健康寿命:延长健康岁月的科学

更新时间:2025-04-07 15:54:28
源新闻来源:Scientific American
语言:英语,所在国:美国
分类:健康研究

好消息是,研究人员已经发现了一种可以将线虫的寿命延长十倍的治疗方法。他们还学会了如何使小鼠的健康寿命延长50%。现在,一种延长健康寿命的治疗方法正在狗身上进行测试,而狗的主人们非常希望他们的爱宠能够活得更久。

那么我们人类呢?医学能否帮助更多的人——甚至大多数人——在90岁以后仍然保持健康长寿?

科学可能比大多数人想象的更接近于延缓衰老带来的各种疾病。已知在动物身上能减缓衰老的药物也可能安全地对人类产生同样的效果,研究人员正努力将更多的这类药物推向临床试验。其中一种名为二甲双胍的药物已经被美国食品药品监督管理局(FDA)批准进行抗衰老药物测试,还有数百人正在官方试验之外服用其他药物。“我已经在这个领域工作了30多年,从未见过如此高涨的热情,”亚拉巴马大学伯明翰分校的健康老龄化生物学家史蒂夫·奥斯塔德(Steve Austad)说,他同时也是美国老化研究联合会的科学主任。

我们甚至不需要等待几十年才能看到抗衰老药物延长我们的健康岁月。研究人员正在寻找方法收集和利用大量的个人健康数据,以帮助人们在70多岁之后仍然保持敏锐和活跃。“90岁时仍然思维敏捷、身体强健是完全现实的,”加州理工学院和华盛顿大学的生物学家勒罗伊·胡德(Leroy Hood)说,他是基因组学革命的先驱之一,现任健康相关非营利组织Phenome Health的首席执行官,也是系统生物学研究所的联合创始人。(他现年86岁。)

至关重要的是,延缓衰老的努力不仅在于增加人们的寿命,而是要让这些额外的岁月是健康的。一个多世纪以来,医学科学的进步帮助全球平均寿命不断增加。但人们享受良好健康的时间——即健康寿命——并没有像寿命那样迅速增长。根据卫生计量与评估研究所的数据,在美国,普通人晚年的近13年时间里健康状况相对较差,而在1990年这一数字仅为不到11年。在较贫穷的地区,寿命与健康寿命之间的差距更大。

为了缩小这一差距,衰老科学越来越多地关注健康寿命而不是寿命。健康寿命现在已成为世界卫生组织的重要指标,并成为研究和科学会议的主题。“我们不想延长病弱期,那只会让人们病得更久,”英国伯明翰大学分子生物老年学教授若昂·佩德罗·德马加良斯(João Pedro de Magalhães)说,“我们的目标是延长寿命,同时拥有年轻20岁的健康状态。”

让人们在晚年保持健康和独立不仅能提高他们的生活质量,还能减轻因老年人健康不良造成的巨大且快速增长的医疗和经济负担。美国医疗保险和医疗补助服务中心(CMS)计算出,2020年65岁及以上的成年人占个人医疗保健费用的37%,尽管他们只占总人口的17%,当年85岁以上成年人的年均支出超过每人35,000美元。这些数字可能会继续攀升:到2050年,80岁以上的人口数量预计将增加两倍。衰老还会间接影响数百万必须照顾患有致残性疾病和行动不便的老年家庭成员的人。大约六分之一的美国成年人为老年人提供无偿照护。

科学正在探索两条不同的路径来增加健康寿命。一条是直接攻击衰老过程,通过识别驱动衰老的生物机制并找到能减缓这些机制的药物——这应该也能抵御随衰老而来的疾病,因为大多数重大疾病都与此有关。另一条是将医疗保健从单纯治疗患者在老年时出现的症状转向“科学健康”方法,通过使用数据驱动的诊断工具、精准医疗和个性化生活方式指导来提前预防这些疾病。这些努力是否足以缩小健康寿命差距?

