郁

1957年,史特恩发表了一篇论文,证实口服二甲双胍(dimethyl biguanide)用于治疗第二型糖尿病的功效。此后,如今常称为「metformin」的二甲双胍,成为全球最广为服用且有效的药物。

世界卫生组织的「必需性药品清单」(Model List of Essential Medicines)针对世上最普遍的疾病列出了最有效、安全且最具成本效益的疗法,二甲双胍名列其中。

二甲双胍是一种通用药物,世上大多数地区,患者每月花费不到五美元就可取得。除了极为罕见的乳酸中毒外,最常见的副作用就是胃部不适,许多人会服用膜衣锭型的药物,或与牛奶或餐点一起服用,藉此减轻副作用。不过,即使这些方法不管用,轻微不适感还是附带了一些好处,像是可以阻止患者暴饮暴食。

在这场关于延长生命的对话中,糖尿病药物扮演了何种角色?若非几年前研究人员注意到了一个奇怪现象,也许根本就无关紧要,研究人员发现服用二甲双胍的人,活得特别健康,而且似乎与二甲双胍对糖尿病的影响无关[16]。

德卡布在美国国家卫生研究院的实验室也显示,即使是非常低剂量的二甲双胍,也有助于延长小鼠寿命近6%。尽管有人认为,之所以有此效果,主要是由于体重减轻的缘故[17]。

但是,不论原因为何,这相当于增加五年的人类健康寿命。而且,重点在于健康,小鼠的低密度脂蛋白胆固醇(LDL)降低了,体力也获得改善[18]。随着时间过去,出现愈来愈多证据。二十六项使用二甲双胍治疗啮齿动物的研究中,就有二十五项证明其有防癌的功用[19]。

如同雷帕霉素一样,二甲双胍可以模拟热量限制的功效,但并非透过抑制TOR,反而是以控制粒线体的代谢反应,减慢细胞发电站将大量营养剂转换为能量的过程[20]。结果就因此启动了AMPK,此种酵素最广为人知的功用就是它能因应能量过低的情况,并恢复粒线体功能。同时,二甲双胍也能活化我实验室最爱的蛋白质SIRT1。除了这些益处以外,二甲双胍还可抑制癌细胞的新陈代谢,增进粒线体活性,并清除错误摺叠的蛋白质[21]。

一项针对四万一千多名六十八至八十一岁的二甲双胍使用者所进行的研究,得出的结论是二甲双胍可降低失智症、心血管疾病、癌症、衰弱症,和忧郁症的发生机率,而且幅度并不小。

其中一组已经身体衰弱的受试者,使用二甲双胍九年,失智症机率降低了4%,忧郁症降低了16%,心血管疾病降低了19%,衰弱症降低了24%,癌症则降低了4%[22]。

在其他研究中,二甲双胍对癌症的防护作用甚至远大于此。虽然并非所有癌症都会受到抑制(前列腺癌、膀胱癌、肾癌,和食道癌似乎较为顽强),但超过二十五项研究显示出二甲双胍强大的保护作用,有时降低的风险高达40%,功效最为卓着的是预防肺癌、大肠直肠癌、胰脏癌,和乳腺癌[23]。

这些可不光只是数据而已,而是许多人单单使用一种安全的药物、生活便可大幅获得改善,而花费甚至比一杯难喝的咖啡还便宜。

就算二甲双胍只有可以减少癌症发生这项功用,依然相当值得广开处方。

在美国,一生中被诊断出罹癌的风险超过40%[24]。但是,除了预防癌症的直接功效外,二甲双胍还有一个额外的好处,多数人不曾想过的长寿带来的副作用,就是年过九十以后,死于癌症的机率大为降低[25]。当然,人依旧会死于其他疾病,但与癌症相关的巨大苦痛与成本将可能大幅减轻。

二甲双胍的优点就在于它能影响许多疾病。二甲双胍透过AMPK活化的力量,能促进NAD产生,启动去乙酰酶和其他整体抗老的防御机能,亦即启动引发身体病况上游的生存回路,明显减缓表观遗传资讯遗失,控制新陈代谢,所有器官因而得以更年轻、更健康。

我们多半会认为,具有二甲双胍这种效用的药物也许经过数年才能产生明显可见的抗老功效,但或许并非如此。

一项健康自愿受试者的小型研究报告,在服用一颗八百五十毫克的二甲双胍药丸后仅十小时,血液细胞的DNA甲基化年龄就发生了逆转[26],后续一周内继续服药,效果可以维持不变。当然,想要确定二甲双胍长期服用能否真的延缓老化时钟,我们仍然需要更多的受试者与更多的研究。

在大多数国家与地区,二甲双胍尚未被列为抗老药物,但对全球数亿的糖尿病患者而言,这算不上难以取得的处方。在泰国等地,甚至只要走进药房就能买到二甲双胍,每锭只需几美分;然而,在其他地方,即使有糖尿病前期(prediabetes)的征状,要说服医生开二甲双胍给你也有难度。

若你一直都很养生,体内超过93.5%的血红素便不会不可逆地与葡萄糖结合,这意味着你的血红素主要是HbA1,而非HbA1c,那你可就不走运了,因为绝大多数医师不清楚我刚才分享的数据,而且就算他们知道了,也不认为老化是一种疾病。

以色列裔美籍遗传学家巴席莱,是服用二甲双胍并率先评估其对人类衰老长期影响的人。他与其爱因斯坦医学院的同事共同发现了类胰岛素生长激素受体中数种影响长寿的基因变异,这些基因变异控制了FOXO3、胆固醇基因CETP,和去乙酰酶基因SIRT6。而这些基因变异似乎帮助德裔犹太血统的幸运儿在年过百岁后依然健康。

比起表观基因体,基因确实仅有次要作用;尽管如此,从数位的层面来看,有人似乎天生在遗传上就为长寿做好了准备,无论他们的生活方式如何,都能享有更长的寿命,部分原因在于基因变异稳定了表观基因体,防止类比资讯随时间流逝。

不过,在巴席莱眼里,这些人与其说是赢家,更像是一种标记,他们代表了其他人多半也拥有长寿健康的潜力。他最爱指出的是,即使我们永远无法将寿命延长超过一百二十岁,我们也知道一百二十岁是可能的。他告诉我:「所以,对我们多数人而言,还有四十多年的好日子可过。」

二甲双胍可延缓老年常见疾病发生,主要方式就是解决根本问题,亦即解决老化,因此,巴席莱正率先推动二甲双胍成为首度被批准用于抗老的药物。他和同事目前正在进行「二甲双胍抗老化」(Targeting Aging with Metformin,TAME)研究计画,若他们能在研究中证明二甲双胍具有可衡量的益处,美国食品药物管理局已同意考虑将老化视为可治疗的疾病。如此一来,原本视老化为「命该如此」的世界将全然改观,成为一切结束的开始。

巴席莱深信这一天终将来临,他预测传统希伯来祝福语「Ad me’ah ve-essrim shana」或「祝你活到一百二十岁」很快将需要更新,因为这将不再是长寿的祝福语,而只是普通平均寿命的祝福。

乙酰酶活化剂,吃就对了!

回到1999年,我们在麻省理工学院葛兰特实验室里发现去乙酰酶为长寿途径的故事,愈来愈备受瞩目。

我们终于找到了导致酵母细胞衰老的分子因素,也是所有物种的首例。科学家发表了展现自己聪明才智的论文后会有种飘飘然的成就感,我们依然沉浸其中。在各种激发科学界想像力的着名论文中,我们报告了酵母之所以衰老,是由于Sir2远离交配型基因,以处理DNA断裂及随后发生的各种基因体不稳定情况[27]。

我们证明了添加额外的SIR2基因可稳定rDNA并延长生命。我们将基因不稳定与表观遗传不稳定的关联连结在一起,并找到世上第一个真正的长寿基因,而且酵母不用为了得到它的益处而挨饿。

但是,比起在更复杂的生物体内加入基因,将额外的基因剪接到单细胞生物中可说是容易许多,从道德上来说,也不复杂。这便是为何我与其他研究人员进入了一场科学竞赛,竭力寻找如何不插入额外的去乙酰酶基因,便能提高哺乳动物去乙酰酶活性的方法。

此时此刻,所谓的科学全凭逻辑猜测和老派的运气了。因为,当前已知的化学物质就超过了一亿种,我们要从何着手?

值得庆幸的是,霍维兹(Konrad Howitz)恰好负责此事。当时,这位康乃尔大学毕业的生物化学家是宾州生技公司(Biomol)的分子生物学总监,该公司为生命科学研究人员供应各种化合物。

研究SIRT1酵素的科学家日益增加,霍维兹希望寻找能够抑制此种酵素的化合物并将其出售。在评估各个角逐的竞争者中,他发现了两种化合物非但不会抑制,反倒刺激了SIRT1的活性,使其作用速度提高了十倍。

此一发现完全是机缘凑巧,不仅是因为他期望找的是抑制剂,而是酵素活化剂在自然界中非常罕见。正因如此稀有,大多数制药公司发现后甚至不会持续探讨,因为他们通常会认为这肯定是哪里出了错。

第一种会活化SIRT1的化合物,或称乙酰酶活化剂(STAC),是一种名为漆黄素(fisetin)的多酚,可让草莓和柿子等植物具有颜色,现在知道它还能杀死衰老细胞。第二种是称为紫铆花素(butein)的分子,存在于许多开花植物及有毒的中国漆树中。此两种化学物质对SIRT1都有显着效果,只是并非那种可瞬间活化SIRT1到足以深入研究的程度。

霍维兹将初步研究结果拿给生物分子公司的创办人暨科学总监奇普金(Robert Zipkin)看。奇普金本身是一位具有化学结构百科知识的杰出化学家和企业家,他看完后说:「漆黄素和紫铆花素?你知道这两个分子长什麽样子吗?它们的结构有部分重叠:透过桥接的两个酚环。你知道谁也有同样结构吗?──白藜芦醇(Resveratrol)。」

2002年时,抗氧化剂风行一时。它们或许并非如某些人认定的是抗老与保健的灵丹妙药,只是这点目前也还不确定。其中一种抗氧化剂,由波兰马克钦科夫斯基医学大学(Karol Marcinkowski University of Medical Sciences)、现为波兹南大学(Poznan University of Medical Sciences)的科学家所发现的,就是白藜芦醇。

白藜芦醇是一种在红酒中发现的天然分子,许多植物在面临压力时会分泌此种化学物质[28]。部分研究人员认为,白藜芦醇或可解释所谓的「法国悖论」(French paradox),即法国人饮食中饱和脂肪吃得相对多,像是奶油和起司等等,但心脏病发病率却较低。

奇普金猜测白藜芦醇可能拥有类似漆黄素和紫铆花素的效果,结果完全正确。当我在哈佛实验室研究白藜芦醇时,发现它的效果甚至远胜过其他两个分子。

提醒一下,酵母的老化通常以母细胞分裂产生子细胞的次数来衡量。多数情况下,酵母细胞死亡前会分裂约二十五次。实验需要大约一星期的时间,我们一边用显微镜观察固定住的母细胞有没有分裂出小的子细胞,同时用显微操作把分裂出来的子细胞剔除,等待下一次的分裂,如此计算酵母菌的寿命。为了不让实验中断休息,我甚至在自家餐桌上凑合了一个克难的实验室。

在那里,我观察到了一个不可思议的现象,以白藜芦醇喂养的酵母比正常酵母略小,生长速度稍慢,死亡前平均达到了三十四次分裂,有如受到热量限制一般。换算成人类寿命,这相当于多出五十年生命。同时,我们也发现酵母的最高寿命增加了,白藜芦醇喂养的酵母分裂次数不断超越三十五次。

我们将白藜芦醇用于缺乏SIR2基因的酵母细胞,结果毫无效果;我们在限制热量的酵母上进行测试,发现寿命也没有进一步增加,表示该路径已经被启动。白藜芦醇的作用就是运用热量限制的原理来延长酵母菌的寿命。

这听来彷佛是笑话的笑点──我们发现了一种可以模拟热量限制的物质,不但能延年益寿又不用挨饿,而且还是在红酒中找到的。

压力大的植物给我们的礼物

葡萄和其他承受压力的植物会大量生产白藜芦醇,获知此点让我和霍维兹着迷不已。除此之外,我们还了解到,感到压力的植物会大量制造其他促进健康的分子及相关的化学衍生物;我们从葡萄获得白藜芦醇,从柳树皮获得阿司匹灵,从丁香获得二甲双胍,从绿茶获得儿茶素,从水果中获得槲皮素,从大蒜获得大蒜素。

我们认为,这些是异质激效作用(xenohormesis)的证据,此概念意指面临压力的植物会自行产生化学物质,告诉本身细胞保持沉寂以维持生命。植物也有生存回路,我们推测,人类或许已经演化出能够感知植物在压力下做为早期预警系统所产生的化学物质,提醒我们的身体也要保持警惕[29]。

若所言属实,这意味着在自然界寻找新药时,我们应该要从压力大的事物着手,像是压力大的植物、真菌,或甚至肠道中压力大的微生物组(microbiome)。

同理可证,食物也是如此,承受压力的植物具有更高浓度的异质激效分子,可能有助于人体启动生存回路。最好寻找多彩的植物,因为异质激效分子通常是黄色、红色、橙色,或蓝色,另一个好处是,它们往往也比较美味。

世上最好的葡萄酒产于干燥、阳光直射的土壤,或是对压力敏感的品种,如黑皮诺;你可能猜想得到,它们也含有最多白藜芦醇[30]。最可口的草莓都是在供水有限的压力下生长出来的;任何种过叶菜类的人都知道,长得最好的生菜常是生长于冷热天气交替侵袭的环境[31]。

生长在环境压力大的有机食品可能对人体健康更有益,想知道原因吗?

白藜芦醇延长了简单的酵母菌寿命,但对其他生物也有同样效果吗?我在布朗大学的同侪研究员塔塔(Marc Tatar)来访波士顿时,我给了他一小瓶白色蓬松的白藜芦醇粉末,上面仅仅标示了英文字母R,让他用实验室中的昆虫测试。他把白藜芦醇粉末带回罗德岛,与一些酵母糊混合后喂食给果蝇。

几个月过后,我接到他来电。他说:「大卫,这个R粉末到底是什麽东西?」

在实验室环境下,此种名为黑腹黄果蝇(Drosophila melanogaster)的果蝇平均寿命为四十天左右。塔塔告诉我:「我们为牠们的寿命增加了一周时间,有时甚至更长。牠们的平均寿命超过了五十天。」

以人类寿命来看,那表示增加了十四年生命。

在我的实验室里,喂食白藜芦醇的线虫同样也活得更久,但要见效,必须依赖线虫的去乙酰酶基因。之后,我们为培养皿里的人类细胞提供白藜芦醇,这些细胞变得更能抵御DNA损伤。

后来,我们喂食一岁大的胖小鼠白藜芦醇时,发生了有趣的事。这些小鼠依旧肥胖,以致当时的博士后研究员、现为宾州大学教授的鲍尔(Joseph Baur)认为,我浪费了他一年多的时间,莽撞地用思虑不周的实验危及他的科学生涯。

但是,当他和我们在美国国家卫生研究院的合作伙伴德卡布解剖一只胖小鼠时,他们大为惊诧。白藜芦醇小鼠与正常饮食的小鼠外观并无二致,同样拥有健康的心脏、肝脏、血管与肌肉;而且,粒线体更多,炎症较少,血糖也较低。那些未解剖的胖小鼠,寿命最后比正常小鼠多出了20%[32]。

其他研究人员发表的数百项研究陆续证明,白藜芦醇可保护小鼠免受多种疾病侵害,包括数种癌症、心血管疾病、中风和心脏病发作、神经退化疾病、炎症疾病和伤口愈合,而且通常可让小鼠更健康,恢复力更佳[33]。我们与德卡布的合作也发现,白藜芦醇搭配间歇性禁食,甚至可以超越单靠禁食所能达到的平均寿命和最高寿命。我们研究的五十只小鼠中,有一只活了三年以上,换成人类寿命,这相当于活到将近一百一十五岁[34]。

喝红酒的好藉口

关于白藜芦醇抗老功效的首篇论文持续成为2006年引用次数最多的论文之一[35],主流媒体也大肆报导,电视上随处可见关于我们的新闻,我也开始在公众场合被认出来。我跑到妻子出生的德国小村庄博罗(Burlo),结果那里也有我们的新闻。据报导,红酒销量增长了30%。若你喜欢红酒,但需要纵情饮酒的好藉口,可以感谢奇普金[36]。

从此,我们厨房的墙上就悬挂着各种漫画。我最喜欢托斯(Tom Toles)的作品。其中,一名妻子试图淡化她身形庞大到占据大半沙发的丈夫对饮酒的热情。

这名妻子说:「研究指出,要达到与小鼠相同的剂量,你得每天喝七百五十到一千杯红酒。」

丈夫答道:「真是天大的好消息。」

结果显示,白藜芦醇效价不强,也不易溶于人体肠道,不符合大多数药物有效治疗疾病的两种属性。尽管它做为一种药物有所局限,但却是第一个证实无需忍受饥饿却能够提供热量限制益处的分子。它的作用掀起了一场全球竞赛,寻求其他可能延缓老化的分子。最重要的是,至少如今在科学界,使用药物来延缓老化的想法不再被视为疯狂。

藉由研究白藜芦醇,我们也意识到可以用化学物质活化去乙酰酶。因此,学界开始大量研究其他可活化去乙酰酶的化合物,统称为乙酰酶活化剂(STAC)。

在刺激动物生存回路和延长健康寿命方面,乙酰酶活化剂的功效显然比白藜芦醇高出许多倍。其中,相关化合物的名称为SRT1720和SRT2104,此两种活化剂在小鼠晚年时使用,依然可有效延长其健康寿命[37]。如今,已有数百种化学物质经证明比白藜芦醇更能有效活化去乙酰酶,且部分药物在临床试验阶段已经证明可降低人体脂肪酸和胆固醇,并可治疗干癣[38]。

另一个乙酰酶活化剂是NAD,有时也写成NAD+[39]。NAD之所以优于其他乙酰酶活化剂,是因为它能增强全部七个去乙酰酶的活性。

NAD在二十世纪初被发现时,是做为酒精发酵促进剂。这很幸运,倘若NAD没有改善我们的制酒方式,科学家大概不会对它如此倾心。学界研究NAD数十年之后,终于在1938年有了突破性进展,NAD证明能够治愈犬类的黑舌病,那是一种等同人类糙皮病的疾病。

研究显示,NAD是维生素B3的产物,缺乏的话,会引发皮肤发炎、腹泻、失智、皮肤溃疡,最终甚至导致死亡。由于人体超过五百多种酵素的作用都需要NAD,没有NAD的话,我们将在三十秒内死亡。

身体的管家

到了1960年代,研究人员做出结论:所有关于NAD的有趣研究都已完成。未来数十年间,NAD就只是青少年上生物课时,必学的一种像身体管家一样的化学物质。1990年代,情况转变,我们开始意识到NAD不仅可以保持身体运作,它还是许多重要生理作用(包括老化和疾病在内)主要的调节者。

今井真一郎和葛兰特证明了NAD是去乙酰酶蛋白作用必需的原种燃料。NAD不足,去乙酰酶就无法有效运作,无法从组蛋白中移除乙酰基,无法使基因沉默,也无法延长寿命。而且,肯定看不到白藜芦醇活化剂对于延长寿命的影响。

我们其他人也注意到,随着年龄增长,整个身体的NAD含量会降低,大脑、血液、肌肉、免疫细胞、胰脏、皮肤,甚至连覆盖微小血管内部的内皮细胞都无一幸免。

但是,正因NAD对许多细胞基本的作用至关重要,二十世纪的研究人员反而对于增加细胞中NAD的效应兴趣缺缺。他们认为:「扰乱NAD的话,后果堪忧。」但若没有试图操控NAD,也就无从得知做了结果会如何。

不过,使用酵母菌的好处就在这里,任何实验最坏的情况,不过就是发生一场酵母菌大屠杀罢了。

想找到增加酵母菌中NAD的方法,风险不大,所以我和实验室同事便放手一试。最简单的办法就是找出酵母菌产生NAD的基因,我们首先发现PNC1的基因,能将维生素B3转化为NAD。因此,我们尝试在酵母菌里加入额外四套PNC1,酵母菌因此总共有五套PNC1,藉此增强NAD制造的能力。结果,这些酵母菌的寿命比正常酵母菌增长了50%,但移除了SIR2基因,就无法达到同样效果。表示细胞制造更多NAD,是在帮助去乙酰酶生存回路的运作!

相同方法能应用到人体身上吗?理论上来说是可行的。我们的实验室已经拥有此类技术,可利用病毒来输送等同PNC1的人类基因NAMPT。但是,要让人类成为基因转殖生物,需要经过各种伦理考量和充足的安全保障,毕竟赌注太高,后果可不只是酵母菌大屠杀而已。

这便是我们为何又再次开始寻找具有相同效果且安全的化学分子。

2004年,现为爱荷华大学生物化学部门负责人的布伦纳(Charles Brenner)发现一种名为菸硷酰胺核苷(nicotinamide riboside,NR)的维生素B3。NR是细胞制造NAD的前驱物质。他后来发现牛奶中微量的NR可增加NAD和Sir2的活性,进而延长酵母菌寿命。这种过去罕见的化学物质,现在做为营养保健品每月以吨为单位出售。

同一时间,包括我们在内的研究人员又在研究一种名为菸硷酰胺单核苷酸(nicotinamide mononucleotide,又称NMN)的化学物质,此种化合物由人体细胞制造,而且可在酪梨、绿花椰菜和高丽菜等食物中发现。身体内的NR会被转化为NMN,然后再转化为NAD。让动物喝含有NR或NMN的饮料[40],接下来几小时内,其体内的NAD含量会上升约25%,效果有如在禁食或进行大量运动一样。

小鼠的奇幻旅程

我在葛兰特实验室的朋友今井真一郎在2011年证明了NMN可以增加NAD含量,减轻年长小鼠的第二型糖尿病症状。然后,我在哈佛大学实验室的研究人员发现,老年小鼠接受NMN注射一周后,其粒线体的功能运作与年轻小鼠的粒线体无异。

2016年,我在新南威尔斯大学的实验室与莫里斯(Margaret Morris)合作,证实了NMN可治疗肥胖母鼠,以及其易患糖尿病后代的第二型糖尿病。

回到哈佛,我们发现了NMN可让年迈小鼠拥有年轻小鼠的耐力。远不止此,这还导致了2017年的「小鼠跑步机大难」,当时我们不得不重设实验室微型跑步机的追踪系统,因为没人预料得到一只年迈小鼠,或说任何小鼠,可以跑上三公里的距离。

NMN这种分子的效用可不只是让年老的小鼠变成超级马拉松运动员而已;我们在研究中也测试了NMN小鼠的平衡感、协调性、速度、肌力和记忆力。结果,服用此种分子的小鼠和未使用的小鼠之间显现出令人震惊的差异。

若这些啮齿动物是人的话,老早就有资格享有敬老优惠了;但是,NMN却让牠们的体能变得有如体育竞技节目「极限体能王」(American Ninja Warrior)的参赛者一般。

其他实验室也证明,NMN有助于预防肾脏损害、神经退化性疾病、粒线体疾病,和一种名为福莱德瑞克氏运动失调症(Friedreich’s ataxia)的遗传疾病,这一种疾病会让本来活跃的二十岁年轻人失去行动能力。

在我书写本书的同时,一群晚年被喂食NMN的小鼠正逐步迈向高龄。事实上,最初的四十只小鼠中只有七只还活着,但是牠们依然很健康,而且仍然在笼子里面活蹦乱跳。那麽,这当中未服用NMN的小鼠有多少?

答案是零。

每天都有人问我:「哪个分子比较好?NR还是NMN?」我们发现NMN比NR更稳定,而且也在小鼠实验中看到了一些使用NR没有的健康益处。但是,NR已经过研究证实可以延长小鼠寿命,但NMN仍在进行测试。因此,现在尚未有确切答案,至少目前还没有。

NAD促进剂的人体研究仍在进行,截至目前,并未发现任何毒性,甚至一点迹象都没有。目前也有许多正在进行或即将开始的研究在测试NAD促进剂对于肌肉和神经系统疾病的效果,其他还有NAD超强化分子的研发,进度略慢几年。

这些研究可能得花费数年才会开花结果,但是,许多人并不愿意枯等,因此给了我们一些有趣线索,究竟这些分子或类似的分子会将我们带往何处?

孕育生命的沃土

我们知道,NAD促进剂可有效治疗小鼠的多种疾病,即使接近晚年,也能延长小鼠寿命。我们知道,新兴研究强烈显示,NAD促进剂对于人体健康即便没有一模一样的功效,也可能产生类似影响。

我们还知道,NAD促进剂在表观遗传地景上的运作原理,即透过施加适度压力,恰好足以启动我们的长寿基因,以抑制表观遗传变化,来维持年轻机制。如此,NMN和其他活力分子(包含二甲双胍和雷帕霉素在内)便可减少引发老化的杂讯累积,进而恢复生理机制。

NAD促进剂如何做到这一点?我们仍然在努力研究,以了解表观遗传杂讯如何在分子层次上受到抑制,但是我们大体上知道当中的运作方式。

当我们强化去乙酰酶等沉寂蛋白时,即使发生DNA损伤,它们也依然能维护年轻的表观基因体不受影响,就像具有额外SIR2基因的长寿酵母菌一样。它们以某种方式应变,也许是超高效地修复DNA断裂,然后在走失前回到原本位置,或是即便有半数去乙酰酶走错位置,但剩下的酵素仍足以稳固人体这座堡垒。

不论透过何种方式,去乙酰酶活性增加可能防止了沃丁顿大理石逃离所在的山谷。即使它们开始往外移动,NMN等分子也有如额外的重力,会将其推回原位。基本上,这可说是身体某部分的逆龄,虽然只有一小步,但仍算是一种逆龄。

如此推测在比小鼠大的动物中是否正确?其中一个初步线索出现,是某天下午在我哈佛实验室工作的学生走进我的办公室时,显示或许推测是对的。

他小声地询问:「大卫,请问你有空吗?我想与你讨论一件事,和我母亲有关。」

他脸上的表情和说话的语气,让我立即担心起这位来自另一个国家的学生会告诉我他母亲生病了。我母亲病重时,我与她相隔半个地球之远,所以,我相当能体会那是什麽感觉。

我冲口说出:「不论你需要什麽帮助都行。」

学生似乎有些吃惊,我才意识到自己根本还没提出最要紧的问题,我问他:「你母亲可还安好?」

他答道:「是的,还好……我的意思是……还好……大多数时候。」

他告诉我,他母亲和我其他一些学生及其家人一样,正在服用NMN营养补给品。然后,他的声音开始小到像在低语:「一切很好,她的周期……又开始了。」

我过了几秒才意识到他说的周期是指什麽。

女性接近更年期时,月经周期会变得非常不规律,这就是为何若一年没有月经的话,大多数医生会确认女性已经进入更年期。

此后,若是阴道出血,可能会引发担忧,因为可能是癌症、肌瘤、感染或对药物产生不良反应的迹象。

我问他:「令堂有去看医生吗?」

我学生回答:「有,医师说她身体无恙,那看起来就像普通的经血。」

我十分好奇。于是我说:「好的,但我们需要更多资讯,你能否打电话给她再询问一些问题?」我从未看过有人顿时神色大变如此之快,他恳求我:「大卫,拜托拜托,拜托不要叫我问我母亲关于月经的问题!」

卵巢也可以回春?

自从2017年秋天的那场对话以来,我得知其他几位女性也有类似经历,另外也读到了其他类似情况的女性纪录。这些案例有可能是安慰剂效应的结果。但是,2018年的一项试验测试了NAD促进剂能否恢复老马的生育能力,结果成功了,让抱持怀疑的兽医也出乎意料。据我所知,马可不会有安慰剂效应。

尽管如此,这些故事和临床试验结果可能都是一些随机的案例,未来将针对此方面进行更详尽的研究。但是,倘若结果证明母马和妇女可以再次生育,那将完全颠覆我们对生殖生物学的理解。

在学时,老师告诉我们,女性出生时,卵子的数量是固定的,大约多达两百万颗。大部分的卵子会在青春期前死亡,剩下的卵子几乎要不是在女性一生的经期当中释出,要麽随时间死亡,直到没有任何卵子为止。然后,如我们学习到的,女人将无法生育,句点。

这些关于女性月经恢复和马恢复生育的传闻报告是早期但有意思的指标,显示NAD促进剂有机会能恢复退化中或已经退化的卵巢。同时,我们也观察到,NMN能够恢复那些以化疗杀死了所有卵子或进入「更年期」的年迈母鼠的生育能力。

顺道一提,即使研究重复进行多次,并由不同人员分别在两个实验室进行重复的实验,结果依然有相当大的争议,以至于除了我之外,我的团队几乎没有人投票赞成发表成果。因此,此项研究成果目前暂时尚未发表。

在我看来,显然生物学家忽略了某个重点,而且是最关键的要点。

2004年,生殖生物学界极具争议的提利(Jonathan Tilly)声称,卵巢中存在着可在老年制造卵子的人类干细胞。尽管该理论颇具争议,但或可解释年老或接受过化疗的母鼠为何能够恢复生育能力[41],[42]。

不论「卵子前驱细胞」是否存在于卵巢,依我之见,我们无疑正以惊人的速度迈向一个新世界,女性未来也许能更长久保有生育力,甚至就算已经失去生育能力,也有可能重新回复。

所有这些,对那些想生小孩但因为各种社会、经济,或医疗因素而无法生育的人来说,当然都是好消息。但是,这与老化有何关系?

要回答这个问题,我们得先回想一下卵巢是什麽。卵巢不仅是我们许多人在校时学到的,只是一种缓慢释放人类卵子的机制;它是一个器官,就像心脏、肾脏或肺脏一样,具有日常运作功能,既存放着胚胎发育期间产生的卵子,同时也可能成为储藏处,储存日后衍生自前驱细胞的额外卵子。

卵巢也是老化影响的第一个主要器官,不论对人类和动物来说都是如此。雌鼠通常在约十二个月大时丧失繁殖能力。所以,以小鼠来说,这意味着我们与其等候两年直到小鼠达到「老年」,不如先观察研究十二个月内老化的成因与疗法。

此外,我们还要记得NMN的功用,它能促进NAD制造,而NAD可以提高SIRT2酵素的活性。SIRT2存在于细胞质内,是人类形式的酵母基因Sir2。

我们发现,SIRT2负责控制未成熟卵子的分裂过程,确保卵子最终只保留一条母亲的染色体,以便与父亲的染色体结合。年老的小鼠若少了NMN或额外的SIRT2,整个卵子就完蛋了,成对的染色体不是正好往两个方向分开,而是从许多方向撕碎。但是,若预先以NMN治疗老年雌鼠数周,牠们的卵子看来就会像原始的卵子,与年轻小鼠相同[43]。

这便是为何人类卵巢功能恢复的早期指标尽管可能只是传闻轶事,仍如此令人惊艳的原因。倘若传言属实,那麽用于延长、恢复,与逆转卵巢老化的机制,或许会成为我们应用于其他器官的途径。

另一件必须牢记在心的事情是,NMN并非此领域中唯一大有希望的长寿分子。部分女性因多囊性卵巢症候群导致经期不频繁或过长,目前二甲双胍已广泛用于改善这些女性患者的排卵问题[44]。

于此同时,新兴研究正逐渐证明,哺乳动物雷帕霉素标靶抑制剂(又称mTOR抑制剂)或许可在化疗过程中保持卵巢功能和生育能力[45],而同样的基因途径在男性生育力中也扮演了关键角色,影响精子的制造和发展[46]。

家父的老年生活

啮齿动物研究进行的时间多半比正式的人类研究早得多,NAD促进剂就是一例。但是,这些分子用于酵母、线虫和啮齿动物,展现出许多安全性和效力上的早期指标,以致于许多人开始进行自己的私人人体实验。

家父也是其中之一。

虽然他念的是生物化学,但我父亲却热爱电脑。他任职于一家病理公司,担任资讯人员。这意味着他得长时间坐在电脑萤幕前,「久坐」又是另一件专家学者说对健康有害的事,部分研究人员甚至暗示这对健康的危害程度可能与吸菸没两样。

2014年,我母亲去世时,父亲的健康状况也无法抵挡地开始下滑。他六十七岁退休,七十五岁左右依然相当活跃。他喜欢旅行与园艺,但是,他已经跨过了第二型糖尿病的门槛,听力下降,视力衰退,很快就感到疲倦,说话不断重复,脾气暴躁,根本称不上朝气蓬勃。

他开始服用二甲双胍治疗边缘型第二型糖尿病,隔年他开始服用NMN。

家父一直是个怀疑论者,但他永远充满了好奇心,而且从我这里听到关于实验室小鼠发生的事情后,他深深着迷。NMN并非受管制物品,市面上可以买到NMN营养补给品,所以他也从小剂量开始尝试。

不过,他很清楚小鼠和人之间存在着偌大差异。起初,他会对我和其他关切的人说:「目前还没啥两样。」

正因如此,他试用了NMN约六个月时的声明便颇具说服力。

他说:「我不想显得太过激动,但是,我感觉有些不同。」

他告诉我,他感觉比较不疲倦,身体较少酸痛,而且神智更清明。他说:「我超越了我的朋友,他们经常抱怨觉得年纪大了,而且再也无法和我一起去山上踏青。我和他们感觉不同,我不感到疼痛或痛苦。我在健身房划划船机还赢过许多年轻人。」同时,他的肝酵素异常二十年后,竟又恢复正常,让他的医生大感惊讶。

他再次来访美国时,我注意到他有些不同,非常细微的差异,我恍然大悟,自我母亲去世以来,他脸上第一次带着微笑。

这些时日,他像个青少年一样四处历险,在风雪中徒步六天登上塔斯马尼亚最高的山峰顶端;骑三轮车穿过澳洲丛林;在美国西部搜寻偏远的瀑布;在德国北部森林玩高空滑索;在蒙大拿泛舟;在奥地利探索冰洞。

他显然是「老当益壮」的代表,只是壮得太不像他的年纪了[47]。

而且,因为想念工作的感觉,所以他在澳洲一家知名学府开始了新的职涯,任职于道德委员会负责核准人类研究,充分运用他在严谨科学、医学实务,和资讯安全上的专业知识。

你可能会预期,有如此行为的人毕生都维持此种生活方式,但家父绝不是一个这样的人。家父曾说,他不期待变老。他本性并非外向或乐观之人,反倒比较像是《小熊维尼》里的小毛驴屹耳。

他期望退休后能过上十年体面的生活,然后再搬进养老院。对他而言,未来的路很明确。他亲眼目睹发生在他老母身上的一切,无助地看着她的健康状况在七老八十时下降,还有她晚年最后十年遭受痛苦与失智症折磨。

这些情景历历在目,对他来说,想到年过七十后的生活,其实并不怎麽吸引人;事实上,还非常骇人。但是,现在他非常享受目前的生活。每天早晨醒来,都深切渴盼能拥有全新、激动人心的经历,充实自己的生活。

为此,他每天早上按时服用他的二甲双胍和NMN,而且药快吃完时还会感到不安。他的精力、热爱生活,和对年老的看法改观,一切转变惊人,这或许与他摄取的分子无关,我猜想,他身心的蜕变可能就是某些人变老的方式,但我其他的亲戚肯定不是如此。

长寿的意义

我父亲也在思索这些变化,毕竟我们全家都是科学家。他最近告诉我:「我无法确定这是NMN的功劳。」他想了想自己的生活,然后笑着耸耸肩说:「但我也找不到其他解释。」

最近,家父在美国东岸游玩过后回到澳洲。我有点不好意思地问他,下个月能否飞回美国参加一个活动。我将获颁「澳大利亚国家荣誉勋章暨荣誉官员」(Officer of the Order of Australia),以表扬我「在老化生物学医学研究、生物安全合作计画,及提倡科学研究的杰出贡献」。这将会在华盛顿特区的澳洲大使馆举行颁奖典礼。

我告诉他:「珊卓说我不该要你飞回来,离你上次来美国只相隔了四周,再说你又快八十岁了,路途遥远,而且……」

他回答:「我很乐意出席,不过得先确认一下行程,看看我有没有空。」

他取消了几场会议,把这趟行程排进行事历里。颁奖典礼上,他和珊卓及孩子们在一旁观礼,这无疑是我一生中数一数二美好的日子。看着父亲和家人站在一起,我心想:「这就是长寿的意义,父母可以参与你人生的重要时刻。」

父亲后来告诉我,他站在一旁观礼时心想:「这就是长寿的意义,陪伴孩子度过人生的重要时刻。」

当然,家父重返青春的故事完全是一则轶事,我不会将其发表在科学期刊上,毕竟,安慰剂有时也是很强大的药物。我们无从得知他之所以感觉好转,是因为服用了NMN和二甲双胍,还是他开始服用这些药物时,已经下意识决定要改变生活方式了。

精心策划的人类双盲临床研究完成后,也许就会有有力证据证明老化时钟是可逆转的。但是,在那之前,我仍然为父亲深感自豪,身为一个普通人,在年近八十岁勇于面对生命的挑战,为自己开启了生活的新页,可谓是人生明监,向我们证明了不接受老化是「命该如此」的话,生命可以是何等模样。

尽管如此,对于我或任何看到我父亲转变的人,很难不去怀疑是否有什麽特殊原因。

而一旦你知道了我所得知的、看到我所见过的,那些尚未对世人揭晓的全球各地实验和其他临床实验结果,很难不相信人类生活即将出现重大改变。

不惜一切

在没有真实逆境的情况下,启动人体生存机制真能让人类寿命远远超越今天吗?最佳办法为何?加强版的AMPK活化剂?TOR抑制剂?STAG或NAD促进剂?还是这些药物搭配间歇性禁食和高强度间歇训练?所有可能性的排列组合可说是无边无际。

也许,任一种进行中的长寿分子抗老研究,将为我们提供额外五年的健康时间;也许,这些化合物,加上最棒的生活方式,有机会成为长生不老药,让我们在世的日子多出几十年;也或许,随着时间流逝,我们对这些分子的热情不在,兴趣转向更新的研究发现。

我在此所提及的分子,发现多半出于机缘巧合。但是,现今我们正积极、刻意寻找可以启动人体内建防御机制的分子,试想世界又将有何发现。现在,成群的化学家正努力制造天然或合成的分子,并加以分析,试图找出有潜力可以抑制表观基因体杂讯以及重设表观遗传地景的分子。

目前已经有数百种化合物经证实具有此方面的潜力,而且仍有成千上万的化合物有待进一步研究。甚至,极可能还有未被发现的化学物质,隐藏在啤酒酵母之类的微生物中,或在诸如山羊豆这类植物里,等着向我们展现其他的长寿途径,帮助人体更强健、更长寿。而那些还只是天然产物而已,功效通常比参考它们所合成的药物低上许多倍。目前确实有许多新兴合成药物功效类似我所提及的分子,而且也逐渐在早期人类临床试验中展现出巨大潜力。

这些分子哪个最有效、何时使用最好?或是对谁最好?要找出这些问题的答案需要时间。但是,每一天,我们都有所进展。相信有朝一日,人类生命力大幅提升将只有几锭药片之遥。我们有充满希望的线索,有众多才华洋溢的研究人员,有大量前进的动力,不可能无法实现这个目标。

可是,当中这些方法,是否有老化的「解药」?答案是没有。研究人员或许能持续找出愈来愈见效的分子,可以更有效地减少表观遗传杂讯和促进细胞组织再生;于此同时,也能为我们争取更多时间,以获得其他有助于大幅延长人类生命的科学进展。

但是,假使这一切并未发生。为了容我争辩与强调,请先假装自己生活在一个世界,那里从未发现过这些分子,而且也没人想过用药物来解决衰老问题。

即便如此,这也不会改变人类必然会更长寿健康的可能,一点也不。原因就在于,那些启动体内古老生存机制的药物,只是科学家、工程师,和企业家用来促成人类终极演化的其中一种方式……

……自始至终都是如此。

6. 大步向前

我们其实鲜少思考老化这件事,就算想过,我们往往认为,纵然老化可以改变,也是相当复杂难改的一件事。

在人类大半历史里,我们自然而然地将老化视为季节变换的一部分;春夏秋冬四季更迭也确实是相当常见的人生比喻,用来形容人从童年、成年、中年,到「暮年」的历程。

再近些时候,我们发现衰老不可避免,但我们也许能够让一些老年常见的疾病不那麽严重。后来,我们发现也许可以针对各个老化标志,或是一些老化的症状做些改善。即便如此,改变老化似乎仍需要莫大的努力。

