袁越
關(guān)于長壽,歷史上誕生過很多理論,彼此間爭(zhēng)論不休。
從舊金山市中心出發(fā),穿過狹窄的街道和擁擠的人流一路向北,跨越著名的金門大橋,就進(jìn)入了馬林郡(Marin County)的地界。這個(gè)郡是美國的“長壽之鄉(xiāng)”,男性預(yù)期壽命為81歲,女性預(yù)期壽命為84歲,綜合排名全美第一。
我的“人類長壽探秘之旅”就從這里開始,不過原因并不是因?yàn)檫@里壽星多,而是因?yàn)槿虻谝患覍iT研究長壽問題的獨(dú)立科研機(jī)構(gòu)“巴克研究所”(Buck Institute)就坐落在馬林郡內(nèi)的一座小山之巔。研究所由一組乳白色的建筑組成,由著名華裔建筑師貝聿銘親自設(shè)計(jì),外表看起來極為樸素,但內(nèi)部卻充滿了各種現(xiàn)代元素,相當(dāng)精巧。
巴克研究所之所以選擇建在馬林郡,也不是因?yàn)檫@里是所謂“長壽之鄉(xiāng)”,而是因?yàn)榕f金山灣區(qū)出眾的科研實(shí)力和投資環(huán)境。距此地一小時(shí)車程以內(nèi)就有三所世界排名前十位的大學(xué),分別是加州大學(xué)舊金山分校、加州大學(xué)伯克利分校和斯坦福大學(xué)。從這里開車去硅谷也用不了一個(gè)半小時(shí),后者絕不僅僅是全球IT行業(yè)的中心,同時(shí)也是很多生物技術(shù)公司的搖籃。
長壽正是目前硅谷最熱門的話題之一,該領(lǐng)域的一位狂人奧布雷·德格雷(Aubrey de Grey)創(chuàng)立的長壽研究基金會(huì)(SENS Research Foundation)就坐落在硅谷的中心“山景城”(Mountain View)。德格雷宣稱“能夠活到1000歲的人已經(jīng)出生了”,這句極富誘惑力的口號(hào)被美國媒體放大后感染了很多人,也感動(dòng)了不少投資者。相比之下,暢銷書《奇點(diǎn)臨近》(The Singularity Is Near)的作者雷·庫茲韋爾(Ray Kurzweil)則認(rèn)為真正意義上的長壽是即將成為現(xiàn)實(shí)的腦機(jī)接口技術(shù),人類將能夠通過這種方式獲得精神上的永生。庫茲韋爾目前受雇于谷歌公司,正是在他的影響下,谷歌出資成立了一家專門研究長壽問題的高科技公司Calico,可惜這家公司以剛剛成立缺乏成果為由拒絕了我的采訪申請(qǐng)。
為什么硅谷會(huì)如此熱衷于長壽研究呢?2017年4月出版的《紐約客》(The New Yorker)雜志刊登了一篇長文,解釋了其中的奧秘。該文援引一位資深人士的話說,硅谷的風(fēng)險(xiǎn)投資家和程序員們雖然不懂生物技術(shù),但他們懂編程,也知道大數(shù)據(jù)應(yīng)用的厲害。這些人普遍相信生命就是一個(gè)數(shù)據(jù)量比較大的程序而已,因此可以通過尋找程序中的缺陷而將其修復(fù),從而達(dá)到治療疾病甚至延年益壽的目的。
另一個(gè)原因是,遍布硅谷的那些精力旺盛的暴發(fā)戶們相信,他們?nèi)绱擞绣X,如此無所不能,卻居然還和周圍那些庸碌之輩一樣只能活一輩子,這件事實(shí)在是太不酷了。HBO電視劇《硅谷》中就有這樣的情節(jié),一位躊躇滿志的硅谷投資人豢養(yǎng)了一個(gè)身體健康的小伙子,每日為他提供年輕的血液,因?yàn)樗嘈泡斈贻p人的血能延緩衰老,讓他永葆青春。
這個(gè)情節(jié)并不是夸張的諷刺,而是確有其事。就在2017年初,一家名為“不朽”(Ambrosia)的生物技術(shù)公司剛剛在舊金山灣區(qū)成立了。這家公司試圖通過輸血來讓那些渴望長生不老的百萬富翁們恢復(fù)青春,第一批顧客全都來自硅谷,每人收費(fèi)8000美元。有意思的是,硅谷所在的舊金山灣區(qū)實(shí)際上已經(jīng)是全美最長壽的地區(qū)之一了。美國人均預(yù)期壽命排名前十位的郡有三個(gè)都在灣區(qū),其中就包括硅谷所在的圣塔克拉拉郡。其他幾個(gè)長壽郡也都在富人云集的地方,包括洛杉磯和華盛頓特區(qū)周邊的郊縣。這些地方自然環(huán)境優(yōu)美清潔,醫(yī)療條件優(yōu)越,居民的健康意識(shí)也很強(qiáng),這三條恰好都是成為“長壽之鄉(xiāng)”的必要條件。
寫到這里必須指出,美國并沒有“長壽之鄉(xiāng)”的說法,這是個(gè)很有中國特色的名詞,暗示長壽之地一定是在鄉(xiāng)下。其實(shí)根據(jù)最新統(tǒng)計(jì),全球最長壽的地區(qū)是香港,男性預(yù)期壽命為81.2歲,女性為87.3歲,平均值首次超過了日本。即使只看中國大陸地區(qū),北京和上海的人均預(yù)期壽命也都超過了81歲,遠(yuǎn)高于被譽(yù)為“長壽之鄉(xiāng)”的廣西巴馬瑤族自治縣,該縣的人均預(yù)期壽命僅為76歲,和全國平均數(shù)字持平。
巴馬縣之所以敢自稱“長壽之鄉(xiāng)”,原因是該縣超過100歲的人瑞數(shù)量據(jù)說很多。但因?yàn)?00年前大多數(shù)鄉(xiāng)村的戶籍登記制度很不健全,導(dǎo)致這個(gè)數(shù)字非常不可靠。事實(shí)上,不少人懷疑日本之所以出了那么多長壽老人,就是因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)年代很多日本人為了逃避兵役或者多領(lǐng)一份救濟(jì)糧而冒名頂替死去的年長親屬。