减缓衰退

衰老不是一种疾病,但它确实是通往疾病的主路。“衰老生物学是导致人们功能下降的大多数疾病的核心,”前华盛顿大学生物老年学教授马特·凯伯林(Matt Kaeberlein)说,他在2023年离开学术界,成为Optispan公司的首席执行官,该公司致力于开发延长健康寿命的方法。衰老是十大常见死因中九个的最大风险因素。“衰老可能不仅仅是这些疾病的风险因素,而是其原因。我们越精确地理解衰老的生物学机制,就越能精确地干预。”

尽管科学家们开始解开这些机制,但许多机制仍然是一个谜,伯明翰大学的德马加良斯说。但他补充说,科学通过一个重要的概念飞跃,已经大大接近破解这个谜团:将衰老视为进化编程到我们基因中的特定生物过程,而不是像汽车一样随着时间的推移不可避免地磨损。

如果这是真的,那么就应该有可能找到干扰这种编程的药物——这是德马加良斯实验室和其他世界各地实验室的重点。“我们正在使用计算和实验方法来识别新的化合物作为长寿药物,”他说。

有越来越多的证据表明,这些药物也将有助于保持健康,而许多抗衰老研究人员认为最有前景的药物是雷帕霉素。它于1999年被批准用于抑制接受肾脏移植患者的免疫系统,以避免器官排斥反应。它也被用于治疗和预防某些癌症。2012年的一项研究发现,暴露于雷帕霉素的线虫寿命惊人地延长了十倍,它们的平均寿命不到两周。其作用机制尚不清楚,但后来的研究表明,雷帕霉素还可以延长其他几种动物的健康寿命,包括果蝇和小鼠。目前正在进行狗和猴子的研究。“如果这些研究有效,我认为我们就有理由尝试在人身上进行试验,”德马加良斯说。

亚拉巴马大学的奥斯塔德也同意雷帕霉素适合进行人体试验作为长寿药物。尽管该药物已被批准用于其他用途,但FDA尚未批准此类研究,因为雷帕霉素曾与增加癌症和感染风险等副作用相关。但奥斯塔德指出,这些问题是在高剂量下观察到的,并且对象是已有严重健康问题的人。“雷帕霉素在很多临床医生中名声不好。但在低剂量下,它可能会延长寿命而不会产生这些副作用,”他说。

FDA最近批准了华盛顿大学的一项研究,研究雷帕霉素减缓牙周病的能力——这项研究很可能收集到有关该药物抗衰老效果的数据。不过,对于涉及健康人群的长寿药物试验,监管机构可能会设定较高的安全标准,以避免试验对参与者造成更多伤害。

与此同时,由于雷帕霉素已获准用于某些用途,医生可以合法地将其用于“标签外”用途——也就是说,用于他们认为可能有益且相对安全的任何健康目的。虽然没有官方数据,但社交媒体账户和轶事信息表明,至少有数百人正在服用该药物,希望能获得健康寿命的好处。任何轶事结果都不太可能被视为科学证据,大多数抗衰老研究人员也不建议标签外使用该药物。“我自己不吃这种药,也不推荐别人吃,”德马加良斯说。

再生是否可能?

研究人员还在关注杀死衰老细胞的药物——这些细胞已经停止分裂。衰老细胞随着年龄的增长而增多,希望通过去除这些细胞,所谓的senolytic药物可以提供健康寿命的好处。到目前为止,几乎没有明确证据表明这些药物能在人类身上减缓衰老,但它们确实在动物的各种疾病中显示出一些有益效果,包括癌症和心脏病。由于一些senolytic药物天然存在于食物中或已被批准用于治疗特定疾病,并且通常没有严重的副作用,FDA已经批准了数十项针对衰老疾病的senolytic药物试验。

另一种获批进行人类长寿试验的药物是二甲双胍,这是一种一线治疗2型糖尿病的药物,全世界约有1.5亿人在使用,通常效果良好且副作用较小。该药物在动物身上表现出一些延长寿命的证据,由维克森林大学监督的为期六年的全国性试验正在计划阶段。

其他潜在的延缓衰老方法也在研究中。其中之一是通过化学物质“重编程”或“再生”衰老细胞,使其恢复到年轻状态。虽然这项技术在试管中效果很好,但在动物身上的结果却参差不齐,显示出一些好处,但也导致肿瘤和其他问题。硅谷生物科技公司Altos Labs的主要投资者据称包括杰夫·贝索斯(Jeff Bezos),该公司宣称其意图“通过细胞再生编程来改变医学”。但这项技术尚未获得临床试验批准。

还有一种方法是将年轻人的血浆输注给老年人。出于尚未完全理解的原因,这种方法已经在小鼠身上显示出一系列健康改善,包括延长寿命,少数临床试验也表明人类可能从中受益。由于输血是一种既定且通常安全的程序,临床医生今天可以对希望从中受益的人进行输血,私人公司和诊所也提供了这项服务。奥斯塔德表示,小鼠的证据令人印象深刻。他预计会看到旨在证明健康寿命延长的临床试验。但由于需要从健康的年轻人那里收集大量血浆,而这些年轻人通常会得到很好的报酬,因此治疗成本可能高达数万美元。这也引发了关于针对富人的年轻血浆市场的伦理问题。

