通过生物科技实现长寿有什么路径?

图片来源@unsplash

钛媒体注:本文来自于微信公众号 硅谷洞察 (ID:guigudiyixian),作者为Toby Tong,钛媒体经授权发布。

寻求长寿的方法有很多,其中最简单粗暴的思路之一, 就是我们把身体(除大脑以外)看成容器,然后在衰老的时候把大脑从衰老的身体移出,放到年轻的身体中。

这种想法听起来似乎是异想天开,而实际上,换脑术虽然离我们还有些距离,但换头术近年来已有科学家在尝试。

2017年意大利和中国的一个联合研究团队就实现了非活体的第一例头移植外科实验模型。而2019年3月,该团队宣布,他们通过使用聚乙二醇重建了狗横向断开的脊髓。

此外,通过器官再生和移植实现年龄逆转,也是寻求长寿的思路之一。

其它实现长寿的路径还有什么呢?X Prize基金会近期发布报告《长寿的未来》(The Future of Longevity ), 对长寿科技的十二大关键突破技术进行了梳理, 并对其对应的可能实现的时间点进行了预测。

Longevity X 基金愿景:让人类“活200岁”

X Prize 基金是个什么神奇的机构?

该基金会通过赞助或组织竞赛的方式,鼓励有益于全人类的技术发展。例如,它曾经跟Google合作举办月球探测器设计竞赛——月球 Xprize、跟诺基亚合作举办医疗保健领域传感器设计竞赛XCHALLENGE等。

2016年,硅谷洞察曾专访参与Google月球 Xprize 的以色列团队SpaceIL团队。(感兴趣可以点击阅读:谷歌的登月计划,将被某中东神秘力量抢先实现)

截至目前,X prize共举行了8场不同主题的竞赛,而 Longevity X (长寿X大赛) 作为基金会近期开启的一个项目, 旨在全球范围内寻找延缓衰老的解决方案。

该项目背后的俄罗斯亿万富豪谢尔盖·杨(Sergey Young)也是个传奇人物。作为长寿愿景基金的创始人,他一直致力于投资能延长人类寿命的前沿技术。 而截止2019年9月,他已在人类延长寿命的科学技术研发上投资了大约1亿美元,希望由此达成“让人类活200岁”的愿景。

这份由X prize最新发布的《长寿的未来》报告,广泛地吸纳了来自高校、企业、组织以及个人的研究。

下面让小探结合这份报告,挑选其中五个关键技术突破点,来和大家一起探讨长寿科技的未来。

这五大关键技术,从“建立共享数据—测量生物标记物—动物逆龄化实验—人体模拟实验—大脑分离探索”等五个方面,绘制了从机器分析到动物实验再到人类研究的长寿技术发展路线图,每项技术都提出了规模应用的时间点。

关键技术一:共享、实时的衰老过程数据库

概念证明预计时间:2022年

大规模使用预计时间:2030年

科研离不开数据的收集和处理。报告认为, 对衰老的研究需要一个实时更新的健康数据库,涵盖人的基本体征、生活习惯和行为的数据。 一旦数据库建成,科学家将有更充足的样本来研究衰老,甚至对老年人在时间维度(如以分钟为单位)上进行更精细化的个性化医疗。

目前,个人的实时健康数据主要采集自各类可穿戴式设备,例如苹果手表等。但各家公司的数据并未在统一的平台上保存和管理。如Apple Watch采集到的数据整合到苹果健康应用Health中管理。此外,纯粹的体征数据(如心跳、体温)意义不大,我们还需要结合行为(如最近几个小时是否有饮酒)、健康状况(如高血压)、药物服用等多维度的信息才能为研究提供更多的价值。

一个理想的数据库,需要兼具共享性、中立性、匿名性, 并保持终端用户与数据的对应性。 目前区块链技术应用到这一领域潜力最大。 此外,区块链技术还有激励性质。

政府和医疗公司一直以来投入大量资金用于收集大众健康、行为数据。结合区块链的激励机制,未来可将这些费用直接用于激励用户主动上传健康数据,降低单位数据的获取成本,增加数据的隐私性和安全性。

关键技术二:用于测量衰老的生物标记物

概念证明预计时间:2025年

大规模使用预计时间:2030年

目前,没有任何标记物能完整测量和捕捉衰老的过程,生物性衰老缺乏统一的量化标准。因为各类测量结果不一定具备可比性,影响了该领域的研究进展。

但表观遗传时钟(Epigenetic Clocks)这一生物标记物近期受到了很多关注,并已经用于抗衰老方向的人类临床试验研究 。

什么是表观遗传时钟呢?

表观遗传时钟主要存在于我们每个人的表观基因组中,即对DNA加以标记的化学修饰,如甲基化等。这些标记会影响我们蛋白质的合成,从而影响我们性状的表现(如单/双眼皮),还会在我们不同的生命阶段发生变化,反映我们的生物学年龄。

(干细胞分化,图片来自网络)

此外, 干细胞耗竭也是衰老的一种表现。 对应地,组织的再生能力随着年龄的增加而衰弱。干细胞的耗竭将会减弱免疫系统、导致肌肉损失、骨质量下降以及伤口愈合能力的降低。

另外, 基因不稳定性也和衰老密切相关。 就跟程序会出bug一样,生物在生命各个阶段会积累基因突变、缺失等问题(当然生物也存在一套纠错机制,但是不可能百分百纠错)。而随着年龄的增长,基因缺陷也会积累,所以对应地可以通过研究基因不稳定性来研究生物性衰老。

以下是目前测量生物性衰老的十个生物标记物,感兴趣的小伙伴可以继续研究下~

关键技术三:实现年龄逆转的技术(首先在动物身上实现)

概念证明预计时间:2025年

大规模使用预计时间:2035年

就和其他所有医疗技术发展一样,在人类进行年龄逆转实验之前,需要在动物身上实现。 通过有效逆转衰老的动物,将有力地证明人类可以逆转年龄,并且帮助人们更好地、更全面地理解老化过程。 而目前,这一结果不仅在动物身上实现了,还在不久之前在人类身上实现了!