還有一個(gè)重要原因就是故意造假,原因各異。有的是出于經(jīng)濟(jì)目的,比如巴馬縣就以長壽之鄉(xiāng)的名義高價(jià)販賣一系列土特產(chǎn)品,像什么巴馬可滋泉、巴馬白泥和巴馬火麻油等等,但這些東西目前都沒有科學(xué)證據(jù)證明有效。還有的是為了宣傳某種思想,比如古代各大宗教門派都喜歡宣稱自己的教主萬壽無疆。更多的則是出于“為尊者諱”的善意,把耄耋老人的年齡再多說幾歲又有何妨?結(jié)果肯定是皆大歡喜。
但科學(xué)不能造假,必須較真。目前學(xué)術(shù)界公認(rèn)的年齡最大的人瑞是法國人珍妮·卡爾蒙(Jeanne Calment),她出生于1875年2月21日,死于1997年8月4日,享年122歲零164天。她家是開顏料鋪?zhàn)拥?,她在上世紀(jì)90年代接受記者采訪時(shí)說,她清楚地記得小時(shí)候家里曾經(jīng)接待過一位脾氣暴躁、一身酒氣的丑鬼顧客,后來才知此人名叫凡·高。
卡爾蒙是迄今為止唯一活過120歲的人,在她去世之后很長一段時(shí)間內(nèi),意大利人艾瑪·莫拉諾(Emma Morano)接替了她的位置,成為地球上活著的人當(dāng)中年紀(jì)最大的人瑞。莫拉諾出生于1899年11月29日,死于2017年4月15日。在她去世之后,世界上再也沒有一個(gè)出生于19世紀(jì)的人了。
從某種意義上說,直到這一天為止,人類才終于正式向那個(gè)偉大的世紀(jì)告別。
“去年發(fā)表的兩篇論文稱,人類的壽命極限是120歲,不可能再多了。”巴克研究所現(xiàn)任所長埃里克·威爾?。‥ric Verdin)博士對(duì)我說,“一個(gè)主要原因就是地球上已經(jīng)有過幾十億人,但卻再也沒有一個(gè)人能活過120歲,這個(gè)樣本數(shù)量足夠大,很有說服力?!?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2018/01/17/slzk201803slzk20180314-3-l.jpg" style="">
威爾丁博士在他那間明亮的所長辦公室里接受了我的采訪,進(jìn)入正題之前他還透露了一個(gè)關(guān)于卡爾蒙女士的小八卦:“她直到去世前兩年才終于戒了煙!當(dāng)然了這可不等于說吸煙有助長壽,而是說如果她不吸煙的話有可能活得更長?!?/p>
卡爾蒙是在1997年去世的,而巴克學(xué)院兩年后即宣告成立,我本以為兩者之間有什么聯(lián)系,但威爾丁博士告訴我不是這樣。
“從上世紀(jì)80年代末期開始,幾家研究所相繼發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)長壽基因,能夠把實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的壽命提高好幾倍。這件事震驚了整個(gè)生物學(xué)界,真正意義上的長壽研究正是從那個(gè)時(shí)候開始的,我們只不過順應(yīng)了這個(gè)潮流而已。”
為什么幾個(gè)長壽基因的發(fā)現(xiàn)會(huì)讓生物學(xué)家們?nèi)绱苏痼@呢?故事必須從長壽研究的起源開始講起。
每個(gè)人都想長壽,每個(gè)民族都有自己的長壽傳說,這個(gè)自不必多說。
但在古代,長生不老被認(rèn)為是只有少數(shù)帝王將相或者異能人士才有的專利,比如中國有秦始皇派遣三千童男童女去海外采集長壽仙丹的傳說,西方人則干脆把長壽歸到了神話的范疇里,普通人是無福享受的。
科學(xué)意識(shí)萌芽之后,終于開始有人試圖理解長壽的原因,或者更準(zhǔn)確地說,試圖解釋死亡的真相。比如有人相信生命體內(nèi)有一種神秘的“活力”,所有生命活動(dòng)都需要消耗“活力”,一旦用完了生命就終結(jié)了。還有人提出過一個(gè)聽上去似乎很有道理的假說,認(rèn)為一個(gè)人的心跳次數(shù)是有上限的,甚至還算出了這個(gè)上限是10億次,跳滿10億次人就活不成了。這個(gè)假說還有個(gè)變種,那就是所謂的“能量守恒”理論。該理論認(rèn)為生命一輩子所能消耗的能量是有限的,所以新陳代謝速率越快的生物死得越早。
“曾經(jīng)有個(gè)理論認(rèn)為動(dòng)物的體型大小和壽命有關(guān),體型越大的動(dòng)物越長壽,原因就是體型和新陳代謝速率有關(guān)聯(lián)。”威爾丁博士對(duì)我解釋說,“學(xué)過數(shù)學(xué)的人都知道,一個(gè)物體的體積越小,其表面積和體積之比就越大,這就相當(dāng)于擴(kuò)大了單位體積的散熱面積,身體就必須加快新陳代謝的速率以抵御寒冷?!?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2018/01/17/slzk201803slzk20180314-4-l.jpg" style="">
威爾丁博士還舉了個(gè)實(shí)際的例子:普通小鼠的心跳次數(shù)是每分鐘600次,呼吸頻率是每分鐘100次,兩項(xiàng)重要指標(biāo)幾乎都是人類的2倍,而小鼠壽命也只有2~3年。相比之下,大象的心率和人類差不多,平均壽命也和人類差不多。