遏制疾病

抗衰老方法相比,科学健康的方法在伦理上争议较少。美国和世界上大多数地区的医疗保健都是被动的:只有当有人出现可检测的健康问题时,医疗保健系统才会启动。在这种范式下,老年疾病几乎是不可避免的,一旦出现,医疗保健系统就会尽力治疗。

但如果医疗保健系统转而专注于在我们仍然相对健康时预防这些疾病,那么这些疾病可能远没有那么不可避免,或者至少可以推迟十年以上。“从‘疾病护理’系统转向关注健康和预防的系统正好符合健康寿命的目标,”胡德说。

胡德表示,关键在于利用大量个人健康数据,这些数据远远超出通常从大多数患者那里收集的数据。他的组织Phenome Health正在研究获取和分析可能揭示患者健康状况的多个信息的技术,包括基因、蛋白质、其他化学物质、细菌、大脑功能、心律、睡眠、饮食、压力、运动等。这是一个全面反映个人当前健康状况的“表型”。“这些数据反映了你健康轨迹的现状、发展方向以及可以采取什么措施来优化它,”胡德说。

他表示,这些结果可以帮助人们将严重疾病推迟到90岁以后:“这将远远超越传统医疗保健所能做的。它可以找出限制任何方面健康的每一个因素,并加以纠正。”干预措施可能包括药物、手术和生活方式调整——通常不是为了治疗问题,而是为了防止问题出现。

Optispan首席执行官凯伯林表示,他的公司已经开始将类似的方法应用于签约其服务的患者。除了广泛的患者测试和持续监测外,该公司还在整合可用的抗衰老治疗方法。作为一名生物老年学家,凯伯林多年来一直在研究潜在的健康寿命药物,包括研究雷帕霉素对狗的影响,并亲自尝试该药物成功治疗肩部受伤。“有不同的方法可以修改衰老途径,以增强韧性甚至恢复器官功能,”他说,“但最大的好处来自于通过高级筛查和早期干预主动进行。”

在这些主动方法中,收集患者数据通常从基因组分析开始,以寻找提供个人独特健康风险见解的基因变异。“你的基因组可以告诉你潜在的健康轨迹是什么,”胡德说,“但你的行为、环境和医疗保健将决定你在晚年遵循哪条轨迹。”

当然,血液检测也是过程的一部分。但胡德表示,这些检测应该远远超出传统的检查范围。“我们现在知道如何通过血液来询问你的整个生物系统。你的器官不断向血液中分泌数百种不同的分子,这为我们提供了了解健康和正在发展的疾病的一扇窗口。”除了突出显示控制几乎所有身体功能的许多蛋白质水平外,血液检测还可以检测环境毒素以及数千种代谢物——这些是在身体分解组织或摄入任何物质时在体内循环的分子。

微生物群落内细菌种类的普查——即微生物组——也可以成为预防方法中延缓衰老不利影响的关键工具,通常是通过粪便样本获得。近年来的研究表明,微生物组的变化不仅与胃微生物群落健康有关,还与糖尿病、心脏病和阿尔茨海默病等多种疾病有关。一些有问题的微生物组变化可以通过饮食或药物来解决。“微生物组是你摄入的东西与进入你系统的屏障,”胡德说,“它深刻影响着福祉,对其进行分析至关重要。”

生活方式在预防健康中也起着重要作用。饮食、锻炼、睡眠、压力和社会支持都是关键因素。Phenome Health和Optispan都在开发分析和调整每个个体患者这些因素的方法。哥伦比亚大学医学中心副教授兼心脏病学部门运动测试实验室主任基思·迪亚兹(Keith Diaz)表示,增加或调整锻炼可能是延长健康寿命的一种特别有效的方法。“每个人都在寻找青春之泉,”迪亚兹说,“我们找到了,那就是锻炼。”

迪亚兹进行了研究表明,锻炼可以使生物年龄倒退多达30年。“益处贯穿所有系统,”他说,“只需用30分钟的轻度锻炼代替坐着,就能将死亡风险降低35%。”获得锻炼带来的老年益处并不需要积累一生的锻炼量。根据迪亚兹的研究,他证明了那些在较大年纪才开始锻炼的人仍然可以在健康、寿命和健康寿命方面获得回报。