可是,重点是,并非如此。

一旦知道了从酵母、线虫、小鼠,到人类,宇宙万物都有共通的老化调节机制……

一旦了解只要透过NMN等分子、几小时剧烈运动,或少吃几餐,就能改变这个调节机制……

还有,一旦你意识到老化只是一种疾病……

一切便不言自明:

老化将可轻松解决。而且比癌症更容易解决。

我知道这般言论听来有点疯狂。

可是,微生物过去也被视为是疯狂的想法,直到1671年,业余科学家雷文霍克(Antonie van Leeuwenhoek)首度描述了他从自制显微镜中观察到的「微小动物」世界,才颠覆了过往认知。

后来数百年间,医生驳斥手术前需要洗手的观点。但是,事到如今,「伤口感染」这个过去导致患者术后死亡的主因,现在已成为医院人员在手术室最一丝不苟、注重预防的要事。单靠手术前洗手这件事,我们就大大提高了病患的存活率。一旦我们了解到问题所在,要解决就好办了。

谢天谢地,我们用肥皂解决了问题。

对许多人而言,疫苗也曾是个疯狂的想法,直到英国医师詹纳(Edward Jenner)成功使用他从牛痘水泡搜集来的液体,并接种至一名八岁男童菲普斯(James Phipps)身上。虽然他的行为在今天可能会被视为极端不道德的实验,但在当时却开启了免疫医学的新纪元。

在1796年詹纳发明疫苗以前,这种「轻微疾病可以预防许多疾病」的想法,在许多人眼中是相当疯狂,甚至像是有杀人倾向。

如今我们知道,以挽救生命和延长寿命而言,疫苗是人类史上最有效的医学预防的介入措施。同理,一旦我们了解到问题所在,要解决就好办了。

乙酰酶活化剂(STAC)、AMPK活化剂,和mTOR抑制剂的成功,无疑是异常强大的指标,显示我们正致力于探索所有老化相关疾病的源头。这些分子经证明可增加几乎各种试验生物的寿命,此事实进一步证明了我们正运用古老而强大的机制来延长生命[1]。

然而,还有一个药物标靶有助于延长人类寿命,就在长寿分子影响老化过程的下游,但其作用仍是在许多老化症状的上游。

你可能还记得,老化其中一个关键标志就是衰老细胞的累积,这些细胞已经永久停止繁殖。

从人体取出,或在培养皿中培育的年轻人类细胞,在染色体端粒变得非常短之前,最多可以分裂大约四十至六十次,现今称此为「海佛列克极限」(Hayflick limit),是由解剖学家海佛列克(Leonard Hayflick)所发现。端粒酶此种酵素可维持端粒长度,此发现也让布雷克本(Elizabeth Blackburn)、格雷德(Carol Greider),和绍斯塔克(Jack Szostak)于2009年荣获诺贝尔奖。

然而,为了保护我们免受癌症侵袭,除了在干细胞以外,端粒酶都是处于关闭状态。1997年,有个了不起的发现:若将端粒酶放入培养皿的皮肤细胞中,这些细胞永远不会衰老。

目前已大致厘清为何端粒变短会导致衰老。端粒过短会丧失其组织蛋白包装,就像鞋带少了绳花一样,染色体末端的DNA也会暴露出来。细胞侦测到暴露的末端DNA,便认为这是DNA断裂,会尝试修复DNA末端,有时会将不同染色体的两端结合在一起,导致超级基因体不稳定(hypergenome instability),因为这些染色体可能在细胞分裂过程中扯碎,再接合,不断重复之下,可能演变成癌症。

端粒过短另一种更安全的解决方案是让细胞停工。我相信,这是透过永久启动生存回路达到的。裸露的端粒被视为是DNA断裂,导致去乙酰酶等表观遗传因子永久离开原本位置,以试图修复损伤,但因为没有其他DNA末端可以连接,细胞因此停止复制,情况有点类似老酵母细胞中断裂的DNA分散了Sir2的注意力,使其脱离交配型基因,进而导致生育能力终止。

众所周知,人类衰老细胞中常见DNA受损反应的触发,和表观基因体发生重大改变的情况。此外,我们在小鼠的ICE细胞里引进表观遗传杂讯,使得这些细胞比正常细胞更早衰老,此项资讯也许颇具价值。神经与肌肉细胞鲜少分裂或甚至不分裂,我怀疑它们之所以衰老,或许是表观遗传杂讯导致的结果,细胞因此失去特性并停止运作。

这个曾经有益、有助于细胞度过DNA损伤的回应机制有个黑暗面,即永久性恐慌的细胞会向周围细胞发出讯号,导致其他细胞也开始惊慌。

破坏力强大的殭尸细胞

衰老细胞通常又称「殭尸细胞」(zombie cell),因为即使它们应该死亡,但却拒绝死去。殭尸细胞会分泌一种罕见的酵素,名为β-半乳糖苷酶(beta-galactosidase),因此,在培养皿中,以及在冷冻、切成薄片的组织切片里,我们可将其染成蓝色。

殭尸细胞染色后,成像相当明显。细胞愈老,我们观察到的颜色愈蓝。例如,人在二十多岁时,白色脂肪样本看来是白色,中年时则是淡蓝,而老年时则是深宝蓝色。呈现出的景象十分惊人,因为这清楚显示出我们体内有大量衰老细胞,而老化正紧抓住我们不放。

少量衰老细胞就能造成重大破坏。即便衰老细胞停止分裂,仍会持续释出名为细胞激素(cytokine)的蛋白质。这些蛋白质会导致发炎反应,引来巨噬细胞(macrophage)攻击组织。

慢性发炎并不健康,问问患有多发性硬化症(multiple sclerosis)、发炎型肠道疾病,或干癣的人就知道。这些疾病全都与细胞激素蛋白过量有关[2]。

发炎反应也会助长心血管疾病、糖尿病和失智症。由于发炎反应会助长老化相关疾病的发展,科学家甚至以「老化发炎」(inflammaging)称此过程。而且,细胞激素不仅会引发发炎反应,还会让其他细胞也变成殭尸,有如身体的世界末日一般。此种情况发生时,它们甚至会刺激周围细胞变成肿瘤,进而扩散。

目前已知摧毁小鼠的衰老细胞可使其更强健,寿命更长,牠们的肾脏功能可更持久、运作良好,心脏抗压能力增强。根据梅约医学中心分子生物学家贝克(Darren Baker)和范德森(Jan van Deursen)的研究,小鼠寿命因此延长了20%到30%[3]。在疾病的动物模式中,杀死衰老细胞可使纤维化的肺部变得更柔韧,延缓青光眼和骨关节炎恶化,并减少各种肿瘤的大小。

了解细胞的衰老如何发生演变不仅仅是学术研究,还能帮助我们研拟更好的方式来预防或杀死衰老细胞。

细胞衰老是人类所继承的原始生存回路造成的后果,当细胞侦测到DNA断裂时,生存回路会停止细胞分裂和繁殖;若DNA太过频繁发生断裂,或最后使生存回路不堪负荷,人类细胞将停止分裂,然后惊慌地原地不动,试图修复损伤,扰乱表观基因体,并分泌细胞激素,就像衰老的酵母细胞里所发生的情况一样。这是细胞老化的最后阶段,一点都不吸引人。

跟不上人类发展的衰老细胞

如果殭尸细胞对健康有害无益,为何身体不直接杀死它们呢?为何要让衰老细胞在体内待上数十年制造问题?

早在1950年代,演化生物学家威廉斯(George Williams)便已提出一个老化理论,那就是有些基因对年轻人的帮助很大,但会有些副作用,到年纪大的时候才发作。

加州巴克老化研究所的坎培西(Judith Campisi)在威廉斯的理论基础上进一步研究,认为人演化出细胞衰老其实是一种妙方,用来预防我们在三十、四十岁时罹癌。毕竟,衰老细胞不会分裂,表示带有基因变异的细胞先启动衰老的程式,它们就无法形成肿瘤。但是,假如衰老细胞真的能预防癌症,那为何最后却促进邻近组织发展出癌症,更不用说其他与老化相关的症状了?

此时,便是「拮抗基因多效性」(antagonistic pleiotropy)出场的时间了。该理论认为,演化保存了年轻时对人体有益的生存机制,因为利大于弊,远胜过生存机制在年老后可能引发的任何问题。是的,天择正是如此残酷不仁,但确实奏效。

回溯原始人类(hominid)「类人猿」一千五百万年的历史,这个人类同科动物在绝大多数的演化历程中,充斥掠食、饥饿、传染病、产妇死亡、感染、气候天灾,和种内暴力等各种外力,意味着鲜少有人活超过十、二十年。而即使是在相对较近的人属时代,我们现在所谓的「中年」也是自然界中一个全新的现象。

从人类大半的演化史来看,活过五十岁几乎不太可能。因此,原本减缓癌症扩散的机制,最终会否导致更多癌症或其他疾病,根本无关紧要,因为只要这个机制足以让人类有时间繁衍和养育就够了。接下来决定人类存亡的,就是剑齿虎的事了。

今时今日,鲜少有人必须担忧自己被饥饿的掠食者抓走;饥饿和营养不良依然普遍,但极度饥饿的情况愈来愈少见;儿童疾病的预防工作日益进步,其中部分疾病甚至几近消失。

分娩愈来愈安全(虽然仍有长足的改善空间,特别是在开发中国家);现代卫生设施大幅减少人类死于传染病的机率;现代科技帮助警告我们即将发生的重大灾难,例如飓风和火山爆发;世界也许看似险恶或暴力,但数十年来,全球凶杀率和战争数持续下降。

文明让我们寿命更长,演化甚至还来不及迎头赶上。因此,我们受到衰老细胞的煎熬,就好像文明发展让放射性废物伤害我们一样。若将一小撮衰老细胞放进年轻小鼠的皮肤里,发炎反应就会迅即蔓延,整只小鼠体内会充斥引发早老迹象的殭尸细胞。

有一类名为老化裂解素(senolytics)的药物,也许是我们抗衰老之战所需要的殭尸细胞杀手。这些小分子药物专门设计用来杀死衰老细胞,诱发原本应该发生的死亡程式。

这正是梅约医学中心的柯克兰(James Kirkland)所完成的研究。他只要用两个老化裂解素分子,即可快速消灭实验室小鼠体内的衰老细胞,并使牠们的寿命延长36%:一是槲皮素(quercetin),通常可在西洋白花菜、羽衣甘蓝和红洋葱里找到;还有一种名为柏莱(dasatinib)的药物,是治疗白血病的化疗药物[4]。

这个研究成果意义非凡,若老化裂解素能发挥效用,表示你只要服用一周一个疗程的药物,就能青春焕发,然后十年后再服用另一次疗程即可。

同时,相同药物也可注射至患有骨关节炎的关节或即将失明的眼睛,或吸入因化疗而纤维化、僵硬的肺部,强化这些器官,提供逆龄的效果。(源自复活节岛的长寿分子雷帕霉素被称为「抗老型态」(senomorphic)分子,因为它无法杀死衰老细胞,但能阻止衰老细胞释放发炎分子,也同样有效[5]。)

2018年老化裂解素首度开始进行人体试验,用于治疗衰老细胞累积的骨关节炎和青光眼。这些药物正式问世之前,我们也许仍需数年才能确认药品的功效和安全性,但是倘若真的见效,未来可说是潜力无穷。

不过,我们还有一个选择,更接近问题的上游,甚至可能是更好的选择。

难缠的垃圾DNA

先前讨论过名为LINE-1反转录转位子(retrotransposon)的自私基因以及它们的残余化石,约占了人体基因体一半,常被称为「垃圾DNA」。

这可是为数不小的基因包袱,而且它们是一群鬼祟的家伙。在年轻细胞里,染色质阻挡了这些古老的「DNA跳跃子」(mobile DNA element,又称反转录转位子)的活动,避免其跳出基因体,再将自己嵌入其他位置破坏DNA。我们与其他研究团队已经证实去乙酰酶紧密缠绕LINE-1基因,使其沉寂[6]。

然而,随着小鼠年岁渐长,由于去乙酰酶被召集到他处修复DNA断裂,之后许多都找不到回家的路,这些去乙酰酶蛋白散落在基因体各处,人类可能也是如此。

雪上加霜的是,NAD含量下降加剧了去乙酰酶蛋白的失落,与我们一开始在老酵母菌中发现的情况相同。少了去乙酰酶蛋白缠绕染色质并沉寂转位子DNA,细胞就会开始转录这些内源病毒(endogenous virus)。

情况很糟,而且只会每况愈下。

长时间下来,随着小鼠年纪愈大,曾经沉寂一时的基因囚犯LINE-1被转录出RNA,然后RNA又再反转录成DNA,然后被重新嵌入基因体不同的位置。LINE-1基因造成基因体不稳定与表观遗传杂讯,进而引起发炎外,它还会从细胞核渗出,流入细胞质,因而被认为是外来入侵者,细胞就会释放更多刺激免疫系统的细胞激素,导致全身发炎。

布朗大学的瑟德维(John Sedivy)和罗彻斯特大学的戈布诺娃(Vera Gorbunova)进行了一项新研究。他们提出了一种可能性,即SIRT6突变小鼠之所以如此迅速老化,其中一个主因是因为这些反转录病毒地狱犬毫无约束,导致大量DNA断裂,表观基因体并非慢慢劣化,而是急速瓦解。

多项实验的有力证据显示,抗反转录病毒药物(antiretroviral)可延长SIRT6突变小鼠的寿命近两倍,同种药物也用于治疗人类免疫缺乏病毒(HIV)。可能情况是,当NAD随年龄增长而下降,去乙酰酶也会变得无法沉默反转录转位子。

也许有朝一日,会有安全的抗反转录病毒药物或NAD促进剂能让这些垃圾基因沉寂[7]。我们或许无法从根源完全阻挡老化,但至少能在身体出现完全的无政府状态前,在老化这个精灵更难以被收回瓶中之前,就开始这场战斗。

……

细胞重编码

衰老细胞疫苗、热量限制模拟药物,和反转录转位子抑制剂都是延长生命力的可能途径,全球各地的实验室和医学中心目前也都努力研发。但是,如果我们可以不需要这些呢?如果我们能重设老化时钟,从一开始就防止细胞失去特性并变得衰老呢?

透过细胞重新编码(reprogramming),重新设定生命地景,确实可能成为老化的解决方案。有如水母一样,利用小部分的身体重新生成水螅体水母,进而产生更多新生水母。

毕竟,DNA的青春蓝图一直存在,即便人老了也是一样。所以,重点就在于,我们如何让细胞重新读取这个蓝图?在此,用DVD的比喻来解释会更清楚。

DVD由于长期使用或滥用,铝片最上层的编码凹痕,被深深浅浅的细小刮痕覆盖,DVD播放器因而难以读取光碟的数位资讯。然而,DVD从边缘到中心,有近四十八公里的数据,绕着光碟一圈接一圈,因此,若光碟刮伤的话,想找到特定歌曲的开头就变得极端困难。

老旧细胞也面临同样情况,甚至更糟。我们细胞中的DNA可储存的数据量与DVD差不多,但包在细胞里、约一点八公尺长的DNA只有一粒灰尘的十分之一大。如果将人体所有DNA前后连接放在一起,长度将是太阳系直径的两倍。但是,细胞里的DNA有别于简单的DVD,是立体、潮湿且不停摆动的,而且当中不止有五十首歌,而是超过两万首歌。难怪随着我们年纪渐长,读取基因变得益加困难,任何细胞还能找到最初的正确基因,着实堪称奇迹。

要无失真地播放老旧有刮痕的DVD,方法有二。一是购买一台更好的DVD播放器,有更强大的雷射可读取刮痕下的数据;另一是抛光光碟,让资讯再次显现,有如全新DVD一般,而且听说只要牙膏跟一块抹布就行了。

让生物恢复年轻绝不可能像用牙膏抛光光碟一样简单,但是,前述的第一种方法,也就是将刮伤的DVD放进全新播放器却是可行方法。1958年,牛津大学教授葛顿(John Gurdon)首度尝试此法,他移除了青蛙卵中的染色体,然后以成蛙细胞中的染色体取而代之,因此获得了活蹦乱跳的蝌蚪。

1996年时,爱丁堡大学的威尔穆特和他的同事以绵羊乳腺的染色体代替了绵羊卵子的染色体,结果诞生了桃莉羊,此举也引发了公众对于转殖危险性的激烈争论。

关于转殖的争辩掩蔽了一件最重要的事:老旧DNA保留了再次年轻所需要的所有资讯。

从那之后,争论逐渐消退,因为世界还有其他要担忧的事。转殖如今已例行性地用来制造农场动物、赛马,或是宠物。2017年,用四万美元的「优惠价」就能订购一只甚或两只复制犬,就像影星芭芭拉史翠珊复制了一只卷毛棉花面纱犬代替她的爱犬珊米(Sammie)[9]。珊米去世时十四岁,以人的年纪来说相当于七十五岁,但牠捐赠的细胞丝毫不影响转殖。

这些实验意义深远,意味着老化可以重置,DVD上方的刮痕可以被移除,进而复原原本资讯,表观遗传杂讯原来并非一条单行道。

但是,我们要如何重设身体但不成为复制人呢?

夏侬1948年出版了关于数据传输期间资讯保存的方法的论文,当中提供了宝贵的线索[10]。

他认为资讯遗失只是熵(entropy)的累积,或是讯息解析的不确定性,他甚至提出了相当高明的方程式来支持自己的论点。夏侬的研究源于奈奎斯特(Harry Nyquist)和哈特利(Ralph Hartley)的数学,此二人为贝尔实验室工程师,1920年代彻底颠覆了世界对资讯传输的认知。他们关于「理想码」(ideal code)的概念对夏侬的传播理论发展影响重大。

1940年代时,夏侬开始执迷于如何传送一个频道中嘈杂的讯息到远端,在此,传输的资讯不过就是一组可能的讯息,而这组讯息必须透过接收端的重新建构才能获得。

正如夏侬在其「杂讯通道编码定理」(noisy-channel coding theorem)中精彩指出,只要不超过通道容量,便能几近零失误地传达讯息。可是,倘若数据超过通道容量或受到杂讯干扰,后者在类比数据中尤其常见,确保数据传输至接收方的最佳方法就是储存备份资讯。如此一来,即便部分重要数据流失:「观察者」也可传送此「校正数据」至「校正装置」来复原原本讯息。

这就是网路的运作方式,封包资料若是遗失,可于稍后恢复并重新发送,这全得归功于传输控制协定和网际网路协定(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP)。

如同夏侬所说:「此观察者在有待复原的消息中找出错误之处,并透过『校正通道』传送数据至接收点,让接收器修正错误。」

尽管这听来像是1940年代的深奥语言,但身处2014年的我所想到的是,夏侬的「通讯数学理论」(A Mathematical Theory of Communication)其实与老化的资讯理论关系密切。

夏侬绘制的图里有三大要件,生物学里也有相应的类似物:

  • 资讯「来源」是来自父母的精子与卵子
  • 「发送器」是表观基因体,透过时空传输类比资讯
  • 「接收器」是未来的身体

卵子受孕后,会发出生理的「无线讯号」,即表观遗传资讯。表观遗传资讯随时间传送至各个分裂的细胞,一切顺利的话,受精卵会发育成健康的婴儿,最后长成健康的青少年。但是,由于连续的细胞分裂与生存回路对受损DNA的过度反应,生理讯号开始出现愈来愈多杂讯。最后,你八十岁的身体接收器遗失了许多原始资讯。

我们知道,从原本的蝌蚪或哺乳动物可以复制出一只新蝌蚪或哺乳动物。这表示,老年时许多表观遗传资讯虽然遗失了,又受到杂讯屏蔽,但肯定还有能告诉细胞如何重置的资讯。这个生命一开始就留下的基本资讯,能告诉人体如何恢复年轻,就像原始资料的备份一样。

夏侬认为,想恢复讯号,还有三项即使讯号被杂讯遮蔽也必不可少的要件,为了终结老化,我们必须找到此三要件:

  • 记录原始资料的「观察者」
  • 原始的「校正数据」
  • 以及用来恢复原始讯号的「校正装置」

我认为,我们可能已经找到了生物的校正装置。

2006年,日本干细胞研究者山中伸弥(Shinya Yamanaka)对外宣布,他测试过数十种组合的基因之后,发现了一组基因,分别为Oct4、Klf4、Sox2和c-Myc,能够诱导成人细胞变成多功能干细胞(pluripotent stem cell,iPSC)。多功能干细胞是不成熟的细胞,但可被诱导成为任何细胞类型。此四种基因编码都是功能强大的转录因子,每个转录因子控制着一组特定基因的开关,决定了在胚胎发育期间细胞如何在沃丁顿地景上移动。

这组转录因子的基因存在大多数多细胞生物中,包括黑猩猩、猴子、狗、牛、小鼠、大鼠、鸡、鱼,和青蛙。他的发现基本上表示在培养皿中可以完成细胞逆龄,山中伸弥与葛顿于2012年共同获颁诺贝尔生医奖。现在这四个基因常称为山中因子(Yamanaka factor)。

乍看之下,山中伸弥的实验似乎只是引人瞩目的实验室把戏。但是,对老化领域而言,意义重大,他让我们能在培养皿中培育全新的血液细胞、组织与器官,可用来移植至患者体内。

我认为,他发现了葛顿的复制蝌蚪的重置开关,也就是生物的校正装置。

根据我的预测,以及我学生的研究指出,我们不但能使用这些开关和其他开关重置培养皿里的细胞,还可以重置整个人体的表观遗传地景,使大理石回到它们所属的山谷。例如:将去乙酰酶送回原来位置。老化过程丧失本身特性的细胞,可在引导之下回复原样,这就是我们一直在寻找的DVD抛光方法。

我们利用了重编码因子恢复小鼠的年轻表观基因体,每星期都有所斩获。我们的研究突飞猛进,整夜的睡眠对我和其他实验室成员来说愈来愈稀有。

1990年代时,各界主要的疑虑在于传输基因至人体内的安全性。然而,现今经核准的基因治疗产品日增月益,还有数百项进行中的临床试验。举例来说,因RPE65变异而失明的患者现在可透过简单注射安全的病毒来进行治疗,此种病毒可感染视网膜,并永久传递功能健全的RPE65基因。

奇幻旅程

预料人体的细胞重编码将最先运用在治疗眼部疾病,如青光眼或黄斑部病变(眼部拥有免疫特权,因此是进行基因治疗的首选器官)。不过,如果此疗法安全性足够,确定可传递至整个身体(以我实验室的长期小鼠研究显示,这天有可能来临),那麽,下列描述的可能就是我们的未来:

三十岁时,你将接受为期一周的疗程,总共包含三次注射,其中会引进一种特殊设计的腺相关病毒(AAV),此种病毒会引起非常轻微的免疫反应,甚至比一般流感疫苗引起的反应还低。

自1960年代以来,科学家便已发现此种病毒,如今加以改良使其不会传播或引发疾病。这个理论上的病毒将携带少量基因,也许是山中因子的某种组合,以及一个安全开关,可透过耐受性良好的分子开启,如去氧羟四环素(doxycycline)、制成锭状的抗生素或甚至更好、完全惰性的分子。

此时此刻,你的基因运作方式还不会产生任何变化。但是,当你开始看见并感觉老化的效应,大约在接近四十五岁时,医生会开给你一个月的去氧羟四环素处方。服用之后,细胞重编码基因便会启动。

过程中,您可能会滴一滴血在家用生物追踪器或去看个医生,以确保身体一如预期地运作,但仅此而已。下一个月,你的身体将经历回春的过程,随着沃丁顿的大理石回归到你年轻时的状态,你的白发消失,伤口愈合更快,皱纹不见了,器官赋活。思路更清晰,听得见更高频的声音,看菜单时不再需要老花眼镜,你的身体会再度感到年轻。

就像班杰明的奇幻旅程一般,你会再次感觉回到三十五岁、三十岁、二十五岁。

但是,有别于班杰明,你只会回到二十岁。此时,处方会停用,AAV将会关闭,山中因子再度沉寂,而你在生理、身体和心理上将会年轻数十年,但仍然保有所有的知识、智慧与记忆。

你会再度年轻,不只是外表上看来如此,实际上也是,你可以自由享受未来几十年的生活,没有中年的疼痛与痛苦,也毋须担心癌症或心脏病。然后,再过几十年,当那些白发再度出现,你会开始另一周期的触发疗程。

而且,随着生物科技发展,还有当我们学会如何操控可重置细胞的因子时,也许犯不着使用病毒那麽麻烦,只需服用一个月的药物即可。

这听来是否有如科幻小说?像是很遥远的未来?请容我告诉你,这一切并不远矣。

巴塞隆纳生物医学研究所细胞可塑性与疾病(Cellular Plasticity and Disease)实验室负责人塞拉诺,和圣地牙哥索尔克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)的贝尔蒙特(Juan Carlos Izpisua Belmonte)改造了小鼠,出生时全身每个细胞中都有所有山中因子的基因,但这些基因前有个诱导开关,必须要为小鼠注射去氧羟四环素基因才会启动。

在现今举世闻名的2016年的研究中,贝尔蒙特在老鼠终其一生中,每周会去启动一种叫做LMNA早老实验小鼠身上的山中因子两次,结果这些LMNA比牠未接受治疗的兄弟姐妹更易保持年轻,且寿命延长了40%[11]。他的研究也证明,普通年老小鼠的皮肤和肾脏也能更快愈合。

然而,山中疗法毒性极强。若贝尔蒙特拿捏失准,多给了小鼠几天抗生素的话,小鼠就会丧生。同时,塞拉诺也表示,若地景的大理石推得太远,四种基因的组合可能会诱发畸胎瘤,那是一种由头发、肌肉或骨骼等多类组织组成的恶心肿瘤。

这项技术显然尚未到位,至少目前还未发展成熟。但是,我们每天都朝向安全控制沃丁顿大理石迈进,以确保其精准降落在原始山谷,而不是在可能致癌的山顶上。

这一切进行的同时,我的实验室循着ICE小鼠实验成功的线索,正努力寻找延缓和逆转表观遗传老化的方法。我们尝试过各种不同方法,如:Notch基因、Wnt和四种山中因子。部分有些效用,但多数都变成癌细胞。

背水一战

2016年某天,那时我们已经连续失败两年,一直未能在不形成肿瘤细胞的情况下成功逆转老化细胞,一位优秀出众的研究生吕垣澄来到我办公室,告诉我他准备放弃了。做为最后的奋力一搏,他建议移除c-Myc基因看看,因为那可能是形成畸胎瘤的原因,我鼓励他不妨一试。

他将包装病毒放入小鼠体内,但是这次只有山中伸弥的三个因子,然后使用去氧羟四环素将其打开,接着静候所有小鼠生病或死亡。出乎意料地,没有小鼠生病或死亡,全都安然无恙。经过几个月的监测,也未出现肿瘤。我俩都又惊又喜,而且是莫大的惊喜。

垣澄并未等候一年观察小鼠是否寿命较长,他建议使用小鼠的视神经来测试逆龄与回春的效用,我抱持怀疑态度。

我告诉他:「我并不非常乐观测试会成功,除非你是新生儿,否则视神经不会再生。」

人体负责传输神经讯号的细胞与纤维网络十分错综复杂,且分为两部分,一是周边神经系统,一是中枢神经系统。

长久以来,我们已知诸如手臂和腿部的周边神经受伤后可以重新长回,只是速度很慢;而视神经和脊髓等中枢神经系统则完全不会。有些逆势操作的科学家提出可促进部分中枢神经再生的新颖疗法,但即便是这群人,也普遍对于中枢神经显着再生持保留态度。数十年来,希冀扭转青光眼和脊髓损伤的研究工作更是几乎毫无进展。

我跟垣澄说:「你选了生物学最棘手的难题来解决。」

他回道:「但是,要是我们能够解决这个问题……」

评估小鼠逆龄的方法不胜其数,但由于最近研究颇有斩获,他决定「要嘛放手去做,要不就别做」,我喜欢他的态度。

我告诉他:「不冒险就改变不了世界,去验证看看。」

几个月后,我手机传来一则讯息,让我惊讶到说不出话来,甚至一定得确认自己看到的画面是真的。

我立刻打电话给垣澄:「我眼睛看到的与脑里所想的一样吗?」

他说:「也许,你看到了什麽?」

我答:「未来。」

垣澄松了一大口气说:「大卫,一小时前,我以为我会失败。」

重见光明

对研究人员来说,怀疑不是坏事。当我们强迫自己大胆尝试无法预料的事情时,怀疑是自然而然、相当人性化的反应。

在那天,一切似乎水到渠成。垣澄最开始传来的图片看上去像个橙色、发光的水母,头部在顶端,也就是小鼠眼睛的所在位置,有长长的触须往下连接至大脑。

两周前,垣澄与我们的合作伙伴用一组镊子将小鼠眼睛后方的视神经挤压了几毫米,使几乎所有的神经细胞轴突(即触须)往大脑回缩死亡。他们将橙色的萤光染料注射到小鼠眼睛,活神经元会吸收发光。当垣澄用显微镜观察受挤压部位的下方时,没有任何发光的神经,只有大量坏死细胞的残余物。

他传来的下一张照片是一个样本,上面是视神经受挤压后重编码病毒启动的部位。结果,我看到的不是坏死细胞,反而是一个细长而健康的纺锤状触须网络正朝着大脑方向生长,试图与其连接。这可说是史上最伟大的神经生长样本,而垣澄的研究才刚刚起步。

没有人真的期望重编码能行之有效。我们最初都是选一个月大的小鼠做实验,希望有最大的成功机会,其他人也都是如此。但垣澄和来自哈佛医学院附设儿童医院何志刚教授实验室的技术合作者,现在已开始进行其他的重编码疗法测试,对象是十二个月大的中年小鼠。结果,牠们受损的视神经也同样能重新长回来。

在我书写本书的同时,我们已经恢复了普通年老小鼠的视力。

小鼠十二月大的时候,视力会急遽退化。来自哈佛医学院麻州眼科及耳鼻喉科中心的坎德(Bruce Ksander)和格戈里坎德(Meredith Gregory-Ksander)对此知之甚详。小鼠视网膜会丧失神经冲动,因此,即便眼前有线绳在移动,年迈小鼠的头部移动频率也不高,因为牠们根本看不见。

坎德说:「大卫,我得承认,我从未预期重编码疗法可以在正常老化的眼睛上起作用,我之所以测试你的病毒,只是因为你对这个方法太着迷。」

在他研究生涯中最激动人心的那天早上,他所看到结果就是,我们的OSK重编码病毒恢复了小鼠视力。

几周后,格戈里坎德证明,重编码同样可逆转内部眼压引起的视力丧失,也就是可以治疗青光眼。

坎德说:「你们知道我们发现了什麽吗?大家都在努力减缓青光眼的病程。结果这个疗法居然可以恢复视力!」

年轻资讯的储藏库

如果人体内的成年细胞或甚至老旧神经可以重新编码,重新获得年轻的表观基因体,那麽,年轻的资讯便不会全部遗失。因此,当中肯定有一个校正数据的储藏库、一个备份的资料组,或分子信标被保存直到成年,而且可以由山中因子取得,用等同于细胞的TCP/IP来重置表观基因体。

这些年轻标记是什麽,我们仍然不甚清楚,可能与DNA上用来估算生物年龄的甲基标记有关,即所谓的霍瓦斯时钟;不过,也可能与其他因子相关,像是蛋白质、RNA或甚至是附着于DNA、尚未被发现的新颖化学物质。但是,无论它们由什麽构成,都非常重要,因为它们是细胞保留终生的基本校正数据,能以某种方式重启细胞。

不过,我们也需要找到观察者,即负责记录我们年轻时原始讯号的人。观察者不可能只有DNA甲基化作用,因为这无法解释重编码的细胞如何聚焦于部分年轻的甲基标记,并去除老化过程中累积的、相当于DVD刮痕的甲基标记。或许是特定的组织蛋白或转录因子,抑或是人类在子宫内发育时链结在甲基化DNA上的蛋白质,然后它们就在原处等待八十年,直到校正装置传来讯号要它恢复原始讯息。

以夏侬的话来说,当OSK基因感染细胞并打开校正装置时,细胞不知为何知道如何与观察者联系,并使用校正数据将原始讯号恢复为年轻细胞的讯号。

垣澄不满足于新神经再生与恢复视力的成果。他在检查受损神经元的DNA时,发现这些神经元似乎正经历非常快速的老化程序,而重编码因子抵消了此程序。接收了重编码因子的神经元不会衰老,也不会死亡。这是相当激进的观点,但却又说得过去:严重的细胞损伤使生存回路不堪重负,加速了细胞衰老,进而导致死亡,除非生理时钟以某种方式逆转。

有了这些发现,我们也许即将发掘出是什麽让生理时钟滴答运作,以及如何倒转时间。

从实验中,我们了解到生物资讯校正装置需要TET酵素(ten-eleven translocation enzymes)辅助,此种酵素可从DNA上剪除甲基标记,同样的甲基标记也用来标示霍瓦斯老化时钟的路径。这显然并非纯属巧合,同时也指明了DNA甲基化时钟不只是年龄的指示器,还是控制者,这可是手表与物理时间的差异了。

TET酵素做为校正装置的要件,不能只是从基因体移除所有甲基,因为如此一来,会将细胞变成原始干细胞,而我们得到的可能不是年迈小鼠视力变佳,而是患有肿瘤的盲眼小鼠。TET酵素如何知道在保留原始甲基的同时,只去除较新的甲基,依旧是未解之谜。

想真正了解这个等同生物TCP/IP资讯复原系统的要件是什麽,大概得再花上十年和许多其他实验室的努力。但是,不论如何,原本无法恢复的视力正在恢复,而原本无法再生的细胞正在重新生长。

相较于数十年来那些着重如何延缓老化与老年相关疾病少许百分比的研究,重编码工作相对较为迅速简易,需要的只是大胆假设和打破常规的勇气。

至少,未来看起来会有非常有趣的进展。倘若我们能修复最难修复的细胞,让人体最难再生的细胞再生,那麽没道理怀疑我们无法让人体所需的任何类型细胞再度生长。没错,这意味着我们将能修复新近的脊髓损伤,也表示我们能让任何老化受损的人体组织再度复活,从肺脏到肾脏,从心脏到大脑,无一不可。

截至目前,三种山中基因的组合在小鼠身上,即便开启一年,似乎也安全无虞。然而,还有许多研究工作尚待完成。

我们仍有许多悬而未决的问题尚待解答,例如:我们能将此组合传送到所有细胞吗?这最终是否会致癌?我们应该让基因一直维持开启,还是偶尔关闭让细胞休息?此组合是否在某些组织上效果更好?我们能否像服用史他汀降胆固醇来预防心血管疾病一样,在中年人生病前就提供他们这样的疗法?

我坚信,细胞重编码是老化研究的下一个前线。也许有一天,会出现刺激OSK因子或TET活性的药丸,而我们只要服用药丸就能重新编码细胞,这实行起来或许比听起来还容易。天然分子可刺激TET酵素,其中包含维生素C和粒线体中的分子α酮戊二酸(alpha-ketoglutarate)。热量限制可强化α酮戊二酸,当用于线虫时,亦可有效延长其寿命。

不过,目前最好的选择还是基因疗法。

道德难题

正因基因疗法深具影响,准备付诸实践前,我们就该先讨论此项新科技涉及的道德议题。首先的问题是,谁能使用这项技术?少数人?有钱人?重病之人?医师是否应该让绝症病患做为所谓的恩慈疗法的试用者?百岁以上的人瑞可以用吗?八十岁以上或六十岁以上的人呢?如何判定报酬大于风险?

我相信肯定有一群人愿意「放手一搏」,一群九十多岁或百岁以上的自愿者,他们心智健全但身体已被老化疾病摧折得残破不堪。我也可以保证,肯定不乏有人凝视人生前方道路,看见的只是可能日渐体弱多病的痛苦生活,便准备好要赌上一把,看看能否多过些好时日,就算不是为了这个原因,也可能是为了希望让自己的孩子及后代子孙享有更长寿健康的生活。终归一句,他们有什麽好失去的呢?

不过,倘若重编码的安全性足以用来预防疾病,使用此项科技涉及的道德准则将更是难上加难。我们该从几岁开始服用?开立重编码的抗生素活化剂前是否必须确诊生病?假使主流医师拒绝协助,大家会前往海外吗?如果这项技术可大幅减少医疗成本,是否应该强制使用?

还有,若能帮助孩童更健康长寿的话,我们是否有道德义务该这麽做?若重编码技术有助于儿童修复眼部或脊椎损伤,那麽,在意外发生前,我们是否就该植入这些基因,以便随时启动,如此一来,伤害发生时也许在救护车上开始注射抗生素点滴即可?

若天花重现地球,拒绝为孩子接种疫苗的父母大概会被视为最低等的贱民。若常见的儿童疾病有安全有效的疗法,根据国家亲权主义(parens patriae),拒绝拯救孩子生命的父母也会被剥夺其监护权。

每个人都应该有选择老化的权利吗?抑或,像多数疫苗一样,我们要基于个人与人类全体利益来做选择?选择重返年轻的人是否需要为选择不这麽做的人负担成本?知道自己迟早会成为家庭成员的负担,但却选择不接受治疗,在道德上有过失吗?

这些提问目前都还是纯理论的探讨,但不久之后,或许就难说了。

2018年末,中国研究者贺建奎声称创造了世上首两个基因改造婴儿,这对双胞胎姊妹的诞生引发了科学界激烈争议,讨论使用基因编辑来制造「设计师婴儿」是否逾越了伦理道德底线。

在胚胎中引发DNA损伤的副作用与基因编辑的准确性,至今尚无定论,这便是科学界抨击如此剧烈的原因。另外,还有一个大家隐而不言的原因,科学家忧心基因编辑技术如被滥用,将成为基因改造生物的途径,并且在真正能造福人群之前,就因政治或非理性因素受到禁止。

这些恐惧或许毫无来由。但是,假若第一批基改儿童的新闻发生在2000年代时,恐怕会引发全球争论且占据新闻头版数月,抗议者会冲进实验室,而总统将会禁止在胚胎上使用此种技术。然而,时移势易,如今新闻二十四小时连播,加上网路上政治议题泛滥,这个报导只持续了几天,然后世界的注意力便转向其他更有趣的话题。

贺建奎声称自己的意图是为了赋予这对双胞胎抵御HIV的能力,听来或许高尚,但是一经评估,便会发现其中涉及的风险全然不值得。在中国,感染HIV的机率低于千分之一,若他想透过提升健康效益来抵消手术风险,心脏病有二分之一的机会可能致死,何不编辑会导致心脏病的基因[12]?或是,老化有九成机率会害死她们,何不编辑老化基因?原因只在于,HIV免疫是最简单的基因编辑技术,但却并非是影响最重大的技术。

随着基因科技益加寻常普遍,加上各家父母争相思索如何获得最大利益之余,要相隔多久,才会出现另一位三流科学家与世上最积极的直升机父母合作创造一个具抗老能力的基因改造家庭?