有人曾經(jīng)把幾十種常見動(dòng)物的體重和壽命做成了一張圖,發(fā)現(xiàn)其變化趨勢(shì)非常明顯,幾乎是一條直線,數(shù)學(xué)家們完全可以根據(jù)這條直線推導(dǎo)出一個(gè)體重和壽命之間的換算公式,只要把某種動(dòng)物的體重代入這個(gè)公式,就能計(jì)算出它的大致壽命。
如果事實(shí)真是如此的話,那就意味著一個(gè)人要想長壽的話,最好的策略就是盡量減少自己的新陳代謝速率,變成一個(gè)懶蟲。所幸隨著科學(xué)家研究的動(dòng)物種類越來越多,那條直線也越來越不規(guī)則了。比如鴿子和小鼠的體重差不多,新陳代謝速率也相近,但鴿子的壽命卻是小鼠的10倍以上。
另外,如果只在某個(gè)物種內(nèi)部比較的話,上述規(guī)律同樣是不成立的,甚至有可能正相反。比如大狗通常會(huì)比小狗死得早,人類中的人瑞往往也是身材瘦小的居多。最關(guān)鍵的是,有越來越多的證據(jù)表明鍛煉身體有助于長壽,這一點(diǎn)和新陳代謝理論的預(yù)測(cè)正好相反。
還有一點(diǎn)非常有趣,那就是人類絕對(duì)是哺乳動(dòng)物中的異數(shù)。如果我們把人類的平均體重代入前文所說的那個(gè)公式的話,計(jì)算出來的結(jié)果是人類應(yīng)該活不到20歲!換句話說,如果那個(gè)公式是正確的,那就意味著人類壽命已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了自然界所能允許的上限,恐怕很難再增長了。
還好這個(gè)理論現(xiàn)在已經(jīng)被徹底否定了,因?yàn)樵摾碚摰幕炯僭O(shè)是不正確的。從某種意義上說,這個(gè)理論假設(shè)生命體和一輛車一樣,都必須遵從熱力學(xué)第二定律(熵增原理),用得越多磨損就越多,壞得也就越快。但是,生命是活的,和一輛車有著本質(zhì)區(qū)別,這一點(diǎn)最早是被一位物理學(xué)家首先揭示出來的。1943年,著名奧地利量子物理學(xué)家薛定諤在都柏林三一學(xué)院發(fā)表了一個(gè)題為“生命是什么?”的演講。在那次演講中,薛定諤首次提出生命最本質(zhì)的特征就是能夠不斷地從外界獲得能量,以此來維持自己的負(fù)熵狀態(tài)。這個(gè)過程并不違反熱力學(xué)第二定律,因?yàn)樯旧聿皇欠忾]系統(tǒng),它能夠把正熵作為廢物排出體外。
同樣拿車做個(gè)比喻。如果我們?cè)敢獠挥?jì)成本地修車,哪個(gè)部件壞了就換個(gè)新的,一輛車完全有可能永遠(yuǎn)地開下去。生命就是這樣一輛車,只不過修車過程是靠自身的力量來完成的,無需借助外力,這就是生命和非生命最大的區(qū)別。
既然如此,為什么這個(gè)過程不能永久地持續(xù)下去呢?最早給出答案的同樣是兩位來自非生物界的科學(xué)家。一位是波蘭裔美國核物理學(xué)家里奧·西拉德(Leo Szilard),他從原子核裂變的過程中得到啟發(fā),認(rèn)為關(guān)鍵就在于DNA的每一次復(fù)制都會(huì)產(chǎn)生少量誤差,這些誤差會(huì)隨著細(xì)胞分裂而被逐漸放大,整個(gè)過程和核裂變一樣都是指數(shù)增長的,總有一天會(huì)讓大部分基因失去功能,從而導(dǎo)致大量細(xì)胞死亡,生命系統(tǒng)就崩塌了。
這個(gè)理論本質(zhì)上就是磨損理論的一個(gè)變種,只不過西拉德試圖用數(shù)學(xué)的方法證明這種磨損是無法修復(fù)的,因此也是無法避免的??上У氖?,西拉德低估了進(jìn)化的力量。1978年干細(xì)胞被發(fā)現(xiàn),生物學(xué)家們意識(shí)到組成人體的體細(xì)胞并不是按照一分為二、二分為四這樣的節(jié)奏分裂而來的,而是全都來自少數(shù)干細(xì)胞。這些干細(xì)胞平時(shí)被嚴(yán)密地保護(hù)了起來,其DNA很難發(fā)生磨損。一旦身體某處有需求,這些干細(xì)胞就會(huì)發(fā)生分裂,產(chǎn)生出的后代被運(yùn)送到指定地點(diǎn),分化成特定功能的體細(xì)胞,去完成特定的任務(wù)。
換句話說,西拉德理論本身是沒錯(cuò)的,但生命進(jìn)化出了干細(xì)胞這樣一個(gè)巧妙的細(xì)胞擴(kuò)增模式,有效地防止了西拉德理論所預(yù)言的系統(tǒng)崩塌。
另一位是美國化學(xué)家德納姆·哈曼(Denham Harman),他本來是研究放射化學(xué)的,在一次實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)現(xiàn)接觸過輻射的小鼠會(huì)未老先衰。他在研究這一現(xiàn)象的過程中逐漸意識(shí)到細(xì)胞內(nèi)的線粒體同樣會(huì)產(chǎn)生大量具有氧化作用的自由基,其破壞力和放射性物質(zhì)產(chǎn)生的高能粒子是類似的,兩者都會(huì)攻擊細(xì)胞中的有機(jī)大分子,包括蛋白質(zhì)、核酸和脂肪等,最終導(dǎo)致細(xì)胞功能的喪失。
1956年,哈曼把這個(gè)自由基理論寫成一篇論文,發(fā)表后引起了轟動(dòng)。這個(gè)理論和西拉德提出的那個(gè)理論一樣,聽起來都是毫無破綻的,很快就在學(xué)術(shù)界找到了很多擁躉,其中最著名的支持者當(dāng)屬諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、美國化學(xué)家林納斯·鮑林(Linus Pauling)。他對(duì)自由基理論深信不疑,每天都要吃下去好幾勺維生素C藥片,希望這種具備一定抗氧化功能的維生素能夠幫助他健康長壽。最終他活了93歲,雖然可以說是長壽了,但也算不上是一個(gè)奇跡。