手腕上的实验室

数据驱动的预防性护理方法得到了先进的可穿戴设备的支持,这些设备能够连续测量广泛的生命体征和行为细节。这包括心率变异性、呼吸频率、血氧饱和度、体温、压力水平、睡眠阶段、能量消耗等等。能够连续监测血糖水平的设备尤其有用。“人们可以在吃大蒜面包或冰淇淋后一小时内实时看到血液中的情况,”凯伯林说,“这有助于他们采用更健康的饮食。”

来自可穿戴设备的数据通常可以上传到患者的临床护理团队,以便将其添加到实验室数据和病史中,从而提供更清晰的图像,以确定哪些方面需要调整以获得最大的健康寿命效益。“我们知道如何解释这些数据以优化个人健康,”凯伯林说。

迪亚兹认为可穿戴设备是锻炼方面的游戏规则改变者。“个性化每个人的锻炼计划是为健康而锻炼的下一个前沿,”他说,“理想的锻炼量和类型因人而异,我们将能够找到最适合每个人的方案。”他还补充说,分析一个人全天的活动模式也可以制定出更容易坚持的锻炼计划。这些数据可以揭示某人在何时何地似乎有更多的精力,以及哪些活动能使他们更活跃,带来更大的健康效益。

胡德还强调了认知和情感评估的重要性,以监测和保护大脑健康。“当代医学在评估大脑健康和整体心理状态方面绝对不足,”他说。Phenome Health提供了一系列40项大脑评估,从记忆力到反应时间再到视觉敏锐度,以发现潜在问题并通过定制的大脑刺激练习来预防这些问题。“人们往往在35岁左右就开始认知能力下降,因为他们没有以正确的方式锻炼大脑,”他说。

凯伯林表示,很少作为常规体检一部分的其他筛查测试对于提前发现即将发生的老年疾病至关重要。他提倡常规超声成像以检测脂肪肝——他说这个问题影响了美国超过三分之一的成年人。他还推动定期进行低剂量X射线的身体成分扫描,这种相对便宜的测试可以揭示过多的脂肪沉积和骨密度问题,这些问题在老年时可能导致严重问题,但在之前可以有效解决。

凯伯林预计很快就可以将“液体活检”加入筛查测试列表——这是一种正在发展的技术,可以从血液样本中检测到即使是非常微小的癌症迹象。“这些测试可以相当准确和精确地检测出20多种癌症,如果早期发现,通常可以治愈,”他说。

人工智能已经在优化预防护理以追求更长的健康寿命方面发挥了作用。Optispan正在开发人工智能工具,以发现可在患者中测量的因素与他们面临疾病风险之间的新联系。它还在创建人工智能工具,帮助传统医疗保健提供者在无需经过广泛再培训的情况下提供数据驱动的预防——最终目标是使人们能够自己进行预防。“我们希望为个人创建个性化的‘健康寿命代理’,可以收集和分析他们愿意分享的任何健康数据,”凯伯林说。

找到自动化预防健康工具以延长健康寿命的方法可以大大改善健康公平。人工智能工具可以大幅降低为患者提供个性化、数据驱动护理的成本,这将使那些资源有限、顶级医疗保险和易于接触临床医生的人受益。人工智能还可以学习适应那些可能没有最佳医疗资源的患者的建议。“我们希望优化健康寿命的建议,但我们也希望根据经济状况等因素进行调整,”凯伯林说。

规划有意义的生活

将延长健康寿命的治疗方法和护理带给大部分人口的最大挑战可能仅仅是让医疗保健系统——甚至患者——接受这些新方法。“我们需要一个预测性、预防性、个性化和参与性的医疗保健系统,”胡德说,“我们知道如何做到前三点,但让医生、医院领导、患者、监管机构和保险公司参与进来是一场噩梦。”胡德预测医疗保健系统将朝着正确的方向发展,但这可能需要十年或更长时间才能开始过渡。

当医疗保健系统最终成功地让人们多活十年甚至二十年的健康生活时,可能会出现一个新的挑战,胡德说。“当我们获得了这些额外的年份时,我们会怎么用?”他问道。“在90岁时保持健康的一个关键部分是有生活目标,这意味着参与有趣且富有成效的事情。”这可能意味着继续工作,或者找到爱好或体育项目,或者寻求更多的教育,或者建立新的关系和社区联系。

换句话说,当我们把年轻人的健康维持到老年时,我们也必须准备好维持他们的追求。“90岁的人们必须继续找到对他们自己来说有意义的事情,无论他们如何定义,”胡德说。


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