也许要不了多久就会出现。

7. 創新時代

拉万(Kuhn Lawan)服用四种处方药,完全符合她所诊断出的癌症。然而,药并未见效,一点效果也没有。这位泰国老妇的肺癌依旧存在,而且看来她的大限之期不远矣。

想当然耳,她的孩子心急如焚。医生告诉他们,所幸发现得早,拉万的癌症治愈的可能性很高。拉万最初确诊时,家人的忧惧与不安一度被希望取代,但如今恐惧和不安又再度取而代之。

博古斯基(Mark Boguski)博士花了许久时间深思诸如拉万这样的案例,以及现代医学为何长久以来无法治疗这些患者,尤其是当患者晚年时。

他有天告诉我:「依照一般医疗方式来看,拉万无疑获得了正确治疗,她的泰国医生是同业顶尖,但问题在于我们的行医方式。」

他说,遇到威胁生命的重大疾病时,多数医生依旧仰仗二十世纪初的技术来进行诊断与治疗:拿棉花棒抹一下患处,在培养皿里培育病菌;敲打膝盖,等待反射;吸气,呼气,向左看,咳嗽。

说到癌症,医生通常注意肿瘤长在哪里,以切片取出组织样本,然后送到实验室,将样本包埋成蜡块,切成薄片,用红色和蓝色染剂染色,然后放到显微镜下观察。此种方式时而管用,有时确实也能帮助正确用药。

然而,有时此种方法并不管用。依我之见,这是因为以此种方式看待肿瘤,有如一名技师试图诊断汽车引擎故障问题,但却未连上车子主机,全是单凭经验做出的猜测,涉及可能的生死决定时,大家多半接受此种方式。然而,美国拥有世上数一数二的医疗保健系统,但光在国内,每年误诊的癌症患者就有约5%,以人数来看,相当于八万六千五百人[1]。

错误的诊断习惯

从1980年代初开始研究计算生物学以来,博古斯基就持续致力于提高医疗保健的精确度。他是基因体学领域的知名人物,也是最早参与人类基因体计划(Human Genome Project)的科学家之一。

博古斯基对我说:「我们所谓的『好药』是大多数时候对多数人有效的做法,但并非每个人都是大多数人。」

有监于此,拉万的治疗方式可能有误,而且可能性还不小,甚或助长了她的病情恶化。

尽管如此,博古斯基深信,医疗可望有更新、更好的诊疗方式。新的方法可运用许多已经存在、但未充分利用的新技术,藉此让医疗体系重新聚焦于个人,颠覆数百年来根深柢固的医学文化和理念。他将此称为精准医学(precision medicine),并以此描绘未来医疗的前景,下世代的健康监测、基因定序,和诊疗将基于个人数据,而非照本宣科依循诊断手册。

多亏了基因定序费用暴跌、穿戴式装置普及、现今科技强大的运算能力,与人工智慧的发展,我们正朝新世界迈进,治疗决策不再基于大多数时候对多数人最好的做法。部分患者目前正在使用这些技术,未来数十年间,地球上大半人口也能相继使用新技术,这将挽救数百万生命,不论人类最高寿命能否延长,至少可确信的是我们的平均健康寿命肯定会增加。

但是,对像拉万这样的数百万人来说,进步依旧不够快。拉万的家人用她的肺肿瘤切片做了精准的基因定序,并将资料拿去寻求其他医生意见。结果,拉万所受的生命威胁一目了然。她确实患有侵袭性癌症,但并非正接受治疗的那种,她并未罹患肺癌,但肺部的确长了一颗血癌肿瘤。

绝大多数情况下,从体内发现癌症之处来看,拉万罹患的确实是肺癌。但是,如今我们可检测特定形式癌症的遗传特征,仅用发现肿瘤之处做为治疗的唯一指南,就像根据动物的发现位置来进行分类一样可笑,这就好比把鲸鱼说成是鱼类,只因为牠们都生活在水中一样。

一旦更了解我们所面对的癌症,就更能善用新兴技术来进行治疗,甚至可以针对患者研拟特定肿瘤的疗法,在癌细胞有机会生长或转移至体内他处前将其消灭。

这就是先前讨论的一项抗癌创新疗法──嵌合抗原受体T细胞疗法的概念。医生从病患血液中分离出免疫T细胞,添加一个基因,使T细胞能与患者肿瘤上的蛋白结合。嵌合抗原受体T细胞在实验室中大量培养后,重新注入患者体内,这些T细胞就能找出并杀死癌细胞。

先前讨论到的另一项免疫肿瘤疗法,也就是免疫检查点疗法,可以抑制癌细胞逃避免疫系统侦测的能力。此项技术早期的研究工作多由夏普(Arlene Sharpe)完成,他在哈佛医学院的实验室,正好位于我的实验室楼上。

免疫检查点疗法是以药物阻断癌细胞假装成正常细胞的能力,基本上就是没收癌细胞的假护照,好让T细胞更容易分辨敌友。美国前总统卡特的医生过去就是使用此法搭配放射治疗,以此帮助卡特总统的免疫系统对抗脑部与肝脏的黑色素瘤。此项创新技术发明之前,像卡特这样的病例无疑只有死路一条。

【译注:美国德州大学的艾利森(James P. Allison)和日本京都大学的本庶佑(Tasuku Honjo),因为这项研究,共同荣获2018年诺贝尔医学奖。】

嵌合抗原受体T细胞疗法与免疫检查点疗法问世至今不到十年,而目前仍有数百项免疫肿瘤临床试验进行中。结果可说是大有展望,部分研究的缓解率甚至超过80%。毕生致力于抗癌的医生说,这是一场他们等待已久的革命。

基因定序也能给我们机会了解特定病患癌症的演化。我们可从肿瘤切片取出细胞,解读这些细胞里每个DNA字母,并观察癌细胞的三维染色质结构。如此一来,便能看到肿瘤不同部位的年龄,还可观察癌细胞的生长方式、持续的变异,和长期下来如何失去细胞特性。此点至关重要,因为若只观察肿瘤某部分,像是比较早期产生的癌细胞,你可能会错过那些最具侵略性的细胞,因此选择了不太有效的治疗。

透过基因定序,我们甚至可观察到有哪些细菌会钻进肿瘤里,保护肿瘤,使抗癌药物失效。利用基因体学,我们可辨识出在肿瘤中的细菌种类,并推测可使用哪种抗生素来消灭这些护卫肿瘤的细菌。

我们现在已经能够进行这种先进的诊疗方式。然而,全球各地许多医院仍依照旧有的方式诊断,一个萝卜一个坑地判定病情。从程序上来说,拉万的医师并没有错,他们只是依照世上所有医生的做法,凭藉经验,遵循着大多数时候用于大多数人的诊断与治疗。

若你接受我们的医疗方式就是如此,反正多半都能奏效,那麽,你或许会认为这是一种可以理解的诊疗方法。但是,易地而处,换成是你自己的母亲意外地接受了不必要的癌症治疗,同时,拯救她生命的药物就在药架上,或许你会重新定义「可以理解」四个字。

认真、有道德的医生、护士,和医疗专业人员终日都在与死神对抗,同时还得兼顾政府计划与保险公司包罗万象的医护标准规定,他们绝非完人。但是,我们可以提供医务人员更多资讯,藉此避免许多不必要的死亡,就像拉万的医生一样,若他们能更了解所面对的疾病,便有可能让她接受更新的疗法。

情况确实如此,拉万透过基因定序方式确诊后不久,便采取了新的治疗方案,针对她体内真正的癌症进行治疗。几个月后,她的健康状况好转,家人也再度怀抱希望。

人人都有希望。我们都知道,人,无论男女,都有机会活到一百一十五岁以上。已经有人办到了,相信往后还是有人可达到如此高寿。即使对于只活到一百岁的人而言,八十或九十岁也能是他们最好的时光。

帮助更多人发挥长寿潜能的关键就在于降低医疗成本,另外就是采用新的治疗方法和技术时,必须真正以个人为本。这不仅仅是出现问题时,能否做出正确的诊断;也是在诊断之前,就了解我们能为自己做些什麽。

了解自己

千禧年以来,我们便不断听到「了解自身基因」的重要性,这有助于我们了解自己最容易感染的疾病,提供我们必要的资讯采取措施,让我们活得更久。以现在进行中的DNA定序革命而言,这只是其中的一小部分而已。

人类基因体内有三十二亿个硷基对(又称字母)。1990年,人体基因体计画启动,光基因体「每一个字母」A、G、C或T的定序就要花大约十美元。整体计画历时十年,参与的科学家共数千名,斥资数十亿美元,而只为了完整定序人类一个基因体。

时至今日,一个糖果棒大小、可连接电脑的MinION基因定序仪,可以让我在短短几天内,读取包含两万五千个基因的完整人类基因体,而且费用还不到一百美元。除此之外,该仪器读取的人类基因体资料相当完整,还能揭露与你的生物年龄相关的DNA甲基标记[2]。若有「这是哪种癌症?」或「我受到什麽感染?」等特定问题,如今透过特定基因定序(targeted sequencing),也能在不到二十四小时就完成检测。未来十年内,完成基因定序将只需花上几分钟,而最大的花费是那刺破手指的刺血针[3]。

不过,这并非人体DNA唯一可以回答的问题,随着科技进步,它还能告诉你要吃什麽食物,在肠道和皮肤上要培养哪些微生物组(microbiome),以及哪种疗法最能确保你达到潜在的最长寿命。此外,人体DNA还能为你提供养生良方,让你像照顾独特机器一般照料自己。

我们对药物的反应并非全然相同,这是众所周知的事。虽然只有少数人反应不同,但对健康可能影响极大。例如,G6PD遗传缺陷影响了全球三亿人口,主要为亚洲和非洲人,是人类最常见的遗传疾病。摄入推荐剂量的头痛药、疟疾药物,和某些抗生素后,带有G6PD缺陷的人可能会在毫无察觉的情况下产生溶血反应,这相当于红血球集体自杀[4]。

部分突变会让人对特定食物产生过敏反应。例如,若你是G6PD缺陷的带原者,吃蚕豆就能害死你。麸质通常是无害的蛋白质,存在于富含纤维、维生素,和矿物质的食物当中,但是,对于有乳糜泻(celiac disease)的人来说,它相当于毒药。

基因分析对医疗介入的选择也同样有用。它可以告诉我们哪种疗法比较好,哪种疗法弊大于利。这在乳癌患者身上得到验证。

最近的研究发现,在安可待乳癌基因检测(Oncotype DX)中,认为是中度复发风险的病患,用荷尔蒙疗法就够了,多做化疗并没有好处,而且副作用更多[5]。令人难过的是,安可待乳癌基因检测自2004年就开始启用,而我们要到2018年才确认这个结果。代表过去有成千上万的女性病患,一直接受了副作用大但却未更有效的化疗。

偏见

拉万的案例与此研究证明,我们不能单靠「这就是一般做法」做为治疗患者的策略。我们必须不断挑战医疗手册背后的假设。

其中一个假设就是男女大致相同。但是,我们都太慢才意识到一个可耻的事实,也就是人类大半的医学史上,我们的治疗和疗法基本上都是基于对男性最有利的方式[6],因而阻碍了女性健康的临床结果。男性与女性的基因体不仅有几处差异,而且根本拥有截然不同的染色体。

此种偏见始于药物研发的早期过程。直到最近,只研究雄鼠仍是广为接受的事。科学家并非性别歧视啮齿动物,他们只是想尽量减少统计数据的变因,还有,节省宝贵的补助款。后来,雌鼠例行性地纳入长寿实验,这大部分得归功于美国国家卫生研究院的规定。自此以后,大家才发现性别在长寿基因与分子作用上差异甚巨[7]。透过胰岛素或mTOR讯号抗老的作用通常对雌鼠较有效,而小分子抗老的作用通常在雄鼠身上较为见效。至于原因为何,至今仍无人知晓[8]。

女性与男性若处于同一环境,女性寿命通常较长。整个动物界都是如此。科学家研究过究竟是因为X染色体还是卵巢的关系,他们利用了一种遗传技术,创造出了带有一个或两个X染色体的小鼠,要不有卵巢,要不有睾丸[9]。结果,即便有睾丸,带有两个X染色体的小鼠仍然活得较久,没有睾丸的小鼠更是如此,证明了女性是性别上的强者。

除了X染色体外,还有其他数十种遗传因子对寿命长短有所影响。基因体学其中一项最具前景的用途,就是预测药物如何代谢。这便是为何现在愈来愈多药物附加了药物遗传学标签,指示该药对何种基因类型的人有不同的效果[10]。相关范例包括抗凝血剂可迈丁和保栓通、化疗药物尔必得舒和维必施,以及抗忧郁药物舒忧等等。

未来,病患的表观遗传年龄将成为预测药物反应的重要因素,此一新领域称为药物表观遗传学(pharmacoepigenetics),目前该项技术大步开展,然而,部分药物表观遗传试验完成的速度还是不够快。

强心药物毛地黄来自洋地黄科植物,二百多年来,医生一直以小剂量用于治疗心脏衰竭(杀人凶手用的则是大剂量)[11]。根据一项研究,即使有医生的监督,服用毛地黄的死亡机率仍会增加29%[12]。

为了帮助减少因心脏衰弱引起的积液,医生为我母亲开了毛地黄。我当时完全不了解此种药物的风险,我猜想对药物敏感的母亲也浑然未觉。她原本过着还算正常的生活,健康状况却逐步衰退至几乎无法行走。所幸,我父亲是位生物化学家,也是个聪明人,判定尽管医生开出的药量极低,但毛地黄还是会在我母亲的心脏中累积。他请医生测试血中药物含量,她心不甘情不愿地同意,后来,测试结果因药物过量而呈现了阳性反应。

我母亲立即停药,几周内就恢复了原来状态。没错,医生应该定期抽血检查药物含量,但是若在开立处方前就已有毛地黄敏感性检测,那麽医生或许会有更高的警觉性。

我们还要等多久才能运用此类测试呢?显然还需要一段时间。目前有几项研究已辨识出部分遗传变异,可用来预测毛地黄血液浓度与死亡风险的关联,但尚未经过重复验证[13]。希望不久的将来,该药及其他药品将有相关的药物遗传检测,我们亟需此类测试,我们不能继续以现有的方式开药,彷佛所有人对药物都有相同反应,因为事实并非如此。

药商对此心知肚明,因而开始利用遗传资讯找寻对特定遗传变异患者有效的新药,或重新开发己经宣告失败的药物。

其中一例就是拜耳的Vitrakvi,通称为拉罗替尼(larotrectinib),此药是首款针对特定基因变异,而非癌症发生所在研发的新药。类似的案例还有降血压药Gencaro,此药只适用于少数族群,若美国食品药物管理局核准其重新开发,该药将成为史上首个须经过基因检测才能使用的心脏药物。

此乃时势所趋,到头来,每种药都将纳入一个庞大且不断扩展的药物遗传效用资料库里。相信不久之后,不了解患者基因体资讯就开药,将会是上个世纪的事。

关键在于,有了遗传资讯帮助医师决策,我们毋须等到生病时,才知道哪种疗法最能有效预防这些疾病发生。

医疗的未来

正如佛罗里达大学个人化医疗计画(Personalized Medicine Program)负责人强生(Julie Johnson)指出,我们即将迈入一个新世界,未来我们将接受基因定序检测,资料会被储存,并用来预警哪些疗法经证实对相似基因类型或组合的人有不良效应[14]。

同理,即使已知的疗法在大多数情况下不适用于多数人,但对基因类型相似的族群有效,我们还是可以采用这样的疗法。这个发展对开发中国家尤为重要,毕竟当地人的基因与肠道菌群与一般药物在已开发中国家测试时的族群人口具有极大差异[15]。医学界鲜少提及这些差异,但这明显影响了药物疗效与患者的存活率,其中也包含大家认为已经知之甚详的癌症化疗[16]。

同时,我们也正在学习解读整个人类的蛋白体(proteome),即各类细胞可表现所有的蛋白质。我的实验室与其他研究人员已发现人体血液中数百种全新蛋白质,各种蛋白质都可揭露其来源细胞的相关资讯,透过这些资讯,我们能先行了解体内有哪些疾病,甚至早在这些疾病能以其他方式侦测之前就预先发现。如此一来,我们将能更快速、详尽了解身体所面临的问题,医生也能更精确地解决状况。

现在大家生病时,经常会等看看情况是否会「自行解决」,然后才去看医生,老年人尤其如此。唯有症状持续时,大家才会决定就医。然后,他们还是得等待才看得到医生。

根据2017年的一项研究,患者的就医时间大约得等上将近一个月。近年来,由于医生短缺,加上战后婴儿潮的病患增加,等待的时间日益拉长。有些地方的候诊情况甚至更糟。我居住的城市波士顿有世上最好的二十四家医院,但是平均等待就医的时间是五十二天[17],实在是骇人听闻。

美国拥有大量的私人医疗体系,依然存在就医等待时间过长的问题。不过,此种情况也非美国独有;加拿大的社会福利体系也是声名狼藉,等待时间相当漫长。问题不在于我们支付医疗费用的方式,而是在于我们将医生设定为唯一的诊断管道,而且基层医疗医生经常是唯一可将患者转诊至专科医师的人。

幸亏科技进步,让医生能以视讯进行到府看诊,积压的病例也许很快就能清空。十年之内,病患利用口香糖大小甚或可能是抛弃式的设备自行采样,或许会是可行技术。你将能在家中搜集医生需要的样本,然后将装置插入电脑,与医师一同查看代谢产物和基因的数据。

光在美国本土,就有超过百家公司从事闪电般迅即、高度精准的DNA检测,为大众提供各种疾病早期且准确的诊断,有些甚至还能估算出我们的生理老化速率[18]。

少数几家公司则聚焦于检测癌症与其他疾病的遗传特征,而且通常可以在这些疾病被察觉之前就能侦测出来。不久后,我们将不再需要等到肿瘤长到非常大,或是乱七八糟地突变,以致扩散到一发不可收拾的境地。

过去诊断癌症得仰赖电脑演算法辅助,而演算法得经过机器学习的最优化,用数千名癌症病例的资讯训练而成;以后,只要透过简单的验血,医生便能扫描游离DNA(circulating cell-free DNA,cfDNA)来诊断癌症。

未来,这些血液循环的遗传线索不仅会透露你是否罹患癌症,还能告诉你患有哪种癌症以及如何消灭它;甚至还能告诉你原来侦测不到的肿瘤正在体内哪一处生长,因为人体某部位肿瘤的遗传(和表观遗传)特征可能与其他部位大不相同[19]。

所有这些都意味着我们正从根本上改变寻找、诊断与治疗疾病的方式。原本有瑕疵、以症状为优先的医疗方式即将有所转变。我们将于症状之前,甚至先于「感觉不适」就能发现病症。毕竟,许多疾病在出现症状前,就已经可透过基因检测及早发现。

不久的将来,主动进行个人基因检测将有如餐后刷牙一般寻常。医生会发现自己愈来愈少说出「真希望我们能及早发现」这句话,也许终有一天他们再也不用这麽说。

不过,即将来临的基因体学时代只是一个开端。

步上正轨

配备智慧车用科技的汽车仪表板可谓神奇发明,它能告诉你行驶的车速、再跑多少里程就要加油,并根据道路状况和行驶方式逐秒进行调整。它能告诉你室内、室外,和引擎的温度,告诉你周围有哪些车辆、自行车和行人,并警告你是否太过接近。

发生问题时,像是轮胎没气或变速器转换不顺,仪表板也会显示。而且,一旦你分心并且开始驶离车道分隔线,它将控制方向盘,将车子拉回原路,或自动沿着高速公路行驶,而方向盘上的手只要有一点阻力就可以告诉它那里有人,以防万一。

1980年代时,车辆鲜少配备感测器。然而,到了2017年,每辆新车上都有近百个感测器,近年来这个数字又增加了一倍[20]。消费者购车时对车辆配备的期望愈来愈高,要有轮胎侦测器、乘客感测器、气候感测器、夜间行人侦测器、转向角度感测器、车辆接近警示器、环境光源感测器、雨刷水位感测器、自动远光灯、降雨感应器、盲点侦测器、自动悬吊升降系统、语音辨识系统、自动倒车停车系统、主动式车距维持系统、自动紧急煞车系统,与自动驾驶等等。

也许有人乐于完全不用任何仪表板,全凭本身直觉和经验来判断行驶速度、车子何时需要加油或充电,以及车子故障时需要修理之处。可是,我们绝大多数的人永远不会驾驶一辆丝毫无法提供量化资讯的汽车,而且我们也已透过购买决策向汽车公司表达了明确的讯息──我们想要愈来愈智慧的汽车。

此乃人之常情,大家都想要更有智慧的汽车来保障安全,而且我们也希望它能一直确保我们安全。

令人惊讶的是,我们从未对自己的身体提出相同要求。这也难怪,毕竟我们对汽车的健康比对自身健康了解得要多。仔细想想,这未免太过荒谬。不过,情况即将有所转变。

现今,我们已迈出相当大的一步,进入个人生物感测器时代。我们的手表可以监测心律、测量睡眠周期,甚至可以提供关于食物摄取和运动的建议。

运动员和深具健康意识的人愈来愈常全天候配戴感测装置,二十四小时监控自身的生命体征和体内重要的化学物质,观察这些数据随着饮食、压力、训练,和竞赛所发生的起伏变化。

几乎任何患有糖尿病或HIV的人都能证明,如今随着无创和微创监测技术愈来愈便利、平价且精准,血糖和血液细胞监控其实相当容易,而且愈来愈省事。

2017年,美国食品药物管理局核准通过一款葡萄糖监测器,此款装置2014年于欧洲首度上市,只要黏在肌肤上,便能持续读取血糖浓度,并在手机或手表上显示数据。在三十个国家,针刺血糖仪已是糖尿病患者遥远的记忆。

派翠克(Rhonda Patrick)过去是一位长寿科学家,后来成为了健康与保健专家,一直在使用连续血糖监测仪来查看哪些食物会使她体内的血糖大量激增。很多人相信,若还想活久一点的话,最好避免发生血糖激增的状况。

她发现,至少对她而言,白米饭不好,马铃薯还可以。当我问她什麽食物最让她吃惊时,她毫不犹豫地回答了。

她惊呼:「葡萄!千万别吃葡萄。」

麻省理工学院的研究人员正在研究《星际争霸战》中,可读出数千种生物标记的健康扫描器。同时,辛辛那提大学的研究人员正与美军合作开发感测器,可透过汗水辨识出疾病、饮食变化、受伤和压力[21]。目前有几家公司正在研发手持式呼气分析仪,可用来诊断癌症、传染病与炎症疾病,他们的任务是要挽救十万性命和减少十五亿美元的医疗成本[22]。

其他还有许多公司正在设计用来追踪生物标记的感测服,汽车工程师也正试图将生物感测器放入汽车座椅当中,在你的心律或呼吸模式不对劲时,发送警告至仪表板或通知医师。

随身携带家庭医师

撰写本文时,我正配戴着一个普通大小的戒指,监测着我的心律、体温和活动。它每天早上都会告诉我:我是否有睡好、做了多少梦,以及我在白天的灵活程度。我猜想,对蝙蝠侠或庞德这些人来说,类似的科技大概存在已久;但现在,只要花个几百美元,任何常人都能从网路上订购此类装置[23]。

最近,我太太和长子一起去打了母子耳洞回家,我看了心想:没道理这麽小的人体首饰不能用来追踪人身上数以千计的生物标记,尤其还是刺穿皮肤的首饰。家中每个成员都应该受到追踪监测,从祖父母、父母到子女皆是,甚至是婴儿和家里宠物身上都应该要有监测器,毕竟他们是最无法透露自己感受的人。

我怀疑,到头来甚少会有人愿意过着没有这些科技的生活。以后,我们离开家时不会忘了携带它,就像现在不会忘记带智慧型手机一样。下一代装置也许是无害的皮肤贴片,最后或许甚至会演变为皮下植入监测器。未来世代的感测器将不仅可测量和追踪个人的血糖浓度,还可监控基本的生命体征、血液含氧量、维生素平衡,以及数千种化学物质和荷尔蒙。

再加上可合并日常活动甚至声音音调等相关数据的科技[24],生物特征统计资料将成为身体的领头羊。若是男性比平常花费更多时间在洗手间,AI护卫将检查你血液中的摄护腺特异抗原(prostate-specific antigen)和前列腺DNA,然后为你预约前列腺检查。早在你或你的医生发现症状数年前,只要你说话时手部移动方式改变,甚至是敲打电脑键盘的方式有所变化[25],都会用来协助诊断神经退化性疾病。

生物科技一次又一次进步,这样的世界即将快速来临。上一代人难以想像的人体即时监测将成为我们生活固有的经验,正如汽车仪表板之于驾驶经验一样。然后,有史以来,我们将可依据数据做出每一日的健康决策[26]。

影响我们寿命长短的最关键日常决策,就是饮食。倘若吃早餐时血糖很高,你会知道喝咖啡要避免加糖;午餐时发现身体铁含量较低,就点份菠菜沙拉来补充铁质;下班回家时,若今天都没到户外晒太阳摄取维生素D,你也可以打杯冰沙来补充缺乏的营养;假使在旅行中需要某种维生素或矿物质,你不仅会知道该补充什麽,还知道该从何处取得。由AI控制、协助你网路搜寻、提醒会议的个人虚拟助理,将带你到最近的餐厅满足你的需求,或用无人机将所需之物递送到你的位置。不论你需要什麽,或许真的可以从天上掉下来,直接送到你手里。

生物统计数据与分析已经能够告诉我们何时运动以及运动量应该多少。然而,随着科技进步,这些资料将能提供更多协助,监控我们运动或缺乏运动的效应,告诉我们压力的程度,或甚至让我们知道饮用的液体或呼吸的空气如何影响身体的化学反应与功能。

这些装置将能提供更多建议,告诉我们如何缓解血液生物标记欠佳的情况,像是建议我们散步、冥想打坐、多喝绿茶,或更换冷气滤网等等。这将有助于我们做出对身体与生活更好的决定。

我所提及的这些发展转眼就会实现。目前有些公司正负责处理数十万血液检验数据,并将这些数据与客户的基因体进行比较,向客户提供专属的饮食及身体保健建议,而且还预计年年都会推出新一代技术。

我有幸能成为首批一窥此类科技奥秘的人,了解其为人类带来的效益。我是身体追踪者(InsideTracker)的科学顾问,该公司是一家延伸自麻省理工学院的当地企业[27]。

在我注册进行一般测试后,过去七年便持续追踪数十种血液生物指标,包括维生素D和B12、血红素、锌、葡萄糖、睾固酮、发炎标记、肝功能、肌肉健康指标、胆固醇,和三酸甘油酯。

未来的检测可能每隔几秒就进行一次,但我目前的测试则是每隔几个月进行一次。报告会根据我个人的年龄、性别、种族,和DNA进行调整。这对我的生活影响重大,这些资讯帮助我决定坐在餐厅时要点什麽餐点,或下班回家顺路去超市时该买些什麽。我还能每天接收简讯,根据新近的检查结果提醒身体需要什麽。

一路以来,我一直为自己的身体建立专有数据。长期下来,这些数据都有助于我辨别有利或不利的趋势,这些趋势对我和其他人而言,影响可能有所差异。我们自然知道基因遗传对身体需要、耐受或拒绝的食物影响重大,但是每个人遗传的基因都大不相同。餐桌上的饭菜,或许都能符合你、伴侣和孩子的需求,但每个人的特定需要或许截然不同。

同时,可预防的急性与创伤性死亡夺走数以百万计的生命,生物追踪能阻止这一切发生。2018年,身体追踪者团队与我共同发表经同侪审查的研究报告,显示生物指标监控加上由电脑建议饮食可以像常用的糖尿病药物一样,有效降低血糖含量,同时优化其他健康的生物指标。

颈动脉日渐阻塞的迹象,在每天的日常生活中甚或定期就医健检都难以察觉,但是,当身体全天候受到测量监控时,几乎不可能错过这些线索。目前心律不整、轻度中风、空中医疗运输期间的静脉阻塞,以及其他许多医疗问题,常常在为时已晚的重症情况下才进行治疗,但在未来就能透过生物追踪来预防。从前,不管你有没有怀疑自己心脏有问题,都得去看医生才能测量心电图。现在,无论你身在何处,只要将手指按在手表表面,数百万人在三十秒内就能自行准确测量心电图。

当然,我用手表一词似乎不太严谨,尤其是现在的腕部穿戴装置不仅会告诉你时间和日期,它们也是日历、有声书、健身追踪器、电子邮件、通讯软体、新闻程式、计时器、闹钟、气象站、心律与体温监测器、录音机、相簿、音乐播放器、个人助理和电话。若这些设备可以完成上述所有工作,那麽我们毫无理由不期待它们也能避免创伤性事件的发生。

未来,若你心脏病发,即便只是感到手臂轻微疼痛,或是通常要到数年后透过脑部扫描才会被诊断出来的轻微中风,你都会收到警示,而且周遭亲友也会收到通知。紧急情况下,你信任的好邻居、最要好的朋友或者碰巧在附近的医生都会收到警示提醒。救护车将派遣到府,此时,最近医院的医师在你抵达之前也会确切知道你送医的原因。

你认识任何急诊室的医生吗?他们最清楚额外每一分钟的治疗时间有多宝贵;不妨问问他们,额外的验血资讯或最近的心电图对急诊病患有多大价值。或患者抵达时仍意识清楚、未遭受痛苦且大脑尚未大量失血有多难得,这些人依然能帮助医护人员在急救过程中做出适当的紧急医疗决策。不久之后,说不定医务人员要求下载你最新的生物追踪数据会成为常规,以协助他们做出攸关生死的决定。

生物追踪已经可以帮助我们更快发现疾病。2017年夏天发生在苏珊娜身上的故事便是一例。这位五十二岁的女士月经周期出现极细微的变化,她的医师合理地将其归因于进入更年期前的转变,于是,她下载了一个应用程式追踪自己的月经周期。

三个月后,应用程式发给她一封电子邮件,提醒她,依同龄女性而言,她的数据可能「超出常规」。苏珊娜带着数据回去找她的医师,立即接受验血与超音波检查,结果发现她患有混合米勒氏肿瘤(mixed Müllerian tumor),这是一种恶性肿瘤,好发于六十五岁以上停经的妇女。苏珊娜接受全子宫根除手术,在癌细胞转移前切除肿瘤,总算逃过一劫[28]。

相较于目前开发中的应用程序,她使用的应用程序相对简单,不但需要主动输入数据,而且只追踪几个指标,但是,这个程式拯救了她的生命。有监于此,试想若是每天搜集数百万个数据点的「自动」追踪器,能为我们提供多少益处;现在,请再试想,若我们将这些数据与一般基因定序的资料结合起来的话,效益将有多大。

别让你的想像就此止步,生物追踪不只能告诉你心跳何时加快、体内维生素含量过低或胆固醇正在飙升,还能让我们知道身体何时受到攻击,而此点将能拯救地球上的每一个人。

做最坏的打算

1918年,早在我们现代化、超迅速,且高度连结的世界交通网络成形之前,全球爆发了大型流感,称为西班牙流感。部分历史学家深信这次流感起源于美国,造成的死亡人数远超过史上爆发的任何疾病[29]。

此种流感的死亡方式相当残酷,伴随了黏膜出血,特别是鼻子、胃部、眼睛、耳朵、皮肤,和肠道出血[30]。当时,人类飞行时代尚在起步,且大多数人从未搭乘过汽车,H1N1病毒依旧设法找到了方法,散播至全球各地,不论是偏远岛屿或北极的村庄,无人幸免;无论种族或国界,都难逃一死。H1N1有如新世纪黑死病一般大开杀戒,美国人当时的平均寿命从五十五岁骤降至四十岁,虽然后来平均寿命回升,但全球各地已有超过一亿人不幸丧生。

历史有可能再度重演。而且,相较于一世纪以前,现在人类和动物的接触更频繁,各地往来联系也更密切,不难想像此种情况有多容易再度重演。

除非我们解决了对生命的最大威胁,消除一切试图掠夺人类性命的生命形式,否则,从过去一百二十年直到未来人类寿命增长的状况,都可能会在一个世代中消失。若流行病能迅速夺走数亿人性命,抵消甚至减少了人类增长的寿命幅度,那麽,就算能延长平均寿命数十年似乎也无足轻重。虽然全球暖化是长期且重要的议题,但你也可以说,在我们有生之年,「感染」还是人类的最大威胁。

生物追踪革命最大的礼物,也许就是确保永远不再有流行病大爆发。以个人层面来说,即时监控体征和人体化学物质,自然有难以言喻的好处,不但可提升个人的健康状况,还可预防紧急情况;总体而言,即时生物追踪有助于我们抢在全球流行病爆发前洞烛机先。

多亏了穿戴式装置,我们在技术上已经到位,可即时监控超过一亿人的体温、脉搏,与其他生物特征反应。目前唯一欠缺的是公认的需求和文化回应。

其实需求已经存在,而且存在已久。由蚊虫传播的致命兹卡病毒,在最早纪录从中非传播至南亚大约历时二十年,之后又经过了约四十五年,在2013年时传至中太平洋的法属玻里尼西亚。

在此六十五年间,它只影响了世上小部分地区。不过,接下来的四年里,该病毒有如野火延烧一般,从整个南美、中美洲、北美洲蔓延回整个大西洋,再扩散到欧洲。

至少,兹卡病毒的传播方式某种程度上受到限制,它主要透过蚊虫叮咬,但也可能是母亲传染小孩,或性伴侣相互传染。据我们所知,它无法透过门把、食物,或飞机上的空气循环温度调节系统传播。

但是,流感和其他可能致命的病毒可以。

2014年3月23日,世界卫生组织通报伊波拉病毒病例,地点就在几内亚东南部林间的农村地区;而且,病毒从此处迅速蔓延至三个邻国,引起了广大的恐慌。即使是世界上最富有的国家,也有十一人因伊波拉病毒接受治疗,而且暴露出它们从未有统一的应变计划。

同年十月,美国航空45航班降落在新泽西州时,身着隔离衣的人员登上飞机,使用红外线测温仪感应乘客额头,以检测是否有发烧情况。曾在无国界医生工作的希考克斯(Kaci Hickox)因而被关到州长克里斯蒂(Chris Christie)的「私人监狱」,这之后导致她赢得了「检疫权利法案」(quarantine bill of rights)的诉讼。那一次与之后几次,致命病毒的传播受到遏止,但人类并非总是如此幸运。

2017年,盖兹在慕尼黑安全会议上说:「不论兹卡病毒是源于自然凑巧或出自恐怖分子之手,传染病学家指出,此种经空气快速传播的病原不到一年能杀死逾三千万人,而且全球未来十至十五年间可能会爆发大流行[31]。」

倘若真的爆发大流行,三千万可能是非常保守的估计数字。

随着交通网络持续扩张且日益飞快,加上愈来愈多人以前人难以想像的速度前往世界更多处旅游,各种病原也传播得比过往更快。然而,只要对的人掌握有正确的数据,我们也能加快行动,特别是若我们能结合大型的「生物云端」(biocloud)数据,与超快的基因定序资料,藉此侦测城市里或随着交通散播的病原,便能利用紧急旅游限制和医疗资源,抢在致命病原爆发前先发制人。在传染病的战役中,分秒必争,而且愈慢一秒采取行动,代价都是以人命来计算。

个资外泄的疑虑

然而,不是人人都准备好要迎接生物追踪的世界,此点不难理解,对许多人而言,显然这一步跨得太远,甚或是好几步之遥。

若想使这样一个世界成真,让数以亿计的人全都接受即时的生理监测,从荷尔蒙浓度、体内化学物质、体温到心律,以做为流行病的前哨,警告我们即将发生的公共卫生危机,必定得要有人负责掌控这些数据。问题在于,谁该握有这些资讯?单一政府?联合政府?任何或各个政府?

还是,电脑公司或制药公司?网路电商?或保险业者?药局?营养保健品公司或医疗网络?

最可能的情况是,或许是集这些企业于一身的集合体。医疗产业如今市值超越全球GNP的10%,且每年成长率达4.1%,随着各大企业将目光转向这个全球经济最大且成长最快的产业,整合已然开始且将持续进行。

你会信任谁来掌握你的一举一动?你愿意让谁听你每一次心跳?或像某个善良的冬季神话人物一样,在你睡着时照看着你,也知道你何时醒来?你愿意让谁透过数据知道你什麽时候难过、什麽时候超速、什麽时候发生性行为或过量饮酒?

