镭曾被誉为青春的灵丹妙药。如今的观念就更好些吗?

1923年,《大众科学》报道称人们当时在饮用镭水以求保持年轻。我们离真正(且无放射性)的“衰老疗法”还有多远?
Images from 'Will radium restore youth?' that appeared in the June 1923 issue of Popular Science
《大众科学》1923年6月刊刊登了“镭能恢复青春吗?”的文章 《大众科学》

从天空之城到机器人管家,《大众科学》的历史充满了对未来的设想。在我们“我们到了吗?”这个栏目中,我们会关注我们最有雄心的承诺的进展。点击这里阅读更多系列内容。

1923年,《大众科学》报道称人们当时在饮用镭水以求保持年轻。我们离真正(且无放射性)的“衰老疗法”还有多远?

自从玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔于1898年发现镭以来,人们很快就意识到这种新元素并非寻常金属。当居里夫妇于1902年最终从沥青铀矿(一种矿石)中分离出纯镭时,他们确定这种物质的放射性是铀的一百万倍。当时,铀已被用于医学,通过X光检查骨骼,甚至治疗癌症肿瘤,这一程序最早由瑞典医生 Tage Sjogren 于1899年尝试。 结合镭非凡的放射性和不自然的蓝色辉光,这种矿物质很快被吹捧为包治百病,包括癌症、失明和脱发,尽管当时放射性仅用于治疗恶性肿瘤。正如《大众科学》在1923年6月报道的那样,人们甚至认为每天饮用一杯镭水就能恢复青春、延长寿命,使其成为一系列神奇长生不老药中的最新一种。

到1925年5月,《纽约时报》率先报道了与镭相关的癌症病例。两年后,五名绝症女性(后来被称为镭女)起诉了她们曾工作的美国镭公司,她们曾用公司有毒的颜料手工绘制各种物品。随着镭的致癌作用的证据越来越多,其包治百病的声誉迅速消退,尽管直到又一个半世纪后最后一家夜光**油漆**加工厂才关闭。如今,镭仍被用于核医学治疗癌症患者,以及工业射线照相术,用于检测建筑材料的结构缺陷——但其作为延长寿命的灵丹妙药的毫无根据的地位很快就结束了。 

然而,镭的衰落并未终结对不朽的真正追求:我们对永生青春的渴望继续激发着形形色色、科学上可疑的产品和服务。 

自文明早期,苏美尔人在泥板上刻下了吉尔伽美什史诗中最早的关于凡人渴望永生的记载以来,人类就一直在寻找能够战胜衰老、延迟死亡的奇迹疗法。五千年前的古埃及,祭司们就施行尸体保存,希望人的灵魂能够在其木乃伊化的载体中继续存在。幸运的是,抗衰老生物技术已经从木乃伊化以及中世纪对青春之泉贤者之石圣杯的追寻,以及饮用金属基灵丹妙药洗浴处女血,甚至在20世纪初饮用镭水的骇人听闻的做法发展而来。但不变的是,追求永生青春的活动很大程度上是由人类最富有的人资助的,从中国皇帝到硅谷的创业者。

“我们早就认识到,衰老是绝大多数慢性疾病的最大风险因素,无论是阿尔茨海默病、癌症、骨质疏松症、心血管疾病还是糖尿病,”梅奥诊所衰老生物学研究保罗·F·格伦中心联合主任内森·勒布拉斯瑟说。“但我们一直觉得,‘好吧,衰老(细胞衰老)我们无能为力,所以让我们转而关注我们认为可以改变的、更普遍的风险因素,比如血压或高血脂。’”然而,在过去的几十年里,衰老研究的突破性进展激发了兴趣并打开了资金的闸门。幸运的是,最新的努力比镭的全盛时期有了更扎实的科学基础和科学方法。

