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长命百岁的器官

2022-05-30汤姆·加尔米森

海外文摘 2022年11期
关键词:时钟器官肝脏

汤姆·加尔米森

| 妙龄少女与高龄肝脏 |

回想当时,情况之危急,令人绝望。患有肝脏疾病的19岁土耳其少女急需器官移植。就在她排队等待手术期间,她又患上了肝性脑病。随着肝脏衰竭,毒素在她的血液中不断累积,开始侵害她的大脑。

没过多久,她的肝脏彻底停止了工作,医生们立马对她实施了抢救。

时间一分一秒地流逝,医生们唯一的选择就是为她移植一个其他医院拒收的肝脏。这个肝脏形态欠佳,不仅因为上面有一处寄生虫感染导致的囊肿,还因为器官供体是一位去世不久的93岁老妇人。根据器官移植的标准,这个肝脏已经很老了,尤其是对于一位如此年轻的受体来说。

然而,由于既没有其他肝脏可用,也没有其他治疗方案可选,医生们只能给女孩移植这个肝脏。2008年,在位于土耳其马拉蒂亚省的伊诺努大学肝脏移植研究所,医生们为少女做了器官移植手术。这场手术大获成功,女孩不仅活了下来,还在六年后生了个健康的女婴。在她女儿一岁生日这天,已经26岁的女孩为自己的肝脏庆祝了100岁生日。

几乎没有人知道拥有一个与自己曾祖同龄的肝脏是什么感觉。出人意料的是,虽然部分器官的衰老速度很快,但另一部分器官却能比我们还长寿。比起计算过了几个生日,器官和组织的衰老程度更能说明我们身体的实际年龄。

长寿研究发现的趣事之一是,你的实际年龄似乎并不像你以为的那么重要。其实,研究人员对实际年龄与生物年龄之差更感兴趣。前者指的是你活了多少年,而后者则用于描述我们的身体是如何随着年龄的增长而衰老的。

两个年龄或许联系紧密,但直观来看,两者并不总是匹配的。我们都知道不良的饮食习惯和不足的睡眠会让我们过早衰老。

| 器官与生物年龄 |

我们通常以为衰老是个渐进的过程,发生在全身上下,只是不同的人衰老速度不同。虽然从整体上审视我们的衰老程度很有帮助,但这并不能让我们看到衰老的全貌。研究显示,遗传基因、生活方式和环境因素的共同作用决定了我们衰老的速度,但这种复杂的作用对各个器官的影响程度并不相同。

一项针对成年人的研究发现,虽然我们可能拥有38岁的年轻外貌,但我们的肾脏或许已经萎缩得像61岁了。同理,我们可能像80岁老人那样满脸皱纹,头发脱落,但我们的心脏或许依然跳得像40岁时那样有劲。

斯坦福大学的遗传学家迈克尔·斯奈德把人体比作一辆车。他说:“随着时间的推移,一辆车的整体性能会下降,但有的零件比其他零件磨损得更快。如果引擎还能发动,我们就能修复磨损的零件。以此类推,人体器官磨损了,你也可以修复它。”

比起计算过了几个生日,器官和组织的衰老程度更能说明我们身体的实际年龄。

也就是说,尽管合计的生物年龄对我们很有用处,但如果想活得更久、更健康,我们就要明白身体各部分的年龄并不相同。

然而,精确判断某个器官的生物年龄并非易事。虽然很多网站上都有可以帮助人们估算各个器官年齡的计算器,但要想精确判断器官的生物年龄,仍需对器官功能、组织结构、细胞构成、遗传健康等进行精密的检查。

器官移植的数据确实能提供一部分有趣的线索,比如哪个器官的功能会随着年龄的增长而变强。研究人员分析了供体年龄与受体术后存活时间等因素间的关系。他们发现,总体来看,移植高龄器官的手术成功率较低。然而,研究结果显示,各个器官之间存在显著差异,这表明有的器官更抗老。

尽管心脏和胰腺的移植成功率会在40岁之后降低,但研究人员发现,若供体不超过65岁,年龄不会影响肺移植的成功率。角膜是抵抗力最强的器官,供体年龄对角膜移植几乎没有影响。

英国利物浦大学的研究人员指出,器官的结构相对复杂,器官功能的发挥又依赖于血管,这两点可能是影响器官衰老的关键因素。他们在论文中写道:“器官脉管系统与微脉管系统内发生的增龄性改变是导致器官出现增龄性功能障碍的重要因素,这个想法是合乎逻辑的。”

关于特定器官的寿命是否存在上限,器官移植的数据也引出了不少问题。以肝脏为例,众所周知,肝脏具有再生能力。手术切除2/3肝脏的患者,其肝脏在术后一年内几乎可以恢复到原来的大小。有的研究人员以近几年的成功案例为依据,认为九旬老人群体是尚未开发的潜在肝脏供体资源。另有研究人员正在密切监测一批经过严格筛选的移植患者。这批患者的肝脏已年过百岁,比患者本身年长了几十岁。

有的器官对我们生活方式中的某些方面更为敏感。伦敦国王学院主管衰老研究的理查德·西奥说:“肺和污染就是最好的例子。肺在城市或污染严重的环境里,衰老程度更深。”

根据西奥的说法,许多生活要素都能对我们复杂的衰老模式产生影响。他说:“我们吃什么,怎么吃,怎么睡,何时睡,所有这类要素都能影响我们的器官,只是影响的方式各不相同,而我们尚不能完全理解。”