说服大众别担心是毫无道理的举动,当然有些事需要担心,你认为信用卡被盗用很糟吗?其实没什麽要紧,只要联络银行补发新卡就行了;可是,你的医疗纪录是永久且更私密的。

2010至2018年间,共有超过一亿一千万人的医疗纪录外泄[32]。英国通讯服务商Maintel资安主管卡契(Jean-Frédéric Karcher)预测,这类的事将变得更为常见。

他警告:「医疗资讯在地下网路里,可能比信用卡资料值钱十数倍,诈欺犯可利用这些资料伪造身分,并用假身分来购买医疗仪器或药品[33]。」

我们牺牲大量隐私换来科技服务,而且这种交换时时刻刻都在发生,每次你开立新的银行帐户或每签一次信用卡帐单时,都会失去一些隐私;每次网路浏览器转往新网页时,每次在注册课程时,每次登机时,都会失去部分隐私;尤其我们经常使用手机,更是如此。

所有人都同意付出的代价值得吗?基本上,问题可说是见仁见智。但是,确实有许多人难以想像没有信用卡、网路、网路注册、飞航旅行、手机,或智慧型手表的生活,一思及此,他们便立刻决定这种代价还勉强可以接受。

那麽,人们愿意牺牲多一点点隐私,来阻挡全球性的流行疾病吗?令人难过的是,可能不太愿意。人类有个可悲的共通点,就是不善于以个人行动来解决集体问题。促成革命性变革的诀窍就在于,寻找方法让个人自身利益与群体共同利益一致。为了让大众广为接受生物特征追踪,好让我们能领先快速传播的致命病毒,你得先提供他们见不得自己没有的东西。

如何为这样的世界做好准备,现在必须尽快进行对话。

我已经准备好了。

开始定期监测生物标记之前,我确实有所顾虑,担心体内的化学讯号,会向握有数据管道的人揭露我的个资。所有数据都储存在符合医疗规范或《联邦健康保险法案》(HIPAA)的伺服器上,且皆已加密处理。然而,我们永远会担心资料被骇,有心人士也总有办法可窃取资讯。

不过,从我开始定期监测生物标记后,收到的资讯远比我担忧的事更加值得。

当然,这无疑是一种个人选择。

现在,目睹到我的生理仪表板数据,我无法想像生活中没有它会如何,就像我想不到没有GPS该怎麽开车一样,还没收到生物感测指环和血液生物标记的定期报告前,我难以决定该吃什麽,以及应该从事多少运动。我每天都殷切期盼这些健康数据若能即时处理就更棒了,而且,如果这样还能帮助保护他人,更是好上加好。

加快脚步

攻读博士学位期间,我从事夜班工作。当时,我的时薪约八美元,负责检验各种体液,包括尿液、粪便、脊髓液、血液,和夹杂毛发、严重扭曲的生殖道棉棒,检查当中是否存在致命的细菌、寄生虫和真菌。这真是一件迷人的工作。

我可以随意使用十九世纪科技的所有仪器,像是显微镜、培养皿,和无菌水。1895年的实验室技术人员,若穿越时空到1980年代的微生物学实验室,大概会感到宾至如归。如今,这些器材仍是许多微生物实验室的配置。

其他医学领域都运用机器人、奈米技术、扫描器,和光谱仪等,在技术上取得了大幅进展,而我们还在用此种方式培育攸关生死的细胞,着实令人沮丧。

不过,这些时日以来,我不再感到沮丧,而是感觉愤怒。

因为具抗生素抗药性的细菌持续散布,而最新研究指出,细菌也许是癌症、心脏疾病,及阿兹海默症的致病因子[34]。

然而,我直到最近才致力于解决此问题。人总是要等到自己碰到莱姆病时,才会深有所感。

我们的女儿娜塔莉十一岁时诊断出患有莱姆病。我们当时居住的新英格兰区爆发虱子大流行,此种虱子带有螺旋体门细菌伯氏疏螺旋菌(Borrelia burgdorferi),会引发莱姆病。

近期估计,美国每年约有三十万人患有此种疾病。未及时接受治疗的话,伯氏疏螺旋菌会藏匿于皮肤细胞与淋巴结中,导致颜面瘫痪、心脏问题、神经痛、记忆力衰减,与关节炎。此种细菌会隐藏在保护性生物膜中,因此极难消灭。

娜塔莉被虱子叮咬处周围从未出现过圈状红疹,这是确定感染此种寄生虫的症状。她只是一直抱怨头痛与背痛,这是典型的流感症状,但旋即我们就发现那不是流感,而是比流感更糟的状况。

她头部无法转动,视力丧失,她整个人都吓坏了,我和我太太也是。我们从未感到如此无助,于是,开始上网搜寻解答,找到的可能疾病是白血病或脑部病毒感染。

波士顿儿童医院的医生进行了细部检查,初步测试显示可能是莱姆病,但是保险公司需要确认,因为第一次的检测偶尔会出现假阳性结果。第二次检测失败了,使得治疗过程陷入困境,必须等待更多的检验结果。

我向医院索取一微升娜塔莉的脊髓液来进行测试,我的实验室就在对面,可以进行病原体的基因定序,但医院拒绝提供。

以她当时的症状研判,据我所知,只有50%的生存机会。她的生命顿时缩减为像用掷硬币决定一般,而在分秒必争之时,医生却在等待实验室结果。

又过了三天,医院才确定她感染了莱姆病。医生直接在娜塔莉心脏旁边的大静脉施行抗生素静脉注射。将近一个月的时间,她每天都得接受这种治疗。

她现在已完全康复。但是,所有相关人士都明白,娜塔莉体会尤深,我们亟需应用二十一世纪的科技来诊断传染病。我在麻州剑桥和加州门罗公园协助汇集了一群才智出众的专业人士,当中不乏传染病医师、微生物学家、遗传学家、数学家,和软体工程师,运用「高通量定序」(high-throughput sequencing),共同研发出数种测试,可迅速明确告知医生病患感染的疾病以及最有效的治疗方式。

测试的第一步是从血液样本、唾液、粪便,或脊髓液中萃取出核酸。由于此步骤会增加成本且降低敏感度,我们以创新方法移除了患者DNA,此法由从木乃伊检体抽取DNA的科学家所开发,显然又是众多科学领域交相互惠的其中一例。

接下来,样本将透过不预设目标的基因定序技术处理,意味着系统并非在寻找任何特定的感染源,而是读取整个样本的基因体。读出清单后进行扫描,对照所有人类已知病原体基因资料库,然后电脑会产出十分详尽的报告,说明存在哪些入侵者,以及如何最能有效杀死病原。

这些测试和标准测试一样精准,但可提供不限病原体,而是所有可能微生物的资讯。换言之,医师帮患者进行检测时,不用再去猜测要验什麽病,或是哪个疗法最有效,他们已经有了答案。

若是几年前,此种检测不仅为时缓慢,甚至毫无可能;如今,短短几天就能完成,而且很快地,以后将只需数小时,最后也许只要几分钟即可。

但是,我们还有另一种应对此种疾病的方法,那就是全面预防所有疾病。

疫苗接种新纪元

过去一世纪,疫苗对于人类平均寿命和健康寿命广大的正面效益,无需任何论理争辩。全球儿童死亡率直线下降,大部分因为我们根除了天花等疾病。之后,我们消灭了小儿麻痹,世上健康的儿童人数因此有所成长,健康成人的人数亦是。未来五十年内,导致成人疲劳、肌肉无力、脊柱弯曲异常,和言语障碍的小儿麻痹后遗症也将消失殆尽。

当然,只要接种疫苗可预防的疾病愈多,尤其是那些夺走老年人生命的疾病,例如流感和肺炎,未来几年平均寿命自然会随之增长。

群体接种疫苗,不仅可自我防护,还能保护我们之中最弱势的儿童和老年人。水痘过去每年夺走世界各地数千人性命,其中大多数是幼儿和老人,并导致数十万的住院病例和数百万天的病假。现在,那些日子已不复见。

其中一个人类借疫苗之力延长寿命的光荣典范,便是肺炎链球菌疫苗的问世。肺炎链球菌是老年人主要疾病的来源,也是呼吸道感染致死最常见的原因。根据《新英格兰医学期刊》发表的一项研究,2000年针对婴儿的肺炎链球菌十三价结合型疫苗(Prevnar)推出后,因肺炎住院和死亡的人数全面下降。

该研究的第一作者葛里芬(Marie Griffin)解释:「从未接种疫苗但受惠于婴儿疫苗的老人中,我们观察到颇具成效的保护作用,这是近年来间接保护或群体免疫(herd immunity)最显着的其中一例[35]。」

另一项研究指出,仅在头三年,肺炎死亡人数就减少一半;且光在美国,就避免了三万个病例和三千人死亡[36]。

我们可以用类似的疫苗预防许多致命疾病。

然而,数十年来,疫苗改善全球数十亿人生活的希望逐渐减缓,不仅因为许多科学骗局的散播,造成公众对疫苗的不信任,还因为旧有的市场力量所致。疫苗研究的黄金时代是在二十世纪中叶,此一时期见证了一系列效果绝佳的疫苗快速发展,包含百日咳、小儿麻痹、流行性腮腺炎、麻疹、德国麻疹,和脑膜炎等。

然而,到了二十世纪下半,长期持续研发疫苗的商业模式被严重破坏。测试新疫苗的成本成倍增加,大部分是由于公众日益关注疫苗的安全性与规避风险的监理机构。

疫苗界过去「不费吹灰之力,就能产生成果」早已成为过去式,现今光是一种简单疫苗就得用上十多年才能生产,成本超过五亿美元,而且仍有可能不被核准出售。

部分功效卓越且对预防传染病至关重要的疫苗,如葛兰素史克药厂的莱姆病疫苗等等,也已退出市场,因为一些毫无根据的反对声浪使得产品「根本就不值得」继续生产[37]。

政府并不生产疫苗,企业才是生产者。因此,当市场力量不利于此时,我们就难以获得急需的药品。慈善组织有时可协助弥补资金缺口,但不一而足。而且,碰上经济不景气,如2000年代末和2010年代初时全球经济大衰退,许多基金会赞助的资金来源主要来自市场相关的捐赠收入,也因此无法或不愿大量注资于这些拯救生命的介入措施上[38]。

好消息是,目前疫苗研发正历经微型复兴时期,自2005年至2015年间成长三倍,目前约占所有开发中生技产品的四分之一[39]。

其中最重要的当属疟疾疫苗,2017年疟疾感染了两亿两千万人,且夺走了四十三万五千人性命[40]。多亏有盖兹夫妇、葛兰素史克药厂和适宜健康科技计画(Program for Appropriate Technology in Health,PATH),2017年首次配发部分有效的抗疟疾疫苗Mosquirix,让我们怀抱希望有朝一日能完全扑灭疟疾寄生虫[41]。

同时,我们也在学习如何在人体细胞、蚊虫细胞,和细菌中快速培育疫苗,避免使用目前过时的技术,节省将病毒打入数百万个受精鸡蛋的时间和成本。一家位于波士顿的研究机构短短四个月内以约一百万美元的成本,成功制造出类似伊波拉的拉萨热(Lassa fever)疫苗,且目前已进入动物试验阶段,比一般疫苗研发减少了数年与数百万资金[42],成果辉煌,着实令人叹为观止。

此时此刻,研究人员正在进行最后冲刺,准备终结这场疫苗研发的漫长竞赛,希望制造出能抵御普遍到人习以为常的疾病疫苗。许多意见领袖也略带不安地预测,不久后,我们将无需像接种年度流感疫苗一样孤注一掷,此种疫苗这几年仅保护了不到三成的接种者,但聊胜于无(若你或子女尚未接种流感疫苗,请尽快接受预防注射。我们何其有幸能生活在这样一个年代,可保护自己和孩子免受潜在致命疾病侵袭)。

若能快速检测、诊断、治疗,甚至预防与老化无关但每年夺去数百万人生命的疾病,将有助于我们持续延长人类平均寿命,缩短了寿命平均与极限之间的差距。

即便如此,器官会衰竭,身体各部位也会日渐磨损。所有其他科技都失败时,我们该如何是好?关于此,还有另一场革命也正在发生。

人体器官培育

沿着墨尔本以西的澳洲海岸是世上最美的公路──大洋路(Great Ocean Road)。然而,无论何时我行驶在这条路上,总是不经意想起人生中最惊惶的一日。那日,我接获来电通知,我弟弟尼克骑摩托车出了意外。

他当时二十三岁,正骑着摩托车环澳。他是专业骑士,但骑经一摊油渍时,车子打滑,人飞了出去,在金属栏杆下滑行,压伤肋骨,脾脏破裂。

所幸,他大难不死,但为了救他一命,急诊室医生不得不切除脾脏。脾脏掌管血液细胞生成,是免疫系统的重要器官。他此后的人生,必须小心翼翼不受到严重感染,而且他显然更常生病,且得花更长的时间才能康复。此外,少了脾脏的人也是往后死于肺炎的高危险群。

有时,用不着老化或疾病的伤害,造化自然弄人。幸运的话,只是丢了脾脏,若是心脏、肝脏、肾脏,或肺脏的话,日子会更加难过。

我们用来恢复视神经与视力的细胞重编码技术,也许有天能帮助人类恢复受损器官的功能。但是,若是碰上完全衰竭或因为肿瘤必须切除的器官,我们该怎麽办呢?

现在,唯有一种可行方法可有效更换受损或生病的器官,而且事实听来有些病态,但依旧是不争的事实:当有人为所爱之人祈求获得需要的器官时,他们所祈祷的,有一部分是致命的死亡车祸。

讽刺的是,有人也许会说这符合逻辑,负责询问大众是否要成为器官捐赠者的单位是美国机动车辆管理局(Department of Motor Vehicles)。

每年光是美国,就有超过三万五千人死于机动车辆事故,使得此种死亡方式成为组织与器官移植最稳定的供应来源。若你尚未签署器官捐赠同意书,希望您能酌情考虑。

1988年至2006年间,等待器官移植的人数成长了六倍。我写下此话的同时,美国器官移植网就有十一万四千两百多人注册等待器官移植,而每隔十分钟等待移植名单上就会新增一人[43]。

在日本,病患面临的情况更加艰难,当地获得器官移植的机会远低于西方国家。关键在于当地文化与立法规范。

1968年,日本外科医师和田寿郎(Juro Wada)从一位脑死病患身上取出心脏移植,引发日本媒体情绪高涨,因为佛教徒相信人死后应保有全尸,而且日本第一位器官捐赠者在摘除心脏时是否真的已经「脑死」也颇具争议。日本政府立即颁布了一项严格的法律,在心跳停止前,禁止从尸体上摘除器官。三十年后,法规松绑,然而日本社会对于器官捐赠议题仍存在分歧,而理想的器官依旧难以取得。

我弟弟还罹患一种眼疾,名为圆锥角膜,会导致覆盖在眼睛晶状体上的角膜皱得像被手指压过的保鲜膜。为了治疗此病,他分别进行过两次角膜移植手术,一次在二十岁时,另一次是三十岁时,将另外两人的角膜移植到他眼里。

两次手术,他都经历了六个月的角膜缝合,感觉像眼里长了「树的分枝」一般不好受,但至少他得以保有视力。我们家族晚餐最爱说笑的话题之一,就是尼克现在真的是透过他人的眼光看世界。尽管如此,谈笑风生之间,其实我们一家人对逝世的捐赠者感念至深。

现今,我们疾步迈向自动驾驶时代,几乎所有专家都深信此一科技与社会的典范转移将快速减少车祸事故,因此,我们也亟需思索一个重要问题:移植用的器官该从何而来?

遗传学家杨璐菡,和她在哈佛大学医学院的前导师邱契(George Church)在将猪的基因编辑成人的基因时,发现了编辑哺乳动物细胞基因的方法。

他们编辑猪的基因有何目的?因为他们预想了一个世界是由猪农负责饲养专门用于器官移植的动物,为移植等待名单上的数百万人生产器官。尽管数十年来,科学家梦寐以求希冀推广「异种移植」(xenotransplantation),但杨璐菡真正朝此目标迈出了最大一步,她和同事证明了,他们能运用基因编辑技术消除猪的数十种反转录病毒基因,这些都是目前阻碍「异种移植」的因素。这并非异种移植的唯一阻碍,但确实是一大障碍,而杨璐菡在她三十二岁生日之前想出了克服障碍的方法。

不过,这并非未来我们取得器官的唯一方式。自从2000年代初研究人员发现可修改喷墨印表机列印出三度空间堆叠的活细胞以来,世界各地的科学家一直致力于列印出活的组织。

时至今日,科学家已成功在小鼠体内植入列印的卵巢,并将列印出的动脉接合至猴子身上。其他人则致力于列印骨骼组织,用以修复断裂的骨头。未来几年,列印皮肤可能会开始用于移植,紧接其后的是肝脏和肾脏,而心脏因为较为复杂,尚需几年时间。

不久之后,人体器官移植的病态管道结束与否将无关紧要,这个管道过去也始终供不应求。将来,当我们需要某个身体部位时,可能直接列印就行,也许是使用自身的干细胞,而且是唯有在需要的情况下才去采集和储存;甚至用自己血液或口腔棉棒搜集的细胞重新编码为干细胞。而且,因为大家无需再争夺移植器官,我们再也不必等别人发生天大的坏事,只需等列表机完成工作即可。

想像新的生活样貌

所有这一切是否难以想像?这完全可以理解。长久以来,我们耗费许久建立期待中的医疗照护的样貌,还有对人类生活的期望。许多人只想在一旁碎嘴:「我才不相信那会发生」,就不再多想。

可是,我们其实比自己想的更具弹性,更能改变对生活的期望,改变对年龄实际意义的看法。

想想阿汤哥,这位《扞卫战士》男主角年近六十大关时,肌肉发达,几乎没什麽皱纹的额头上,长着一头茂密的黑发,依然在线上工作。而且他不仅是演戏,还演一些通常由年轻演员担纲的动作片。许多危险的特技表演,他都亲自上阵,在小巷中高速飙骑摩托车,飞机起飞时被绑在机外,悬挂于世界最高建筑顶端,从大气层上端高空跳伞。

这些日子以来,「五十岁是新的三十岁」这个口号多轻易就从我们嘴上脱口而出?我们忘了过去曾认为的五十岁是什麽模样,而且那不是过去的数百年的事,而是几十年前而已。

几十年前,我们预期的五十岁,绝不是像阿汤哥还在跳飞机,比较像是老牌影星布莱姆利(Wilford Brimley)那样。1980年代时,布莱姆利还曾和阿汤哥一同演出了电影《黑色豪门企业》,克鲁斯当时三十九岁,布莱姆利五十八岁,那时已是满头灰发、蓄着海象胡须的老人了。

数年前,布莱姆利出演了《魔茧》,这部电影讲述了一群老年人偶然发现外星人的「青春之泉」,赋予他们青春的能量,但外表毫无改变。于是,电影里一群老人像青少年一样四处嬉闹,喜剧效果极佳。

一想到上了年纪的人要演出那样年轻气盛的举动,着实大胆异常。不过,该电影上映之际,布莱姆利只比现在的阿汤哥年轻五、六岁。正如《纽约客》的克劳奇(Ian Crouch)所言,汤姆克鲁斯轻松冲破了他所谓的「布莱姆利藩篱」[44]。

年龄的藩篱被打破了,之后也会再次被突破。另一个世代的我们,将习于看到六十、七十岁的电影明星还在高速飙车、从高处跳下、脚踢得老高耍拳脚。因为六十岁将是新的四十岁,七十岁也将是新的四十岁,然后如此趋势将持续下去。

此种情况何时会发生?现在已经开始了。若你正在阅读这些文字,那如此说来也毫不夸张,你极有可能受惠于这场革命。你的外表将更年轻,行为也将更年轻,身心实际上也都将更年轻。你的寿命将会更长,而额外的年岁也会过得更好。

任何技术研发都有可能走到死胡同。但是,不可能所有的方法都失败。单独说来,这些药品、精准医疗、急诊照护,和公共卫生上的创新都能够拯救生命,为原本可能丧生的人增加额外的时日。但是,当我们结合所有方法,眼前望着的便是数十年更恒常、更强健的人生。

每个新发现都能创造新机会。寻求更迅速、准确的基因定序所省下的每分钟,都有助于挽救生命。即使人类寿命的最大上限不会有太大改变,如此的创新年代也能确保我们更长久地保持健康。

不是大多数时候的多数人而已,而是我们每一个人。

第三部:前進方向(未來)

8. 未來事物的面貌

让我们来算个算术。

且让我们用保守一点的数学来计算。假设前述这些天差地别的科技,在接下来五十年中全部一一出现,为人类带来更长久健康的寿命。

DNA监测会在疾病发展为急性前,尽快提醒医师;我们将比现在更早发现癌症,并开始抗癌;若你有任何感染,几分钟内就可诊断出是何种疾病;若你心律不整,汽车安全座椅将发出通知;呼气分析仪将侦测出初步发展的免疫疾病;键盘的按键将及早提醒罹患帕金森氏症或多发性硬化症的可能;医生将可获得患者相关的更多资讯,而且早在患者抵达诊所或医院前,就可取得这些资料。医疗失误和误诊将大幅削减。这些创新技术的任一项结果都会延长人类数十年的健康寿命。

不过,让我们先假设,所有这些发展加总起来将可以多给我们十年时间。

一旦人们开始意识到老化并非生活中不可避免的一部分,他们会更妥善照顾自己吗?我无疑已开始实践,而我大多数的亲朋好友似乎也是如此。即使我们皆已率先采用生物医学和科技介入措施,以减少本身表观基因体的杂讯,并密切注意维持生命与健康的生物化学系统,但我注意到有个明确的趋势,就是尽量减少热量摄取、减少食用动物性胺基酸、更频繁运动,以及多暴露在适温以外的环境来促进棕色脂肪制造。

不论你的社经地位如何,这些方法都是绝大多数人可使用的保健措施,而且对人体活力的效益已经过充分的研究证明。对于饮食健康且保持活动的人来说,期望藉此增加十年的健康生活不算太不合理。但是,且让我们先将时间减半,假设如此可增加五年寿命。

目前为止,一共增加了十五年的时间。

根据动物研究,有助于强化生存回路使长寿基因发挥作用的分子可延长健康寿命10%至40%。不过,让我们先保守以10%估计,这又给了我们八年时间。

现在,总共多了二十三年。

我们还要多久才能像我的学生现在进行的小鼠实验,透过摄取药物或基因改造人体来重置表观基因体?我们还要多久才能利用药物或单纯接种疫苗来摧毁衰老细胞?我们还要多久才能更换部分器官、在基因改造农场的家畜中培育完整器官,或用3D列印机印出新器官?也许要再过几十年。

但是,在大多数人不断增长的生命里,其中一项或所有创新技术都将得以实现。此种情况发生时,我们又能获得多少额外的年岁?最大可能或许是几百年,但让我们先假设只有十年。

如此一来,现在总计是三十三年。

如今已开发国家的寿命中位数大约是八十多岁,请再加上三十三年看看。

总共是一百一十三年。这是未来人类平均寿命的保守估计,只要大家顺势所趋的话。试想,这个数字意味着全球一半以上的人将活过这个岁数。

迈向《星际争霸战》的世界

虽然并非所有科技进展都一定能增加寿命,也不见得人人都会注重饮食并锻链身体。但是,另外必须考虑的是,只要我们寿命愈长,受惠于重大医学进展的机会就愈大,尽管现在我们可能无法预见这些发展。更何况,现有的进步并不会消失。

这便是为何随着我们步伐加快,朝着《星际争霸战》世界迈进之时,你每设法多活过一个月,就能额外获得一周的人生。从现在起的四十年后,每多活一个月,也许会获得两周的生命;八十年后,也许又再多加三周。倘若你每活过一个月,就能多四星期寿命,那麽,直到本世纪末,世界或许会变得相当有意思。

这就是为何我在前面提到,卡蒙特现在或许是地球上寿命最长的人,但最终将掉出史上最老人瑞前十名。在那之后的数十年内,她将连百大名单都进不去;再之后,或许连前一百万都没有。试想看看,一百一十岁以上的人若取得了所有技术,他们能活到一百二十或一百三十岁吗?或许可以。

同侪科学家经常警告我不要公然表现乐观。一位好心的同事最近对我说:「这不太妥当。」

我问道:「哪里不妥?」

他说:「因为大众还没有心理准备听到这些数字。」

我无法苟同。

十年前,就算我只是谈论制造帮助患者的药物,许多同事也会表现轻蔑。一位科学家对我说,我们身为研究人员的工作,就「只是证明某种分子可以延长小鼠寿命,然后,社会大众就会自行想办法。」可悲的是,我也希望他所言不假。

今时今日,即便许多同僚不愿公开承认,但他们也和我一样抱持乐观。我敢打赌,其中约有三分之一的人在服用二甲双胍或NAD促进剂;当中部分的人甚至可能偶尔服用低剂量的雷帕霉素。

现在,每隔几周就有专门针对长寿介入疗法的国际会议举办,与会者不是一些江湖术士,而是来自全球最负盛名的大学和研究中心的知名科学家。

会议上,过去被视为异于寻常而现在最常见的,就是大家喋喋不休地讨论,人类平均寿命提高十年甚至更多将如何改变世界。请注意,我们不是争辩这种情况是否会发生,而是发生时我们该如何应对。

这些时日以来,我花愈来愈多时间相处的政治、商业,和宗教领袖也是日渐意识到此事,我们不仅是讨论新进科技的发展,更着重背后的意涵与影响。但是,缓慢渐进地,这些议员、国家元首、执行长,和思想领袖,已逐渐认知老化领域进行的研究工作具有改变世界的潜力,而他们希望能做好准备。

所有这些人可能错了,我也可能搞错了。但是,我希望至少能活得够久,以一辨分晓。

若我是错的,或许因为预测过于保守。尽管错误预测的例子多不胜数,毕竟谁忘得了核能吸尘器和飞行汽车?然而,更常见的情况是,事情发生时,人们并未预见。所有人都会犯这种错误,因为我们推断事情时,总是线性的,更多人就有更多马,然后产生更多马粪:更多汽车就有更多空气污染,然后气候变迁更严重,但这不是我的推测原理。

拥抱未来

科技以倍增的速度发展时,即便是专家也可能措手不及。美国物理学家麦可森(Albert Michelson)因光速测量而获得诺贝尔奖。1894年他在芝加哥大学发表演讲,宣称物理学往后可能难再有任何重大发现,也许只能在小数点后六位寻找未来物理学的真理[1]。

麦可森于1931年去世,当时量子力学正如火如荼地发展。盖兹在1995年的着作《拥抱未来》中,并未提及网路,不过,约一年后他大幅修改书的内容,谦卑地承认他过去「大为低估了网路的重要性和发展速度」[2]。

《连线》杂志创办编辑凯利(Kevin Kelly)在未来预测上,纪录比多数人好上许多,他有一个黄金法则:「拥抱新事物,不要尝试与之对抗。与新事物共处,不要尝试逃离或禁止它们[3]。」

我们经常未能正视知识会加倍成长,而科技发展会相互加乘。人类比我们自己认为的更具有创新能力。过去两世纪以来,我们世世代代目睹了新奇技术突然出现,从蒸汽机、金属船、无马马车、摩天大楼、飞机、个人电脑、网路、液晶电视、行动装置,到基因编辑婴儿。

起初,我们大为震惊新科技的发明,接着就开始习以为常。人类大脑持续演化时,人生唯一变化的就只有四季了。如今数百万人致力于研发突然聚合的复杂科技,莫怪乎我们难以预料未来会发生何事。

不管我预测未来演变的步调是对是错,除非发生战争或流行病,否则人类寿命无疑将会持续增长。我与全球思想领袖讨论愈多,就愈意识到其中含义多麽巨大。

是的,其中一些人也让我深思许多远超出最初研究范围的事,并为此做出计划。但是,让我更深刻省思的人,是我在哈佛与其他大学教导的年轻学子,以及几乎每天透过电子邮件和社群媒体接触到的更年轻的一代。他们促使我思考自己的研究将如何影响未来的劳动市场、全球医疗体系,和人类道德领域的各个层面,且更深入意识到我们必须进行变革,才能公平、平等,且人性化地迎接人类健康寿命与平均寿命大幅延长的新世界。

医学革命若真的发生,就算依照我们目前的线性思维思考,部分估计仍指出,现今日本出生的儿童有半数寿命将超过一百零七岁[4];美国则是一百零四岁。许多研究人员认为,这些是过于高估的数字,但我不同意。甚至觉得这可能只是保守估计。

早在很久以前我就说过,即使只有几项最具希望的疗法和治疗可以开花结果,今天任何健康活在世上的人,想一直健壮地活到一百岁,且积极活跃的程度有如现今五十岁的正常人,也并非不合理的期待。

目前已知,一百二十岁是我们有机会达到的寿命年限,但这并非专属少数的特例。我一方面想昭告天下,另一方面也因为自己有幸能事先窥知指日可待的发明,所以才如此公开声明我们将能目睹世上第一位活到一百五十岁的人瑞。如果细胞重编码技术发挥最大潜力,本世纪末时,一百五十岁或许不再遥不可及。

我撰写本文时,地球上从未有人在世超过一百二十岁,至少没有我们言之凿凿的人。因此,至少得再过数十年,才能揭晓我是否所言属实;而人类或许还需要再一百五十年的时间,才能再跨过一百五十岁的门槛。

那麽,下一世纪呢?再接下来的世纪呢?有朝一日,人类平均寿命达到一百五十岁一点都不会是奢望。如果「老化的资讯理论」是正确的,也许人类的寿命将毫无上限;我们或许可永远重置表观基因体。

许多人为此感到畏惧,这完全可以理解。我们正处于思想颠覆的关口上,几乎所有我们曾有过关于人类意义的想法都将发生彻底变化。因此,许多人会说,我们不是不能,而是不该这样做,因为这势必会导致人类末日。

批评声浪

批评我毕生研究心血的人,并非无名的网路酸民。有时,他们是我的同事,有时是我个人的亲密好友。

而有时,他们是我的骨肉。

我们的长子艾力克斯现年十六岁,希望从事政治或社会正义相关事业,他时常难以像我一样乐观看待未来。特别是人还年轻时,很难看见人类道德绵长的轨迹,更遑论终将归向正义的轨迹了[5]。

毕竟,艾力克斯生长于一个迅速灾难性暖化的世界;在一个二十多年来多半在参战的国家;在一个受到恐怖攻击的城市,大家参与其最珍贵传统的波士顿马拉松时受到炸弹攻击。同时,艾力克斯也与其他年轻人相同,生活在一个高度连结的世界,从叙利亚到南苏丹,一次又一次的人道危机新闻从未远离过他们的智慧型手机。

所以,我自然能理解他的想法,或至少我试着理解。然而,最近一个晚上,我很失望地得知艾力克斯并未与我一样乐观看待未来。当然,我深深自豪自己的孩子拥有如此强大的道德标准;但令人遗憾的是,艾力克斯对我研究的看法,也因悲观的世界观蒙上了巨大阴影。

艾力克斯那晚跟我说:「你的世代和之前所有世代的人一样,对地球所遭受的破坏并未做过任何努力,结果现在你还想帮人延长寿命?好让他们继续大肆破坏这个世界吗?」

那天晚上我深受困扰地上床就寝,并非因为长子的谴责;坦白说,我还为此感到有些得意,倘若孩子不先挑战父亲,那麽全球的父权制度将永难打破。不,我当晚之所以烦扰,及后来许多夜晚之所以辗转难眠,主要来自我完全无法回答的问题。

很多人在意识到人类即将变得更长寿之时,很快也随之意识到,若我们未在社会、政治和经济上做出重大调整,此种转变就不可能发生。他们的看法完全正确,若不破旧,就无法立新。可是,假如我对未来的看法根本与我们未来的发展方向截然不同呢?如果赋予数十亿人更长寿健康的生活,反倒使人类对地球和彼此造成更大伤害,该怎麽办?寿命增长是势所必然,这点我十分确定。但是,如果长寿也不可避免地带领我们走向自我毁灭,该如何是好?

如果我的努力会让世界变得更糟怎麽办?

许多人正是如此看待我的工作,其中不乏一些聪明绝顶且见识卓越之人。尽管如此,我仍然对于人类共同的未来乐观以待。我无法苟同反对者的看法,但并不表示我就拒绝听取他们的意见。事实上,我经常聆听他们的建议,大家也都应抱持这种开放态度来沟通。因此,在本章中,我将解释他们其中一些顾虑,这些也确实是我在许多情况下遇过的疑虑,不过,我同时也会提出关于未来不同的思维方式。

然后,你可以再自行判断要如何看待未来。

……

什麽是「自然」?

对未来的正面看法不如负面流行。

马里兰大学环境科学家埃利斯(Erle C. Ellis)因为拒绝认同善意但不尽完美的估算,并争辩地球可承受人数在科学上并没有可预见的限制,而招致诸多批判。这当然是科学家在挑战根深柢固的想法时,会发生的事。但是,埃利斯的立场坚定不移,甚至在《纽约时报》撰写专栏,当中他批评其他人认为我们有能力确知地球承载力的观点为「无稽之谈」[52]。

他写道:「人类必须生活在地球的自然环境范围内,此种想法否定了我们过去所有整体历史所呈现出的实际现实,甚至很可能是未来的现实……地球承载人类的能力,更多是来自我们的社会体系和科技,而非任何环境限制[53]。」

埃利斯认为,假使真的存在某种「自然」限制,那麽,早在人类祖先还在采集狩猎、并仰赖复杂的汲水系统和农业技术来维持与增加人口时,人类的数量可能早在数万年前就已突破限制。从那时起,人类物种的发展,凭藉的就是「自然界」与「运用技术适应环境的能力」共同产生的恩典。

埃利斯说:「人类是利基创造者,我们改造生态系统来维持自身生存,这就是我们的做法,也是一直以来的做法。」

以此思维来看,维持我们生命的适应方式鲜少是「自然的」。供水系统并非自然,农业不是自然,电不是自然,学校、医院,以及道路和衣服都不自然。我们早已跨越了所有象征与字面意义的桥梁。

最近我在从波士顿飞往东京的班机上,向坐在旁边的男士介绍了一下自己,我们聊了聊彼此的工作。当我告诉他,我正努力延长人类寿命时,他撇了撇嘴。

他说:「我不确定这是好事,听来有点违反自然。」

我示意他环顾一下四周,并说:「我们正坐在可调整的椅子上,以每小时六百英里的速度飞越北极上空七英里处;在夜间呼吸加压的空气,喝琴汤尼,发短讯给伴侣,并观看随选电影,当中任何一件事是自然的吗?」

您不必坐飞机就能离开自然界。不妨环视四周,你眼前的情况是「自然的」吗?

曾经,多数人预期生活中如同霍布斯(Thomas Hobbes)1651年所写的「没有艺术、文字,和社会」(no arts; no letters; no society),而且最糟糕的是,还存在着持续不断的恐惧与暴力死亡的危险,但我们很久以前就离开这样的世界了。

若那样的世界称为自然,那麽,我对过自然的生活毫无兴趣,我敢打赌你也不希望如此度日。

所以,自然是什麽?我们当然同意,驱使我们追求更好生活、努力减少恐惧、危险,和暴力的动力是自然的。使我们能生存于地球的大多数适应措施,包括奇妙的生存回路及其创造的长寿基因,都是自然天择的产物,淘汰了数十亿年来未能在困境里低调沉寂的生物。

但是,更多的适应方法是我们过去五十万年中累积的各种技能。黑猩猩用木棍试探白蚁巢穴,鸟类砸石头来打破软体动物的壳,或者猴子在日本的火山温泉里泡澡,这些才是自然。

人类恰好是一个擅长获取及传递所学技能的物种。过去两百年间,我们发明了名为科学方法的过程,且善加利用,加速了学习发展。以此思维来看,文化与技术都是「自然的」,让我们养活更多人、减少疾病、还有促进健康长寿的创新技术也是自然的。汽车、飞机、笔记型电脑、手机、与我们同住的猫狗、睡觉的床,和照顾病人的医院等,对于很久以前数量早就已超越霍布斯着称的「孤独、贫穷、肮脏、野蛮,和困乏」境况所能支持的生物而言,所有这些都是自然的。

在我看来,唯一看来不自然的事就是,接受改善人类生活可为与不可为的限制,而这点其实在我们物种的历史中从未发生过。人类一直不断努力突破已知的界限,其实是生物本能驱使我们如此。

延长生命只是此一过程的延伸。确实,如此将会带来后果、挑战和风险,其中之一就是人口增加。可是,可能性并非必然性,人类这种生物,会自然地被迫创新来克服万难。

因此,问题不在于地球上自然与非自然的恩赐能否维系八十亿、一百六十亿或两百亿人口的存亡,关于这点仍有争论;问题在于,人类能否继续研发创新,让我们在面对人口成长的挑战时,依然保持领先,且确实使地球成为所有生物的美好家园。

我们办得到吗?

绝对可以,过去一世纪就是最好的证明。

人口会过剩吗?

七万四千年前,人类物种几近濒临灭绝之后;直到西元1900年,我们扩展迁徙至地球上所有可居住的地区,并与至少两种其他人种或亚种繁衍后代,人口每年仍仅以极小比例增长。到了1930年,由于环境卫生改善和母婴死亡率下降,我们的物种每年以1%的速度成长。1970年时,由于全球免疫接种和粮食生产进步,每年人口成长率达到2%。

2%听来似乎不多,但加总得很快。我们的人口从十亿成长到二十亿花费了一百二十多年;但是,1927年达到此目标后,只又花了三十三年,人口就增加了十亿,之后才花了十四年又增加了下个十亿。

这就是为何在二十一世纪第二个十年结束时,地球上已有超过七十七亿人口,每年每平方公里就多加一个人[54]。退一步来看,若将过去一万年的人口规模绘制成图表,人类从非常稀有的生物到成为主导的物种,图表看来会像是垂直上升的折线图。从表面上看,炸弹内的那个婴儿似乎颇有道理。

然而,过去几十年以来,人口成长率持续稳定下降,主要是因为女性在经济和社会上拥有较好的机会,当然也包括了基本人权,所以,现代妇女选择少生一点小孩。1960年代后期,地球上每名妇女平均有五个以上的孩子。但是,从那时起,平均数迅速下降,人口增长的速度也随之减缓。

人口年增率从1970年左右的2%,直线下降到现今约1%。部分研究人员认为,2100年时,人口成长率可能会减少至0.1%。届时,若果真如此,联合国人口统计学家预计全球总人口将达到平稳,2100年时人口将达到近一百一十亿,然后停滞一段时间,再从此往下减少[55]。

正如先前已经讨论过的,此番预测是假设大多数人平均将会活得更久,但仍会在八十多岁时死亡。可是,情况不太可能会是如此。根据我的经验,许多人容易太过高估死亡对人口成长的影响。死亡确实有助于控制人口,但程度并不大。

盖兹在他2018年的影片〈拯救生命会导致人口过剩吗?〉(Does Saving More Lives Lead to Overpopulation?)[56]中,强而有力地说明为何改善人类健康是值得的投资,而且不会导致人口过剩。

关于影片的提问,简短的答案是:不会。

若我们有能力让现今全球所有死亡的人不死,每天地球将增加约十五万人,每年就会增加五千五百万人,听来似乎很多,但实际不到一个百分点。按照这个速度,每十八年将有十亿人口加入我们的行列,这仍然比最近数十亿人口出现的速度要慢上许多,而且很容易被全球家庭人数的减少抵消。

人口仍然在增加,但并非如许多人初次听到减缓老化这件事时,所担心的那种指数型的成长。

回想一下,这些数字是假设我们此刻立即终结了所有死亡后,将会面对的情况。不过,虽然我对长寿的前景相当乐观,但也不至于过度乐观,而且,任何我认识的着名科学家的态度也是如此。

对当今大多数人来说,活到一百岁是合理的期待;如果发展中的技术得以实现,那麽活到一百二十岁是我们预期的可能,许多人有机会达到这个岁数;假如表观遗传重编码能够发挥作用,或有人提出另一种说服细胞回到年轻的方法,那麽,现在和我们一起生活在地球上的某人甚至有可能活到一百五十岁。总归一句,生物学上并没有上限,没有任何的生物定律规定我们一定得在特定年龄死亡。

只不过,这些里程碑将会一一缓慢实现。即便死亡在未来数十年内会不断被延后,但是,有很长一段时间,死亡依然会是我们生活的一部分。

不过,此种变化将与数十年来一直在下降的出生率相互抵消。因此,总体而言,人口也许会继续增加,但成长速度会更缓慢,而且完全不会有如我们上世纪所经历的爆炸性增长。

未来可预见的是更为温和的人口成长,与其担心,不如欣然接受。切莫忘记上世纪发生的一切,人类物种不仅幸免于人口成倍增长的灾难,而且还蓬勃发展。

是的,蓬勃发展。没人能忽略我们对地球所造成的巨大破坏,更不用说我们加诸于彼此的恶行。我们理应聚焦于这些失败,因为这是唯一从错误中学习的方法。

但是,过度关注负面结果也会影响我们看待当今和未来世界情况的方式,或许这便是为何当全球性的市场研究数据公司You-Gov调查九个已开发国家的人时询问:「综合所有情况,你认为世界变得愈来愈好、愈差,或不好不坏?」只有18%的人认为情况正愈变愈好。

等一下,那是澳洲有18%的人,也是该调查中最乐观的西方国家。在美国,同样的问题,只有6%的人有信心世界的情况正在好转。

重点是,访调人员并不是询问受访者的个人生活好坏,他们问的是「这个世界」会变好或变坏?而且,受访的是位于世上最富裕国家的民众[57]。当然,这些人或许有理由认为自己的个人生活水准(直到最近都由源于奴役与殖民主义的经济利益所支持)近年来有所下降。然而,这群人同样也拥有大量资源可得知世界各地的资讯。所以,坦白说,他们应该没那麽无知。

悲观的特权

然而,在世界上许多其他国家,对未来的看法似乎没有如此惨淡。

英国研究公司易普索莫里(Ipsos MORI),2014年在人口数约占全球五分之一的中国进行调查,80%的受访者认为年轻人的生活将会比自己的生活更好。同项调查还发现,巴西、俄罗斯、印度,和土耳其也抱持同样程度的乐观,所有的调查国家生活水准都持续不断提升[58]。没错,当中也包括了消费增加,但也包含了出生率降低、贫穷率下降、更易取得干净的水和电力、更稳定的食物来源与住所,以及更易获得医疗照护服务。

结果证明,悲观情绪通常意味着优渥的特权。然而,从全球角度来看,我们显然很难证明世界是一个日益悲惨的地方,因为情况根本并非如此。

过去两百年来,人类历经史上人口最爆炸性成长的时期,我们的世界从原本除了君主与皇亲贵族外,几乎所有人都饥寒交迫,摇身一变成为一个全球社会。如今赤贫的比例低于10%,并且正迅速下降。

同时,尽管一世纪之内地球人口增加了数十亿,但我们仍设法提高所有人的受教机会。1800年时,全球识字率为12%;到1900年时,上升至21%;时至今日,全球识字率高达85%。现在,我们生活的世界里,五分之四的人都有阅读能力,其中大多数人几乎可即时获取全球各地的所有知识。

上个世纪人口之所以增长如此快速有一个重要原因,儿童死亡率从1900年超过36%,下降到2000年不到8%[59]。若所有孩童中有三分之一仍然活不过五岁,任何一个正派的人都不可能相信世界会更好。

人口境况的改善是因人口膨胀而发生,还是无论如何都会发生?我认为是前者,不过,答案为何其实无关紧要。这两件事同时发生了。截至目前,其实并未有任何证据表明,人口规模与人类苦难的增加有关联,更遑论会加剧人类的苦难。事实恰恰相反,现今是史上人口最密集的时候,然而,对更多人来说,生活也是过得更好。

哈佛大学心理学家平克(Steven Pinker)在其着作《再启蒙的年代:为理性、科学、人文主义和进步辩护》中指出:「多数人都认为生比死好,健康比生病好,粮食比饥饿好,富裕比贫穷好,和平比战争好,安全比危险好,自由比暴政好,平权比偏执和歧视好,识字比文盲好[60]。」比起一百多年前,那时地球上的人比现在少很多,人类的寿命也更短,但我们现在拥有所有平克提及的事物,而且不虞匮乏。

因此,当我思及地球人口更稠密的前景时,比较容易的方式是去想像绝大部分的人会过得比以往更好。科学迫使我以这种方式去梦想。

可是,为何如此?即便我们有更多人且更长寿,为什麽仍然可以生活得更好?

原因不胜枚举,包括来自各年龄层的人力资本网络所带来的益处。但是,若要我只用一个词来解释,那个词就是:「老者」。

人生长跑

2014年6月,加州圣地牙哥天清气朗,数千名跑者排队参加马拉松比赛。其中一名女性,多数人可能会猜她年约七十岁左右。光是这点,就足以让她在成群二十、三十或四十多岁的跑者中脱颖而出。

只除了一件事,哈莉叶汤普森(Harriette Thompson)不是七十多岁,而是九十一岁。那天,她以九十多岁的高龄打破了美国马拉松的官方纪录,完赛时间快了近两小时。

第二年再次参加同一场比赛时,她的速度慢了一点,但刷新了马拉松最年长女性完赛的纪录。她越过终点线时,群众欢呼着:「加油!哈莉叶!」五彩缤纷的纸花如细雨般在她周围纷飞落下[61]。

汤普森透过跑步为白血病和淋巴瘤学会募集了超过十万美元的捐款,她充满活力,胸襟宽大,是一位非常特别的人。但是,她的身体状况并不特别。将来,看到九十岁以上的马拉松运动员踏在起跑点上,夹杂在相对年轻的人群里时,没人会再多看两眼。事实是旁人很难猜得出这名老将的年龄。

其他各生活层面亦是如此。在教室里,九十岁的教师将站在重启新事业的七十岁学生面前,就像家父一样;在家中,曾曾祖父母将与曾曾孙激烈地玩耍;在企业里,雇主将敬重年长的员工,且争相雇用,这种情况其实在以经验为重的职场已经出现了。

而且,也该是时候了。

传统文化中,老年人常被视为智慧的来源。早在书写文字出现前,还有在数位科技出现的更久以前,长者无疑是我们唯一的知识泉源。然而,十五世纪时,金匠古腾堡发明了活字印刷术,导致后来的印刷革命,此种情况便迅速且显着地发生转变。

随后,十九世纪和二十世纪时发生「教育革命」,识字率持续上升,使人可以获得资讯。长者不再是掌握长久资讯的唯一来源,老人不再被视为是社会运作的重要资产,反而被当成是负担。

诺贝尔奖桂冠诗人希尼(Seamus Heaney)在其诗作〈追随者〉(The Follower)中曾描述我们与年迈父母的复杂关系,表面上是关于有厚实肩膀的父亲,希尼做为一个孩子,尾随在父亲身后「跌跌撞撞」。本诗的结尾是:「可是,今日/是父亲不停失足/在我身后,且不会消失。」

希尼伤感的诗呼应了《生活》杂志1959年发表的文章〈老年:个人危机与美国问题〉(Old Age: Personal Crisis, U.S. Problem)当中的情绪[62]。

作者写道:「老年的问题从未如此巨大,或如此欠缺解决办法。自1900年以来,医疗服务提升,人类寿命平均增加二十年。现今的老年人口是1900年的五倍……老年问题几乎是一夕之间发生,像是当男人退休后,或当一个女人的丈夫过世以后。」

当我在老国王公路(Old King’s Highway)上的鳕角(Cape Cod)书店里看到这本霉湿的杂志时,最先惊叹于性别平权自1959年以来长足的进展,但后来却又震惊于对于即将面临的老人潮灾难,其实我们的忧心忡忡无异于过去。我们对老年人该如何安排?他们会覆没我们的医院吗?若他们想继续工作,该怎麽办?