19世纪末,就在科学家们通过显微镜聚焦于细菌的同时,进化生物学家奥古斯特·魏斯曼发表了关于细胞衰老或衰老症的演讲。他的《生命的时限》(1881年)详细阐述了他的细胞复制极限理论,这解释了为何愈老愈难愈合。他的理论得到了80年的验证。1961年,生物学家伦纳德·海弗利克和保罗·摩尔黑德观察并记录了人类细胞的有限寿命。又过了三十年,1993年,加州大学旧金山分校的遗传学家兼生物化学教授辛西娅·肯扬发现,蠕虫体内特定的基因突变可以使其寿命翻倍。肯扬的发现为寻找永生青春的研究提供了新的方向和希望,富有的科技企业家们急于资助最新的探索:弄清楚如何在细胞层面阻止衰老。(肯扬现任Alphabet子公司Calico Research Labs的副总裁。)

“我们在理解衰老的根本生物学方面取得了非凡的进步,”勒布拉斯瑟说。“我们正处于科学和医学的新时代,不仅要问‘衰老是什么让人们面临所有这些疾病的风险?’,还要问‘我们能为此做些什么吗?我们能否进行干预?’”

在勒布拉斯瑟等人的现代衰老研究实验室里,重点是分离衰老症的分子机制,并开发用于识别和测量细胞变化的工具和技术。最终目标是发现如何在细胞层面阻止或逆转这些变化。

然而,对衰老分子机制的关注并非新事。在其1940年的著作《组织者和基因》中,理论生物学家康拉德·沃丁顿提出了一个细胞生命周期的比喻——它如何从胚胎状态生长为特定形态。在沃丁顿的表观遗传景观中,一个细胞最初处于山顶未成形的状态,可以向任何方向滚落。经过一系列分支后,细胞会落入一个山谷,代表它将形成的组织,例如皮肤细胞或神经元。根据沃丁顿的说法,表观遗传学是遗传的外部机制——超越标准遗传学,例如化学或环境因素——导致细胞在遇到分支时向一个方向或另一个方向滚动。根据首次提出表观遗传学理论的沃丁顿的说法,一旦细胞落入山谷,它就会留在那里直到死亡——因此,一次成为皮肤细胞,就永远是皮肤细胞。沃丁顿认为细胞衰老是一条单行道,事实证明这并不准确。 

“我们现在知道,即使是不同类型的细胞也会随着衰老而不断变化,”摩根·莱文说,她直到最近还在耶鲁医学院领导自己的衰老实验室,但现在是Altos Labs的创始首席研究员,这是一个资金雄厚的初创公司。“[沃丁顿的]景观在不断延伸。令人兴奋的新事物是重编程,它向我们表明,你可以将球推回原来的方向。”

莱文这样的研究人员继续发现新的表观遗传机制,这些机制不仅可以用来确定细胞的年龄(表观遗传学或生物钟),还可以挑战沃丁顿关于细胞生命是单行道的论点。细胞重编程是1980年代首次尝试的想法,后来由诺贝尔奖得主山中伸弥进一步发展,他发现了如何将成熟的、特化的细胞逆转回胚胎或多能状态,使它们能够重新开始并再生,例如再生为新的肝细胞或牙齿。

“我喜欢把表观基因组想象成细胞的操作系统,”莱文解释说。“所以,你体内的几乎所有细胞都拥有相同的DNA或基因组。但是,是什么让皮肤细胞和脑细胞不同,那就是表观基因组。它告诉细胞应该使用DNA的哪个部分,这部分对它来说是特有的。”总之,所有细胞都始于胚胎干细胞或干细胞,但决定细胞最终状态的是表观基因组。

“在培养皿中的细胞方面,我们已经做了大量工作,”莱文补充说,包括从阿尔茨海默病患者身上提取皮肤细胞,将它们重编程回干细胞,然后再分化为神经元。对于某些细胞,“你不需要总是回到胚胎干细胞,你也可以直接转化为另一种类型的细胞,”莱文说。但她也指出,在培养皿中有效的方法与在活体标本中有效的方法大相径庭。尽管科学家们在实验室动物体内进行了体内的细胞重编程实验,但效果有限,其影响尚未得到充分理解。 “问题是,当你将细胞推回生命周期的太远时,它们不知道自己应该是什么,”莱文说。“然后它们会变成各种不好的东西,比如畸胎瘤。”尽管如此,她仍然乐观地认为,重编程的许多问题可能会在未来十年内得到解决。莱文不认为人们会喝下细胞重编程鸡尾酒来延缓衰老——至少在可预见的未来不会——但她确实看到了高危患者的早期应用,例如,他们可以再生器官而不是需要移植。

