我们为何会衰老?我们究竟有多老?如何健康地老去?
这是近日召开的香山科学会议上,与会的基础研究科学家和临床医生深入探讨的核心议题。
“上述问题分别对应着衰老机制、衰老度量和衰老干预三个关键科学方向。”会议执行主席之一、中国科学院动物研究所研究员刘光慧指出,当前相关研究正分别面临靶标缺乏、预警困难、干预效果有限等挑战。
在这场以“衰老的机制和干预”为主题的会议上,专家们一致呼吁,应聚焦衰老机制解析、衰老精准度量、衰老科学干预等核心议题,大力加强衰老生物学基础研究,加速推动相关技术向临床应用转化,最终实现“健康老龄化”的宏伟目标——老而不衰,老而少病。
人体衰老是复杂的整体性过程
截至2023年底,我国60岁及以上人口已达2.97亿,占全国总人口的21.1%。预计到2050年前后,我国老年人口将攀升至4.8亿,占全球老年人口的四分之一。我国人口老龄化呈现出规模大、速度快的特点,形势严峻。在此背景下,深入探究衰老机制并实施科学防控,显得尤为紧迫。
衰老究竟是一种自然生理现象,还是一种疾病?学术界对此观点不一。有人认为衰老是随年龄增长的自然演进;有人认为它是一种进行性、退化性的疾病;也有人认为衰老本身并非疾病,但却是众多疾病的根源。值得注意的是,世界卫生组织已于2018年将衰老定义为一种新的疾病状态,并在全球范围内积极推动衰老干预研究。
“衰老是生命科学的前沿阵地,也是生物医学的核心领域。”会议执行主席之一、中国科学院院士裴钢强调,衰老与众多重大疾病的发生发展密切相关。抓住衰老这一关键环节进行深入研究,有望为攻克多种老年性疾病提供全新的突破口。
衰老涉及人体多个器官系统,那么,哪个器官会最先衰老呢?“衰老是一个跨越分子、细胞、组织、器官等多层次的复杂非线性生物学过程。”刘光慧解释道,“不同器官的衰老进程具有异步性,同一器官内不同细胞的衰老也存在异质性。”这种复杂性增加了研究的难度,目前科学界仍在积极探索人体中最先显现衰老迹象的器官。
“衰老是一个系统性过程,涉及造血、免疫、心血管、神经、呼吸、消化、内分泌及生殖等多个系统。”暨南大学衰老与再生医学研究院院长鞠振宇指出,人体衰老是一个整体性事件,各系统间既存在共性衰老规律,也有其个性差异,需要从多维度、多层面进行综合解析。
衰老在一定程度上可以量化
当人们感冒发烧时,可以通过体温计、血常规进行量化评估。那么,衰老是否也能进行科学度量呢?
“衰老是机体在增龄过程中,因内外因素导致损伤积累,进而引发功能衰退、慢性疾病风险增加乃至死亡的过程。”陆军军医大学陆军特色医学中心(大坪医院)神经内科主任医师王延江表示,如何精准度量衰老,是当前亟待解决的重大科学问题。
为了有效评估个体的衰老程度,并为衰老及相关疾病的干预提供精准依据,寻找可靠的衰老生物标志物至关重要。
王延江介绍,理想的衰老生物标志物通常具备三个特征:一是在健康衰老过程中规律性出现;二是其异常变化会加速衰老进程;三是通过干预缓解其变化,能够延缓甚至逆转衰老,从而延长健康寿命。
国际上,针对衰老标志物的研究计划已陆续展开。学者们从损伤成因、损伤响应和损伤表型三个层面,归纳出细胞衰老、慢性炎症、生态失调等衰老的12大特征,并从遗传、分子、结构和功能等多个层面探索衰老生物标志物和构建“生物学年龄时钟”。
我国也于2022年12月成立了“中国衰老标志物研究联合体”(Aging Biomarker Consortium, ABC),旨在联合国内顶尖科研力量,系统开展衰老生物标志物研究。“联合体的成立经过了周密筹备,汇聚了各领域专业人才,致力于构建一套‘说得明白、用得上’的衰老科学度量体系。”裴钢院士介绍道。
在ABC的推动下,我国科学家已初步构建了全球衰老研究的蓝图,并相继从体液、影像和功能三个层面,制定了大脑、心脏、血管、肝脏、骨骼等关键组织器官的衰老生物标志物研究框架。“其他组织器官的框架也正在制定中,这些工作为系统性研究全身多器官衰老标志物奠定了坚实基础。”王延江补充说。
尽管我国在衰老标志物领域已取得显著进展,但仍面临诸多挑战。王延江认为,未来需进一步建立大规模自然衰老人群队列,为标志物研究提供强有力的样本支持;同时,要加强产学研深度融合,加速衰老标志物检测技术的临床转化与应用落地。