高年纪的贡献

以现在许多人看待老人的方式,此种转变在就业年龄歧视泛滥的职场中,尤其难以感受到影响。人资主管几乎不掩饰自己的偏见。他们认为年长的员工更容易生病、工作效率缓慢,而且无法运用新技术。

绝对没有一项是真的,特别是对于位居管理和领导阶层的人而言更是如此。

过去,科技曾经难以上手;但是,受过良好教育的老年人现在使用科技的频率并不低于六十五岁以下的人。别忘了,这些人可是将火箭发射到月球、发明了超音速客机,和个人电脑的世代。

华顿人力资源中心(Wharton Center for Human Resources)主任卡佩利(Peter Cappelli)着手研究围绕着老年员工常见的刻板印象,他反映:「随着年龄增长,各方面工作表现都会愈来愈优异。我远以为结果会是各种情况交杂,但事实并非如此。老年员工的卓越表现,与职场对他们的歧视一同并列看来,完全说不过去[63]。」

2012年至2017年间,美国龙头企业新上任的执行长平均年龄从四十五岁提高至五十岁。老年人工作的体力确实不如二十岁时,但是,说到管理能力与领导力,却恰恰相反。回想一下一些企业领袖的范例:苹果执行长库克(Tim Cook)现年五十八岁;微软共同创办人盖兹现年六十三岁;努伊(Indra Noori)现年六十三岁,最近卸任百事可乐执行长,现为亚马逊董事会成员。投资公司波克夏海瑟威(Berkshire Hathaway)执行长巴菲特(Warren Buffett)现年八十七岁。这些人可都算不上「技术恐惧者」。

公司基于偏误的刻板印象导致自己损失优秀员工,这已经够糟糕了;但是,不论在国内或国际上,情况都是如此,数以百万的人因而在职涯的黄金岁月被边缘化,而这一切都源于现代对就业年龄偏颇的旧观念,甭说这种观念很快就要过时了。多亏1967年的《就业年龄歧视法》,美国四十岁以上的人受法律保护,禁止就业上的年龄歧视。但在欧洲,大多数人被迫在六十五岁左右退休,其中也包括了教学才刚开始得心应手的大学教授。于是,最优秀的人才移居美国,以便继续创新。

这是欧洲的损失,完全就是在开倒车。

若你是一家大公司的交通主管,准备花费数十万美元为车队添购新卡车,你会想购买一种已知可行驶约十五万英里的可靠型号,还是使用寿命是该型号两倍的其他车辆?所有其他条件相同的情况下,当然会选择寿命更长的卡车,因为那无疑是正确的投资。

可是,说到人时,我们不会倾向以此方式思考,毕竟感觉太过不近人情,人类又不是生产线组装的商品;但是,人是一项投资。世界上每个社会都押注在各个公民身上(主要透过教育和培训),而这笔投资将在人民一生的纳税期间获得回报。

事实上,这些投资已经为我们的社会带来了巨大的额外报酬,政府每在教育上投资一美元,国内生产总值平均就会成长约二十美元[64]。这还是在我们因老年相关疾病和死亡而失去多年生产力时的报偿,试想一下,若能延长人类生命中的黄金工作时间,将可为我们带来多大报酬。

目前在美国和欧洲,年纪介于五十至七十四岁之间的人,约有一半有行动不便的困扰,约三分之一患有高血压,十分之一以上的人正在与心脏病或糖尿病搏斗,超过二十分之一的人忍受着癌症或肺部疾病的病痛[65]。许多人一次对抗多种疾病。即便如此,他们在大多数的心理工作、写作和字汇能力,及领导能力上仍远胜于年轻人。

人类的健康生活延长时,此项投资自然会成倍增长。人在职场工作的时间愈久,社会获得的报酬就愈大。这不代表大家必须一直工作下去。从我的角度来看,一旦回馈完社会在你身上的投资,而且衣食无虞的话,没道理你不能随心所欲去完成自己想做的事情。然而,随着我们持续演化为健康更持久的物种,关于谁「属于」职场的旧观念将迅速产生转变。

年轻人会被排挤吗?

许多人会担心,若无人退休的话,年轻人的工作将受到「排挤」。我并不苟同。一个国家之所以停滞不前,是因为无法创新且未善用人力资本,而非因为缺乏足够的工作机会。这也解释了为何退休年龄较早的国内生产总值较低。荷兰、瑞典、英国和挪威的退休年龄是六十六至六十八岁,而在摩尔多瓦(Moldova)、匈牙利、拉脱维亚、俄罗斯,和乌克兰,退休年龄是六十至六十二岁[66]。我对年轻一代没什麽意见,毕竟我每天都在培育与训练他们,但我也很清楚科学和科技日益复杂,数十年经验累积的智慧可让年轻人获益匪浅。

翻阅旧杂志时,不难发现前几代人的恐惧不安。大家的忧虑总是一样,担心人太多,资源太少──担心人太多,工作太少。

1963年出版的另一期《生活》杂志里,刊登了一篇文章说自动化「取代了男性」,这已经使数十万人失去工作,而且更多人将因此失业[67]。

然后,文章中也引用了当时相关的最新研究:「未来二十年内,可妥当完成原创思维工作的机器将不只用在实验室内,也可供企业使用,且工作品质绝对能达到期待,有如多数该『用脑袋』工作的中阶人员一样好。」

此一预告式的文章总结:「虽然我们很快就要耗尽使用人类的方法,但与此同时,讽刺的是,我们生产人类的速度却比以往更快。」

这些恐惧从未实现,即使此一现状碰上另一次强烈冲击也是如此。1950年,美国女性劳动参与率约为33%;到了世纪之交,这个数字几乎翻了一番。在此数十年,数千万妇女投入职场就业,但这并没有导致数千万名男性失业。

劳动市场不是一块数量有限的大饼,每个人都能在当中占有一席之地。事实上,无论男女,提升老年人的劳动参与度,对于社会保险计画的破产问题,或许是最佳解药。

想要维持社会保障机制的偿付能力,此一挑战的答案不是强迫大众延长工作时间,而是赋予他们这个选项。一想到额外数十年的活力将带来的报酬、尊重和优势,以及可藉机透过有意义的工作继续寻找人生目标,相信许多人都会愿意接受。

以目前现状来看,许多美国人计划在传统退休年龄之后继续工作,至少以兼职形式工作,这并非因为他们必须如此,而是因为他们希望如此[68]。随着人们日益认知到,持续工作至所谓的暮年,并不意味着工作时会感到疲倦或困惑、受到不佳的待遇,或必须抽出时间一直去看医生,有意愿继续就业生活的人数肯定会增加。就业年龄相关的歧视将会减少,尤其是我们一开始在职场上就将难辨「老小」。

若你是一位政治家,正心想着如何为所有人提供有意义且具产值的工作,不妨参考我居住的波士顿市。自从1724年开设第一所美国大学和1790年成立第一家美国专利办公室以来,此座城市一直是许多发明的起源地,包含了电话、刮胡刀、雷达、微波炉、网路、脸书、基因定序,和基因编辑。

光2016年,波士顿就产生了一千八百六十九家新创企业,麻州也有七千多项专利注册,相当于加州平均每人专利数的两倍[69]。波士顿究竟为美国及全球创造了多少财富和就业机会不得而知,但在2016年,单单是一百二十二家机器人产业新创公司,就雇用了四千七百多名员工,为该州带来了超过十六亿美元的收入[70]。

想替任何年龄层、具生产力的人,或甚至为了技术水准较低的人创造工作,最佳方法就是建立并吸引雇用技术纯熟人员的公司。如果你希望拥有一个人民繁荣、他人歆羡的国家,请勿为了节省经费或替年轻人留空间,而降低退休年龄或减少老年人的医疗照护。反之,你该做的工作是保持人口的健康与生产力,并破除教育和创新的所有障碍。

我尽可能地时时提醒自己有多幸运,得以在波士顿生活,并从事喜欢的工作。只要身心感觉健康,我永远都不想退休。当我设想八十岁的自己时,看到的景象与五十岁的我感觉并无太大不同(若重编码技术有效的话,或许连外表都毫无差异)。

我想像自己走进在哈佛的实验室,就像我现在多数周间早晨一样,不断被来自各处、精力充沛、乐观进取的研究人员轰炸,这些人致力于研究,希望能有改善数十亿人生活的科学发现。我当然也非常乐于应用自己六十、七十年的经验,来领导及指导其他科学家的工作。

还有个千真万确的状况,当人们选择继续工作八十、九十,或一百年时,人类的财务运作方式将发生翻天覆地的改变。现在约有数兆美元被藏在虚拟或许多甚至是真的床垫底下,因为有些人太畏惧毕生积蓄用尽之时,自己已经年老体衰无法重返工作。然而,无论几岁,只要需要或想要时,随时都能就业,提供了我们光在几年前都难以想像的自由。将积蓄花用于实现梦想、研发创新、创业,或再进修等等,再也不是风险,而只是对长远充实的人生所进行的投资。

而且,此种投资会再透过其他方式产生报酬。

释出人力大军

蔻曼(Dana Goldman)听到了所有反对者的声音。

这位南加大经济学家比许多人都更了解,过去数十年来,医疗费用不断急遽增加,不仅在他的祖国美国如此,全球各地皆是。他早就预料到,「人类寿命延长」意味着许多病患备受折磨的时间也会更长,增加的费用也会随之而来。而且,他十分明白,诸如社会安全等提供一般福利的机制,未来将面对永无止境的偿付梦魇。面对数十亿人可能将更高寿,眼前似乎有一场经济危机的完美风暴即将来袭。

然而,几年前,蔻曼开始意识到延长生命和延长健康生命之间存在着差异。以目前而言,老化带来了双重经济打击,因为生病的成人不但无法赚钱与贡献社会,同时也开始花费大量社会成本来维持生命。

但是,如果老年人可以工作更久呢?如果他们使用更少的医疗资源呢?如果他们能透过志工服务、辅导或其他形式的服务继续回馈社会呢?也许,只是也许,那些健康岁月的价值有助于减轻经济打击吗?

所以,蔻曼开始进行估算研究。

蔻曼就像任何优秀的经济学家一样,在计算延缓老化的效益上既严谨又保守。他和同事提出了四种不同方案:一种简单预测现状条件下的收支,另外两种估算延缓特定疾病的效益,另一种计算了因延缓老化而减轻所有症状的经济效益。针对四种情况,研究人员进行了五十次模拟,并取出平均结果。

蔻曼浏览数据时,结果不言自明:减少任何一种疾病负担,甚或几种疾病负担,并不会产生太大的经济效益。他的研究团队在《医学观点》(Perspectives in Medicine)中指出:「在一种疾病上取得进展,意味着最终仍会有另一种疾病取而代之。但是,研究证据显示,若能延缓老化,所有致命和导致身障疾病的风险将同时降低[71]。」

郑重声明,那正是我一直提及的,随着我们减缓或逆转老化,所有的疾病负担会发生的情况,结果将是目前的医疗体系升级。费用曾经高达数十万美元的疗法可能会遭到淘汰,取而代之的是最终只花几分美元就能制造的药丸;人们将在家中与至亲安享天年,而不是待在医疗中心累积巨额帐单,只为了治疗无非「就是老了」的问题;未来,想到我们曾经花费数兆美元,只为了替行将就木的垂死之人勉强维持几周生命,会让人感到深恶痛绝。

结束个别疾病的长期抗战,将带给我们巨大的「和平奖励」[72]。蔻曼估计,未来五十年中,光在美国,延缓老化的潜在经济利益总计就将超过七兆美元。而这还是保守估计,只是帮助一些无疾病或无残疾的老人减缓老化,适度提高其中比例而已。蔻曼的研究团队写道,不论代价多少,延缓老化的效益「都将迅速增长」:「并将传递给未来所有世代」,因为一旦知道了如何治疗衰老,这种知识就不会消失。

即便仅是将其中一点小利再投资于研究,我们也将进入科学发现的新黄金年代。随着我们释出一支阵容庞大且人才济济的军队,科学发现将突飞猛进,不仅将继续致力于延长人类生命,还将帮助我们克服目前面临的诸多挑战,例如全球暖化、传染病增加、转向洁净能源、增加优质的受教机会、确保粮食安全并防止人类灭绝。如果一年得花费数十兆美元一一对抗老化相关疾病,我们将无法有效因应这些挑战。

即便现在我们将大量的智慧资本投注在打地鼠般的医学上,全球仍有数以千计的实验室,拥有数百万名研究人员。这听来似乎很多,但是,研究人员在全世界仅占总人口的0.1%[73]。以医院和诊所一次治疗一种疾病所占用的物质和智慧资本来说,假若我们能释出其中一小部分,科学将以多快的速度发展?

若我们得以提供女性怀孕和育儿更长的机会窗口,这支大军或许还能额外增加数十亿妇女的力量。根据我实验室的动物研究显示,女性生育力的窗口可延长长达十年。这是相当令人兴奋的前景,因为在美国,43%的妇女会离开职场一段时间,几乎都是因为肩负了抚养孩子的重担,而许多人从此未曾重返职场。

然而,随着女性寿命及生育能力延长,工作中断的后果可说相对较为轻微。到了本世纪末,几乎可以肯定的是,我们大概会哀伤地回顾目前所生活的世界,因为当中许多人被迫在育儿和事业成功之间做选择,特别是妇女更是如此。

现在,让我们在这支大军里再加入另一群男女综合的知识力量,这群人之所以现在被边缘化,正是由于年龄歧视、社会关于「适时退休」的固有观念,以及疾病剥夺了其身体健康与智慧,使他们无力像从前一样工作。

许多七十、八十岁的人将如同我父亲一样,重新进入职场去做自己一直想做的事,赚取比以往更多的收入,或当志工服务社区和帮助照顾孙子女。从预防老化疾病省下来的昂贵医药费,可用来提供几年的再培训奖学金,让七十岁以上的老人可以重返校园,或者也许他们原本有希望从事的行业,但因为做错决定或生活阻碍而未能完成,也能利用这笔钱来开启新事业。

若劳动市场里加入七十岁以上的活跃员工,试想一下,有多少经验可以分享,有多少制度知识可以仰赖,有多少英明领导将会浮现。增强人类生命力将提供大量的经济与智慧资源,现在看来似乎难以克服的问题,届时将显得截然不同。

千真万确,尤其如果我们都以最佳状态参与其中的话更是如此。

最大优点

1970年代初,两名心理学家决定对「善心的撒玛利亚人寓言」进行研究。

你可能还记得,新约里的故事围绕着帮助有需要的人此番道德义务,而心理学家认为,那些记得寓言的人将更可能停下脚步帮助有困难的人。因此,他们雇用了一名演员假装很痛苦,然后把这个咳得直不起身的年轻人,带到普林斯顿神学院绿厅附楼(Green Hall Annex)门口的小巷里。

同时,心理学家募集了四十名神学院学生在附楼进行演讲。不过,首先,这群学生会被要求顺路造访校园里的另一栋建物。

一旦抵达该处,部分神学院学生会被告知可以「慢慢前往」附楼;其他人则会被告知「马上离开」才能及时抵达会场;最后一群人则会被告知「尽速赶到」附楼,才能准时抵达。

「超匆忙」小组中只有10%的人停下来帮助该男子。老天爷啊,这些人可都是神学院学生,他们却对需要帮助的弟兄视而不见。其中一人甚至直接越过那名有困难的男子,前去了原本的目的地。

但是,在「不匆忙」组中,超过60%的人停下来提供帮助。从实验得知,个人是否会做出富有同情心的选择,无关乎个人道德或宗教学识,而是与他是否感到匆忙有关[74]。

这自然不是什麽新发现。早在基督第一次讲述善心的撒玛利亚人寓言时,当时的古罗马哲学家塞内卡(Seneca)就乞求他的追随者停下脚步闻一闻玫瑰花香,他写道:「对于那些忘记过去、忽视现在、惧怕未来的人而言,生命既短暂又充满焦虑[75]。」

对于不珍惜生命的人来说,他感叹道,时间「相当廉价……实际上毫无价值,这些人不懂时间多麽可贵」。

这或许是我们致力于延长人类生命力时,最少顾及的社会益处,但可能反倒是最大的优点。「也许」当我们不再忧心忡忡人生苦短,我们会放慢脚步、喘口气,并且成为坚持良善的撒玛利亚人。

在此,我想强调「也许」一词。我先自行道破好了,此番论点与其说是科学,其实是推测。但是,普林斯顿小样本的实验不但追踪也进行许多其他研究,实验证明,人有更多时间时,就会更加人性化。只是,所有研究都告诉我们,人类行为方式的决定,都是基于我们多了几分钟甚或几小时空闲时间的情况。

那麽,如果我们有的是更多年呢?会发生什麽事?还是更多十年?或更多世纪呢?

也许即便有两三百年,我们也不会有所改变。毕竟,在浩瀚无垠的宇宙中,三百年并不长。我人生的头五十年眨眼一般地就过去了,我怀疑,就算是一千年,也不过是仅仅二十次眨眼,人同样会感到短暂。

因此,一切又回归到一个问题:当真拥有更多年生命时,我们希望如何度过?我们会循着险恶的道路前进,终致反乌托邦的厄运吗?还是,人类会团结齐力,共同创造一个远超出我们乌托邦梦想的世界?

现在做的每个决定,都将影响我们创造的未来。认知到这一点至关重要。为了避免气候变迁、严重的经济重担,及未来社会动荡引发的全球危机,预防疾病与残疾或许是我们能力所及最具影响力的事。我们一定要做出正确的抉择。

因为在我们物种的历史里,已经别无其他的结果选择。

9. 前行之路

莱特兄弟成功飞行后仅过了五年,1908年,威尔斯出版了一本名为《空中战争》(A War in the Air)的小说,内容讲述德国开启了一场空战,对抗英国、法国,与美国。

说威尔斯热爱预言,或许是太过轻描淡写。

1914年,国际法学会(Institute of International Law)试图禁止从飞行器投掷炸弹[1],不但功败垂成,且为时已晚。1917年,德国的「戈塔」(Gotha)巨型轰炸机开始对英国进行空袭。

同年,伦敦以西一百八十英里处,一名名为亚瑟的婴儿出生,他长大后成为二十世纪公认的科幻小说大师。随着他声名逐渐远播,亚瑟克拉克(Arthur C. Clarke)日益认为预测未来是一项「令人气馁且危险的职业」。此言或许不假,但克拉克对此相当得心应手,他预测了许多事物的出现,包含了卫星、家用电脑、电子邮件、网路、Google、网路串流电视、Skype,和智慧手表等。

克拉克对科学家很有意见,他认为三十多岁的物理学家已经老而无用;而在其他科学领域,四十岁的科学家大概已经开始「衰老」(senile decay);年过五十岁的科学家「除了担任董事会成员外,一无是处,而且应该不惜一切代价把他们挡在实验室外」。

克拉克晚年时,接受了一系列采访。由于他罹患小儿麻痹后遗症,不再公开演讲,所以,其中大多数都是预录后再进行编辑的访问。某次采访中,他透露了自己为无望的科学家想了一个用处:「当一位杰出而年迈的科学家指出某件事可能发生时,他几乎肯定是正确的;但当他说某件事不可能时,他极可能是错的[2]。」

未来其实很近

我是现年五十岁的科学家,有人可能会称我为杰出人士,而我的学生必定不希望我进入实验室。因此,尽管我无法肯定自己的预测准不准确,但至少我还颇有做预测的资格。

偶尔会有美国国会议员要我推测未来的科技突破以及其相关的好坏用途。几年前,我提出生物科学界影响国家安全的五大重要未来进展,尽管无法透露当时的意见,但相信多数人听到时,会以为我谈的是科幻小说。当时我估计最佳情况是,这些突破将在2030年前实现,结果,其中两点进展在六个月内就成为了科学事实。

我不晓得首位活过一百二十五岁的人何时会出现,但不论是男是女,此人绝对像许多先驱一样会是个异数;之后短短几年内,另一人将加入他或她的行列;然后,几十人加入,接着几百人加入;到后来,此事甚至不值一提,长寿变得日渐寻常。

二十二世纪的某个时间点,世上或许会出现第一批一百五十岁的百岁人瑞。若你认为还差得远,试想部分研究人员认为,今天出生的所有美国儿童中,将有半数可以庆祝2120年的除夕,这些可不是异数,而是半数[3]。

认为所有这一切绝不可能的人肯定对科学一无所知,抑或只是不愿承认。无论如何,他们几乎都是错的。而且,由于事情发展如此之快,许多人甚至有机会活到见证自己的错误。

没有任何生物定律指出人类生命是有上限的;也未有任何科学发现规定人类平均的死亡年龄为八十岁;神赋予的使命也从未强制我们得在八十岁后死去,在创世记第三十五章第二十八节中,以撒据称共活了「一百八十岁」[4]。

由于前述提及的技术,假以时日,人类寿命更长久健康终究会成为现实。尽管路径大致明确,但我们仍然无法确知实现此事的方法以及这一天何时会到来。许多证据都深入且广泛地证明了AMPK活化剂、TOR抑制剂,和去乙酰酶活化剂相关的效用。

除了目前已知的二甲双胍、NAD促进剂、雷帕霉素,和老化裂解素外,每一天世界各地有愈来愈多优秀研究者加入全球的抗老大战,试图找出所有疾病之母──「老化」的解药,相对地,我们发现更有效的分子或基因疗法的机会也愈来愈高。

上述方法尚未包括有望进一步延长人类寿命并增强健康的其他创新技术,例如:老化裂解素和细胞重编码。除此之外,真正的个人化照护也能使我们的身体保持运作、预防疾病,并提前解决可能会恶化的问题。更不用说,现在大家都可运用极为简单的方法,来启动长寿基因,为我们提供更久远的健康生活。

若人类的生命力在未来世界里无可避免地将大幅延长,那麽你希望这个世界是什麽模样?

若未来富人寿命比穷人长得多,而且因此一年比一年有钱,你能接受吗?若未来的世界愈来愈不宜人居,但日益增加的人口却贪得无厌地瓜分最后一点剩余资源,你想生活其中吗?

若答案是肯定的,你完全可以置身事外。以现状看来,无论我们能否延长人类寿命,最终都会走到这一步。你大可冷眼旁观看着世界一步步走向毁灭。

不过,还有另一个可能未来。在这个未来,常驻的青春成为引领我们前行的火炬,通往共荣、永续,和人类道德的伟大将来;在这个未来,庞大的资源从逐一对抗疾病的医学工业设施中释放出来,因而创造出无限的契机,让我们可因应其他挑战;在这个未来,长期生活在地球上的人,因本身具备的知识和技能而备受推崇;在这个未来,善心撒玛利亚主义在全球蔚为风潮。

同时,这个未来,也是我们必须为之奋斗的将来,因为无人能保证结果如何。

为了实现这样的未来,我们还需要多一些努力。

立即投资对抗老化

我是一位持续不断的创业家,是创新的门徒,也是十分感念的受益者,感谢其他人愿意投资于我及我为解决难题而组成的团队。

但是,我也认知到一点,涉及医疗照护时,自由市场无法神奇地产生良好的科学或公平的结果。对于任何研究工作,公共和私人资金的平衡至关重要,有助于创造有利条件,可激发无限的科学探索,对早期发现进行投资,并维护一定程度的共同持有权,以此加以确保新发现的知识能尽可能应用在最多人身上。

近年来,此种平衡变得更不稳定。从2017年起,美国联邦政府自第二次世界大战以来,首度不再是国内基础科学研究的主要资金来源。

美国联邦自1880年代开始为科学研究提供补助,美国国家卫生研究院前身、当时的海事医务署(Marine Hospital Service)受国会委任,负责检查抵达美国的船客,是否出现如霍乱等传染病的临床症状[5]。1901年,一项例行的追加拨款法案(supplemental appropriations act),为一栋新建筑提供三万五千美元的经费,成为日后成立国家卫生研究院的立法依据。

由于国会不信此笔经费会被善用,因此便确保经费每年都得经由国会酌情决定,至今依旧如此。希望国会会一直相信国家卫生研究院的经费是物有所值,毕竟该笔款项为美国国内科学家提供数百项竞争性补助。没有国家卫生研究院赞助的话,如今我们仰赖的大多数药物和医疗科技都不会出现,更遑论数以千计尚待发掘的新药了。

至少目前为止,联邦政府在医院和大学的医学研究总经费中占比相当大,可确保研发活动不会单纯受到利润主导。这点相当重要,如此一来,在出现商业应用的机会前,或在有投资者愿意赞助让研究幸存于创新的「死亡幽谷」之前的更久一段时间,像我这样的科学家在过去几十年里才能持续运用想像力和直觉进行研究。

显然,政府在此生态系中举足轻重。但是,现今世界中,所有研究经费的竞争都比以往更加激烈,研究衰老的优秀科学家为了自身研究,也不得不寻求更多私人赞助;改变世界的研究当然不便宜,而且若由希望短期获得成果的公司资助时,更不可能是免费。这便是为何我们必须扭转医学研究公共基金下降的趋势,从2003年到2018年,公共基金的赞助比例按实际美元计算,下降了11%[6]。

对于从事老化研究的人员而言,情况尤其困难。「老化生物学」相关研究基金在美国医学研究总预算中所占比例不到1%[7]。随着人口老化和医疗费用持续攀升,政府为何不扩大资助老化研究,让社会大众能维持更长久的健康与生活?

原因在于,世上绝大多数国家在考量医学研究的公民投资时,疾病的定义与研究赞助即使不全然相关,但也绝对有影响。

若你是一位科学家,想出了新颖的方法可减缓癌症发展;抑或你是一位研究人员,发明了能够终结阿兹海默症的办法,那麽,美国国家卫生研究院和各地类似的机构将不吝为你提供帮助。

美国国家卫生研究院不只是位于马里兰州贝塞斯达(Bethesda)的成堆建物,它还负责统筹分配本身超过80%的预算,提供近五万笔竞争型经费,给两千五百多所大学及研究机构里约三十万名的研究人员。少了这笔补助,医学研究可能会戛然而止。

且让我们深入探究美国国家卫生研究院的预算,看看目前研究中的两百八十五种疾病哪一种最受关注[8]。

  • 心脏病影响11.7%的人口,获得了十八亿美元的经费。
  • 癌症影响9.4%的人,获得了六十三亿美元的经费。
  • 阿兹海默症最多影响3%的人,获得了十九亿美元补助[9]。

肥胖影响了30%的人口,且会减少寿命十多年,分配到多少经费呢?不到十亿美元。

别误会我的意思,这些经费每一笔都用得其所,尤其与政府砸大钱的方式相比,像是一架F-22猛禽(Raptor)战机费用就超过三亿三千五百万美元。但是,从更大范围来看,不妨想想美国消费者一年花在咖啡上的钱就超过了三千亿美元[10]。

当然,我得说句公道话,没有咖啡的人生大概也不值得活了。但是,若你是一位研究人员,希望能减缓或逆转老化疾病来让生活更加美好,那麽,问题可就有些棘手了,因为根本没那麽多公共基金投资在老化科学上。

2018年,美国国会拨款四十亿美元用于老化研究,但若深入研究一下预算文件,便会发现这笔钱几乎全用在研究阿兹海默症、荷尔蒙补充疗法的临床试验,以及研究老年人生活。「老化研究」的资金其实只有不到3%用于老化生物学研究。

五十岁以上的人有93%因老化而失能,但在2018年,美国国家卫生研究院投资于老化的经费,还不到癌症研究花费的十分之一[11]。

其中一位特别关注预算集中于单一疾病的科学家是海佛列克。他率先发现培养皿中的人类细胞在达到海佛列克极限后,分裂能力有限,且终致衰老。

海佛列克于2016年指出:「解决阿兹海默症引起的死亡,将使人类平均寿命增加约十九天[12]。」他还建议,美国国家卫生研究院附设的国家老化研究所(National Institute on Aging),名称应该干脆改为国家阿兹海默症研究所。

他说:「我并不认为我们应该中止阿兹海默症研究,绝非如此;但是,研究阿兹海默症甚或找出其解决办法,都无法让我们得知老化的基本生物学原理。」

然而,相较于多数其他先进国家微乎其微的投资,美国在老化研究上相对较少的投资已可说是相当大方了。情况之所以如此,无疑是社会的既定看法所导致的直接结果,因为老化被我们视为是人生必经历程,而非是实际导致90%人口死亡的疾病。

老化是一种疾病。此事如此显而易见,以至于我必须一再重申这件事感觉好像有点荒谬。尽管如此,我仍会继续强调「老化是一种疾病」,它不仅是一种病,还是所有人类疾病之母。

矛盾的是,世上没有任何公家赞助机构将老化归类为疾病。为何如此?原因就在于,若我们有幸活在世上够久,所有人都难逃此劫。因此,为人类延长生命力的研究,现在可用的公共基金仍旧少到微不足道,最大笔的补助依然用于支持目前已知的疾病研究计画。此时此刻,正当我写下这些文字的同时,老化仍不被承认是一种疾病,在任何国家都是如此。

希望加快创新以找到及开发健康长寿的药物与技术,方法不胜枚举,但最容易也最简单的方法就是将老化定义为疾病。其余情况无需改变,老化研究人员将与世上其他疾病的研究员公平竞争,由以科学益处为主的补助提案来决定资助哪些研究工作,私人赞助投资将如过往一般持续推动创新和竞争。

像我这样专精于开发创新疗法治疗、阻止,与逆转老化的实验室,将不再罕见,全球各大健康科学大学中,都将会有一间或多间类似的实验室。

而且,应该有不计其数的科学家等着加入这支抗老大军。我和其他老化研究人员如今身旁围绕着一群热切、经验丰富,且聪明绝顶的年轻人才,他们想望的无非是能在这场抗老战争中贡献一己之力。对于我和同样实验室的负责人来说,这有如一个虚拟的买方市场,想从事老化研究的人如此之多,却没有这麽多可提供工作的实验室,这意味着尽管有许多满怀热诚的才智之士想解决老化问题,却得去从事其他的专业工作,而这一切即将改变。

无论在民间或官方,第一个将老化定义为疾病的国家,未来的发展方向都将产生转变。不论哪个国家,只要首先注资大量公共基金来扩大老化领域快速成长的民间投资,都将以同样方式繁荣发展。最先受惠的将是该地的公民,医生可在病患衰弱到无法治疗之前,放心地开给患者二甲双胍等药物;工作机会将日益增加;科学家和药商将涌向该国;产业将蓬勃发展;国家预算将获得可观的投资报酬;而领导人的名字将名留青史。

专利持有人、大学和企业,将握有多到让人不知所措的大量资金。

澳洲的行动

我必须引以为傲地说,澳洲目前正在领先世界各国,率先将老化订定为可治疗的疾病。

我最近去了一趟坎培拉,与卫生部长杭特(Greg Hunt)及医疗药物管理局(Therapeutic Drug Authority)副秘书长斯克里特(John Skerritt)教授会面,在场还有近十五名澳洲顶尖老化研究人员。我因此意识到,在我的祖国研发抗老药物或许远比在美国容易许多。

当美国还在期望获得治愈或减轻一种疾病时,在澳洲,只要一项药物能「影响、抑制,或改变个人的生理过程」,就可能获得批准。而在老化领域,我们深知如何做到这一点!

新加坡和美国目前正在认真考虑改变监理规范。不论哪个国家率先做出改变,那都将是历史性的重大决定,而他们本身也将受惠最深。

航太产业之所以几乎全由美国一手主导其来有自。

2017年美国出口的产品价值超过一千三百一十亿美元,排名第二至第四的三个国家出口总值加起来都不及于此。「率先飞行」(First in Flight)不仅是美国北卡罗来纳州车牌上的美好标语,此一声明也凸显了领先群伦的重要性。美国人始终保有祖先的开拓精神,认为凡事皆有可能。

莱特兄弟在吉特赫克小镇驾驶第一架飞机至今已超过了一世纪,纵然美国一度差点在飞行竞赛中输给法国和英国,但依旧保持领先,拥有世上最强大的空军,首先登陆月球,且在把人类送上火星的政府与民间计画发展上遥遥领先。

尽管如此,没有哪项计画会比成为率先宣布老化为疾病的国家,对人类历史更深具影响。

即使是最低限度的情况下,政府都是既得利益者,有责任确保用来保护人类生命的创新技术被明智地使用且符合全体利益。现在正是时候讨论这些未来科技的道德议题,以及个人隐私将如何受到影响,否则一旦瓶中精灵被释放出来,就再也难以收回了。例如,用于检测特定病原体的基因技术也可用来搜寻特定类型的人;当现代科技有能力可打造更强壮、长寿的人类时,父母会选择给孩子「最好的开始」吗[13]?联合国是否会禁止公民和军人的基因改良?

为了创造一个值得生活的未来,光靠赞助延长和保护人类生命的研究,然后禁止其滥用,这些做法远远不够。我们还必须确保所有人共同受益。

接受治疗的权利

牙医似乎百无聊赖,她凝视着我的口腔并说:「你的牙齿没事,只是正常的磨损。我会派口腔卫生师来为你清洗,我们会处理。」

感觉她的手指还没离开我嘴里,就已转身走人了。

我开口:「医师,能否请你抽出一点时间,向我解释何谓正常的磨损?」

她说:「你年纪大了,所以显现在牙齿上,你的两颗门牙已经磨损了,这完全是正常情况,若你是青少年的话,我们大概会修复它,但是……」

我说:「既然如此,我想要修好它们。」

最后,在我告诉她自己以何为生,并解释我还想用上我的牙齿更久一段时间之后,牙医终于让步了;除此之外,我还向她保证,即使保险不愿给付,我也乐意自费接受治疗。

她抗拒的态度可以理解。长久以来,当牙医检查四十至五十多岁患者的口腔时,眼里一直看着的就是已半毁的牙齿。但是,如今情况已大不相同。就像所有其他身体部位一样,我们的牙齿现在也必须持续运作更长的时间。

我看牙医的经历其实正是许多中年人在医疗体系各层面所遭受的待遇缩影。医生面对一位五十岁病人时,他们的目标是「减轻病情」,而非确保患者在未来数十年内保持健康快乐。现在年过四十的人中,谁没听过医生说:「你毕竟不是二十岁了,不是吗?」

医学服务主要受到两大因素左右:年龄和经济能力。前者甚至经常限制了医生愿意讨论的治疗选项,就因他们认为人的生理机能本来就会减缓,年纪到了就得开始应付一些疼痛,并逐渐经历身体各部位和功能的退化;后者则更进一步限制了前述的讨论,因为无论一个疗程有多大机会可以改善患者生活,但若他们负担不起,提出来就毫无意义、甚至可说是残酷无情。

我们的医疗体系确实建立在年龄歧视的基础之上。年轻时,我们无法得到使我们在年长时保持健康的治疗;年老时,我们又得不到经常用于年轻人的治疗方式。

这一切都必须改变。医疗照护品质不应以年龄或收入为准。九十岁和三十岁的人都应受到同等热诚的协助与对待。未来保险公司、政府还有我们,都不必再花费数兆美元治疗慢性病,因此将有足够经费能支付这些费用[14]。无论出生证明上的日期为何,人人都有权获得可提高生活品质的待遇和治疗。随着我们逐渐迈向一个出生年份不再直接代表个人健康情况的世界,管理大众可接受哪些医疗照护的假设、规则和定律,必须随之调整。

无论寿命长短,让全体人类公平获得医疗服务,此种想法听在许多人耳里似乎相当吓人,因为听来似乎昂贵不堪。从现况看来,这种反应可以理解,毕竟目前全球的社会医疗计画,都因治疗成本日益增加而不堪负荷,特别是用于那些极为病重、年迈的人的治疗,而且(若可能的话)仅能让他们再多活几年。

未来的医疗照护毋须如此。目前,我们绝大多数的医疗照护花费都用来对抗疾病。但是,若能治疗老化,我们对付的将是所有疾病的最大动因。有效的长寿药物相较于其可预防的疾病治疗成本,完全是花小钱省大钱。

2005年,蔻曼和位于圣塔莫尼卡兰德公司(RAND)的同事据此进行了统计分析。他们估计了科学新发现为社会增加的价值,和延长一年人类寿命的社会成本[15]。

据估计,创新药物预防糖尿病省下的成本是十四万七千两百美元,癌症治疗省下的成本是四十九万八千八百美元,心律调节器节省了一百四十万美元;然而,将健康年限延长十年的「抗老化合物」成本仅八千七百九十美元。蔻曼的数据支持了一个理当是常识的观点,那就是想解决医疗危机,没有比解决老化更便宜的方法了。

可是,如果这些抗老药物无法使人保持健康呢?如果它们只能像许多癌症化疗药物那样,只是延长寿命而非提高生活品质呢?社会各界应该探讨我们是否应该批准无法使人保持健康的长寿药物;若核准的话,也许将有更多病重与残疾的老年人,而且,据蔻曼指出,三十年后的医疗照护支出将增加70%。

所幸,科学证据显示此种噩梦将不会发生。当拥有安全有效的药物可延缓衰老时,这些药物也将延长我们的健康年限。剩下要做的便是医疗保健,但费用相当便宜;急诊药物也许较昂贵,但鲜少需要;此外,我们也能以更高的效率和成效来追踪、治疗和预防传染病。情况就类似于从需要加油、换皮带、调整,和定期维护的汽油车,切换到偶尔会通知你加满挡风玻璃清洁液的电动汽车一样。

我曾在澳洲、英国,和美国三地居住过,这三个国家在历史、语言、文化,和贸易上关系交织错综。我发现有趣的点是,三个国家的人在某些方面相当雷同,在某些方面却又迥然各异[16]。最大的差别在于,澳洲人和英国人多半很少认为自己的做事方式是最好的;但是,美国人时常相信他们的做事方式肯定是最好的。

我并非批评美国事情做得不好,或认为它不该在国内与全球政策等诸多领域继续开辟自己的道路,但我一直深感困惑,为何美国人会抗拒研究在他处实际有效的方法。

在科学中,我们称此为实验,这是促使文明前进的原因。进行的实验愈多,我们掌握资讯也愈多。而且,有些实验确实大有用处。

澳洲的范本

有监于从前作为监狱的殖民地历史,澳洲是世上宗教最少的国家之一,但在提供公民服务方面,它有如圣经新约的「山巅之城」(a city upon a hill)[17]。尽管如此,澳洲与美国一样依然存在各种问题,例如:交通混乱、生活成本高昂,以及旨在挽救生命,但时常剥夺生活乐趣的严格规定。

不过,有一项让澳洲人愈来愈自豪的统计数据:一项无论个人社会地位、教育程度,或收入为何,所有公民都能受到保护的五十年实验。由于严格的法律规范和高额罚款,澳洲车祸和吸菸致死的人数为全球最低,甚至早在这些立法通过前,就已出现了更大变化。

1970年代中,澳洲创建了有史以来的第一个全民医疗保险制度,国内人口的平均寿命因此开始飙升。与2010年代的美国类似,下一届政府试图限制此种先进改革的幅度,但最终徒劳无功。

一位备受争议的右翼政客毕夏普(Bronwyn Bishop)协助建立了独立机关澳洲联邦卫生暨老年事务部(Australian Federal Department of Health and Ageing),该部从2002年成立至2013年结束,预算共约三百六十亿澳元,主要专注于促进老年健康、疾病预防,以及老人服务与照护。

在此期间,澳洲持续向上迈进,利用本身财富来促进国内劳动力的健康与生产力,然后再利用整体提升的健康与生产力,进而创造更多财富,可谓是最高道德秩序的良性循环。

1970年至2018年间,澳洲男性寿命增长十二年,他们平均的健康寿命为七十三岁,相较于全球平均高出了十年,这得归功于健康状态失能的人比例大幅减少[18]。

澳洲的老年人相较于其他国家的老人,比较不老态龙锺,较少成为社会负担,而且生产力更高。如果你造访澳洲,观察当地健康、活跃的老人,和美国肥胖、糖尿病,和行动不便等病痛缠身的老人,两者差异相当鲜明。

家父原以为他将一脚踏进棺材里;结果,他最常踏入的是音乐会或崇山峻岭。他一周有多个晚上与友人在外用餐;他善于应用电脑和新型高科技产品,还是澳洲首批率先采用家用语音助理智慧音箱的人;他并不讨厌国际旅行,所以,我们经常与他见面;他重返了工作岗位;相较于我祖母在他这把年纪时,他如今的身心状态至少年轻了三十岁有余。

他健康状况如此之好,或可归因于所摄取的分子,他未来几年的健康状况将会是参考指标,而经由双盲安慰剂对照试验提出的科学证据也将会出现;当然,除此之外,他也获得了其他帮助,像是经常运动、优质的医疗服务,和相信疾病预防而非只是晚期治疗的体系。

他是新一代七十、八十岁澳洲人的光荣典范,他们不仅寿命更长,且生活品质也远比前面几代人都还要好。2018年,澳洲在全球人力资本指数(Human Capital Index)中排名第七,仅次于新加坡、韩国、日本、香港、芬兰,和爱尔兰。该指数衡量一国人民终身累积的知识、技能和健康状况,美国排名第二十四,而中国排名第二十五。

澳洲的发展轨迹蒸蒸日上,而且如日方升。

其他欧洲国家看到澳洲的方法行之有效后,也采用了类似的医疗保健制度。如今,澳洲与英国、瑞典、荷兰、比利时、芬兰、义大利、爱尔兰、纽西兰、马尔他、挪威,和斯洛维尼亚都签订了互惠协议,表示这些国家的公民可在澳洲获得与本国相同的医疗服务,反之亦然。试想若整个世界都是如此的话,将会如何。

同时,部分国家则居于落后,其中一个国家甚至正在开倒车。

美国开倒车

美国人耽溺于高热量饮食和鸦片类毒品上瘾,加上国内医疗体制不佳,有三分之一的人完全无法接受良好的医疗服务,使得最近美国人平均寿命自1960年代初以来首度呈现下降趋势,而且可能很快就会超过1918年西班牙流感爆发时降低的幅度。尽管美国将17%的GDP用于医疗服务,这几乎是澳洲两倍的经费,但此种情况仍正在持续发生。

我并非想贬低自己居住的国家,我们一家人在美国一直都很受到照顾。但是,我感到非常沮丧。从我抵达这个将人类送上月球的国家开始,一路走来有许多机会能以低成本帮助更多人,我却一再看着这些机会白白浪费,让我深感震惊。

长久以来,在拯救生命的医学研究领域中,美国都是政府与民间投资的领头羊。在现今日益高度连结的世界里,想追踪各种药物开发的源头颇有难度,可是,估计所有药物中有57%是由美国开发出来的。其他国家应该感谢美国发现并研发了大多数有助于延长寿命的药物,尤其是那些未在医学研究上投注巨资的国家。

在公平的世界里,美国公民资助并促进了如此多突破性的医学进展,自然应当是其中的最大受益者,但他们却不是。

可是,澳洲人是,英国人是,瑞典、荷兰、爱尔兰,和斯洛维尼亚的人民都是,他们在寿命和健康上都因此受益,因为他们拥有全民健保的医疗资源,而美国15%的注册民主党人和半数共和党人对此感到畏惧[19]。美国平均寿命仅比澳洲短了四年[20],但这掩盖了一项事实,即美国最穷地区的公民寿命,甚至比此数字再短上十年[21]。

一如澳洲人的例子证明,当每个人的寿命都更长久健康时,每个人都会过得更好。那麽,为何这不是美国的讨论议题呢?大家为何不带着抗议标志群情激愤地前往国会,要求投资更多的经费、争取药物普及以及地球上最健康的寿命呢?