著名生物学家Gregory M. Fahy是长寿科技的明星人物,也是二十一世纪医学公司的CEO。今年9月,Gregory 及他的团队发表了一篇关于人类年龄逆转成功的论文,这也是人类生物学年龄第一次被逆转。

(Gregory M. Fahy团队论文截图)

Gregory的报告显示,他们通过某种方法再生了胸腺(一种免疫器官,随着年龄增长会萎缩),对10位患者进行了一年的治疗后发现, 样本人群的老年疾病的风险指数有所降低,同时在生物学年龄上比治疗前年轻了2.5岁。 此外,在停止治疗处理后,这种效果甚至可以持续达到6个月之久!

虽然此次实验的样本数量只有不到十人规模,同时没有对照组进行对比,结论只是初步性的。但不管怎么说,这也是是第一个在动物年龄逆转基础上,通过人为老龄化干预行为增加了人类寿命(表观遗传维度)上的报告,给未来人类年龄实现逆转带来希望。

关键技术四:建立精细的人体模型来模拟人体实验

概念证明预计时间:2040年

大规模使用预计时间:2045年

通常,为了在人体实验中将药物对志愿者的伤害最小化,我们会在与我们相似的试验体上做实验。但这也导致药物研发昂贵、审批耗时。在最理想的条件下,如果我们建立了足够精确、准确的人体模型,那么在药物研发上可以省去哺乳动物甚至是人体实验时间。

目前,芯片实验室技术(Lab-on-a-chip, LOC)能够实现人体模型效果。 该技术能把一个或者多个常规实验室的功能(比如分离、检测)整合到一块芯片(一般为几平方厘米)上,从而完成不同的生物和化学反应过程。 这也是未来规模化、集成化的一种技术趋势。

不过,由于芯片实验室的成本偏高,目前还无法投入规模化使用。同时,由于想要达到人体模型的理想条件,芯片的复杂程度有待提高,需要不仅模拟出人体的组织、器官层,同时还要模拟组织间的血液循环。

关键技术五:.把大脑从衰老的身体里安全地分离出来

概念证明预计时间:2025年

大规模使用预计时间:2035年

正如前文所谈到的,这是一种比较简单粗暴的方法。 人在衰老的时候把大脑从衰老的身体迁移到年轻的身体中,要依赖换脑术。

虽然换脑手术离我们还太远,但换头术近年来已有科学家在尝试。

2017年11月,意大利神经外科专家塞尔吉奥·卡纳韦罗( Sergio Canavero)就宣布,他和自己的合作伙伴,哈尔滨医科大学教授任晓平成功地把头颅从一具尸体移植到另外一具尸体上。

(实验志愿者Valery Spiridonov)

(图自Mirror)

后来,塞尔吉奥也曾经有机会在活人身上操作。俄罗斯一名肌肉萎缩症的男子本来志愿在2017年接受这一手术,但是后来这名男子找到了真爱,随后退出了实验。

但爱丁堡大学神经发育学教授Catherina Gwynne Becker认为, 换头手术中活体的脊髓连接才是一个真正的难题。

一般人体外周神经损伤后可以再连接、重建,比如手臂神经断裂重连在术后可以恢复运动。但是脊髓属于中枢神经,损伤再生是世界难题,这也就是为什么脊髓受损容易导致瘫痪。

此外,Becker还认为,衡量头部移植是否真正成功,要看病人的存活时间,以及头部能否控制运动机能。但是在死亡生物体上做这样的实验根本判断不出来效果如何。

关于上面的实验里小探没有能查到更多的细节。但是有意思的是,在2019年3月份塞尔吉奥和任晓平在《国际外科神经病学期刊》上发布了他们新的进展,宣布他们通过使用聚乙二醇重建了狗横向断开的脊髓。这或许意味着活体上的核心难题已经离被攻克不远了。

除了以上的5个关键技术,本次报告还梳理了长寿科技的另外7项关键突破技术,它们分别是:

  • 热量限制:限制卡路里的摄入,同时消除副作用

  • 早期诊断:对衰老性疾病的早期诊断

  • 准备老化:通过使用同一套方案来延迟至少三种衰老性疾病的出现

  • 恢复平衡:对机体吸收营养物质能力以及关键生物分子的生物体利用率的连续性分析

  • 理解衰老:建立一套关于衰老的成熟理论

  • 加强锻炼:在不运动的情况下,获取运动的益处

  • 年龄捕获:利用一种技术延迟人体衰老至少一年,目前在哺乳类动物上实验

  • 对长寿的探索永无止境,《长寿的未来》提到的关键技术也为我们打开了新世界的大门。对于这些通过破译人体密码延缓衰老的技术,你怎么看?欢迎在评论区留言!

(感兴趣可以阅读:报告链接 https://www.xprize.org/articles/future-of-longevity-blog-post

更多精彩内容,关注钛媒体微信号(ID:taimeiti),或者下载钛媒体App

我来评几句
登录后评论

已发表评论数()

相关站点

+订阅
热门文章