《老而不衰的科學》
[英]安德魯·斯蒂爾 著
張文韜 王曦 譯
中信出版集團出版
你知道嗎?大多數人死亡和痛苦的根本原因不是癌症,也不是心臟病,而是衰老。隨著人年齡的增長,一系列的生物變化會讓我們長皺紋、頭髮變白,也會導致痴呆、心臟病和其他疾病。
然而,治療衰老聽起來就像科幻小說或者煉仙丹一樣不靠譜,大多數人對衰老的科學研究也不甚了解。實際上,近年來關於衰老的科學研究已經取得了非常驚人的進展,在可預見的未來,治療衰老的相關藥物或者方法進入公眾視野、投入市場將不再是夢想。「不老」已經不僅是一種理論上的可能性,關於衰老的生物學研究即將為全人類描繪一幅不一樣的未來圖景。
有意思的是,本書作者安德魯·斯蒂爾是一名計算機生物學家,物理學博士,他運用計算機從事DNA解碼工作,揭開了現代生物學隱藏的秘密。他擅長用粒子加速器分析磁性和半導體材料,從物理學的研究轉向生物學,是因為他意識到,人類的終極痛苦來自於衰老,而他想改變這一切。
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加拉帕戈斯巨龜的皮膚上布滿皺紋,它們沒有牙齒、步態笨拙,乍一看,我們似乎不太可能從它們身上學到什麼有關衰老的知識。它們是偏遠的加拉帕戈斯群島上的居民,那是太平洋中的一處火山群島,群島的名字來自古西班牙語中的galápago,意為「龜」。這些笨重的爬行動物體重超過400千克,以樹葉和地衣為食,需要幾十年的時間才能發育成熟。
1835年,查爾斯·達爾文來到了加拉帕戈斯群島,觀察到了島上獨特的動植物群,他的自然選擇進化理論從這裡開始萌芽,該群島也因此名聲大振。島上的巨龜就是他看到的諸多不尋常物種之一,他還收集了一些標本回英國進一步研究。其中一隻名為哈麗雅特的巨龜成了加拉帕戈斯巨龜年齡紀錄的保持者,它在2006年死於心臟病發作,享年175歲,比達爾文多活了一個多世紀。然而,在研究衰老的生物學家看來,真正令人印象深刻的並不是這些巨龜的壽命:它們長壽是因為生活節奏極慢,而不是因為擁有任何特殊的生物能力——畢竟細的蠟燭能夠燃燒更長的時間。
加拉帕戈斯巨龜(圖源:視覺中國)
更有趣的是,加拉帕戈斯巨龜,還有部分陸龜、海龜、魚類、蠑螈和其他一些奇怪的生物會出現這樣一種現象——「可忽略不計的衰老」,它們的年齡在增長,但是能力的下降卻可以忽略不計。也就是說,隨著年齡的增長,這些動物的運動、感知能力沒有明顯受損,生育能力也沒有下降。在170歲時,哈麗雅特很可能還和自己30歲時(當時英國還處於維多利亞女王的巔峰時期)一樣精力充沛,也就是說,它的身體狀況變化不大,畢竟它是一隻巨龜。
我們人類就沒有這麼好的運氣了。時光逝去,我們的臉上出現了皺紋,身體瘦弱無力,患上各種疾病的風險也與日俱增。人類的死亡風險也隨著時間的推移而逐步增加,這充分說明:年紀越大,我們越脆弱。龜類的衰老是可以忽略不計的,它們的死亡風險幾乎與年齡無關,是一個常數:成年龜類每年的死亡概率都是1%~2%。相比之下,人類的死亡風險每八年就翻一倍。年輕時情況還不是很糟糕:30歲時,你每年死亡的概率小於1/1000。但是,如果持續加倍,一個非常小的數值最終會變得非常大:65歲時你每年的死亡風險是1%;80歲時是5%;如果你能活到90歲,那麼你有1/6的概率活不到91歲生日。有證據表明,活到105歲後,死亡概率就不再隨年齡而增長了,這意味著這些非常長壽的人可能在理論上已經不再衰老——但是,這個階段每年死亡的概率約為50%,要是死亡風險曲線早點兒變平就好了。
在人的一生中,我們可能在一段相對較長的時間(也許是五六十年)里都保持健康。在這個時期,死亡、疾病和殘障的風險相當低,但在年老時這些風險會急劇上升。每一個人都會衰老,變老讓我們擁有了經驗和智慧,但是我們也渴望優雅地老去。從生命的第一天起,衰老就是活著的一部分。因此,「衰老」這個詞帶有多種含義,其中並非全部都是負面的。但是,從生物學的角度來看,也許對衰老最好的(且一定是最簡單的)定義是,隨著時間的流逝,死亡風險和痛苦會呈指數性地增加。
根據這種生物學定義,龜類是不會變老的,嚴格地說是不會衰老的。它們身上那種「可忽略不計的衰老」有一個更吸引人的名字:「生物學上的長生不老」。龜類是如何做到年紀增加卻不衰老的?在科學的幫助下,我們也可以不衰老嗎?