如今這個(gè)自由基理論同樣遭到了質(zhì)疑,無數(shù)實(shí)驗(yàn)證明無論是食用大量具備抗氧化功能的蔬菜,還是服用抗氧化藥物都不能增壽,甚至反而還會(huì)加速死亡??上н@些實(shí)驗(yàn)結(jié)果并沒有得到廣泛的傳播,市面上還能見到很多以“抗氧化”為賣點(diǎn)的保健食品在賣高價(jià)。
事實(shí)上,西拉德的那個(gè)理論同樣具有頑強(qiáng)的生命力,直到今天醫(yī)生們還會(huì)用“磨損”來解釋各種組織和器官的衰老。之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況,其背后是有深刻原因的,后文將會(huì)做出解釋。
讀到這里也許有些讀者會(huì)問,為什么提出長壽理論的都是物理學(xué)家或者化學(xué)家呢?長壽難道不應(yīng)該首先是個(gè)生物學(xué)問題嗎?沒錯(cuò),長壽當(dāng)然是個(gè)生物學(xué)問題,但這件事本身卻和生物學(xué)領(lǐng)域最不可撼動(dòng)的進(jìn)化論發(fā)生了沖突,導(dǎo)致生物學(xué)家們?cè)诤荛L一段時(shí)間里都把長壽研究視為禁區(qū),沒人敢碰。
達(dá)爾文于1859年出版了《物種起源》,生物學(xué)從此進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。達(dá)爾文在這本書中幾乎沒有提及長壽的問題,一方面他老人家有更重要的問題需要解答,另一方面長壽這件事似乎和進(jìn)化論有沖突。按照《物種起源》里的說法,如果一個(gè)種群中有一個(gè)個(gè)體進(jìn)化出了超長的壽命,那它豈不是會(huì)生下更多的長壽的后代?如此這般一代一代地傳下去,地球上肯定會(huì)充斥著長命百歲的生物,為什么這樣的事情沒有發(fā)生呢?
這個(gè)問題肯定有人提出過,但當(dāng)時(shí)的生物學(xué)家們并沒有想出太好的解釋,只有一位名叫奧古斯特·魏斯曼(August Weismann)的德國生物學(xué)家做過一次并不成功的嘗試。他在19世紀(jì)末提出過一個(gè)理論,認(rèn)為地球上的所有生物都生活在一個(gè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境中,只要時(shí)間足夠長,每個(gè)生命個(gè)體都會(huì)因?yàn)楦鞣N艱難險(xiǎn)阻而遍體鱗傷。于是大自然進(jìn)化出了死亡,把這些羸弱的個(gè)體清除出去,好給新來的健康個(gè)體騰出位置。
仔細(xì)一想不難發(fā)現(xiàn),這不是個(gè)很好的解釋,不但缺乏細(xì)節(jié),而且有一種循環(huán)論證的味道,因?yàn)樗紫燃僭O(shè)存在羸弱的個(gè)體,然而這個(gè)假設(shè)本身正是需要解釋的問題。魏斯曼本人顯然也意識(shí)到了自己的錯(cuò)誤,他并沒有在這個(gè)問題上浪費(fèi)太多的時(shí)間,提出這個(gè)理論后便轉(zhuǎn)身去做別的事情了。但大家千萬別因此而小瞧了這位魏斯曼先生,他被很多人認(rèn)為是整個(gè)19世紀(jì)第二重要的生物學(xué)家,僅次于達(dá)爾文。正是他第一個(gè)意識(shí)到多細(xì)胞生物體內(nèi)的所有細(xì)胞可以分成體細(xì)胞(Somatic Cell)和生殖細(xì)胞(Germ Cell)這兩大類,后者才是不朽的存在,前者只是為了促成后者的不朽而被進(jìn)化出來的工具而已。
從這個(gè)角度出發(fā)再來審視魏斯曼提出的這個(gè)長壽理論,就不難看出其真正的價(jià)值。這個(gè)理論雖然邏輯上存在漏洞,但卻正確地指出了進(jìn)化的實(shí)質(zhì),那就是生殖細(xì)胞的延續(xù)。相比之下,生命個(gè)體本身是不重要的,是可以被拋棄的。
自從魏斯曼提出這個(gè)理論后,時(shí)間又過去了半個(gè)世紀(jì),在此期間生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了基因,搞清了遺傳的基本規(guī)律,但卻仍然沒人敢去研究一下長壽的奧秘。直到1951年,英國著名的免疫學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者彼得·梅達(dá)瓦(Peter Medawar)在倫敦大學(xué)學(xué)院所做的一次演講中才又一次觸及到了這個(gè)禁區(qū)。他指出,我們之所以會(huì)死,原因是當(dāng)我們完成了繁殖后代的任務(wù)后,自然選擇就不再搭理我們了,任由我們老去。
具體來說,梅達(dá)瓦假設(shè)我們體內(nèi)有兩組基因,一組在我們年輕時(shí)起作用,另一組只在我們年紀(jì)大時(shí)才起作用。如果前者出了問題,我們就留不下后代,因此大自然對(duì)于第一組基因所施加的選擇壓力是非常大的,其結(jié)果就是這些“年輕基因”的質(zhì)量會(huì)越來越好,這就是為什么我們年輕時(shí)身體都那么好的原因。但當(dāng)我們完成了繁殖后代的任務(wù)之后,再出什么毛病就無所謂了,也就是說在我們中年之后,大自然給予我們的選擇壓力驟然減小,于是后一組“老年基因”的質(zhì)量便每況愈下,最終導(dǎo)致我們衰老并死亡。