随着其他国家的人享有更长远健康的生活,也许美国人会觉醒并感觉到与他国的差距,然而对此,我深表怀疑。美国医疗体系在世界卫生组织排名第三十七位,屈居于多明尼加、摩洛哥,和哥斯大黎加之下,且只比斯洛维尼亚高一位[22],尽管如此,我们还是时常听到美国政客大言不惭地吹嘘美国拥有全球最棒的医疗体系,而且数百万的人也愿意买帐[23]。

相对于不论年龄和经济能力都能接受治疗的普世权利,另一种选择是一个贫富差距的世界,富人益发受惠于原本已经更久更健康的生命,而穷人则在短暂的生命中忍受病痛折磨。对于富人和穷人来说,这样的想法都相当可怕。

我因为工作得以接触世上一些极为富有的人士,他们对于了解更长寿健康的秘密十分感兴趣。说来也是合情合理,截至目前,我还没见过谁会希望此种分歧实现,毕竟情况一直发展下去,可说是为革命埋下了种子,而统治阶级在叛乱当中鲜少会落得好下场。

正如美国创投基金负责人和「超大游艇」所有人哈诺尔(Nick Hanauer)2014年在〈致我亲爱的亿万富翁友人〉(My Fellow Zillionaires)备忘录中所写:「积累如此巨大的财富最终却不招致群情激愤,人类史上毫无前例。你们向我展示了一个极度不平等的社会,我就带给你一个警察国家,或一场革命。历史上从无反例,全然没有……我们将无法预料此种情况何时会发生,而且后果绝对相当惨痛,对所有人都是,但对我们尤其如此[24]。」

哈诺尔的警告出现在大多数人注意到长寿基因之前,且早在大多人尚未思索过大幅提升的寿命和健康年限对贫富差距的影响之前。

使用延寿科技的普世权利,或许无法解决每个与贫富不均相关的问题,但却是一个关键的开始。

我们应该有权选择自己生命的尽头

按照宇宙的标准,银河系这个区域并非生命演化的可怕荒地。毕竟我们身居此处。而且,像银河系这样的螺旋状星系外缘,似乎存在着数个大有机会可维持人类生命的行星[25],机会甚至远胜于宇宙中含有最丰富恒星系统的「矮星」银河。

然而,根据天文学家达亚尔(Pratika Dayal)的看法,生命最可能形成并繁衍的地方是,较稀有且富含金属的巨大椭圆星系。椭圆星系大小为银河系的两倍且通常更大,拥有多达十倍数量的恒星,可居住的行星也许高达一万倍[26]。

顺道一提,若你误以为搞砸了这颗行星后,我们大可移居新行星,不妨想一想目前已知最近且适宜人居的系外行星(exoplanet)与地球的直线距离为十二光年远。听来或许很近,但是,除非发现太空虫洞或以近乎光速的轻型飞船航行,否则我们至少得花上一万年才能把一些人送抵目的地[27](我会说,这又是了解如何延长人类寿命的另一个好理由)。

最接近地球的巨型椭圆星系是马菲一号(Maffei 1),距离约一千万光年。我们可以假设,来自马菲一号的探险者若设法来访地球,那麽,他们的社会绝对已极为先进。我猜想他们约莫会提出一些问题,因为他们也会想了解我们的科技进展如何。

首先,我相信,他们会对简单的事物感到好奇,像是我们知道圆周率π到小数点后百万位吗?光速是多少?质量和能量其实是同一件事吗?量子纠缠?宇宙年龄?演化?

接着,他们会问一些更困难的问题,例如:我们是否学会了妥善运用地球上的可用资源?我想,只要不提及铅管、核弹,和菲比小精灵(Furbys),我们大概可以安全过关;那麽,我们的所作所为是否永续呢?……「嗯,此题跳过。」

然后,他们或许会想知道我们造访过其他哪些世界。我们会说:「我们派了十二个人到月球。」;他们会问:「那是哪里?」我们将指向夜空中的白色大球体,然后他们会表示:「原来如此。」

他们会问:「只有你们物种的人吗?」我们会点头称是,然后他们将用身上的一百四十六只眼睛翻白眼。

在那之后,他们会想了解我们的寿命多长;我们是否已经找到方法超越演化所赋予的生命?我们会说:「那个,直到几年前,我们才知道这是值得研究的事。」他们会提供一些过于热情的鼓励,就像成人对正在学习吃固体食物的婴儿一样。

下一个问题将相当严酷,他们会问:「你们如何死亡?」而我们届时的答案将显现出人类文明真正的先进程度。

目前来看,若以家母的去世为例,我们大多数人经历的死亡方式残暴不仁。我们经历了一段漫长的衰退期,纵使想出了方法延长了那段时期的痛苦、悲伤、困惑,和忧惧,但如此也只是让自己经历更多的痛苦、悲伤、困惑,和忧惧罢了。而这段时期,周围的亲朋好友承受着悠长而深切的悲恸、牺牲,和不安;因此,当我们终于离世,深爱我们的人经常有如释重负之感。

疾病自然是死亡最普遍的方式,也许在人届壮年时就会找上你。五十岁时得心脏病,五十五岁罹癌,六十岁时中风,六十五岁时罹患早发性阿兹海默症。我们时常在葬礼上听到,某人「英年早逝」;抑或,疾病杀不死你,但是一次又一次击败病魔,这些争战也是长达数十年的苦痛磨难。

关于人类如何死亡的问题,这些不啻都是糟糕答案。如同致力于延长人类生命力一般,我们该为之奋斗的答案应是:「当我们做好准备之时,迅速且无痛地离开人世。」

所幸,长寿科学显示,我们让啮齿动物存活的时间愈长,牠们死亡的速度就愈快。牠们依然死于相同的疾病,但是,也许是因为年岁极高,且无论如何牠们都已处于垂死状态,所以,往往遭受的是数天而非数月的折磨,然后一命呜呼哀哉。

可是,这不该是我们走向人生尽头的唯一方式。

尊严的尽头

「医生协助自杀」(Physician-assisted suicide)、「尊严死亡」(Death with dignity)、「选择性安乐死」(Elective euthanasia),不论名称为何,现今的法律和习俗迫使人在身受一种或多个痛苦之时,还必须长途跋涉才能平静地结束生命,我们必须终止这种零碎的立法与风俗。

这些都是着名的生态学家古道尔(David Goodall)2018年所面临的种种障碍,当时他一百零四岁,在澳洲,医生协助自杀是非法的,但在瑞士合法且安全,所以他被迫离开家乡前往瑞士一家诊所。然而,没人应该要抉择自己究竟是要死于异国他乡,还是让人生在世最后一项行动成为犯罪。

因此,任何一个心智健全且年龄大于四十岁的人,都不该被剥夺依照自身意愿结束生命的权利;四十岁时,人大概已经偿还最初社会提供我们教育的投资成本。而且,无论多大年纪,任何经诊断为末期或患有痛苦的慢性病的人,都应享有相同权利。

规则是必需的,当然也该有辅导和一段等候期。随心所欲地结束生命,而不去努力克服各种烦扰,本不该是件容易事;若果真如此轻易,我和其他许多人或许根本撑不过青春期;但是,对于希望能控制自己临终的理性成年人,我们不该在他们身上施加罪恶感和羞耻感。

你想活到几岁?

几乎每天,而且一天通常许多次,有人会告诉我他们对活到百岁毫无兴趣,更别说多活几十年。

他们说:「若我活到一百岁,请开枪杀了我。」

他们说:「我认为七十五年的健康听来刚好。」

其中一位颇具声望的科学家曾对我说:「我就是难以想像,自己和丈夫必须比现在共同生活更久一段时间。」

没关系。

听到永生的想法,大家的确有点兴趣缺缺。最近,我进行了一场演讲,听众约一百人,年龄横跨二十至九十岁左右,算是在地方社区很不错的横断族群。该机构的主要赞助人迟到了,所以我不得不先充个场,于是,我抓起了麦克风进行一个小小的实验。

我问大家:「在场各位希望能活在世上多久?」

三分之一的人举手表示活到八十岁就很开心了;我跟这群人说,他们全都应该向现场年过八十的人致歉,全场因此发出了笑声。

另外三分之一的人表示自己想活到一百二十岁。我说:「这是个好目标,而且未尝不可。」

约有四分之一的人希望能活到一百五十岁,我告诉他们:「现在这也不再是不可实现的梦想。」

只有少数人希望能「永生不死」。

结果类似于哈佛最近一次的老化科学家晚宴。鲜少有与会者说,他们想极力追求永生。

我与数百人讨论过这个话题。大多数希望永生不死的人都不惧怕死亡,他们只是热爱生活、热爱家人,和热爱自己的事业。他们期望看到未来会如何。

我自然也不喜欢死亡,但我可以毫无保留地说,并不是因为我怕死。有次,我妻珊卓与我在机上碰到了一点乱流,她紧紧抓住我的手臂,但我的心跳丝毫未受到影响。我经常旅行,多次经历过飞机机械故障,所以,我很清楚面对死亡的可能时该如何反应。

若飞机坠机,我会死亡。释放对死亡的恐惧,是我做过最棒的事之一。

说到此,有件事变得很有意思,当我做这个小调查,然后告诉观众无论他们活到几岁都能长保健康,说自己想永远活下去的人数会大幅增加,几乎人人都想要永生。

事实证明,多数人并不害怕失去生命,他们怕的是失去人性。

他们应当畏惧。我妻子的祖父七十多岁去世前,已久病多年。临终时,他已经处于植物人状态好几年了,真是不幸的遭遇,但因为体内装有心律调节器,所以每当他的身体试图寻死时,心脏都会受到电击又起死回生。

请注意,不是恢复健康,只是恢复生命,两者天差地别。

依我之见,延长人类寿命却无法确保身体健康,诚可谓罪孽深重,此点关键重大。如果我们无法同时延长健康年限,那麽人类寿命增加与否根本无关紧要。因此,若想帮助人们增多时日,就有绝对的道德义务同时延长大家的健康。

我与大多数人一样,并不想要无限的人生,只希望在世时能少点病痛且拥有更多的爱。

据我认识,大多数从事老化研究的人,对抗衰老并非为了终结死亡,而是为了更长久的健康生活,并赋予更多人机会,让他们能以更佳条件面对死亡;或者,更确切地说,依照自己的条件,在准备好的时候,轻松痛快地离开。

大家可以拒绝能延长健康生活的疗法,或是接受介入措施,然后在时机恰当时选择离开;无论谁决定归还所被赋予的一切,只要他们不愿意,都不该继续存留在地球上。而我们现在就必须开始推动文化、道德,和法律等各方面的规范架构,以允许这种情况发生。

以创新解决消费问题

据环境作家暨环保运动人士蒙彼尔特(George Monbiot)与其他人的观察,社会大众谈到未来地球的健康时,往往过度关注地球的人口数,却无视一件事:「消费」对资源与生态系统造成的压力,是人口增长的「两倍」[28]。极左派的蒙彼尔特对每件事的看法并非全都正确,但在此事上,他绝对是对的。我们的问题并不在于人口,而在消费。

人类的消费量,就算远少于大多数已开发国家,依然可以健康快乐生活;但是,我们无法确知大家能否做得到。正因如此,那些认同地球绝对有人口供养极限的科学家中,部分慷慨估计地球承载力的科学家认为,随着我们提高数十亿人的生活水准,人类物种也许甚至能使用更少资源生产更多物资。

同时,较悲观的预测者通常假设全球存在着「公地悲剧」(tragedy of the commons),我们将有如吃到饱一般滥用自然资源,毫无节制地自我消耗,终致灭亡。常理有言,江山易改,本性难移。因此,我们前进的未来方向绝大部分将取决于政治和科技。

至少在一个方面,或说「物品要素」(stuff factor)方面,科技已在推动巨大且正面的转变。全球「去物质化」(dematerialization)的过程已使用数位产品和人员服务取代了数十亿吨商品。如今,串流音乐服务取代大量摆放唱片和光碟的柜子;曾经久久才用一次车的人,现在打开手机应用程式就能寻找共乘服务;曾经用于存放患者病历的医院翼楼,已被连接云端的平板电脑取代。

正如作家平克所指出,我们过去用于制造「物品」的大量时间、精力和金钱,现在「转往用于提供更清洁的空气、更安全的汽车,和研发『孤儿病』(orphan disease,即罕见疾病)药物」[29]。同时,各种「重体验不重商品」的潮流,正在改变大众储蓄和消费的习惯,也让我们的地下室得以少囤一些垃圾。

巨无霸豪宅(McMansion)的趋势延烧了一世纪之后,2015年开始,人们延续百年前的居住方式,从乡村迁往较小且共享的城市空间。新成屋面积显着下降,小公寓的需求不断增长[30]。正如WeWork在全球的成功范例所证明,当今年轻人不仅能接受较小的工作和居住区域或共享的社区空间,例如:办公室、厨房、健身房、洗衣间,和休息室,他们对此的需求也愈来愈高[31]。

物品的缓慢消亡并非消费的终点。我们一如既往沉沦于浪费食物、水和能源。联合国警告,以目前情况而言,我们污染水源的速度远超过自然界可回收和净化的速度。而且,即便有数百万人正在挨饿或营养不良,我们每年依旧扔掉全世界一半的可用食品,数量超过十亿吨[32]。

据联合国估计,按照目前人口增长和经济流动的速率,到2050年时,一年就需要将近三个地球的资源,才足以维持我们的生活方式。然而,联合国却用少得惊人的时间来讨论消费问题,更遑论要达成国际协议来确保全球各个社会的消费都恰如其分,不超过当代科技条件下地球所能生产的资源。

最后一部分至关重大,正如科技正帮助我们戒除「物品成瘾」的状况,在解决其他消费问题上,它也绝对扮演了关键角色。因为当地球上其他国家的人民在消耗更多资源之时,世上没有一个自由国家有办法单方面强迫其公民减少消费。法律可鼓励企业减低财物的消耗,但我们也必须让降低消费这件事变得引人入胜且方便容易,才能促使个人减少消费。

基改作物的必要

因此,我们必须投资种植更多健康食物并更有效运输的研究,而且,请别误会,这也包括了接受基因改造作物,基改作物的设计具备了野生植物没有的特性,例如:抗虫害、耐干旱、制造更多维生素A,和更有效率地运用阳光将二氧化碳转化为糖分,这些都是我们未来食物中必不可少的部分。有了更高效的植物,光是美国中西部种植的作物,就足以多养活两亿人[33]。

这些农作物素来因为「非天然」而备受批评,尽管许多抱持此观点的人并不晓得,大多我们以为的「天然」食物其实都已经过大量的基因改造。

杂货店的玉米外表与野生玉米截然不同。过去九千年来,人类培育一种细长如手指的禾本科植物,名为大刍草(teosinte),用以演化出更粗大的玉米穗轴和更多排饱满、柔软、香甜的玉米粒,此种改造过程大幅改变了植物的基因体[34]。

至于我们常吃的苹果,外表类似于其较小的野生祖先;还好我们找到了其中一种几乎快从地球上消失的祖先种,不过,这其实对我们的饮食并无太大损失,因为现代苹果的最大基因来源,是酸度极高的欧洲野苹果(Malus sylvestris),几乎无法食用[35]。

2016年,美国国家科学院在一份基改作物的全面报告中指出,若全球暖化危及传统农产品,实验室改造的植物对于供养地球持续增长的人口至关重要。而且,过去几十年来无数的报告,似乎尚无法缓和大众持续不断的疑虑,该报告作者又再度重申了科学院立场,声明基改作物对人类饮食和环境都安全无虞。

抱持怀疑无可厚非,但是,经过数千次研究,相关证据毫无辩驳余地。若你相信气候变迁是威胁,就不能说基改作物是,毕竟基改作物安全无虞的证据,相较于气候变迁正在发生的证据更强得多。

另外,世界卫生组织、美国科学促进会和美国医学会也坚称,正如世界卫生组织所言:「目前未有情况显示,一般大众食用基改食品会影响人体健康。」更甚者,为了养活世上数十亿已在挨饿的人口,以及未来几年将加入地球的数十亿人口,这些基改食物至关重要。

若我们现在及未来希望有足够的粮食能提供给全世界,现在就得采用安全的新科技。

根据联合国儿童基金会研究,若贫穷家庭可在完全安全的农作物饮食中摄取更多维生素A,每年可避免多达两百万儿童死亡[36]。维生素A补充品的效果并不理想。2015年至2016年间,儿童死亡率最高的五个国家中,维生素A补充的涵盖范围减少超过一半。

一百多位诺贝尔得主签署了公开信,呼吁各国政府批准基改作物。他们问道:「世上得有多少穷人死亡,我们才愿意将这视为『违反人道罪』(crime against humanity)?」我们有能力为其他十亿人提供更多营养的食物。由于气候变迁,我们或许别无选择。

为了减少人类对地球的影响,我们迫切需要找到方法来满足全球对于蛋白质的需求,同时避免养殖肉品所带来的巨大环境成本。如今出现了创新技术利用植物制造「豆血红蛋白」(leghemoglobin),加上部分老派疯狂的科学,可制造出几近真肉的产品,同时能减少99%的用水、93%的土地,和90%的温室气体排放。此种技术目前正蓬勃发展,而且也必须持续繁荣发展;如此一来,我们才有办法同时满足对美味蛋白质的食欲,又避免进一步破坏地球。

基因编辑大革命

本世纪最伟大的科技进步无疑是发现精确、可编码的「基因编辑」技术。如同大多数革命性技术一般,其中也有数十位优秀人员参与了研发过程[37]。但是,当时任职于瑞典分子感染医学实验室(Laboratory for Molecular Infection Medicine)的夏彭提耶(Emmanuelle Charpentier)和加州大学柏克莱分校的道纳(Jennifer Doudna)因其了不起的发现最负盛名。她们发现细菌的Cas9蛋白酵素由RNA带路领航,可以非常精准地裁切细胞核里的DNA[38]。

隔年,麻省理工学院的张锋和哈佛大学的邱契,证明了该系统可用于编辑人类细胞的DNA,他们也因此声名大噪,并获得了一些非常有价值的专利[39]。此发现的消息迅速传至我的实验室。当时看来,这消息似乎太过美好而显得不真实,可是,却是千真万确的。

此技术俗称CRISPR,全称为「规律间隔成簇短回文重复序列」(clustered regularly interspaced short palindromic repeats),是细菌内Cas9裁切的天然DNA标靶。Cas9和现在来自其他细菌的数十种DNA编辑酵素,可精准改变植物基因,且无需使用任何外加的DNA。它们可创造出等同自然变化的改变。使用CRISPR比用辐射轰炸种子(此法尚未遭到禁用)更「天然」。

这就是为何欧盟法院在2018年做出的裁决如此出人意料且令美国感到不安。欧盟法院裁定将会支持扞卫小型农业利益的法国农民联盟(Confédération Paysanne)与连同的其他八个团体,禁止CRISPR改造的食品[40]。

此裁决可谓公然反对科学,禁止原本有助于减轻环境负担、促进穷人健康并让欧洲更妥善应对全球暖化的健康食物;此外,如此的裁定也让开发中国家戒慎恐惧,原本有机会改善大众生活和土地,却因此不愿接受CRISPR改造作物。

裁决书主文清楚地表明,此决定并非为了保护消费者免受基改食物的危害,而是有监于全球贸易战的考量,为了防止美国专利产品进入欧盟市场。

美国农业部长帕度(Sonny Perdue)在回应中明确表示:「政府政策应鼓励科学创新,并设法防止不必要的阻碍或不合理地污蔑新技术。不幸的是,本周欧盟法院的裁决重挫了科技发展,因为其依据为欧盟管理基改生物倒退过时的立法规范,狭隘地看待较新的基因体编辑技术[41]。」

国家自然应当帮助生计受威胁的当地农民,但是总还有其他方法可以做到这一点。使用「危险科学」的标签来合理化贸易限制,最终受到伤害的会是地球上的每一个人,尤其是那些最需要新科技的人民。

此外,我们也需要解决新鲜饮用水不足的问题。位于最干旱美中地区的拉斯维加斯是相当缺水的城市,但它证明了结合保育与创新,有效的水资源回收不仅大有可为,并且也有利可图;从2000年至2016年,大都市拉斯维加斯增加了五十万人,但其总用水量却减少了三分之一。

我们时常慢了许多步才开始采用新技术,但当我们终于这麽做时,新技术往往能为我们解决最困难的挑战。

1962年时,科学家何伦亚客(Nick Holonyak Jr.)首创具实用价值的发光二极体,奇异公司(General Electric)称其为「魔术师」(the magic one)。接着,开发LED家用灯泡又花了半个多世纪,当时也有许多美国消费者态度抗拒,即使其他国家都与时俱进地推动了LED革命,他们仍宁可让白炽灯泡慢慢逐步淘汰。

最终,政府透过租税诱因和立法限制爱迪生灯泡的使用,终于迫使大众采用LED照明。现今的LED灯能源消耗量比白炽灯低了75%,而且使用寿命是白炽灯的五十倍,这表示在一般家庭中,LED灯可使用近二十年之久。

LED在美国的普及应用将可节省相当于四十四座大型发电厂的年输出量,每年节省约三百亿美元[42]。同样地,这笔钱可使国家卫生研究院的预算增加一倍,帮助四万名科学家致力于拯救生命的药物。人类创造力并非零和游戏。

倘若我们选择继续自我消耗至自取灭亡,那麽更长寿、健康的生活根本毫无益处。有些行动势在必行:无论我们能否延长人类寿命,人类存亡都取决于减少消费和更多创新,以及在人类发展与自然世界的恩典之间取得平衡。

这听来似乎是一项艰巨任务,事实上,任务确实艰难。但是,我深信大家可以齐心协力、昂首阔步共同达成使命。

从许多方面来看,我们都已经开始有所努力。

例如,2018年在全球气候行动峰会(Global Climate Action Summit)上,二十七个城市宣布达到了排放顶峰(peak emission),是顶峰而不是平稳。这些城市的碳排放量全都急遽下降,其中也包含了洛杉矶。过去该地曾是臭名昭彰的雾霾城市,如今碳排放在一年内就减少了11%[43]。

如今,北美、南美、欧洲,和亚洲城市的人口确实比以往都还来得多,但在这些地区,每个人对环境的影响都正在减低。我们正迅速从使用石油转向天然气、太阳能,和电力。

犹记初访曼谷时,我感到呼吸窘迫;现在,曼谷许多时候都能望见蓝天。我1995年初抵波士顿时,港口喷溅的水说不定会让你进医院或甚至进坟墓;现在,大众可以无忧无虑地在当中游泳[44]。雪梨港、莱茵河,和大湖区也是相同情况。

开倒车甚至原地踏步都不是解决当前危机的可行办法;前进的唯一道路就是善用人力资本和创造力。

其中一个最佳范例就是南澳的一个小镇。2016年,该省最后一座煤电厂关闭后,投资人在贫瘠的沿岸地区建造了日落农场(Sundrop Farms),然后雇用了一百七十五名刚失业的人[45]。该农场利用太阳和海水的免费能源,每年制造总量相当于一百八十座奥运标准游泳池的淡水,这在过去可能要消耗掉一百万加仑的柴油;如今,每年有三万三千磅新鲜有机番茄,从往日进口煤炭的港口出口。

日落农场体现的正是熊彼得(Joseph Alois Schumpeter)所说的「创造性破坏风暴」(gale of creative destruction)。欲迎接长寿和繁荣的时代来临,我们需要此类型的技术典范转移。为此,我们需要更多愿景远大的科学家、工程师和投资者;需要更明智的立法规范,以加快而非阻碍拯救地球的科技应用。如此一来,我们将可调拨当前浪费的资金和人力资本,而这些腾出的资金必须重新投资于人员和技术,而不是毫无意义的「物品」,以确保人类和地球能一起共存共荣。

重新思索工作方式

宾州大学是研读神学和经典着作的名校,早在1765年就开办了医学院。华顿(Joseph Wharton)身为费城人,自然非常以当地的大学为傲。但这位百万实业家也认为宾大缺少了一个不可或缺的学院。

正式创办世上第一所商学院──华顿商学院(Wharton School)前几个月,1880年12月6日,华顿写信给友人和同事:「有监于现在仰赖蒸汽和钢铁的工业,我们再也无法只依靠学徒制来培养未来的商业菁英,必须藉由机构来传授未来商业生涯会面临的挑战[46]。」

然而,华顿几乎无法预测当时略见端倪的「挑战」程度──欧洲新兴的劳工运动旋即席卷全球,随之而来的是工人权利的革命性转变。

这些变化之中,有个劳动史上从未存在过的东西──周末。我们把每周工作五天视为理所当然,但其实这是近期才有的创新制度。1800年代末以前,周末是不存在的概念,甚至连这个用语都没有[47];日常工作时间的法律规范、废除童工、医疗福利,以及卫生安全法规也是如此。所有这些都是为了回应劳工的需求和要求,也响应了华顿等企业主的最佳利益。

目前,熊彼得式的全球变革将有如工业革命一般重塑世界,且留下深远影响。全球各地的商学院都该为学生做好准备,以应对即将发生的变化;同理,劳权倡导团体也应如此。退休之于个人年龄的关联性很快就会过时,退休金的结构也像社会保障制度一样需要重新评估。

技术休假(Skillbatical)或许会以政府补助的形式出现,让工作十年的劳工可获得一年带薪休假,正如二十世纪许多创新的劳动制度一样,到头来这也许会变成约定俗成的文化,或甚至纳入法律规范之内。如此一来,厌倦了「更努力工作」的人,将可透过雇主或政府补助重返校园进修或参加职训计画,以获得「更聪明工作」的机会,这也是美国及欧洲部分国家正在讨论的无条件全民基本收入(universal basic income)的一种变形。

同时,那些对工作满意且有安全感的人可以享受所谓的「小退休」(miniretirement),放自己一年的假,去旅游、学习语言或乐器、当志工,或养精蓄锐并重新审视自己目前的生活方式。

此种计画并非是特别异想天开;学术休假在高等教育中相当常见。然而,对于只想到现今世界运作方式的人来说,思及此似乎是荒谬至极,谁要来支付此种福利的费用?若一家公司在员工服务数十年后,没有依照传统退休计画,最后致赠金表以示感谢,将如何长期留用员工?

在我们消除不断飙升的保险费和三层式年金制度,而腾出资源并决定重新分配的方式时,无论谁先加入这场讨论,都将取得先机。然而,商学院教授却鲜少想到此种即将来临的变化,而华顿商学院等名校也少有关于该主题的课程。

与此同时,劳工领袖还身陷一场可理解但终究徒劳无功的争战,还在为过去那种工作四十、五十年、短时间退休后就离世的劳工争取退休福利。只是,当年龄不过是个数字时,几乎没有人会再为了工作方式大动干戈。

不过,这个时代即将到来,而且,比大多数人和机构所意识到的还要来得快。

我们得准备好与曾孙见面

「曾孙出生时,我肯定会很开心自己已不在人世。」

我经常听到这样的话,大多数情况下,似乎是来自退休或即将退休的人。这群人认为自己的生命将在未来几十年中结束,他们当然也希望在那段期间能保持健康,而且可以的话,或许再享受额外几年的好日子,但他们不认为自己在世的时间会比这更长。对他们而言,本世纪中叶彷佛下个千禧年,他们做梦都不会想到。

这正是当今世界最大的问题,大家都想着未来就留给别人烦恼。

某种程度上,大家之所以抱持着如此思维,源于我们与过去的关系。我们当中鲜少有人有机会认识自己的曾祖父母,许多人甚至连他们的名字都不知道,我们与曾祖父母的关系非常抽象。因此,绝大多数的人一想到自己的曾孙,也只不过是一种模糊、抽象的概念。

因为爱自己的孩子,所以我们自然会在乎他们将要生活的世界会如何。但是,老化和死亡的传统观念告诉我们,我们离世数十年后,他们也将消失在地球上。我们当然也关心孙子、孙女,但是,当他们来到世上时,我们多半也离人生尽头不远了,关于他们的未来,我们似乎也无能为力。

这正是我最想改变大家的观念。我希望每个人都能期望自己不仅会见到孙子,而且还会见到曾孙和曾曾孙。几代人一起生活,一起工作,共同决策。我们此生将对影响未来的过往决定负责。我们将不得不直视家人、朋友和邻居,说明我们在他们出现之前的生活方式。

最重要的是,我们看待老化和势必延长的生命力的方式将改变世界。这将迫使我们面对当前正在克服的挑战;投资不仅现在有益于我们的研究,还可嘉惠一世纪以后的人;担心两百年后地球的生态系统和气候;做出必要的改变,确保中产阶级不陷入贫困,而富人无法享受日益豪奢的生活;确保新领袖拥有公平正当的机会可取代旧领袖;考量世界现有及未来几世纪的资源,在消费和浪费之间取得平衡。

眼前的道路并不好走,挑战相当艰巨。我们将不得不「碰触政治的第三轨」,也就是社会保障议题,投身其中做出改变,调整我们对工作和退休的期待、个人权益与退休时机;我们将无法只是等待偏执的长者离世,而是不得不面对他们,努力软化他们的心,并改变他们的想法;我们无法只是坐看人类世以高于自然率数千倍的速度走向消亡,而是必须大幅减缓破坏的速度,或可以的话,彻底阻止一切发生。

为了建设下一个世纪,我们未来必须清楚理解每个人的居处、生活方式,以及生活规则;我们将必须确保妥善运用人类延长的生命,为社会和经济带来巨大利益。

我们将必须更富有同理心、同情心、更宽容且公正。

亲爱的朋友们,我们将必须更具人道精神。

結  語  我是這樣抗老的

请容我为你导览在下位于麻州波士顿哈佛医学院的实验室。

你会在新研究大楼(New Research Building)的遗传学系(Genetics Department)找到我们,世上的顶尖生物学家在此荟萃一堂。

塞璞柯(Connie Cepko)在此处于培养皿中培育哺乳动物眼睛,并研究恢复视力的基因疗法。走廊底端是作家暨科学家雷奇(David Reich)的无菌室,他正在为两万年前的牙齿进行基因定序,发现我们的祖先喜欢与其他人类亚种繁衍生育。

除了这些奇才之外,楼下是邱契正在列印整个人类基因体,并试图还原长毛象。马路对面,绍斯塔克自荣获诺贝尔奖的研究后,继续致力于揭露四十亿年前生命起源的秘密,他时不时也会过来找我。

没错,电梯里的谈话总是很棒。

我的实验室在九楼。走进办公室时,第一个看见的人是德斯特法诺(Susan DeStefano),过去十四年里,若不是她,我们的实验室和我的生活大概会乱七八糟。德斯特法诺是一位虔诚的基督徒,她坚信创世记的原义,认为我们透过帮助病人和有需要之人来履行上帝的嘱托;我们各自对上帝和科学的看法毫无冲突,都希望让世界更美好。

德斯特法诺门口左侧,是实验室经理拉吉曼(Luis Rajman)的办公室,他是细胞和分子生物学博士,在龙头生技公司百健(Biogen Idec)管理基因转殖小鼠设施。我们初次见面时,他正管理一家高级裱框公司,他所掌管的画作比我的房子还值钱,甚至可能比我所有邻居的房子都值钱。因此,由他来负责亟需注重细节的工作,可谓不二人选。

背对拉吉曼坐着的是萨维克(Karolina Chwalek),她拥有再生医学的博士学位,也是我们的幕僚长。她是一位严格但公正的经理,确保我们这个三十、四十名科学家组成的团队能获得经费赞助,而且也确保我们一直维持在值得赞助的状态。

韦拉(Daniel Vera)坐在拉吉曼旁边,通常至少盯着一个萤幕,不过,经常是好几个萤幕。他是实验室的数据专家,协助成立了佛罗里达州立大学的基因体学中心。他向我展示ICE小鼠表观遗传变化的全基因体分析(whole-genome analysis)的那天,我毕生难忘,这也让老化的资讯理论更具说服力。

走廊底端,经过我们发表后裱框挂在墙上的研究论文影本后,你会看到门上方有个标示写着「行动中心」(Operations Room),这是为了向邱吉尔(Winston Churchill)的中央司令部致意。走进里头,你会看见实验室,以及人员不断轮替的世界级顶尖团队。最近我在实验室散步时(这也是我最爱做的事之一),眼里的风景就是这些人物。

在我实验室左边的是墨西哥裔的细胞生物学家皮卡多卡萨斯(Israel Pichardo-Casas)和乌克兰裔的物理学家巴德尼克(Bogdan Budnik),他们在不编码的「垃圾DNA」中发现了五千多个新的人类基因。这些小基因制造可流经血液的小蛋白,其中任何一种都有机会可以治愈癌症、治疗糖尿病,或者成为使年老小鼠重振青春的因子。

然后是同名为迈克的一家:博可斯基、苏华兹(Schultz),和库尼(Cooney)。博可斯基在我们逆转血管老化的研究中发挥了关键作用,使年老小鼠的寿命成长两倍[1]。他是创造出科学史上寿命最长的小鼠,五年,的记录保持人。

他指导的学生苏华兹正在研究引发老化相关炎症的分子事件,并试图寻找抑制此种反应的方法,以消除因年龄加剧罹患疾病的关键因素。他和博可斯基正尝试使用基因疗法「感染」具有长寿基因的年老小鼠,希望打破他们自己的小鼠寿命纪录。

库尼正与美国太空总署合作,试图将来自韧性超强、有八只脚的小动物,也就是缓步动物(tardigrade)的DNA修复基因引进人体细胞,希望藉此为太空人提供保护,避免其受到宇宙辐射影响,当然还有可以延缓老化。

来自世界的人才

再来还有来自葡萄牙的阿莫林(João Amorim);他正在研究白藜芦醇和各种乙酰酶活化剂,以了解它们如何活化体内的SIRT1。他只改变了小鼠SIRT1基因里一个硷基对,使其具有抗白藜芦醇和其他乙酰酶活化剂的特性。他正在测试白藜芦醇的健康长寿益处,是否对那只突变小鼠仍然有效;若白藜芦醇无法发挥作用,那麽关于白藜芦醇的作用究竟是透过直接活化SIRT1酵素,或以其他像是活化AMPK等机制的争论,就能从此获得解答。截至目前,从结果看来,SIRT1活化的假设似乎大有希望。

另外有来自韩国的杨在贤(Jae-Hyun Yang);过去六年,他一直在挑弄细胞和动物的染色体,以了解ICE小鼠提早衰老的方式与原因。他和阿莫林率先证明了ICE小鼠的表观遗传时钟速度更快。在他旁边的是其中一位来自中国的优秀学生吕垣澄,他发现了功能强大的表观遗传重编码系统,可透过一种基因改造的病毒传递给年老动物。

田晓(Xiao Tian)才完成的研究,就是使用该病毒来保护人体神经细胞免受化疗伤害。正常的神经要麽死亡,要不缩成一团,但是经过重新编码的细胞完全健康,而且细长漂亮的细胞突起延伸至培养皿整个底盘。

部分实验结果尚不明确,有些差异甚远,我们计划几年内在有眼疾的患者中测试我们的病毒。

最近加入我们的研究生葛里芬(Patrick Griffin)想了解若激发DNA受损反应但不实际造成DNA损伤,是否足以引起哺乳动物的老化现象。为了测试此一假设,他设计了一种方式,利用不会切DNA的Cas9/CRISPR技术,将DNA受损讯号蛋白结合到基因体特定位置。若我们的理论正确,他的方法应该仍会引发老化。

罗斯(Jaime Ross)设计了「NICE小鼠」,仅让小鼠的神经元经历加快的表观基因体杂讯变化,她想知道大脑是否有能力控制身体其他部位的老化,以及这些小鼠的生理运作是否会更像八十岁老人;果真如此的话,牠们将是更适合的实验模型,用以帮助人类大脑老化或甚至阿兹海默症的研究。

索恩(Joel Sohn)与二十世纪一些最伟大的生物学家合作,花了三十年的时间从事渔业,捕捞并出口海洋生物,现在正在海洋中寻找永生的秘密。他目前研究的是刺胞动物(cnidarians),此种透明海洋动物的身体非常神奇,例如:牠们可以再生新的身体部位,或从足部生出新的幼体。那天,对索恩来说,算是不错的一天,他断头的海葵重新长出了一个头,而且他那永生的水母也正缓缓地自我复制出小水母。这些再生过程也许如同我们使视神经重新生长的过程,也许这些生物具备等同夏侬观察者的生理机制,可存取年轻时的表观遗传资讯。