“通过衰老标志物建立精准的‘生物学年龄时钟’,将为预测健康生存寿命、评估衰老相关疾病风险以及监测抗衰老干预效果,提供客观、准确的量化工具。”王延江总结道。
疾病防治与健康管理需双管齐下
衰老进程可以被干预吗?中国人民解放军总医院第二医学中心心内科主任医师曹丰给出了肯定的答案。她认为,通过特定的科学干预,有可能减缓甚至部分逆转衰老的“时钟”。
目前,干细胞疗法、内源性病毒调控、益生菌应用以及从传统中医药中挖掘的有效成分等,都在抗衰老领域展现出一定潜力。曹丰还介绍了抗衰老疫苗、CAR-T细胞治疗等前沿干预策略。
“既往研究表明,应用抗衰老药物、进行合理的热量限制、保持均衡饮食、坚持规律运动等具体措施,均能在一定程度上延缓甚至局部逆转衰老进程。”曹丰介绍,相反,长期的社会环境压力、社交孤立等因素则可能加速衰老。
要实现健康地老去,不仅需要防治心脑血管疾病、神经退行性疾病等重大慢性病,日常生活的健康管理同样不可或缺。曹丰强调,当前衰老干预的重点在于延长健康寿命,缩短带病生存期。她倡导公众从科学运动、优质睡眠、优化环境、管理压力等多方面入手,主动成为自身健康的第一责任人。
本次会议在衰老机制和干预研究方面形成了重要共识:大力推进衰老科学研究和防控技术的创新与转化;推动医疗模式从单一疾病治疗转向对衰老的系统性干预;将疾病干预关口前移,以延缓机体功能衰退;最终目标是预防和治疗衰老相关疾病,实现健康地增龄。
“百年老药”展现延缓灵长类动物衰老潜力
人类的衰老进程能否被有效延缓?这一长期困扰科学界的难题近期取得了突破性进展。近日,国际顶级学术期刊《细胞》发表了一项由中国科学院动物研究所刘光慧研究员团队与合作者历时八年完成的重要研究成果。该研究基于灵长类动物模型,首次证实长期服用二甲双胍能够促进多个组织器官的年轻化,重置细胞衰老程序,从而系统性延缓衰老。
二甲双胍作为一款已有百年历史、临床使用超过六十年的经典药物,以往主要用于Ⅱ型糖尿病的治疗。其对灵长类动物(包括人类)衰老进程的影响,此前一直缺乏直接、系统的证据。
本研究采用了跨学科的系统研究方法,整合了生理功能评估、医学影像、多参数血液分析、多组织病理学检查以及多维组学技术,对长期服用二甲双胍的中老年雄性食蟹猴进行了纵向追踪研究。结果证实,该药物对食蟹猴全身11个系统、79种组织器官具有广泛的衰老保护作用,并能显著提升其认知功能。
“食蟹猴在生理结构和功能上与人类高度相似,是研究人类衰老的理想模型。”刘光慧介绍,团队对服药食蟹猴进行了长达40个月的观察,通过对大脑皮层厚度、认知能力、牙周骨状态,以及肝、心、肺、肠、骨骼肌等多个器官系统的衰老表型进行定量分析,发现二甲双胍能系统性地延缓灵长类动物全身多器官的衰老。
借助先进的计算生物学分析技术,刘光慧团队与中科院北京基因组研究所张维绮研究员团队、中科院动物研究所曲静研究员团队合作,利用机器学习算法构建了多维度的灵长类组织器官衰老评估模型。该模型能够精确量化二甲双胍对衰老的系统性调控效应。
“研究结果表明,除了已知的降糖和代谢调节功能,二甲双胍能从细胞层面干预衰老进程。”张维绮解释道,细胞内存在一个由关键转录因子Nrf2调控的基因网络,二甲双胍能够有效激活Nrf2,从而增强细胞的抗氧化防御能力。
“我们发现二甲双胍可以显著降低灵长类动物的生物学年龄。”曲静进一步说明,生物学年龄是综合反映机体健康状态的指标。研究通过整合分子、细胞、器官和生理功能等多层次参数进行评估,发现长期服用二甲双胍的食蟹猴表现出明显的“生物减龄”效应,最多可“年轻”6岁,这大致相当于人类年龄尺度的18年。
此外,基于高精度单细胞水平的分析显示,二甲双胍能有效延缓中老年猴额叶神经元的衰老,帮助恢复神经元的结构与功能。同时,该药物还增强了肝脏的脂质和氨基酸代谢能力,印证了其系统性和多靶点的衰老干预特性。
“衰老是众多慢性疾病最大的风险因素。当前,老年医学的研究范式正在从针对单一慢病的治疗,转向对衰老这一根本进程的系统性干预。”刘光慧总结道,“这项对二甲双胍延缓衰老机制的深入解析,不仅为我们理解衰老本质提供了全新视角,也为未来预防和治疗衰老相关疾病开辟了新的路径。”