現(xiàn)在想來,梅達(dá)瓦提出的這套理論仍然問題多多,因?yàn)樗孪燃僭O(shè)我們有兩組基因,而且假定這兩組基因分別在年輕和年老時(shí)起作用,這是典型的循環(huán)論證。不過,這套理論首次把長壽和基因聯(lián)系了起來,梅達(dá)瓦大膽地假設(shè)壽命很可能是由基因所決定的,這一點(diǎn)和物理學(xué)家們提出的基于“磨損”的那兩個(gè)理論有著本質(zhì)的區(qū)別。
由于梅達(dá)瓦是生物學(xué)領(lǐng)域的泰斗級(jí)人物,說話很有分量,因此在他發(fā)表那次演講之后的30多年時(shí)間里,來自世界各地的生物學(xué)家們又陸續(xù)提出了很多假說,從細(xì)節(jié)上豐富了梅達(dá)瓦的基因理論,彌補(bǔ)了其中的不足之處。其中有三個(gè)假說得到的支持者最多,下面按照時(shí)間順序?qū)@三個(gè)假說做一個(gè)簡要介紹:
第一個(gè)假說名叫“突變累計(jì)”(Mutation Accumulation),大意是說,在進(jìn)化的過程中會(huì)出現(xiàn)很多基因突變,大部分突變都是不好的,注定將會(huì)被自然選擇所淘汰,只不過淘汰的速率有所不同。那些特別壞的突變肯定很快就被淘汰掉了,但那些不那么糟糕的基因突變淘汰起來就要慢得多,會(huì)在群體中保留一段時(shí)間,這就是生物進(jìn)化必須付出的代價(jià)。在這些不那么壞的基因當(dāng)中,凡是影響生物發(fā)育早期性狀的壞基因肯定會(huì)最先被淘汰掉,因?yàn)樗鼈冇绊懥朔敝?。但那些只影響中后期性狀的壞基因遇到的選擇壓力就會(huì)小一些,生命體來不及將其清除出去,就是它們導(dǎo)致了衰老和死亡。
第二個(gè)假說名叫“拮抗基因多效性”(Antagonistic Pleiotropy),這個(gè)假說的關(guān)鍵詞是“基因多效性”,意思是說有一類基因具備多種功能,年輕時(shí)能提高生育能力,年老時(shí)則會(huì)導(dǎo)致衰老和死亡。因?yàn)樽匀贿x擇只關(guān)心繁殖的效率,因此這樣的基因在進(jìn)化上具備優(yōu)勢(shì),很容易被選中。但當(dāng)個(gè)體進(jìn)入中老年之后,這些基因便顯示出不好的一面,最終導(dǎo)致個(gè)體死亡。
第三個(gè)假說名叫“可拋棄體細(xì)胞”(Disposable Soma),該假說的核心思想就是生物的可支配能量是有限的,繁殖需求肯定是排第一位的,這是自然選擇理論所導(dǎo)致的必然結(jié)果,于是其他需求就被犧牲掉了,比如保持身體永遠(yuǎn)健康。顯然,這個(gè)假說的思想鼻祖就是魏斯曼,當(dāng)初正是他提出為了保證生殖細(xì)胞的健康,體細(xì)胞是可以被犧牲掉的。
上述三個(gè)假說都有一定的道理,但也都存在一些無法解釋的問題,生物學(xué)家們?yōu)榇藸?zhēng)論不休,誰也說服不了誰,畢竟這些假說尚處于紙上談兵的階段,誰也沒有拿到過硬的證據(jù)。最終大家一致認(rèn)為,要想解決這個(gè)問題,必須找到能夠控制衰老和死亡的基因,但大家同時(shí)也相信,像衰老和死亡這樣的大事件肯定是由很多個(gè)基因所控制的,不可能找到一個(gè)單獨(dú)的基因能夠影響生物的壽命。
但是,大自然很快就用事實(shí)告訴生物學(xué)家們:你們猜錯(cuò)了。
“1988年,加州大學(xué)爾灣分校的托馬斯·約翰遜(Thomas Johnson)博士發(fā)現(xiàn)了Age-1基因,能夠把線蟲的壽命增加60%?!蓖柖〔┦繉?duì)我說,“當(dāng)時(shí)很多人都以為這是個(gè)孤立事件,沒想到10年后,也就是1998年,加州大學(xué)舊金山分校的辛西婭·肯揚(yáng)(Cynthia Kenyon)博士又發(fā)現(xiàn)了Def-2基因,能夠把線蟲壽命增加一倍。后來她又在此基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的突變篩選,竟然把線蟲的壽命提高了10倍!這個(gè)消息震驚了整個(gè)科學(xué)界,此前誰也沒有料到單個(gè)基因突變竟然能有如此大的效力?!?/p>
于是,就在這個(gè)消息出來后的第二年,巴克研究所宣告成立。事實(shí)上,從20世紀(jì)末到21世紀(jì)初的那幾年時(shí)間里,全世界涌現(xiàn)出了一大批專門研究長壽問題的研究所和高科技公司,大家從那個(gè)小小的線蟲身上看到了徹底改變?nèi)祟惷\(yùn)的希望。
“上世紀(jì)80年代之前沒人相信長壽基因的存在,全世界的生物學(xué)家們都認(rèn)為不可能有任何基因能夠大幅度地延長壽命。Age-1、Def-2和Tor等基因的發(fā)現(xiàn)徹底改變了大家對(duì)于這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)。”巴克研究所的研究員潘卡基·卡帕西(Pankaj Kapahi)博士對(duì)我說,“記得當(dāng)時(shí)也有不少人認(rèn)為這些長壽基因有可能只在線蟲身上有效,不適合高等生物,沒想到類似的同源基因很快就在果蠅和小鼠身上找到了,只是壽命增加的幅度不如線蟲那么顯著而已?!?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2018/01/17/slzk201803slzk20180314-7-l.jpg" style="">