先前负责年老小鼠马拉松研究的达斯(Abhirup Das),目前正在研究硫化氢和NMN等前驱物对伤口愈合的影响。负责管理我们在澳洲新南威尔斯大学实验室的吴林西(Lindsay Wu),正在研究可活化G6PD酵素的分子,G6PD经证明可延长多种动物的寿命;但不幸的是,具有G6PD变异的人高达三亿,是所有突变中最常见的类型。他还恢复了年老母鼠的生育能力,方法是喂食年老母鼠NMN,并保护其卵子免受DNA损伤。

此外,还有牙科学生巴伐利恩(Roxanne Bavarian),他研究去乙酰酶对口服毒性和癌症的作用;来自芬兰的塞莱斯涅米(Kaisa Selesniemi)是全球首屈一指从卵巢培育干细胞和逆转女性不育症的专家。

来自印度的阿兰(Mohammed Parvez Alam)正从实验室通风柜中制造新的化学物质;雷纳迪(Conrad Rinaldi)正在测试最新一批化学物质能否恢复老年人肌肤细胞的活力。

来自义大利的卡波泰利(Giuseppe Coppotelli)正在检验我们新发现的人类长寿基因,其中包括一种名为Copine2的基因,是帕金森氏症和阿兹海默症患者体内发生突变的基因。

来自澳洲的凯恩(Alice Kane)则从事小鼠研究,以建立小鼠的衰弱时钟,藉此预测老鼠的寿命,她目前正协助我们观察并理解性别差异。我们实验室的资深生物化学家李君(Jun Li)正在研究为何人类DNA修复能力会随年龄增长而下降,并发现了NMN可逆转此一过程[2]。

这些只是那天刚好在实验室里的人,其他还有许多正在努力改变世界的人。

这些人个个聪明绝顶,他们大可致力于解答宇宙的任何问题,但是,他们却选择来到哈佛大学研究老化。其中有些人与大多数科学家一样个性内向,有些则是谨小慎微且行事保守,我正努力想使他们改变。然而,无论是谁,没人不相信长寿的人类生活即将到来。

其他抗老实验室

而这只是其中之一的实验室。哈佛大学医学院格林生物老化研究中心还有另外三所实验室,全都致力于帮助人类延长寿命与健康。

扬克纳(Bruce Yankner)的实验室目前聚焦于研究老化对人类大脑的影响;海吉斯(Marcia Haigis)的实验室则正在研究粒线体在老化和疾病中所扮演的角色,并发现了去乙酰酶突变对癌症的影响:瓦格斯(Amy Wagers)的实验室最早证明了年轻小鼠的血液可使年老小鼠恢复青春,反之亦然,此发现促使了一些人注射年轻捐赠者的血液至体内以抗老回春。我和瓦格斯目前正合作寻找血液中发挥作用的因子,以研发出不那麽令人发毛的新型先进药物来治疗老年相关疾病。

另一所格林研究中心位于河对岸的麻省理工学院,葛兰特、阿蒙(Angelika Amon)和蔡立慧,都在此致力于研究关于减缓、阻止,和逆转老化的根本问题。美国其他城市里,蓝道(Thomas Rando)、布鲁纳(Anne Brunet)、魏斯柯瑞(Tony Wyss-Coray)、布莱克本、巴席莱、米勒等人都负责管理各大型实验室或研究中心,致力于改变世人对老化的看法。旧金山北部有一整栋建筑,名为巴克老化研究所,也全心全意投入于理解和对抗衰老的研究。相关的例子不胜枚举。

而这些还只是其中几个实验室而已,全球各地现在有十几个独立的研究中心正努力解决相同问题;而且,如今世上每所重要大学里,至少都有一位致力于老化研究的科学家。其中多数实验室的经费大半来自其他疾病的研究赞助,但他们逐渐将研究方向转向理解老化,原因正是因为只要解决了老化,不论接受赞助研究的是何种疾病,都能一并解决。毕竟,考量现今环境,老化在世人眼里多半仍不可避免,且鲜少有人以疾病视之,因此,对于致力于抗老的研究者而言,想争取大量的研究资金,可说是机会渺茫。

同时,民间企业正针对药物发现与研发、基因分析、生物追踪和疾病检测,带头发展以神经网络为主的计画,以大幅延长人类寿命。每天也有愈来愈多人开始研究简单的方法,以促进本身的长寿与健康,人类健康长寿之日的轮廓也日渐清晰。

十、二十年前,即便是最乐观的科学家,也才刚开始想像一个老化并非必然的世界,当时世上只有少数研究人员专门致力于减缓、阻止或逆转老化。因此,当人们礼貌聆听我解释工作,然后看我的眼光彷佛我是精神错乱时,我完全可以体谅。但是,时至今日,我难以理解为何有人看着如此庞大又杰出的研究团体,却不相信人类老化的巨变即将来临,而且转眼将至。

我同情那些说「这办不到」的人。在我眼里,他们是同一种人,他们会说疫苗无效,人类无法飞行。但是,思及长寿研究能带给世界的好处,我实在没多少耐心,或更直白地说,我根本毫无耐性去应付那些说「我们不该对抗老化」的人。

非关信念

有人会试图说服你,认为我的实验室和世界各地实验室的人所进行的是有违自然甚或道德的活动,改变人生而为人的意义。此种说法主要根植于其对于人性的观点,这种看法委婉地说是主观,但更准确来说,或可称之为狂热。

美国总统生物伦理委员会(President’s Council on Bioethics)2003年时向白宫提交了一份报告,标题为《非关疗法:生物科技与追求幸福》(Beyond Therapy: Biotechnology and the Pursuit of Happines)。在我看来,前述观点或许是此报告背后的驱力,该报告不祥警告抗老研究,因为这有悖「人类本质」(human grain),且违反了所谓出生、结婚和死亡的有序循环。

该委员会提问,若人们结婚时,知道自己的婚姻将持续八十或一百多年,那大家会愿意立誓一辈子至死不渝、「直到死亡将我们分开」吗?还是说,以现今的人类寿命,一段只要维持五十年的婚姻,大家会比较愿意立誓[3]。对此,我比较好奇的是,是多不幸的婚姻会让人们甚至提出这样的问题?我非常乐意与妻子珊卓再一同共度五十年的人生。

委员会提出,老化是「调节人生历程的一段过程,让我们感觉时间的推移」;委员会成员警告,若少了这段过程,我们的「生命周期可能会因此错乱」[4]。

我们所谓的自然生命周期,其实就是绝大多数祖先还没活到足以长白发或出现皱纹的年龄,然后就成为肉食动物的食物,而且这还是十分普通的死亡方式。若你决定如此,恭请自便。

委员会又问道:「若人类偏离自然生命的轮廓与约束(生命的衰弱与有限),我们是否会欺骗自己,看不见人生更宏大的视野,甚至可能失去生活所有连贯和持续的意义[5]?」

拜托,我的老天,倘若我们真的认为衰弱是必要的,如此生活才有意义,我们绝不会修复骨折损伤、接种小儿麻痹疫苗,或鼓励女性摄取足够的钙质和运动来预防骨质疏松症。

我心知自己不该为这些论点激动,毕竟,这是与科学一样年代久远的故事,只要问问伽利略,当你「破坏事物的自然秩序」时发生什麽事便知道。

可是,这不仅仅是爱说教的官僚上呈的琐碎报告,撰写此报告的委员会主席正是卡斯(Leon Kass),他是当代数一数二深具影响的生物伦理学家,在小布希(George W. Bush)任期期间,被誉为「总统的哲人」(the President’s Philosopher)。此报告发行后数年间,老化研究被描绘成是为了对抗人性,而非疾病。那根本是一派胡言,而且在我看来,此番胡言简直是一记重击。

然而,一旦社会对老化研究有了既定看法,想改变大众的思维、理解和偏见,就变得十分艰巨。努力帮助民众了解老化,不再将其视为「命该如此」,将是一条漫漫长路。

倘若有更多经费赞助我的实验室或其他类似实验室正在进行的研究,或许可以加快实现抗老科技的进展。但是,由于缺乏资金,今天六十多岁的人或许在世时仍无法获得这些帮助;若你和家人最终成了衰败、老朽且太早离世的人,或我们的孩子永远无缘得见此研究的益处,那麽你可以感谢那些生物伦理学家。

经过所有论辩之后,若你依旧认为自己不需要延长生命的健康年限,因为如此也许会减少你对生活的急迫感或违背生命的自然历程,不妨考虑一下身旁的亲朋好友。若一切都可以避免,你是否还愿意让所爱之人承受十几二十年不必要的艰辛,不得不在你晚年时照料你的身心与经济?

我妻子每隔几天就会去养老院帮忙,建议您不妨也找时间去待上一天,帮无法咀嚼的人喂饭,帮忙老者清理臀部,用海绵帮他们擦洗身体,看着他们费力回想自己在哪和他们是谁。过完这天,我相信你也会同意:不想尽办法来对抗自己年老时恶化的健康,是不负责任且残酷不仁的行为。

和卡斯抱持同样观点的人仍然很多,但是,若他们在世的时间够长,未来也势必得接受现实。以目前趋势来看,我所描述的未来或与之相近的未来势不可挡,延长健康年限在所难免。

愈来愈多人日渐意识到这一点,而他们想要参与其中。

因为无论大家如何争辩或坚信,无论他们是乐观主义者、谣言散布者、科学家,或生物伦理学家,改变都近在眼前。

2018年6月18日,世界卫生组织发布了「国际疾病分类表」第十一版,即ICD-11。这是一个相当不起眼的文件,只不过有人在当中加入了新的疾病代码,最初没人注意,但若你输入代码MG2A,就可在世界卫生组织网站上找到这段说明[6],内容为:

MG2A老年

  • 无精神疾病之老年
  • 无精神疾病之衰老
  • 高龄所致之衰弱

世界卫生组织鼓励全球各国从2022年1月1日起开始使用ICD-11进行报告,这表示现在我们有可能被诊断出患有「老年」此种病况。各国将必须向世界卫生组织提供关于衰老死亡的统计数据。

此种变化是否会导致政府监理方面的调整,并吸引数十亿美元投资于研发我们应得的药物?联邦监理机关和医师最终会接受开立处方,以延缓老化和衰老引起的所有疾病,这是符合道德伦理的吗?他们愿意承认患者确实有权利接受这类治疗吗?保险公司是否会愿意支付患者抗老治疗的理赔申请,让你因此节省一些费用呢?

且让我们拭目以待。我当然希望这一切成真。尽管如此,在此之前,我们仍可从许多方面持续努力。

我的做法

除了「减少热量摄取」、「别为小事担忧」,和「运动」外,我不会提供任何医疗建议。我是一位研究者,不是医生;我无法告诉别人该怎麽做,而且,我不为任何补品或产品背书。

不过,我不介意与大家分享我的做法,但有些注意事项:

  • 我分享的方式不见得或甚至不是你必定得做的事。
  • 我也不晓得这些做法对我来说是否正确。
  • 虽然老化治疗方式或疗法的人体试验正在进行,但目前没有任何一种经过更严谨且长期的临床测试,我们仍需要更全面了解各种治疗方式或疗法的潜在结果。

当我对大家如此声明时,他们常常会想我究竟为何愿意承担如此的风险,因为我有可能会发生意外,或出现不良的副作用,或甚至加快自己的死亡,尽管可能性似乎不大。

答案很简单,因为什麽都不做的话,我十分清楚会发生什麽事,而那可一点都不好受。总而言之,我有什麽损失呢?

所以,权衡之后,我采取了哪些做法呢?

  • 每天早晨服用一克(一千毫克)的NMN、一克白藜芦醇(加入自制的优格里)和一克二甲双胍[7]。
  • 每天服用维生素D、维生素K2和八十三毫克的阿司匹灵。
  • 尽可能减少糖、面包和面食的摄入量。
  • 四十岁时,我放弃了甜食,虽然偶尔会偷尝一点。
  • 我尝试每天少吃一餐,或至少将分量减少。每天忙碌的行程让我几乎总是在周间错过大部分的午餐。
  • 每隔几个月,一名抽血医检师会到家中帮我抽血,分析我体内数十种生物标记。当有哪些指标结果不尽理想时,我会透过饮食或运动来做调整。
  • 我每天尽量多走楼梯,而且是走路上楼;周末大多数时间会和儿子班(Ben)一起去健身房,我们会举重、慢跑一下,然后在桑拿室里放松,再到冰冷的泳池里泡澡。
  • 我吃许多蔬菜,且尽量避免吃其他哺乳动物,即便牠们确实很美味。如果有运动的话,我会吃肉。
  • 我不吸菸,尽量避免使用微波塑胶,不过度接触紫外线、X光,和电脑断层扫描。
  • 白天和晚上睡觉时,我都尽量保持微凉的状态。
  • 我努力将体重或BMI保持在健康年限的最佳范围内,以我来说,就是维持在二十三至二十五之间。

关于保健补品的问题,我一天大约得被问上个五十次。回答这个问题前,我得事先声明,我从不推荐任何营养保健品,我也不测试或研究任何产品,也不为任何产品背书。所以,如果你发现某个产品暗示我的推荐,那肯定是一场骗局。

营养补充品目前的管制远比药品还要松散,因此,我在选择保健补品时,重点是寻找信誉良好的大型制造商、高纯度分子(98%以上是很好的指标)和「GMP」标签,这表示该产品是遵循「良好作业规范」生产的。

菸硷酰胺核苷(Nicotinamide riboside,NR)可转化为NMN,因此有些人有监于价钱考量,会选择服用NR,而不是NMN。菸硷酸和菸硷酰胺也很便宜,但似乎无法像NMN和NR一样提高NAD含量。

有人建议服用NAD促进剂时,可搭配提供细胞甲基(methyl group)的化合物,如三甲甘胺酸(trimethylglycine),又称为甜菜硷(betaine)或叶酸(methylfolate)。从概念上来说,这是有道理的,NR和NMN的「N」代表了菸硷酰胺,是维生素B3的其中一种形式,当维生素B3过量时,身体会混合甲基并从尿液中排出,可能因此使细胞中的甲基耗竭。但是,目前这仍只是理论而已。

我父亲几乎遵循与我相同的养生方式,而我已不记得他上次生病是何时了。他说自己生活的脚步愈来愈快,今年夏天,他抛下自己在澳洲忙碌的社交生活,在波士顿待了六个星期帮我们一起翻修屋子,同时还能兼顾他的事业第二春,继续从远端处理在雪梨大学的工作;然后他和毕生至交踏上了他们的年度朝圣之旅,开车在美国东岸游玩了数周,再前往俄亥俄州的伍斯特(Wooster)参加夏季戏剧节(Summer Theater Festival)。

家父夏末时飞回澳洲,只回去几周就又飞回美国参加我在华盛顿的「封爵」仪式(他如此戏称)。现在他又回到了雪梨,并计划花几天开车北上六百英里去「见见几个朋友」。他热爱生活,似乎比以往更甚。

随着年岁渐增,我愈来愈常思考自己的人生有多幸运。身为一名澳洲人,我所受的教导是「男儿有泪不轻弹」;但是,如今有时间稍事休息时,思及自己的生活便有些易感而忍不住地落泪。

我生长于一个自由的国家,然后搬到了另一个更自由的国家;我有三个了不起的孩子,以及把我和家人视如己出的朋友;我深深地以我妻子珊卓自豪,她是德国首屈一指的优秀学生,以优异的成绩取得植物学学位,然后来到波士顿与我相聚,并进入麻省理工学院攻读博士学位,还在首次复制出小鼠的实验室里工作。

为了取得博士学位,她想出了治愈小鼠致命遗传病的方法,此种疾病名为雷特氏症(Rett syndrome),会破坏表观基因体,并阻止女婴的大脑发育。巧的是,她研究的基因是与甲基化DNA相结合的MECP2,而且可能是负责储存年轻修正资讯的细胞观察者。

过去二十五年来,珊卓一直在教我如何成为更好的丈夫和父亲,更别说我们在散步时看到的所有植物、昆虫和动物的名称了。刚结婚时,我们俩争吵不断,她对我的研究存在着「道德疑虑」,这点让我痛苦不堪;多年来,我们不停检视与讨论大量的生物学和经济数据,现在两人已鲜少争辩,而且她也已经开始服用NMN。

尽管目前仍无法确定我的养生方法是否对我们有用,但似乎并未带来伤害。我现年五十,但感觉有如三十岁;我有位同事将我安插入一个实验性的磁振造影仪器检测,根据显示的3D心脏影片,我的心脏看来也像三十岁;我没有白发,也没有满脸皱纹,至少现在还没有。

一年前,我弟弟尼克开始长出白发,且发线渐退,先是半开玩笑指责我拿他当对照组,后来又要求我让他接受同样的养生疗法。我坚持说自己永远不会如此对待亲兄弟,但我不敢说从未起过这个念头。他现在也在使用与我父亲同样的养生疗法。

若身边没有朋友和家人,那麽延长寿命毫无意义,甚至连我们家的三只狗,十岁混种小贵宾查理(Charlie)和两只三岁的黑拉布拉多犬凯蒂(Caity)和美乐家(Melaleuca),都已经服用NMN好几年了。

查理是一只治疗犬,牠的工作是安抚人的情绪,但如果在牠工作前喂牠NMN的话,牠那天就会有点过度兴奋,所以在那些日子里,便是牠的休假日。凯蒂患有先天性肾脏缺陷,我们希望NMN能让牠的寿命超过医生预估的五年,根据在肾脏损伤的小鼠身上的测试结果显示,这大有可能[8]。

许多人认为促进生命力的养生疗法肯定让人难以坚持,可是,倘若果真如此,我的家人也做不到。我们只是一群想好好度日的普通人。我尽可能地谨慎生活,注重健康,偶尔检查我的血液标记。长时间下来,我找出了最适合自己的饮食、运动和营养补品。我深信,自己和家人将持续依据不断发展的研究微调我们的养生方法,并且日复一日继续如此生活下去。

日复一日……

一日又一日……

没错,因为我冀望能长留于人世许久,虽然会有很多不明因素干扰这个目标,说不定我明天就会被公车撞到。可是,快乐、健康活到百岁以后,身边还能围绕着至亲好友与同事,这件事情对我来说愈来愈不难想像。

我能活超过百岁多久呢?

我自认若能目睹二十二世纪来临算是相当不错,那就表示我得活到一百三十二岁。对我来说,这是遥不可及的机会,但并未超出生物学定律或偏离我们目前的轨迹。如果真的能活到那时,也许我会想留在世上更久。

我有无数想完成的事,也想尽可能地帮助许多人。我愿意不厌其烦地敦促所有人,将人类推往更健康、幸福和繁荣生活的道路,而且还得活得够久才能有幸了解我们选择的道路。

山林健行

我最近回到了小时候生长的社区,位于雪梨北郊的加里戈尔国家公园边缘。家父和珊卓都在场,还有我十二岁的儿子班。

我们一行沿着小径往山林健行,我在同样年纪时,祖母薇拉也曾带着弟弟和我踏上那条小径。在路上,她会讲述自己艰困的童年故事,告诉我们能在一个自由国家长大有多幸运,还与我们分享米恩的智慧:

小熊维尼问:「今天是什麽日子?」

小猪皮杰尖叫回答:「就是今天啊。」

小熊维尼说:「我最喜欢的一天。」

父亲很期待这趟健行,班也是,两人彷佛大男孩般生龙活虎。但是,当我站在小径的起点,伫立于高耸的砂岩峭壁边,俯瞰着芬芳桉树满布的沟壑,耳边听见震耳欲聋的蝉鸣,眼见城市迅速俯首于森林的奥丽之下,现在与深远的过往交织融合,感觉身处如此广阔而美丽的事物边缘,我发现自己震慑得无法言语。

若你蜿蜒向南前进,有条石头小径通往我小时候生活的美乐家大道(Melaleuca Drive),沿着这条石径走,你会抵达中海港,此处为河口,两旁是成排茂密的墨水树、桃金娘、撩乱生长的桉树,尽头就是雪梨港。

反之,若往北走,你将穿越数百英里走过一个比一个大的国家公园,从加里戈尔到库灵盖(Ku-ring-gai),再到马拉马拉(Marramarra)、达拉格(Dharug)、燕勾(Yengo)跟瓦勒迈(Wollemi),途经不断荡漾的咸水河,通过不时可见古老石雕的崎岖山脊。除了这片土地上原始居民的遥远回声,你可能走上几天甚或几周都杳无人声。

那天在加里戈尔公园,我们原本计划只步行半小时,但我好几周前就已开始期盼此行。

至少对我来说,徒步旅行(hiking)和山林健行(bushwalking)之间有个细微但重要的差别。大家徒步旅行时,经常是与亲人一起运动、追求宁静、美景或个人时光;但是,当澳洲人前往山林健行时,他们除了追求所有这些以外,也意图找寻智慧。

我不确定自己在悬崖上站了多久,也许一、两分钟,或五到十分钟也说不定,我的家人似乎不介意。脱离如魔咒般的怀旧与惊叹的情怀之后,我很快便追上他们的脚步。

班正从澳洲茶树上剥下纸一般的树皮,而父亲则试图向他解释哺乳动物首度出现时开始沉积的砂岩峭壁,珊卓正在研究班克木(banksia),班克斯爵士曾经采集此种长相怪异的多刺花卉展示给英国皇家学会。珊卓兴高采烈提醒我们这是山龙眼科的家族成员,而且还说了无数次。

我撰写本文时,班就读七年级。他是一个好孩子,一个聪明的男孩。他希望有天能在我的实验室工作,并接替我「完成工作」。我告诉他,他将必须击败众多竞争者,而且我可不会给他任何特殊待遇,他说:「果真如此的话,我总还可以去葛兰特那里工作。」

没错,他也是个风趣的孩子。

我们其他两个大一点的孩子正朝着自己未来的方向发展。我认为,娜塔莉会成为兽医,而艾力克斯也许会是外交官或政治家。

父亲现年八十,与他母亲薇拉眼中失去生命之火时同龄。那时,她已完全失去了求生意志,再也不曾出门探险。我无法预测未来,但是,每当看着父亲现在过着充实生活、环游世界、态度乐观,以及身体如此健康,我就认为他的人生还很长久,而我当然希望如此。

这不仅是因为他代表了我们所有人的希望,更是因为我想一次又一次地与父亲、珊卓和所有我爱的人回到此地,寻找宁静,聆听故事,探查美好,并留下回忆。

还有,分享智慧。

没错,我想与班、娜塔莉,和艾力克斯一同分享;但是,还有他们的孩子,以及他们孩子的孩子。

有何不可?毕竟,世事没有绝对。

誌  謝

利益衝突聲明

單位換算表

1粒沙=10个肌肤细胞 0.5毫米 1个肌肤细胞=5个血液细胞 50微米 1个血液细胞=2个X染色体或2个酵母细胞 10微米 1个X染色体=1酵母细胞=10个大肠杆菌 5微米 1个大肠杆菌或粒线体=2个「幸存的勇者」 0.5微米 1个「幸存的勇者」=4个核糖体 0.25微米 1个核糖体=6个过氧化氢酵素 30奈米 1个过氧化氢酵素=5个葡萄糖分子 5奈米 1个葡萄糖分子或胺基酸=约4至6个水分子 1奈米 1个水分子=275,000个原子核 0.275奈米 1个原子核 1皮米

人物簡介

班克斯(Joseph Banks,1743/2/24至1820/6/19):英国博物学家、植物学家,和英国皇家学会前主席,陪同库克船长环游世界。与雪梨勋爵(Lord Sydney)一起坚决提倡在班克斯角植物园湾建立澳洲殖民地。澳洲花卉班克木(Banksia)以其命名。

巴席莱(Nir Barzilai,1955/12/23至今):以色列出生的美国内分泌学家暨纽约爱因斯坦医学院教授,闻名于世的研究为发现让德裔犹太人寿命超过百岁的基因、控制寿命的激素以及二甲双胍对寿命的影响。

布雷克本(Elizabeth Blackburn,1948/11/26迄今):澳洲裔诺贝尔奖得主,与格雷德(Carol W. Greider)和绍斯塔克(Jack W. Szostak)一同发现了可延长端粒的端粒酶。2004年小布希政府任内,她遭到总统生物伦理委员会开除,此事引发争议。据称原因是提倡干细胞研究和不受政治干预的科学探究。

克拉克(Arthur C. Clarke,1917/12/16至2008/3/19):英国科幻小说家和未来主义者,世称「太空时代先知」(Prophet of the Space Age)。成年生活大部分都在斯里兰卡度过,他预见了太空旅行和卫星技术的到来,提倡保护大猩猩。1962年罹患的小儿麻痹症导致了后来的小儿麻痹后遗症。

科尔纳罗(Luigi Cornaro,1464或1467至1566/5/8):威尼斯贵族和艺术赞助人,撰写了四本关于健康长寿之道的书《生活讲》(Discorsi),方法包括了禁食和禁酒。

克莉明丝(Eileen Crimmins):美国南加州大学人口学家,首先结合残疾、疾病和死亡率指标来预测健康的平均寿命。她证明失智症之所以好发于女性,绝大部分是因为她们的寿命更长。

德卡布(Rafael de Cabo,1968/1/20迄今):西班牙出生的科学家,任职于美国国家卫生研究院,专门研究饮食对啮齿动物和灵长类动物健康和寿命的影响。

冈培兹(Benjamin Gompertz,1779/3/5至1865/7/14):英国自学成功的数学家,以人口统计学模型冈马氏人类死亡率定律(Gompertz-Makeham Law of Human Mortality)而闻名(1825年)。他后来成为英国皇家学会会员,然后成为安联保险公司的精算师,该公司由其姻亲蒙特菲奥里爵士(Sir Moses Montefiore)和罗斯柴尔德(Nathan Mayer Rothschild)共同创立。

葛兰特(Leonard P. Guarente,1952/6/6迄今):美国麻省理工学院分子生物学家暨教授,最为知名的研究包括:共同发现去乙酰酶在老化中的作用、NAD+对去乙酰酶活化的必要性和找出能量代谢与长寿的关联。

圭尼奥(Alexandre Guéniot,1832至1935):百岁人瑞暨法国医师,撰写了《活到一百岁》(L’Art de prolonger ses fours,To Live a Century)。他认为「遗传生命力」(hereditary vital force)至关重要,决定了人类的自然寿命至少有一百岁。

葛顿(John B. Gurdon,1933/10/2迄今):英国生物学家,1958年从成年蝌蚪分化细胞的细胞核复制出一只青蛙,证明了分化细胞仍拥有胚胎发育所需的所有基因资讯,他于2012年与山中伸弥共同获得了诺贝尔奖。

哈曼(Denham Harman,1916/2/14至2014/11/25):美国化学家,提出了「老化的自由基理论」(Free Radical Theory of Aging)和「老化的粒线体理论」(Mitochondrial Theory of Aging)。哈曼是美国老化协会创办人,八十二岁前每天跑步两英里,去世时享年九十八岁。

海佛列克(Leonard Hayflick,1928/5/20迄今):美国生物学家,发明了倒装显微镜;最着名的是他1962年的发现,证明正常哺乳动物的细胞复制能力有限。细胞分裂的海佛列克极限,推翻了法国外科医生暨生物学家卡雷尔(Alexis Carrel)二十世纪初时提出的长期理念,即培养皿中的正常细胞会不断增殖。

霍瓦斯(Steve Horvath,1967/10/25迄今):美国加州大学洛杉矶分校的奥裔美籍教授,最为人着称的是他在表观遗传学和老化的开创性研究,以及共同开发根据DNA甲基化模式预测生物年龄的演算法,也就是世称的霍瓦斯时钟。

今井真一郎(Shin-ichiro Imai,1964/12/9迄今):出生于日本的美国生物学家,知名研究为老化的异染色质假说、哺乳动物去乙酰酶研究,以及与葛兰特共同发现去乙酰酶需要NAD+才能活化。

凯妮恩(Cynthia Kenyon,1954/2/21迄今):美国遗传学家,早先于诺贝尔奖得主布伦纳(Sydney Brenner)麾下进行研究,并使用线虫做为模式生物,在此之后,证明了Daf-2突变可使线虫寿命延长一倍。凯妮恩为加州大学旧金山分校教授,也是卡利科(Calico)生技公司老化研究副总裁。

柯克兰(James Kirkland):在纽约罗彻斯特市梅约医学中心工作的美国医师暨生物学家;研究衰老「殭尸细胞」的先驱,并开发了能够杀死它们的老化裂解(senolytics)药物,并发现这些药物能延长老鼠的寿命。

科克伍德(Thomas Kirkwood,1951/7/6迄今):南非出生的生物学家,英国新堡大学老化研究所副所长,提出了可抛弃体细胞理论,即物种只能在繁殖和建立强健持久的身体之间平衡能量和资源。

拉孔杜诺意(Pierre Lecomte du Noüy,1883/12/20至1947/9/22):法国生物物理学家暨哲学家,注意到年长士兵的伤口愈合得比年轻士兵慢。他关于上帝指引演化的「telefinalist」假说备受批评为不科学。

麦凯(Clive M. McCay,1898/3/21至1967/6/8):美国营养学家暨生物化学家,曾在康乃尔大学工作数十年,研究大豆和面粉。最着名的是他的早期工作,证实热量限制可延长大鼠寿命。1955年,他和其妻出版了《你也可以做出康乃尔面包》(You Can Make Cornell Bread)。

梅达华(Peter B. Medawar,1915/2/28至1987/10/2):出生于巴西的英国生物学家,他关于移植排斥的研究和后天免疫耐受性的发现,对组织和器官移植实务影响深远。使他和伯内特(Macfarlane Burnet)在1960年共同获得诺贝尔医学奖。他意识到天择的力量随年龄增长而下降是由于「繁殖价值」降低。.

菲利浦(Arthur Phillip,1738/10/11至1814/8/31):英国皇家海军上将,航行至澳洲后,往北移动至下一个港口(现今澳洲雪梨市),在植物学湾建立了英国用以流放犯人的殖民地;他也是新南威尔斯省首任省长。

夏侬(Claude E. Shannon,1916/4/30至2001/2/24):曾任职于麻省理工学院的美国数学家和工程师,被称为「资讯理论之父」。他的论文〈传播的数学理论〉(1948年)解决了资讯遗失与恢复的问题,他的概念为后来网路运作所用的TCP/IP协定奠基。他最崇拜的人是爱迪生(Thomas Edison),后来他才得知两人是亲戚。

史诺(John Snow,1813/3/15至1858/6/16):英国麻醉学家和麻醉及医疗卫生领袖;最为人所知的功绩是在1854年找出伦敦苏活区宽街水泵为霍乱爆发的源头。

西拉德(Leo Szilard,1898/2/11至1964/5/30):匈牙利出生的美国物理学家和人道主义者,提出了老化的DNA损伤理论(DNA Damage Hypothesis of Aging);书写了导致曼哈顿计画诞生的信;构思出核连锁反应、核能、化学恒定器、电子显微镜、酵素回馈抑制和人类细胞转殖等概念。

沃丁顿(Conrad H. Waddington,1905/11/8至1975/9/26):英国遗传学家和哲学家,奠定了系统生物学和表观遗传学的基础;他提出「沃丁顿地景说」是为了帮助理解,受精卵在发育过程中如何分化成体内数百种不同类型的方式。

沃尔福德(Roy L. Walford,1924/6/29至2004/4/27):使热量限制领域再度受到瞩目的美国生物学家;为1991年到1993年的亚利桑那州生物圈2号的八名成员之一;据称他在医学院使用统计分析来预测内华达州雷诺市幸运大转盘(roulette wheel)的结果,以支付医学院学费,并买下游艇环游加勒比海一年。

威尔斯(H. G. Wells,1866/9/21至1946/8/13):英国科幻小说家,预见了第二次世界大战的空袭、坦克、核武器、卫星电视,和网路;最有名的着作为《世界大战》(The War of the Worlds)、《未来事物的样貌》(The Shape of Things to Come),和《时光机器》(The Time Machine)。他希望墓志铭是来自《空中战争》(A War in the Air):「我早说过了,你这该死的傻瓜。」

威廉斯(George C. Williams,1926/5/12至2010/9/8):纽约州立石溪大学(State University of New York, Stony Brook)的美国演化生物学家。最为人着称的是发展以基因为中心的演化观,和关于人类为何老化的开创性理论「拮抗基因多效性」。后者主要提出的概念是:有助于个体年轻时生存的基因,在年老时反而有害,可能会反咬你一口。

山中伸弥(Shinya Yamanaka,1962/9/4迄今):日本生物学家,发现了重编码基因,可将一般分化的体细胞变成胚胎干细胞,因此在2012年时与葛顿一同获颁诺贝尔生医奖。

字彙表

对偶基因(Allele):数种可能基因版本中的一种。每个对偶基因的DNA序列都包含一些明显的变异,例如,「致病性对偶基因」即为一个可能导致疾病的对偶基因。

胺基酸(Amino Acid):蛋白质的化学建构单元。转译过程中,不同的胺基酸会串连在一起,形成一条可以摺叠成蛋白质的长链分子。

拮抗基因多效性(Antagonistic Pleiotropy):威廉斯(George C. Williams)提出的理论,从演化观点解释老化:在晚年会减少细胞活力的基因之所以继续存在,是因为其早期效益大于晚期成本。生存回路就是一个例子。

硷基(Base):遗传编码的四个「字母」A、C、T和G是名为硷基或核硷基(nucleobase)的化学基。A=腺嘌呤,C=胞嘧啶,T=胸嘧啶,和G=鸟嘌呤。RNA没有胸嘧啶,而是以尿嘧啶(Uracil,U)取代。

硷基对(Base Pair):DNA两条扭曲「拉链」上的「牙齿」。名为硷基的化学物质组成一条DNA长链,每条长链沿相反方向延伸,两条长链上的硷基以互补的方式吸引配对形成硷基对:C与G配对,A与T配对(RNA除外,A与U配对)。

生物追踪(Biotracking)/生物骇客(Biohacking):「生物追踪」是指使用设备和实验室检测来监控身体状况,协助自身选择饮食、运动,和其他生活方式,以促进健康。切勿与「生物骇客」混淆,后者是「自己动手」增强身体。

癌症(Cancer):细胞失控生长所引发的疾病。癌细胞可能形成名为肿瘤的团块或肿块,且会透过转移(metastasis)扩散至身体其他部位。

细胞(Cell):生命的基本单位。生物体中的细胞数量从一(如:酵母)到一千兆个(例如:蓝鲸)不等。一个细胞由四个关键巨分子组成,使其得以运作,分别是蛋白质、脂质、碳水化合物,和核酸。此外,细胞会建立和分解分子、移动、生长、分裂,和死亡等。

细胞重编码(Cellular Reprogramming):将细胞从一种分化的组织变回先前的发育阶段。

细胞衰老(Cellular Senscence):正常细胞停止分裂并开始释放炎分子时的过程,有时是由于端粒缩短、DNA受损或表观基因体杂讯所引起。尽管衰老细胞似乎处于「殭尸」状态,但它们仍然活着,且透过致炎的分泌物损害周遭细胞。

染色质(Chromatin):细胞核中长链DNA缠绕在称为组蛋白支架上的复合结构。真染色质(Euchromatin)是松散的染色质,转录因子可以进入启动基因的表现;异染色质是紧致的染色质,内含的基因无读取,此现象又称基因沉寂(gene silencing)。

染色体(Chromosome):细胞核中DNA与蛋白质紧密结合的结构。不同生物的基因体排列成不同数量的染色体。人类细胞有二十三对染色体。

互补(Complementary):可彼此形成一系列硷基对的任两个DNA或RNA序列。每个硷基会与互补的硷基形成氢键而结合:T(DNA中)和U(RNA中)会与A结合;C会与G结合。

CRISPR:发音为「crisper」,一种在细菌和古细菌中发现的免疫系统,被应用做基因的编辑工具,用于精确裁切基因体特定位置的DNA。CRISPR全称为「规律间隔成簇短回文重复序列」(clustered regularly interspaced short palindromic repeats),是宿主基因体的一部分,其中包含交替的重复序列和外源DNA片段。Cas9等CRISPR蛋白为一种DNA裁切酵素,它们利用CRISPR作为分子的「特写快照」寻找并破坏病毒DNA。

DAF-16/FOXO:DAF-16/FOXO是去乙酰酶的盟友,为一种名为转录因子的基因控制蛋白,可活化细胞防御基因,促进细胞防御力,有助于延长了线虫、果蝇、小鼠可能还有人类的寿命。Daf-2的突变种需要DAF-16/FOXO才能延长线虫寿命。

去甲基作用(Demethylation):去甲基作用为去除甲基的过程,藉由组蛋白去甲基酶(histone demethylase,KDM)和DNA去甲基酶(TET)两种酵素进行组蛋白和DNA去甲基的作用。甲基的添加则是借助组蛋白或DNA甲基转移酶(DMT)达成。

可抛弃体细胞理论(Disposable Soma):科克伍德(Tom Kirkwood)提出了一个假设来解释老化。物种演化出以快速生长和繁殖,或持久强健的身体,但两者无法并存,在自然界资源有限,因而无法允许两者兼得。

DNA:脱氧核糖核酸的缩写,编码细胞运作或病毒复制所需资讯的分子,会形成类似于扭曲梯状的双螺旋形状,形似拉链。梯子或每股的每一侧都可找到缩写为A、C、T和G的硷基,彼此方向相反。硷基彼此之间相互吸引,因此,A会与T配对,C与G配对。这些字母的序列称为遗传密码。

DNA双股断裂(DNA Double-Strand Break,DSB):当两股DNA断裂并产生两个自由端时会发生的情况,可利用Cas9或I-PpoI等酵素刻意造成。细胞会修复其DNA以防止死亡,但有时会在修补断裂点时造成DNA序列改变。刻意改变DNA序列来启动或控制双股断裂的过程称为基因体工程。

DNA甲基化时钟(DNA Methylation Clock):DNA甲基化标记的数量和位置变化可用于预测寿命,标记从出生开始的时间。表观基因体重编程或生物转殖过程移除了甲基标记,因而逆转了细胞年龄。

酵素(Enzyme):蛋白质摺叠成球状,可催化化学反应的进行。若无酵素的协助,细胞内化学反应通常会花费很长时间,甚至永远不会完成。例如,去乙酰酶是一种利用NAD去除组蛋白中乙酰化学基的酵素。

表观遗传的(Epigenetic):意指不改变DNA编码的细胞基因表现变化;反之,是以可移除的化学讯号「标记」DNA和缠绕DNA的组蛋白。表观遗传标记会指示其他蛋白质读取DNA的时机与位置,相当于在书页上贴上「略过」的提醒注记,读者将会忽略该页,但书籍本身未有变动。

表观遗传漂变(Epigenetic Drift)与表观遗传杂讯(Epigenetic Noise):由于甲基化的改变,随年龄增长而发生的表观基因体变化,通常与个人接触的环境因子有关。表观遗传漂变和杂讯可能是导致所有物种衰老的关键因素。DNA受损为该过程的驱力,尤其是DNA断裂。

过度分化(Exdifferentiation):由于表观遗传杂讯,导致细胞丧失特性。过度分化可能是老化的主要原因(请参阅表观遗传杂讯)。

染色体外rDNA环(extrachromosomal ribosomal DNA circle,ERC):染色体外rDNA环的产生导致老旧细胞中的核仁断裂;在酵母中,ERC分散了去乙酰酶的注意力并造成老化。

基因(Gene):编码制造蛋白质的资讯的DNA或RNA。每个基因都是一组指令,用于制造有助于细胞、生物,或病毒运作的特定分子机器。

基因表现(Gene Expression):依基因指令制造出RNA或蛋白质的过程。基因开启后,细胞机器会转录DNA上的资讯为RNA及/或将RNA转译为蛋白质。例如,一个高度表现的基因将产生许多RNA拷贝,细胞中可能会富含其蛋白质产物。

基因疗法(Gene Therapy):传递DNA至人体细胞进行修正的医疗方式。透过增加健康的DNA序列至特定细胞的基因体中,治疗或甚至治愈部分疾病。科学家和医生通常使用一种无害的病毒将基因送至目标细胞或组织中,使修正用的DNA与细胞已有的DNA结合。CRISPR基因编辑技术有时也称为基因治疗技术。

基因改造生物(Genetically Modified Organism,GMO):使用科学工具刻意改变生物的DNA。任何生物都可用此种方式进行改造,包括微生物、植物,和动物。

基因体(Genome):生物或病毒所有的DNA序列。基因体基本上是一套庞大的指令,用以制造细胞的各个部分,并指示各部分运作的方式。

基因体学(Genomics):针对基因体的研究,特定生物的所有DNA,涉及基因体的DNA序列、基因的组织和控制、与DNA相互作用的分子,以及不同要件对细胞生长和运作方式的影响。

生殖细胞(Germ Cells):参与有性生殖相关的细胞,如:卵子、精子,和发育成卵子或精子的前驱细胞。生殖细胞中的DNA都会传给下一代,包括任何突变或刻意编辑的基因。早期胚胎的基因体编辑被视为是生殖细胞编辑(germline editing),因为任何DNA的变异,最后可能都会出现在出生个体所有的细胞里。