虽然长生不老的追求仍然主要由最富有的人资助,但它已经从对神话物品、神奇元素和神秘仪式的追求转变为一项大生意,募集了数十亿美元用于资助探索性研究。除了Calico和Altos Labs(由俄裔亿万富翁尤里·米尔纳等人资助)之外,还有Life BiosciencesAgeX TherapeuticsTurn BiotechnologiesUnity BiotechnologyBioAge Labs等公司,它们都成立于过去十年。尽管这些实验性技术备受吹捧,但任何实际的产品和服务都必须获得美国食品药品监督管理局等监管机构的批准,而这些机构在美国推销镭作为万能药时并不存在。

虽然我们在进行基因组编辑(CRISPR)和表观基因组重编程以阻止或逆转衰老等长期“登月”项目,但勒布拉斯瑟在短期内看到了将现有药物再利用来支持衰老细胞的可能性。当一个细胞老化和受损时,它有三种选择:死亡,在这种情况下它会被身体排出;修复自身,因为损伤不严重;或者停止复制,像僵尸细胞一样存在。“[僵尸细胞]不仅功能不正常,”勒布拉斯瑟解释说,“而且它们会分泌一系列有毒分子”,称为与衰老相关的分泌表型(SASP)。这些有毒分子会引发炎症,而炎症是许多疾病的前兆。 

事实证明,有些药物最初是针对其他疾病的,现在正在进行抗衰老试验,因为它们已显示出在根本层面影响细胞生物学,从而有效延缓衰老的潜力。尽管雷帕霉素最初是为了抑制器官移植患者的免疫系统而设计的,二甲双胍是为了帮助糖尿病患者,但两者都显示出抗衰老的潜力。“当你开始从流行病学的角度看待数据时,你会发现这些人(如服用二甲双胍的糖尿病患者)患心血管疾病的几率通常较低,”勒布拉斯瑟指出。“他们患癌症的几率也较低,而且有证据表明他们患阿尔茨海默病的几率甚至更低。”即使是降胆固醇药(用于心血管疾病)和SGLT2抑制剂(另一种糖尿病药物)也被探索用于抗衰老。当然,衰老并非全是坏事。它在例如预防恶性肿瘤发展方面起着重要作用——因此,干扰它可能会有弊端。“生物学是如此聪明,我们必须保持谦逊,对吧?”勒布拉斯瑟说。

除其他事项外,“镭女”事件也教会我们,在充分了解新技术的一般和缺点之前,要避免其炒作和承诺。我们已经等待了数千年寻找奇迹灵丹,在此过程中做出了许多可怕的选择,甚至在一百年前还在饮用放射性水。21世纪也充斥着各种抗衰老骗局,包括未经监管的化妆品、可疑的手术程序和未经证实的膳食补充剂。虽然我们可能比人类历史上任何时候都更接近于找到真正解决衰老负面影响的方案,但在我们能够可靠地恢复青春之前,仍有重大的障碍需要克服。今天的抗衰老研究需要数年甚至数十年的研究,以及广泛的临床试验,才能获得回报——即便如此,也很难以一种能够赋予不朽的长生不老鸡尾酒的形式出现。与此同时,勒布拉斯瑟给那些负担得起的人的建议很简单:“你不必等待奇迹般的治愈。生活方式选择,如体育活动、营养习惯和睡眠,对我们的衰老轨迹起着重要作用。今天你可以非常积极主动地对待你的衰老过程。”不幸的是,并非每个人都有能力遵循勒布拉斯瑟的医学智慧。但我们中最富有的人——包括那些资助长生不老追求的人——无疑有。

 

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比尔·古尔吉

特约撰稿人

比尔·古尔吉(Bill Gourgey)是《Popular Science》杂志的撰稿人,也是一位非官方的数字考古学家,他喜欢挖掘PopSci庞大的档案库来更新值得关注的旧故事(是的,旋转木马也是值得关注的)。


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