卡帕西博士是英國著名生物學(xué)家托馬斯·柯克伍德(Thomas Kirkwood)的學(xué)生,后者正是“可拋棄體細(xì)胞”理論的奠基人。這個(gè)理論在很長一段時(shí)間里都得不到大家的支持,原因就是找不到基因證據(jù)。事實(shí)上,前文提到的那三個(gè)長壽理論一直乏人問津,原因也是沒有基因證據(jù)的支持。
“我研究長壽已經(jīng)有20年了,記得20年前我剛?cè)胄械臅r(shí)候參加過一次長壽研討會(huì),只來了不到30人。”卡帕西博士對(duì)我說,“可是,前兩天剛剛結(jié)束的灣區(qū)長壽大會(huì)居然有350人參加,創(chuàng)了紀(jì)錄?!?/p>
為什么會(huì)這樣呢?熟悉生物學(xué)研究現(xiàn)狀的人都知道,最近這半個(gè)世紀(jì)以來,生物領(lǐng)域幾乎被基因研究壟斷了,任何看起來很復(fù)雜的問題,只要發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)的基因,似乎立刻就能迎刃而解。反過來,任何一個(gè)缺乏基因證據(jù)的課題都很難獲得研究經(jīng)費(fèi),因?yàn)榇蠹叶紩?huì)覺得這樣的課題很難深入下去。長壽就是這樣一個(gè)課題,雖然它一直被認(rèn)為是生物學(xué)皇冠上的那顆明珠,但卻一直缺乏吸引力。就拿“可拋棄體細(xì)胞”理論來說,這一派的科學(xué)家們很早就猜測(cè)長壽很可能和能量的分配有關(guān),但卻始終找不到確鑿的基因證據(jù),研究進(jìn)行不下去。長壽基因的發(fā)現(xiàn)完美地提供了這樣的證據(jù),因?yàn)槟壳把芯窟^的大部分長壽基因都與新陳代謝的調(diào)控有關(guān)。
于是,長壽研究終于熱鬧了起來。按照威爾丁博士的說法,目前的整個(gè)長壽領(lǐng)域都是圍繞著這幾個(gè)長壽基因在做文章,大家都在試圖搞清這些基因的工作原理,然后想辦法轉(zhuǎn)移到人類身上。但是,20多年過去了,科學(xué)家們沮喪地發(fā)現(xiàn),情況遠(yuǎn)比他們想象的要復(fù)雜得多。
“目前長壽研究領(lǐng)域公認(rèn)的世界紀(jì)錄是由線蟲保持的,科學(xué)家已將線蟲的壽命提高了10倍?!卑涂搜芯克牧硪晃辉霞?jí)研究員朱迪絲·坎皮西(Judith Campisi)博士對(duì)我說,“但果蠅的最高紀(jì)錄只提高了2倍,小鼠的最高紀(jì)錄更是只提高了大約30%。換句話說,越是高等的動(dòng)物,能夠控制壽命的長壽基因數(shù)量就越多,單個(gè)基因的作用就越小?!?/p>
這里所說的線蟲全名叫作“秀麗隱桿線蟲”(Caenorhabditis Elegans),這是一種非常原始的模型動(dòng)物,身體結(jié)構(gòu)極為簡單,不但沒有肌肉和骨骼系統(tǒng),也沒有免疫系統(tǒng)和干細(xì)胞。事實(shí)上,成年線蟲全身只有959個(gè)細(xì)胞,每個(gè)細(xì)胞的來龍去脈都已經(jīng)被研究清楚了。正常情況下線蟲活不過3周,非常適合用來研究長壽問題,但很多超級(jí)長壽的線蟲都處于一種介于“活著”和“冬眠”之間的亞健康狀態(tài),不少研究者認(rèn)為這樣一種半死不活的狀態(tài)對(duì)于人類而言沒有參考價(jià)值。
但是,即使我們只比較那些活性和生殖能力均不受影響的線蟲,目前的長壽世界紀(jì)錄也已達(dá)到了正常壽命的5倍左右,也就是說科學(xué)家們只需引入幾個(gè)基因突變就能讓線蟲健康地生活15周以上,換算成人類的話就相當(dāng)于活到500歲。如果這個(gè)目標(biāo)真能在人身上實(shí)現(xiàn)的話,哪怕只有線蟲增壽效果的十分之一,那也是相當(dāng)震撼了??上У氖?,這個(gè)領(lǐng)域至今也沒有拿出任何像樣的成果可以應(yīng)用到人類身上。
在坎皮西博士看來,類似線蟲那樣的結(jié)果之所以很難在人類身上重復(fù),原因就在于人是高等動(dòng)物,而動(dòng)物越是高等,控制其生命過程的基因數(shù)量就越多,每個(gè)基因的貢獻(xiàn)值也就越少。“‘拮抗基因多效性理論的發(fā)明者麥克·羅斯(Michael Rose)博士曾經(jīng)做過一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn),他采用人工方式篩選長壽果蠅,也就是每一代都只讓活得最長的果蠅交配產(chǎn)卵,如此簡單的過程只重復(fù)了10代就已經(jīng)篩選出壽命延長一倍的長壽品種了?!笨财の鞑┦繉?duì)我說,“當(dāng)然我們不可能在人類身上做這種實(shí)驗(yàn),但我猜即使真的這么做的話,至少也得花好幾萬年才能見效。我不相信人類基因組當(dāng)中存在那種能夠大幅度增加壽命的所謂‘主控基因(Master Gene),如果真有的話,以我們現(xiàn)在的研究力度,應(yīng)該早就發(fā)現(xiàn)它了?!?