器官年龄这一概念在微观层面更复杂。组成我们大部分器官的单个细胞会磨损,需要定期更换,这就意味着许多组织会随着时间的推移而彻底再生,只是再生的速度大不相同。红细胞在静脉和动脉中平均流转四个月,而在肠子里摸爬滚打的细胞几天后就要更新换代。大多数的脑细胞,或者说神经元,处在另一个极端。它们不会随着年龄的增长而更新,也就是说它们通常和我们的身体同龄。

2019年,由索尔克生物研究所马丁·黑策带领的团队惊奇地发现,神经元绝非哺乳动物体内唯一的长寿细胞。该团队在实验小鼠的肝脏和胰腺中发现了与小鼠同龄的细胞,它们与年轻的细胞共存,呈现出“年龄嵌合”的状态。比起仅存活几天的细胞,长寿的细胞更易随着年龄的增长而磨损,所以存活于大脑之外的长寿细胞能给研究人员提供线索,以了解其他类似器官的衰老机制。

| 个性化衰老 |

无论我们的器官在面对衰老时有多强的复原力,它们的机能都会随着时间的推移而减退,然而有研究显示我们可以预测哪个器官最先衰老。

2020年,迈克尔·斯奈德所在的斯坦福大学研究团队发现,人体内至少有87种分子和微生物可用作衰老的生物标志物。该团队每个季度对志愿者进行一次体检,一共持续了两年。通过研究志愿者体内生物标志物的变化,他们发现,人们似乎是通过不同的生物机制衰老的。此外,他们还发现,可以按照生物标志物的类别,将人们划分为不同的“年龄类型”,而生物标志物的分类依据则是看它们与哪个器官或系统关系最为密切。

红细胞在静脉和动脉中平均流转四个月,而在肠子里摸爬滚打的细胞几天后就要更新换代。

根据占主导地位的衰老途径,研究团队发现了四种衰老类型的证据,即肾脏衰老型、肝脏衰老型、代谢衰老型以及免疫衰老型,但他们相信还存在其他类型,比如心脏衰老型。斯奈德说,人们的年龄类型取决于遗传因素和环境因素的共同作用。值得注意的是,该团队能在人们迈入老年以前很久就确定他们的年龄类型。如果他们的发现是正确的,那么有朝一日,年轻人就能知道自己随着年龄的增长要注重哪方面的健康。

斯奈德说:“如果你是心脏衰老型,要密切关注自己的低密度脂蛋白胆固醇指标,检查心脏,锻炼身体。如果你是代谢衰老型,要注意饮食。如果你是肝脏衰老型,要少喝酒。”

评论家指出,年龄类型是斯坦福团队在短期研究中确定的,我们还不知道年龄类型是否真的会导致生理变化,从而给人体健康带来长期的负面影响。然而,斯奈德坚信,我们正在迈入一个抗衰老干预方法更加个性化的时代。他说:“‘一刀切的方法没用。锻炼身体和健康饮食对全身有好处,但如果你的心脏或肾脏正在渐渐磨损,你可能就需要更直接的策略。”

| 逆转衰老时钟 |

机器学习领域的最新进展让科学家们得以更精确地判断生物学上的衰老进程,方法之一是研究我们脱氧核糖核酸的半永久性改变,即甲基化。在甲基化过程中,甲基基团附着在脱氧核糖核酸的部分片段上,从而开启或关闭不同的基因。人们认为,甲基化过程是脱氧核糖核酸若干表观遗传变异之一,能决定我们的基因是如何受生活方式和所处环境影响的。甲基化的脱氧核糖核酸数量会随着我们年龄的增长而改变,我们的表观遗传模式也会随之改变。生物学家因此得以勾勒出“表观遗传时钟”,他们相信这是预测生物学上衰老进程的有力工具。

拥有100岁以上肝脏的移植患者数量正在增多。

表观遗传时钟还能让研究人员对比不同组织的生物年龄。举例来说,有证据显示,女性乳腺组织的衰老速度比其他部位的更快,人们因此好奇表观遗传时钟能否用于预测乳腺癌。但部分科学家指出,即使表观遗传时钟能精准预测乳腺癌,我们也不知道减慢时钟转动的治疗能否减慢衰老进程。

无论我们如何看待衰老,对许多研究长寿的人来说,终极目标并不是让表观遗传时钟转得更慢,而是真正地逆转时钟。这在细胞层面似乎已能实现。2020年3月,斯坦福大学医学院的研究人员称,他们从老年人体内提取了细胞,通过诱导细胞表达山中因子,成功使细胞恢复了年轻活力。山中因子是一种蛋白质,此前已有研究证实了山中因子能让细胞重返胚胎状态。经过几天的实验,提取的细胞年轻了好几岁。

将上述操作应用于整个器官或许会面临更大的挑战,但斯坦福大学医学院的研究迈出了开发新疗法的第一步。人们期望新疗法能在体内逆转细胞和组织的生物钟,而无需将二者移出体外。

然而,就目前而言,许多科学家仍在专注于延长老年人的健康寿命。伦敦大学学院的琳达·帕特里奇等人在他们发表的综述文章中强调,虽然雷帕霉素、二甲双胍和锂等药物有望延缓衰老相关疾病的发生,但需要指出的是,这几种干预方法都无力逆转衰老的种种症状。其他研究者认为,抗衰老治疗可能会产生“组织特异性”的效果,他们因此强调科学家要了解衰老进程是如何以不同方式影响不同器官的。

尽管各个器官衰老的方式大不相同,但精心照料每个器官还是很有意义的。理查德·西奥强调,各个器官系统仍是相互联系的,一个系统的衰老注定会影响其他系统。

西奥说:“如果你的关节发炎了,炎症也会影响你的大脑和心脏。不同器官的衰老轨迹不同,但所有的衰老轨迹是相互关联的。”

[編译自英国广播公司网站]

编辑:马果娜

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