组蛋白(Histones):染色体中构成DNA包装核心的蛋白质。正因有组蛋白,三英尺长的DNA才能放入细胞内。每个组蛋白几乎都被DNA缠绕近两次,就像项链上的串珠一样。去乙酰酶等可增加或减少化学基的酵素,会控制组蛋白的包装。紧密缠绕的包装会形成「沉默的」异染色质,而松散包装则会形成开放的真染色质,让基因可以开启。

激效作用(Hormesis):逆境使人更坚强的概念。轻微的生物损伤或逆境可刺激细胞启动全面修复保护的过程,反而提供细胞更多生存与健康方面的益处。最初之所以有此发现,是因为使用稀释的除草剂喷洒后,发现植物反而生长得更快。

老化的资讯理论(Information Theory of Aging):老化是由于资讯随时间流逝而遗失的概念,主要源自表观遗传资讯遗失,其中许多资讯可被恢复。

二甲双胍(Metformin):源自法国藜芦(hellebore)的分子,用于治疗第二型(年龄相关)糖尿病,可能可以做为长寿药物。

粒线体(Mitochondria):常被称为细胞发电厂,粒线体可在细胞呼吸(cellular respiration)过程中将食物中的能量转变成细胞可以用的能量。粒线体中也有一个自己的环状基因体。

突变(Mutation):从一个基因字母(核苷酸)到另一个基因字母的变化。DNA序列的变异导致同属的各种生物间惊人的物种多样性。有些突变毫无影响,但有些却可能直接导致疾病。突变也可能由DNA破坏物质引起,例如:紫外线、宇宙辐射或酵素所致的DNA复制,也可透过基因体编辑方法刻意制造突变。

NAD:菸硷酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide),一种细胞中用于五百多种化学反应的化学物质,也可辅助去乙酰酶移除组蛋白等其他蛋白质上的乙酰基,并关闭基因,或赋予基因细胞保护功能。健康饮食和运动会增加NAD含量。有时会看见「NAD+」,「+」号表示它尚未携带氢原子。

核酸酵素(Nuclease):切割RNA或DNA的酵素。切单股DNA会产生一个裂缝,切双股DNA会产生一个断裂处。内核酸酵素切核酸中间部分,外核酸酵素从核酸两边的端点,从外向内一点一点的切割。基因组工程用的Cas9和I-PpoI都是内核酸酵素。

核酸(Nucleic Acid)或核苷酸(Nucleotide):连结成串构成DNA或RNA的基本化学单位,由一个硷基、一个糖,和一个磷酸基(phosphate group)组成。磷酸与糖连接形成DNA/RNA主链,而硷基则与互补的硷基结合形成硷基对。

核仁(Nucleolus):核仁位于真核细胞的细胞核内,是核糖体DNA(rDNA)基因所在的区域,也是负责制造蛋白质的核糖体的组装区域。

病原体(Pathogen):引发疾病的微生物。

蛋白质(Protein):成串胺基酸摺叠而成的三维结构。每种蛋白质都具有特定功能,像帮助细胞生长、分裂和运作。蛋白质是构成所有生物的四大巨分子之一(蛋白质、脂质、碳水化合物和核酸)。

雷帕霉素(Rapamycin):又称西罗莫司(sirolimus),是一种可抑制人体免疫功能的抗生素,透过降低T细胞和B细胞对讯号分子介白素2(interleukin-2)的敏感度来抑制其活化。可抑制mTOR,藉此延长寿命。

重分化(Redifferentiation):逆转老化过程中发生的表观遗传变化。

核糖体DNA(Ribosomal DNA,rDNA):决定核糖体RNA序列的DNA。细胞内制造蛋白质的机器核糖体是由核糖体RNA和许多蛋白质组合而成。

RNA:核糖核酸(ribonucleic acid)的缩写。从DNA模板转录而来,通常用于引导蛋白质合成。CRISPR相关的蛋白质使用RNA做为引导,以寻找DNA中配对的标靶序列。

老化裂解素(Senolytics):目前正在开发的药物,选择性杀死衰老细胞,以减缓或甚至逆转与老化相关问题。

去乙酰酶(Sirtuins):控制长寿的酵素;从酵母至人类等生物中都可发现其存在,需要NAD+才能发挥作用。它们可从蛋白质上去除乙酰基和酰基,指示蛋白质保护细胞不受逆境、疾病和死亡的侵害。禁食或运动期间,去乙酰酶和NAD+含量会增加,或可解释了为何两者被视为是健康活动。去乙酰酶根据酵母SIR2长寿基因而命名,哺乳动物中的SIRT1-7基因(Sir2同系物1至7)在预防疾病和恶化中具有重要作用。

体细胞(Somatic Cell):多细胞生物中,除卵子或精子等生殖细胞以外的所有细胞。除非发生转殖,否则后代不会继承体细胞中DNA的突变或改变。

干细胞(Stem Cell):有机会变成特定细胞或分裂成更多干细胞的细胞。人体内大多数细胞都已分化,也就是说,它们的命运已经注定,无法变形为另一种细胞,例如:大脑细胞无法突然变成皮肤细胞。人体随时间受到损害时,成人的干细胞会为身体提供补充。

股(Strand):成串连接的核苷酸;可以是DNA或RNA。两股DNA若为互补时,可透过硷基配对形成双螺旋结构。RNA通常仅由单股组成,不过也可以透过分子内的硷基配对,摺叠成复杂的形状。

生存回路(Survival Circuit):细胞古老的控制系统;经过演化,在生物遭遇逆境时,可能可将能量自生长与繁衍转移到细胞修复;应对完逆境之后,该系统或许无法完全重置,长时间下来,导致表观基因体破坏和细胞特性丧失,因而造成老化(请参阅拮抗基因多效性)。

端粒(Telomere)/端粒流失(Telomere loss):端粒是保护染色体末端免于损耗的罩子,类似于鞋带末端的绳花或绳索烧焦的末端。随着我们年岁渐增,端粒磨损至细胞达到海佛列克极限的程度。此时,细胞会将端粒视为DNA断裂,因而停止分裂并开始衰老。

转录(Transcription):将DNA的遗传资讯转录至单股RNA的过程;由名为RNA聚合酶的酵素进行。

转译(Translation):根据RNA分子上的编码指令制造蛋白质的过程;由名为核糖体的分子机器执行,将各种胺基酸组元连接在一起。最后得到的多胺酸链(polypeptide chain)会摺叠成一个特定的3D物体,名为蛋白质。

病毒(Virus):具传染力的实体,只能仰赖劫持宿主生物进行自我复制才能生存;具有自己的基因体,但技术上来说,并不被视为活生物;病毒可感染所有生物,从人类到植物再到微生物;多细胞生物具有复杂免疫系统可抵御病毒,细菌和古细菌则利用CRISPR系统来阻止病毒感染。

沃丁顿地景(Waddington’s Landscape):以3D地势图来解释细胞在胚胎发育过程中,如何被赋予特性的一种生物比喻;大理石代表干细胞,滚落至分叉的山谷,每个山谷都标示着细胞不同的发育途径。

异质激效作用假设(Xenohormesis Hypothesis):该理论假设植物等其他物种具有压力预警机制,可在即将来临的逆境中自我保护,而人体已演化出可感知其他物种的此类提示;这解释了为何有许多药物都来自植物。

注 釋

附录一抗衰老特别有效的方法是什么?

Author: [攀登的海龟]

Link: [https://www.zhihu.com/question/534902853/answer/2567223501]

作为一名博士,谈谈自己的看法。


课题一:全局抗衰老(内脏/大脑等核心器官)

  1. **热量限制。**只吃七分饱。小白鼠少吃30%,寿命延长30%。蛋白质,脂肪和碳水中,减掉的应当是碳水。
  2. 激活几个关键的抗衰老通路AMPKNrf2细胞自噬。会让长寿蛋白Sirtuins和基因修复酶PARP1和长寿蛋白FoxO有效抗衰。激活方式下面会讲。注意:人体内这样的抗衰老通路有上百个,最关键为上述几个,它们之间有关联性,比如轻断食会激活AMPK,同时也会激活细胞自噬。再比如当AMPK激活的时候,上百个抗衰通路也会不同程度启动。对于非专业人士来说,可以简单理解为:AMPK在抗衰老/修复基因损伤,Nrf2在排毒/抗癌,细胞自噬在清除衰老细胞/僵尸细胞。
  3. 间歇性断食,又称轻断食。常用方法有,16+8,5+2,隔日轻断食。可激活AMPK、Nrf2、细胞自噬。效果最好,还不花钱,还省了吃饭钱。执行方式下面会讲。
  4. **服用抗衰老补剂。**比较重要的是NAD+的前体,比如烟酸/NMN/NR,以及AMPK激活剂、Nrf2激活剂,原理同上一条,要花钱,抗衰老效果略逊于上一条。据说烟酸比NMN和NR效果更好,而且才几块钱一瓶。又据说NR在提升NAD+浓度同时,也会提高NAD+代谢废料烟酰胺的浓度,反而影响抗衰老。不过烟酸有红热反应。
  5. 控制蛋白质摄入总量。长期低蛋白会营养不良,但摄入过量蛋白,会激活mTor引发衰老,高蛋白高碳水无氧力量训练撸铁,激活mTor加速衰老(mTor激活的好处是强化肌肉增长,增强性欲和性功能等,是动物摄入丰富蛋白质营养时的扩张行为,有利于基因延续,但对个体寿命不利,加速细胞分裂,是一个衰老通路。AMPK和mtor是相反的,AMPK是环境营养不足时的休眠行为,会降低性欲和性功能,不利于传播自身基因但能长寿,过度AMPK会引发男士ED和女性月经停止,需连续饱食方可恢复)。
  6. 限制碳水总量和禁止摄入快碳,高GI食物引起糖化反应加速衰老,并且伤害胰岛,还特别影响颜值(手里的奶茶不香了)。
  7. 过量有氧运动加速衰老,每日步数限定在5公里以下。长跑运动员衰老较快,特别是颜值衰老,伤害来自于体内氧化自由基。可服用抗氧化补剂,比如维生素C,槲皮素,姜黄素,花青素等,剂量要把控好,要达到抗衰最低有效剂量,又不能过量。
  8. 在西藏高海拔氧气稀薄地区加速衰老,在低海拔海滨城市,衰老更慢。氧气不足时心肺长期超负荷工作保证氧气供应,零件提前损坏。睡在加压有氧舱,衰老更慢,据说有修复基因端粒效果(目前有争议)。
  9. 身材肥胖加速衰老,肥胖加重炎症,削弱细胞自噬(身体清除僵尸细胞和癌细胞的机制),特别是内脏脂肪高,大肚子。
  10. 吸烟,喝酒,嚼槟榔严重折寿,是一类致癌物。长期吸入有毒气体,摄入有毒食物饮品,加速衰老。
  11. 熬夜,黑白颠倒,不健康的作息时间,睡眠不足,都会加速衰老
  12. 压力过大,心情不佳,诱发皮质醇激素升高,加速衰老
  13. 适度寒冷延缓衰老,过度炎热加速衰老
  14. 一些我常吃的补剂(新手切莫盲目效仿):烟酸、VC、复合VB、姜黄素、槲皮素、辅酶Q10、白芦黎醇、萝卜硫素、番茄红素、叶黄素、护肝片、鱼油丸。个人觉得性价比高的品牌有普丽普莱、NOW、piping Rock,这几个哪个便宜选哪个。烟酸、VC、复合VB用的是OTC的,几块钱一瓶。其中个人感觉略贵的是槲皮素和萝卜硫素(萝卜硫苷+黑芥子酶),但是这两个很重要,钱不能省,槲皮素是AMPK激活剂之王,萝卜硫素是Nrf2激活剂之王,抗癌/排毒之王。有时间但预算有限的,槲皮素自己熬煮虎杖的根并喝汁,萝卜硫素生吃西兰花种子芽或者一天一斤西兰花(效果不如种子芽,清蒸/微波炉,勿水煮)。萝卜硫素不是吃萝卜,只是名字带个萝卜,补充萝卜硫素要吃西兰花,西兰花种子芽里面的浓度比西兰花高得多。(有观点认为西兰花一天一斤影响碘吸收,对甲状腺不好。)天然的萝卜硫素是以萝卜硫苷的形式存在(没用),需要在黑芥子酶催化下在肠道生成萝卜硫素(有用)。萝卜硫苷和黑芥子酶在西兰花里都有,水煮西兰花会让黑芥子酶溶于水中,非要煮食,要把煮菜水喝了。

总结:选择合理饮食结构,控制蛋白质总量,低碳饮食结构且慢碳水,加上健康优质脂肪,可延缓衰老,例如选择地中海饮食。适度锻炼,改掉不良生活习惯,戒掉不良嗜好,合理社交,保持低欲望,保持心情愉快,选择低海拔、低生活压力、环境优美、空气质量高,医疗条件好的城市生活。合理轻断食,可适度服用一些抗衰老补剂。

注意:摄入食物营养素的量和比例,需按照下面的资料,根据自身情况精确计算,并根据身体反馈情况动态调整。轻断食的方法,需按下面资料的规则执行,由浅入深,逐步推进,不可在家连续辟谷断食或顿顿水煮青菜。服用抗衰老补剂的种类和剂量,也需要严格把控,原则是宁可不足也不要过量。


课题二:颜值抗衰老(局部抗衰老)

张韶涵、林心如、李俊基这些明星,都在采用的一些颜值抗衰老方法,可以让明星在40岁50岁还能保持冻龄女神/男神。当然,明星是出于工作需要这样做,这些方法意味着在生活方面,吃住行受到诸多限制,而且要长期坚持,可能会降低一些人的幸福指数。一般人要不要遵循,请自行拿捏。大家有兴趣可以搜一下张韶涵的抗衰老经验。

  1. 低碳水低糖生活,防止皮肤中的胶原蛋白糖化反应,防止AGES生成,AGES是皮肤衰老元凶。人的皮肤由胶原蛋白、弹性蛋白和玻尿酸构成,皮肤内部偶尔会有微损伤,如果糖化胶原蛋白侵入这些缝隙,形成稳定结构,造成永久损伤,皮肤表面一个斑,皮肤下面几大团。AGES还和皱纹、眼袋有一定关系。黑名单包括糖和糖化反应物,例如奶茶(糖)和油炸食品(糖化反应物)。市面上的各种抗糖产品(粉末冲剂、口服液),一般围绕阻止肠道对各种碳水(淀粉、糖)的吸收,以及促进皮肤末端毛细血管循环,增强皮肤废物代谢能力。
  2. 每日补充胶原蛋白肽3000mg,弹性蛋白50mg,补充皮肤营养。液态的吸收率优于固态颗粒,主流的做法是买那种胶原蛋白+弹性蛋白的双蛋白的口服液(有争议,有人说是智商税,不过我在吃,感觉有效果)。胶原蛋白肽原料很便宜,弹性蛋白很重要但较贵,很多商家不舍得添加弹性蛋白(或者概念性添加1mg就说自己加了),加一些杂七杂八的其它便宜货,比如声称加了燕窝,加了某种神奇植物提取物。只要不明确说明加了多少mg弹性蛋白的,或者加的量不足50mg的,都不要买。其中弹性蛋白属日本林兼的鲣鱼弹性蛋白最好,原料2万一公斤,据说现在网上也能单独买到,用小勺子吃。如果不想花钱买,可在家自己炖鱼皮,炖鸡爪和猪蹄效果不佳还长胖(分子量过大)。氨基酸之间通过肽键连接组成蛋白质,小于一定分子量(道尔顿)的蛋白肽,可直接肠道吸收,无需分解为最基本的氨基酸单元。
  3. 防止紫外线,紫外线是皮肤衰老元凶之一,AGES生成的重要推手。户外打伞,防晒霜,衣服帽子遮挡。夏季影子短于身高时最多在阳光下暴露15分钟。长期开车的货车司机,往往左脸50岁颜值,右脸30岁颜值。
  4. 每天早晚涂抹各类护肤品。使用爽肤水、眼霜、精华液、面霜这几样是最低要求,重点是额头抬头纹、眼袋、眼角鱼尾纹、法令纹。最好含有波色因等重度抗衰老成分。
  5. 人在35岁,60岁和75岁三个节点,会陡然衰老,其中35岁是颜值衰老的关键节点,在35岁的前几年,就要做好颜值抗衰老。25岁开始就可以做防初老。

轻断食的方法

16+8轻断食法:每天8个小时内吃东西,其他16个小时只喝水或纯茶或无糖无奶的黑咖啡。例如早上8:00吃第1口,下午4:00吃完最后一口。又例如,早上10点吃第一口,下午6点吃完最后一口。

5+2轻断食法:一周选择不连续的两天作为断食日,在断食日只吃一顿,热量限制男士低于600卡,女士低于500卡,减肥阶段要极低碳水或生酮(0碳)+高蛋白,体重维持阶段要极低碳水或生酮(0碳)+高脂。例如4个鸡蛋一斤黄瓜一个番茄正好500卡。不可连续两天断食,吃三天饿一天,再吃两天饿一天,循环往复。例如周一和周五断食。5+2轻断食和16+8轻断食可叠加使用。

隔日轻断食法:一天吃一天断食,5+2轻断食升级版,断食频率更高,减肥更快,饿的真狠,不适合初学者。隔日轻断食和16+8轻断食可叠加使用。

轻断食与辟谷断食的区别:超过48小时的连续辟谷断食,会让身体进入饥荒保命模式,降低基础代谢(基础代谢见下文),会有一些副作用。而轻断食不会伤害基础代谢,当身体感觉不对劲的时候,又开始摄入食物,身体来不及反应,不进入饥荒模式。

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轻断食+低碳饮食,副作用和应对措施

1,饥饿感,应对:强大意志力,或食用燕麦麸皮、魔芋粉、奇亚籽,大量饮水,欺骗胃。

2,疲惫焦躁感,严重可致抑郁。应对:强大意志力,循序渐进,有胰岛素抵抗的先解决抵抗问题。

3,便秘,应对:服用正确的益生菌(有治腹泻或便秘的,搞反了就拉钢蛋,厕所扶墙惨叫)。

4,胃酸/胆汁过多,应对:多喝水,食用膳食纤维,让胃和胆囊有事可做。

5,感到寒冷,身体能量不足的表现,特别是手脚远心端。应对:身体好就硬抗,不好就多穿点,热水泡手脚。

6,脱发:永久伤害,毛囊枯死不复生。身体认为你遇上饥荒快挂了,头发指甲等非核心零件就不供营养了。应对:涂抹米诺地尔汀生发液,补大剂量生物素,口服和涂抹银杏叶、侧柏叶和积雪草萃取物。

7,性欲下降:暂时的,饱食数日可恢复,接受现实吧。身体认为你遇上饥荒快挂了,会让你节能保命,别想着浪费能量去乱搞。

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饮食结构:推荐 中蛋白+中量优质脂肪+低碳,蛋白质摄入量,体重公斤数×0.52,例如60kg的人,每日蛋白摄入量在30g到120g之间,因为肉类蛋白含量约20%,因此对应肉类为150g到600g之间。超过此阈值,mtor有可能被激活。注意主食和蔬菜中也含有蛋白,计算时不应遗漏。减肥时为防止掉肌肉,应取1.52之间,体重维持期为抗衰老,应取1以下0.5以上。

每日净碳水摄入量,大于130克为平衡膳食,低于130克为低碳饮食,低于50克为极度低碳,低于20克为生酮饮食。如采用16+8轻断食,可执行低碳饮食小于130克,有抗衰老效果。如采用5+2轻断食或隔日轻断食,可在普通日执行低碳饮食小于130克或平衡膳食,在断食日执行极度低碳或生酮饮食。

算好蛋白质和碳水摄入量后,剩下的热量由优质脂肪来调节。减肥阶段可低脂肪,达到满意体重后,在体重维持阶段,若体重降低则增加优质脂肪,若体重增加则降低优质脂肪。优质脂肪包括深海鱼类脂肪、橄榄油、牛油果、部分坚果等。

优质碳水:升糖指数GI和GL较低,肠胃缓慢消化和吸收糖,可令胰岛素缓慢释放,且饱腹感强,例如燕麦,玉米,糙米,小麦全麦,黑麦全麦。劣质碳水为精米精面,如白面馒头,GI值高,刺激胰岛素快速释放,饱腹感差。当然更不能直接吃糖,包括白糖,红糖,蜂蜜,葡萄糖,果葡糖浆。

优质脂肪:

不饱和脂肪——欧米伽9为优质脂肪,包括橄榄油(特级初榨,烟点低凉拌)、牛油果油(好,贵,可炒菜)、山茶油(好,便宜,可炒菜)。欧米伽3为优质脂肪,包括深海鱼油、海豹油、磷虾油。欧米伽6为劣质脂肪,超市常见植物油(花生油,大豆油,葵花籽油,玉米油等),欧米伽6造成的身体伤害,可被欧米伽3抵消。例如鱼油丸可抵消花生油、大豆油的伤害。欧米伽3的有效成分是EPA和DHA,EPA降血脂,DHA补脑。降血脂的EPA鱼油丸纯度要高,最好80%以上,杂油要少,杂油使EPA降血脂功能大打折扣。DHA无降血脂作用,但可促进婴幼儿脑发育,预防中老年脑退化疾病。

饱和脂肪——猪油或棕榈油为有争议的脂肪(有人说好有人说坏),椰子油为优质脂肪(中链脂肪,味道怪)

反式脂肪,为极度劣质脂肪,几个月才能代谢出体外,在血管内壁沉积造成永久伤害。正常油脂在油炸、高温爆炒会产生,另外有精炼植物油、人造奶油、人造黄油、起酥油等,超市包装食物少吃,擦亮眼睛看配料表。另外蛋糕店/面包房普遍用植物性奶油做蛋糕,奶茶店添加植脂末,都是反式脂肪重灾区,却连配料表都不写。

争议食物:有人说好有人说坏,科学界无定论。争议大的不碰或保守摄入,让别人去当小白鼠。鸡蛋蛋黄的胆固醇,按膳食指南最多每日一个。猪油、棕榈油不碰。这种策略的意义在于,万一将来科学家得出最终结论,这个东西有害,而你已经吃了20年,造成了永久不可逆伤害,岂不捶胸顿足?如今物产丰富,没有什么食物不可替代,安全无争议的食物很多。

关于饱腹感:奇亚籽,魔芋粉,燕麦麸皮,喝大量水,可在胃中形成膳食纤维悬浊液,抗饿几个小时,热量低到忽略不计。

关于代糖:赤藓糖醇,甜菊糖苷,罗汉果糖3种可以放心吃,其他的不推荐,比如安赛蜜,阿斯巴甜,三氯蔗糖(蔗糖素),海藻糖等。

酒精和果糖:酒精伤肝,会造成酒精性脂肪肝,果糖代谢路径和酒精类似,会造成非酒精性脂肪肝,在带甜味的水果中果糖较丰富,不推荐,蜂蜜果糖含量高,不推荐。推荐用大量蔬菜代替水果。果糖比蔗糖危害更大。

mtor感受器主要是蛋白质摄入量,AMPK感受器主要是血糖和糖原总量,二者不同。蛋白质摄入过量,mtor启动。血糖和肝糖原耗尽,AMPK启动。轻断食的原理就是空腹足够长的时间,拖到血糖和糖原耗尽。AMPK还可被某些运动激发,如HIIT,持续时间较短(太累,做不了多久)。果蝇在饥饿时会优先选择进食而非交配,吃了蛋白质的果蝇会转而交配,只吃了糖的果蝇会继续进食,蛋白质是生物体判断丰年的标准。

饥饿感:血糖和肝糖原耗尽,会产生胃空虚,眼发黑,心发慌的现象,提醒你去觅食,一般持续15-30分钟,就会停止提醒,转而用脂肪供能,启动AMPK。如果此时食用无热量纯欺骗饥饿感的东西,如茶水,纯魔芋粉,不影响脂肪供能和AMPK启动。

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热量/卡路里计算+减肥

纯蛋白质,例如鸡胸肉,100克130大卡。碳水,例如燕麦,100克400大卡。脂肪,例如猪肥肉,100克800900大卡。脂肪比蛋白质热量要高67倍。绿叶蔬菜(膳食纤维),例如黄瓜,100克15大卡,忽略不计。

人的基础代谢,指的是人躺床上一天啥也不干,保证活着,需要消耗的热量,跟人的身高、体重、年龄、性别,都有关系。大概在1200~1800大卡之间。网上有基础代谢计算器,可输入自己身体数据自行计算。人从事日常办公室活动,也会消耗卡路里。跑步5公里可消耗300卡(不如两瓶可乐的热量),运动消耗卡路里比较有限,人是很节能的生物,减肥中控制饮食比运动更重要。

每累积3800大卡,增一斤肉,每亏空3800大卡,减一斤肉。

例如:某白领男,30岁,身高175cm,体重130斤,基础代谢1600大卡,日常办公室活动300卡,不运动,每日消耗1900大卡。一日三餐螺蛳粉,每份螺蛳粉800大卡,2400卡-1900卡,每日富余500卡,近8天长一斤肉。

某白领女,25岁,身高165cm,体重100斤,基础代谢1250大卡,日常办公室活动300卡,每天跑5公里300卡,每日消耗1850卡。一日三餐减脂餐,每份350卡,1850卡-1050卡,每日亏空800卡,每5天掉一斤肉。

减肥应采用全局减脂,局部减脂效果甚微,例如做仰卧起坐,会把腹肌练大,但表面脂肪不减,肚子更大。在减重时,先掉哪里的脂肪,不由大脑决定,由身体根据基因统一调配,一般先减掉脸、脖子、手臂的脂肪,最后再动用腹部脂肪,当人类还是原始人的时候,还没发明衣服,腹部脂肪(含内脏脂肪),是保证内脏核心温度的保命法宝,不到饥荒紧要关头,不拿出来用。女性因为受雌激素影响,大腿脂肪也比较难减。

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下面举几个普通人的案例,来看看他们在生活中犯了哪些加快衰老的错误——

案例1:

大壮,男,28岁,身高178。大壮是混迹于健身房的肌肉男,因为鸡蛋比牛肉便宜,一天吃十几个全蛋补充蛋白质(胆固醇超标,血管老化),他还会额外补充一些BCCA支链氨基酸,用于激活mtor更好的增肌(mtor加速衰老)。他在撸铁前,会吃两根香蕉补充快碳(快碳伤害胰岛),然后疯狂撸铁,他每次都练一个小时以上(皮质醇升高加速衰老),练后喝一小瓶葡萄糖(劣质快碳),吃一点增肌粉(蛋白质+快碳),再吃好几片白吐司(快碳)。他想明年去打比赛,为了更好增肌,他服用十几种补剂,包括肌酸、睾酮、氮泵等(过量加速衰老),还偷偷服用雄性类固醇(禁药)。他每天摄入蛋白质高达体重×4克(每天都在激活mtor)。他身体强壮免疫力强,女朋友很喜欢,每晚找他要,他每晚都给两次(纵欲加速衰老)。

点评:大壮做了很多加速衰老的事,但他自认为食材干净、营养丰富、天天锻炼,自己会比别人老的慢。当然大壮的生活模式并非一无是处,他的饮食完全受控,避免摄入各类垃圾食品,锻炼和睡眠也非常规律。他的问题主要是摄入了过量蛋白质和快碳,蛋黄也吃多了,并且为了训练效果,吃了一些引发衰老和破坏内分泌的补剂。如果降低蛋白质和碳水到合理水平,停止服用促进雄性功能的补剂,那他的生活会很健康。但这样会大大降低他的增肌效果,变为自然派,被药物派吊打,无缘比赛,这是他不能接受的。

案例2:

小美,女,26岁,身高165。小美是一名舞蹈老师,为了身材,每天早上7点起床跑5公里(过度有氧加速衰老,伤膝盖)。每天要喝两杯奶茶(糖化反应,加速衰老,影响颜值),一块蛋糕店的提拉米苏(反式脂肪,糖)。小美每天都吃大量甜水果(果糖伤肝),还特别喜欢吃榴莲(糖分很高、热量炸弹)。小美喝蜂蜜柚子茶(果糖)和酸奶(添加糖)。小美嫌公司食堂不好吃,经常点外卖(食材品质不受控),特别喜欢点韩国炸鸡、可乐、汉堡(高油高糖,油炸反式脂肪)。她下班后,化浓妆(伤害脸部皮肤)和朋友去酒吧喝酒(酒精一类致癌物),酒吧内烟雾弥漫(二手烟一类致癌物)。回家后和朋友玩吃鸡,一直玩到12点都不睡觉(熬夜加速衰老,睡眠时间也不足)。小美五一长假出去旅游,夏天户外不打伞也不涂防晒霜(紫外线引起皮肤衰老),在旅途中吃了很多当地特色美食(食材品质不受控),回来吃胖了5斤(激发mtor),因为工作需要,又减肥了5斤(体重忽上忽下,影响健康)。她对化妆品的投入花费远远超过护肤品(搞反了)。

点评:小美是一个普通的职场女性,做了很多引发衰老的事,但她并未意识到。她的主要问题是摄入了很多高GI的碳水,包括直接摄入糖。也摄入很多反式脂肪。她需要重视抗糖,有氧运动也过量了,最好减量或者两天跑一次,同时补充抗氧化剂。她对颜值的保养还缺乏经验,没有引起足够的重视。

案例3:

小明,男,32岁,身高172,985高校研究生毕业,IT男,互联网知名大厂上班。作为码农,小明经常加班,睡的很晚(晚睡加速衰老),有时候凌晨一点还在写程序(雄性激素旺盛),小明越来越脱发(脂溢性脱发)。熬夜写程序的时候,他一边抽烟(一类致癌物),一边喝可乐(直接摄入糖)。小明平时很少锻炼身体,有点微胖(炎症),有点小肚子(内脏脂肪高),体检时有轻微三高和轻度脂肪肝(循环系统和内脏加速衰老)。有时候项目压力大,小明感到十分焦虑(皮质醇升高)。小明周末喜欢和朋友去外面聚餐,摄入很多高钠糖油混合物(高钠,劣质脂肪,劣质碳水,热量超标),聚餐时会喝一点酒(酒精一类致癌物)。

点评:小明是一个普通的职场男性,做了很多引发衰老的事,而且完全不抗衰。他身体处于亚健康状态。他的问题很多,比如吃东西完全不忌口,摄入了很多高钠、糖油混合物、反式脂肪,还直接摄入糖。他抽烟喝酒,不锻炼身体。除非他有长寿基因,否则注定只能活普通人的平均寿命,等他到退休年龄,等待他的可能是心血管疾病、糖尿病、脂肪肝等,而且癌症发病率也不低。

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重疾早筛:非常重要

对于长寿,重疾的早筛和抗衰老一样重要,十大癌症中,除了胰腺癌外,其他都可以早期发现,消灭在萌芽阶段,不会拖到晚期致命。

1.肺癌:戒烟,避免炒菜油烟,胸部CT,每年一次

2.肠癌:无痛胃肠镜,三年一次

3.胃癌:无痛胃肠镜,三年一次

4.乳腺癌:女性癌症发病率第一,40岁以下彩超,40岁以上加做钼靶,便宜,每年一次,此病致死率低

5.肝癌:彩超和抽血(甲胎蛋白),每年一次,乙肝患者,半年一次

6.食管癌:无痛胃肠镜,三年一次

7.甲状腺癌:彩超,此病致死率低,每年一次

8.胰腺癌:难以检查,此病致死率极高,得此病只能怪自己点儿背

9.前列腺癌:抽血查PSA,此病致死率低,每年一次

10.宫颈癌: TCP加HPV,每年一次

注意:消化道疾病及癌症与幽门螺旋杆菌高度相关,中国人感染率55%,最好到医院做根除治疗,治疗后一年复发率5%,3%为没杀干净,2%为再次被传染,95%成功率值得一做。肠道益生菌良好时会压制幽门螺旋杆菌,益生菌失调时幽门螺旋杆菌会出来做恶。

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对几种抗衰老神药的看法:

  1. 雷帕霉素,通过抑制mTOR达到抗衰老效果,小白鼠延寿%,本来是杀真菌药物,有免疫抑制效果,也用做器官移植的抗排斥药物,因为能抑制癌细胞mTOR,也用做部分癌症的辅助用药。
  2. 二甲双胍,糖尿病人的降糖药,可激发AMPK。
  3. 亚精胺,让身体更好地细胞自噬。小麦胚芽中含量较高。
  4. 阿卡波糖,糖尿病人用药,同二甲双胍。

以上药物,我一个都没吃。

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附:中国居民死亡原因排名前25名

1.中风

2.缺血性心脏病

3.肺癌

4.慢性阻塞性肺病

5.肝癌

6.交通事故

7.胃癌

8.痴呆

9.新生儿疾病

10.高血压性心脏病

11.食管癌

12.肺炎

13.自杀

14.肝硬化

15.大肠癌

16.慢性肾病

17.先天性疾病

18.坠亡

19.溺亡

20.糖尿病

21.乳腺癌

22.白血病

23.脑瘤

24.胰腺癌

25.其他恶性肿瘤

附录二看完BBC纪录片《如何延缓衰老》,发现花在脸上的钱都白瞎了

Author: [通宵达旦]

Link: https://zhuanlan.zhihu.com/p/87624381

文/蒲笑

变老?单单这两个词,就让很多人避之不及。

在这个“颜值即正义”的时代,抗衰老和防皱纹是很多仙女们日常讨论的话题。

护肤水、精华液、面膜更是成为了生活的必需品。

诸多医美项目也成为很多女孩们攒钱奋斗的动力。

为什么在同样的年龄,有的人比同龄人年轻10岁,有的人外表却看上去老很多?

想保持青春,真的需要花大把钱,甚至在脸上动刀么?

实际上,用对了方法,让你比同龄人年轻根本就不难!

BBC纪录片《如何延缓衰老》,用超科学的实验依据来告诉我们,怎样做才能够延缓衰老?

不得不说,这个纪录片简直就是护肤小仙女们的福音。

很多时候,我们都可以看到一些护肤小妙招,延缓衰老小妙招。

但我们从来没想过,为什么我们的皮肤会日渐衰老?

这一次BBC纪录片《如何延缓衰老》用研究告诉你答案。

此次纪录片的主角是整形外科的医生罗津娜。

罗津娜日常的工作与皮肤相关,与很多小伙伴一样,她想了解皮肤逐渐衰老的底层原因,进而针对性地对皮肤衰老给出解决方案。

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罗津娜离开了自己熟悉的手术室,前往实验室了解先进的皮肤科学。

《如何延缓衰老》的开片就给了我们一个意外且笃定的结论:长皱纹最大的元凶是因为太阳光。

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为什么晒太阳会变老?

纪录片告诉了我们答案:

阳光的射线会破坏我们皮肤的胶原蛋白,而皮肤产生皱纹正是因为胶原蛋白开始萎缩。

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当然啦,直接给皱纹下定义,好像不够有说服力。

“用事实说话”才是BBC纪录片一贯的理论派style。

罗津娜与科学家决定把长期开车的货车司机当作研究对象。

“晒太阳到底会不会长皱纹”,答案呼之欲出。

司机先生在专门仪器的照射下进行了检测。

皱纹在仪器的检测加工下,肉眼可见的是司机左右两边脸的皱纹密度和深度明显不一样!

按理来说,就算长皱纹,两侧脸颊也不应该会有太大的差异性。

可为什么司机先生两侧的脸有明显不一样的检测结果呢?

答案和我们前面的结论相吻合:

因为工作环境的特殊性,司机们的一边脸比另一边脸更长时间的暴露在日头下。

司机在驾驶座上,被挡风玻璃保护,玻璃直接隔绝了身为短波紫外线的UVB,货车司机的皮肤不会因为坐在车内就被晒伤。

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可长波紫外线却是无孔不入,简单的玻璃想要抵制它可没那么容易。

UVA有更长的波长,能够穿透玻璃,深入皮肤,最终弱化胶原蛋白,导致皱纹。

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“晒太阳果然会变老”,看完这些,方才明白原来阳光不是那么好“晒”的。

这里,我们可以直接得出结论,有没有皱纹跟是否做防晒有很大的关系。

哪怕你在室内,也会受到UVA的“骚扰”,更何况是室外呢?

所以不管是白天阴天还是车内车外,我们都需要涂一下防晒。

在购买防晒霜时,不仅要查看防晒系数,还要注意UVA的评级,五星级能够最大程度的防止阳光导致的老化。

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除了防晒,我们还应该注意什么?

我们继续跟着罗津娜探索“防止皮肤衰老的秘密”。

对护肤有一点了解的人,对胶原蛋白这个名词不会陌生。

形容一个人年轻,往往都会说:“她脸上真是满满的胶原蛋白”。

相对应而言,年纪大一点,整个皮肤看起来都比较干瘪,这也是因为胶原蛋白不足的缘故。

BBC中没有过多说明胶原蛋白,而是跟我们介绍了一种细胞:纤维母细胞。

千万不要小瞧这个细胞,它可是胶原蛋白的制造机。

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有了它,还愁你的胶原蛋白不够多么?

可纤维母细胞没有你想象的那么“坚强”。

我们人体生存需要氧气,这个专业知识恐怕没人不知道,可是少为人知的是,有1%-2%的氧气并没有直接被人体循环,而是形成了自由基。

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自由基的累积效应与人体本身的防御机制抗衡。

自由基缓慢而压倒性地战胜人体的防御机制,会造成人体衰老,直接性的损害能产生胶原蛋白的纤维母细胞。

新的讨论点近在咫尺,修复受损的纤维母细胞,我们可以做些什么?

BBC《如何减缓衰老》,干脆利落地给了我们解决问题的部分答案:饮食。

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民以食为天,我们到底应该吃什么?

https://jinshuju.net/f/6Km7if

长生不老丹?BBC自然不会给出如此没脑子的答案。

纪录片《如何延缓衰老》直接带我们梳理下,什么该吃,什么不该吃。

第一项是:颜色鲜艳的食物。

在BBC纪录片中,代表性的事物是番茄。

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番茄颜色鲜艳的主要原因是因为它有一种特殊的成分:茄红素。

茄红素能够良好的吸收氧化和防止氧化应激反应,有着良好的修复纤维母细胞的效果

第二项是:苦味的蔬菜。

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可能有的小伙伴会纠结:生活已经够苦了,为啥不能来点甜。

BBC在这里列举的蔬菜,其实算不上苦,反而是健身人士经常纳入菜谱的一个健康蔬菜:西兰花、小红萝卜。

它们含有一种叫芥子油苷的成分,是天然抗衰老、抗氧化的物质。

人体摄入这种成分后,芥子油苷会储存在皮肤中,使皮肤有了自我保护能力。

第三项是:鱼类。

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通过食用大量富含油脂的鱼可以达到抗衰老的目的。

鱼类含有一种特殊的物质:欧米加3脂肪酸。

有的鱼甚至可以有消炎的功效,炎症会导致皮肤的氧化应激反应,而鱼类特有的物质可以消除皮肤细胞里的炎症,自然对抗衰老有益。

前面三项都是推荐大家食用的食物。

第四项就是让大家规避的食物:

淀粉类的食物,比如土豆、大米、意大利面。

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《如何延缓衰老》中研究的最后一项是否会导致衰老的物质。

你绝对想不到:糖。

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喜欢点奶茶、吃甜品的小仙女,日常的糖摄入量自然高于平均摄入水平。https://jinshuju.net/f/6Km7if

可BBC研究表明:糖摄入量也决定了皮肤的衰老情况。

最为明显的是:当糖尿病患者经志愿者通过样貌猜测选项、匹配年龄。

结论是糖尿病患者普遍比同龄人看上去显老。

后来,研究直接测试血糖和皮肤之间的关系,结果发现血糖和外观年龄的关联非常显著。

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试验肯定了结论:血糖高的比血糖低的显老。

为此我们的纪录片主角也亲自去测试了一下自己的血糖量。

罗津娜在数百位调研员所统计出来的数据显示:她比同龄人年轻十岁。

再检测她体内的血糖含量,结果是处于低血糖水平。

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看了这些实验检测数据,不得不感慨:原来糖也是岁月的敌人。

戒糖行动得提上日程了……

几大项说完,纪录片也接近尾声,与时间对抗,做如下总结:

1、要注意防晒

2、多吃颜色鲜艳的食物以及富含脂肪的鱼类,还有西兰花那种带苦味的食物。

3、减少淀粉的摄入

4、最重要的是戒糖。

BBC的《如何延缓衰老》的记录片用科学严谨的实验,得出解决方案,实打实地教会我们如何让岁月来得慢一些。