雖然暫時(shí)沒辦法讓人長壽,但威爾丁博士仍然野心勃勃。“我是2016年11月走馬上任的,當(dāng)上院長后我立刻制定了一個(gè)目標(biāo),那就是加快臨床試驗(yàn)的速度,盡快把我們從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中獲得的知識(shí)運(yùn)用到人類身上?!蓖柖?duì)我說,“只不過我們的目標(biāo)不是讓少數(shù)人活得更長,而是讓多數(shù)人活得更健康?!?/p>
這句話值得仔細(xì)琢磨,它暗示長壽研究的重點(diǎn)已經(jīng)從提高“絕對(duì)壽命”(Life Span)轉(zhuǎn)移到提高“健康壽命”(Health Span)上來了。這個(gè)轉(zhuǎn)變并不都是科學(xué)家們主動(dòng)為之,而是現(xiàn)實(shí)逼迫他們不得不這么做,否則就拿不到科研經(jīng)費(fèi)。
長壽研究之所以在20世紀(jì)的絕大部分時(shí)間里都不見起色,一個(gè)很大的原因就是這個(gè)領(lǐng)域的名聲被一些心懷鬼胎的人毀掉了。
各位讀者肯定都聽說過“民科”這個(gè)詞。由于一些歷史原因,中國的民間科學(xué)家多半集中在數(shù)學(xué)和理論物理領(lǐng)域,這些人的訴求以出名為主,想靠它發(fā)財(cái)?shù)娜瞬欢唷5鞣絿业摹懊窨啤眲t以長壽領(lǐng)域最為多見,因?yàn)檫@個(gè)領(lǐng)域需求量很大,但真實(shí)效果卻又很難衡量,符合這兩個(gè)特征的領(lǐng)域歷來就是騙子的最愛,長壽首當(dāng)其沖。
歐洲很早就出現(xiàn)過號(hào)稱能讓人長命百歲的“老西醫(yī)”,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)誕生后這類人仍然沒有消失,只是換了種方式,打著“科學(xué)”的旗號(hào)繼續(xù)行騙。由于他們普遍口才極佳,不少人還有正規(guī)大學(xué)的博士頭銜,所以他們說服了很多人為其捐款,其中不乏百萬富翁,于是追求長壽漸漸成了富人和異想天開者的代名詞。真正的科學(xué)家自然瞧不起這些人,把他們視為騙子,導(dǎo)致很多國家級(jí)科研基金都拒絕為長壽研究撥款。
“對(duì)長壽的追求一直遭人歧視,被認(rèn)為是富人的奢望,其實(shí)長壽應(yīng)該是所有人類的共同愿望,誰不想多活幾年?。俊笨ㄅ廖鞑┦繉?duì)我說,“100年前一個(gè)人活到70歲就全村慶祝了,如今這樣的人滿大街都是,他們可不愿意回到過去?!?/p>
威爾丁博士則從另一個(gè)角度解釋了社會(huì)上針對(duì)長壽研究的歧視態(tài)度到底是怎么形成的:“很多人一想起長壽研究,腦子里首先想到的就是一個(gè)富有的老頭子躺在病床上,一大堆醫(yī)生護(hù)士運(yùn)用各種高科技手段維持其生命。還有很多人聽說我是研究長壽的,立刻質(zhì)問我,地球上已經(jīng)有太多人了,為什么還要去增加更多人口呢?在我看來,所有這些反對(duì)者都犯了同一個(gè)錯(cuò)誤,那就是想當(dāng)然地把老年人視為生活不能自理的病人,是全社會(huì)的累贅,其實(shí)這樣的景象同樣也不是我們的目標(biāo),我們關(guān)心的不是提高絕對(duì)壽命,而是如何延緩衰老,提高人類的健康壽命。”
據(jù)威爾丁博士介紹,近代生物學(xué)研究的一個(gè)主要成果就是大幅度提高了人類壽命,其結(jié)果就是人類的平均壽命以每10年提高2年的速度在提升。也就是說,在過去的這一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里,人類的平均預(yù)期壽命從40多歲增加到了60多歲,大約增加了20年。但因?yàn)楦鞣N原因,人類的健康壽命卻只增加了15年。
“老年人各項(xiàng)身體機(jī)能肯定不如年輕人,因此對(duì)于老年人來說,健康的定義就是沒有任何能夠影響其正常生活的嚴(yán)重疾病,健康壽命的意思就是一個(gè)人能夠維持這樣的狀態(tài)多久?!蓖柖〔┦繉?duì)我說,“目前美國超過65歲的人當(dāng)中有一半患有至少一種嚴(yán)重的疾病,這是一種很不健康的狀態(tài)?!?/p>
在威爾丁博士看來,長壽研究的進(jìn)步加上抗衰老研究的滯后,為人類社會(huì)創(chuàng)造了一個(gè)以前從來沒有過的全新階層。這個(gè)階層的人年齡在65~85歲之間,身體一直處于慢性病的折磨當(dāng)中,活得相當(dāng)痛苦?!拔抑車?jīng)常見到這樣的人,65歲得了第一次心臟病,開始服用他汀類藥物;兩年后又得了糖尿病,開始吃降糖藥;5年之后又得了阿爾茲海默氏癥,生活逐漸不能自理,只能住進(jìn)養(yǎng)老院,在痛苦中勉強(qiáng)活到了85歲?!蓖柖〔┦繉?duì)我說,“目前全球超過85歲的人當(dāng)中有至少一半患有阿爾茲海默氏癥,他們?nèi)夹枰腥苏疹櫜拍芑钕氯ァH绻@種情況沒有改善,而人口平均預(yù)期壽命仍然以每10年增2歲的速度在增加,那么我們的醫(yī)療保健系統(tǒng)遲早會(huì)崩潰?!?/p>