現代科學,尤其是近幾十年來,在對抗衰老方面取得了長足的進步,無論是對衰老過程的理解還是對它的干預。衰老對我們的生物學影響是多層級的,從分子到細胞再到器官,甚至影響整個生命系統。下面我將向你講述,我們在變老的過程中究竟發生了哪些生物學上的變化,以及理解衰老的科學本質將如何引起醫療領域的徹底改變。
我們對衰老的理解可能會產生極為重要的影響,因為到目前為止,衰老是造成全世界死亡和痛苦的主要原因。雖然這聽起來有點兒違反直覺,但是如果把衰老看成一個生物學過程,那麼這一事實從邏輯上來說就是必然成立的。隨著年齡的增長,我們的身體會發生一系列變化,改變了外表,也改變了生活:頭髮變白,長出皺紋,嗅覺遲鈍,聽覺失靈,虛弱無力,記憶力減退,並且可能患上致命的疾病。死亡的風險迅速增高,根本原因是很多與年齡相關疾病的患病風險同時快速升高。就算我們對於死亡本身沒有那麼恐懼(畢竟每個人都會死),我們也都希望,自己不要承受殘障和疾病帶來的多年苦難。
每多活一年,患上癌症、心臟病、中風、痴呆、糖尿病或者更可怕疾病的風險都會無情地增加。醫生和科學家把所有增加患病風險的原因稱為「風險因素」,包括吸菸、肥胖、缺乏運動等。但是,無論你怎樣健康生活,僅僅是「變老」這一點,就能讓上述原因的影響相形見絀。實際上,年齡本身就是上述所有疾病最大的風險因素。一個80歲的人的死亡概率比30歲的人高60倍,患上癌症和心臟病的概率分別高出30倍和50倍,而患高血壓的概率比心臟病發作的概率還要高一倍。80歲時,風險因素相比40歲時會呈指數性增加。60歲之前,人們患痴呆的概率很低,但是60歲以後,痴呆的患病概率每5年就會增加一倍,甚至比死亡概率的上升速度還要快。至少從疾病風險因素看來,一個30歲的人即便超重、酗酒、吸菸,死亡風險也要低於一個保持健康生活方式的80歲老人。
各種患病風險同時增長,最後會帶來沉重的疾病負擔。65歲的人群中有一半會身患至少兩種慢性疾病。80歲的人平均會患有約5種不同的疾病,服用不同的對應藥物。「壽終正寢」這一句成語實際上是不可能做到的:這些疾病都會不斷加重,直到其中一種最終奪走你的生命。
(圖源:視覺中國)
另外,有一些變化會讓人容易得病,預後情況也會大大惡化。比如,隨著年齡增加,我們的免疫系統會變弱,抗感染的能力會下降。一場流感只不過讓年輕人臥床休息一周,但卻會讓老年人喪命。同樣,骨折給年輕人帶來的只是打上討厭的石膏、蹣跚行走一段時間,對老人來說則意味著住院幾周、肌肉力量下降,很難甚至再也不能恢復到正常的生活。
最後,一些症狀還會悄悄地侵蝕生活質量:精神敏銳度喪失、健忘或焦慮加劇(雖然還達不到痴呆的程度);肌肉力量下降,加上風濕和關節炎等疾病,使得老人走出家門、在附近行動都變成了困難的事;還有一些使人尷尬或者令人煩惱的變化,比如陽痿和大小便失禁。總之,隨著歲月的流逝,就算你沒有確診任何疾病,以上這些情況也會使你的獨立性、自尊心、生活樂趣和對社會的貢獻逐漸消退。
我們已經習慣了把上述疾病和機能障礙看作個體的疾病,也就是說基本上沒有共性。而解決它們的醫學方法也是個體化的,比如用藥物和手術對抗癌症和心臟病,用疫苗預防感染,用手杖等器械和社會護理改善日常生活。
但是,我們完全忽略了問題的根本原因——衰老過程本身。
每個人都會衰老,這意味著衰老會對社會產生極大的影響。想像一下,隨著個人年齡的增長,衰老對生活的改變日益明顯:人們的生活質量不斷降低,越來越難以獨立生活,疾病和死亡的風險也急劇增加。數十億人都會面臨這些問題,這也因此成為重要的社會性問題。衰老不僅影響今天的老弱之人,我們大多數人在某個階段也都需要照顧年長的朋友或親戚。衰老的影響在社會中迴蕩,衝擊著我們的生活。
每天全球約有15萬人死亡,其中超過10萬人死於衰老。這意味著,在全球範圍內,衰老造成了2/3以上的死亡,在富裕的國家裡,這個比率高達90%。隨著年老後健康狀況的惡化,數以千萬計的人在數年或數十年中飽受折磨。這簡直像是一場自然災害,其規模將是前所未有的。即使無法確定能否成功,我們也應該立即組織廣泛的國際救災行動。假如一種「衰老病」突然出現在一個曾經不老的文明中,那麼為了治癒它,人們一定會儘快開始努力奮鬥。
作者:安德魯·斯蒂爾
編輯:金久超