這種局面顯然是誰也不愿見到的,科學(xué)家們的目標(biāo)就是想辦法扭轉(zhuǎn)局勢(shì),不讓這種局面成為現(xiàn)實(shí)。要想做到這一點(diǎn),首先就要減少老年病的發(fā)生。這里所說的老年病不是指那種只有老年人才會(huì)得的病,而是指那些發(fā)病率隨著年齡的增長而大幅度增加的疾病,全稱應(yīng)該叫作“與年齡有關(guān)的疾病”(Age-related Diseases)。最常見的老年病包括骨質(zhì)疏松、白內(nèi)障、老花眼、癌癥、心血管疾病和老年癡呆等,理論上年輕人也能得這些病,但發(fā)病率明顯要比老年人低得多。
巧的是,這份名單中的后三種病也是目前發(fā)達(dá)國家當(dāng)中最難治愈、殺人最多的三大疾病。目前全世界絕大部分醫(yī)療科研經(jīng)費(fèi)全都花在這三大殺手身上了,科學(xué)家們雖然取得了一些局部的勝利,但距離成功還遠(yuǎn)著呢。
為什么這三種疾病那么難治?最根本的原因就是科學(xué)家目前還沒有找到任何辦法來解決這三大疾病的最大致病因子。我們都知道抽煙、酗酒和過度暴曬會(huì)導(dǎo)致癌癥,肥胖、高膽固醇和缺乏運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致心臟病,這些都是最為常見的致病因子,每一種因子都會(huì)增加癌癥和心血管疾病的發(fā)病率。但是,目前公認(rèn)的這三大疾病最大的致病因子并不是以上這些,而是衰老。隨著一個(gè)人年齡的增加,這些病的發(fā)病率會(huì)成倍增長。比如,很多人認(rèn)為高膽固醇是導(dǎo)致心臟病的罪魁禍?zhǔn)祝珜?shí)際上年齡因素對(duì)于心臟病的貢獻(xiàn)是高膽固醇的7倍。
換個(gè)簡單的說法:如果你想知道一個(gè)人得心臟病、癌癥或者老年癡呆的概率有多大,那么首先應(yīng)該問一下這人的年齡,因?yàn)槠渌幸蛩叵鄬?duì)來說都是次要的。
問題在于,其他因素都是比較容易控制的,唯獨(dú)年齡沒有辦法?!艾F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究往往只關(guān)注單一疾病的防治,很少有人研究衰老問題,因?yàn)楹笳呙菜剖菬o法解決的。我們這個(gè)研究所的最大特點(diǎn)就是把衰老單獨(dú)拎出來作為一個(gè)課題來研究,爭(zhēng)取早日找到解決辦法,一次性降低所有老年病的發(fā)病率?!蓖柖〔┦繉?duì)我說,“我不認(rèn)為這個(gè)目標(biāo)是不可能實(shí)現(xiàn)的,要知道,古代的新生兒死亡率那么高,大家也習(xí)以為常了,認(rèn)為理應(yīng)如此。當(dāng)時(shí)的醫(yī)生也想不出解決辦法,因?yàn)槊總€(gè)嬰兒的死亡原因似乎都不一樣。最終法國微生物學(xué)家路易·巴斯德(Louis Pasteur)發(fā)現(xiàn)了病菌,一勞永逸地解決了這個(gè)問題。衰老問題與此類似,一旦有人找到了衰老的生理基礎(chǔ),解決了這個(gè)問題,那么人類的健康長壽就將成為新的常態(tài)?!?/p>
巴克研究所的幾位專家為我描繪了這樣一幅場(chǎng)景:在不遠(yuǎn)的將來,每一個(gè)90歲的人身體都基本健康,不但生活完全能夠自理,還能為社會(huì)做貢獻(xiàn)。如果一個(gè)人仍然選擇65歲退休的話,他完全可以再去大學(xué)讀個(gè)學(xué)位,學(xué)習(xí)一門新的手藝,然后70歲時(shí)再找個(gè)新工作,快快樂樂地干上20年。
“我們不是在談?wù)撍ダ?,而是在談?wù)撋睢!笨财の骺偨Y(jié)道,“所以我想對(duì)所有那些熱愛生活的人們說,你們一定要有信心,請(qǐng)繼續(xù)保持良好的生活習(xí)慣,也許再過20年我們就把衰老這個(gè)難題攻克了?!?h3>結(jié)語
出生于1908年的瑟古德·馬歇爾(Thurgood Marshall)是美國歷史上第一個(gè)黑人大法官,這個(gè)職位是終身制的,因此有人問他這輩子打算活多久,他回答說:“我希望自己能活到110歲,然后死于一個(gè)嫉妒心太盛的丈夫的槍下。”
可惜他于1993年因病去世,沒能實(shí)現(xiàn)自己的愿望。長壽領(lǐng)域研究者們的目標(biāo)不是幫助三五個(gè)億萬富翁活到150歲,而是幫助無數(shù)個(gè)像馬歇爾這樣的人健康地活到100歲。