楠木軒

人能活多久 科學家稱人可以活到1000歲

由 甫全勝 發佈於 經典

  人能活多久?雖然每個人都知道自己難免一死,但好多人都希望自己活得久些,至少比自己認識的人活得久些。看看那些每天不停地吃各種保健品和直銷產品的人,看看那些每天早晚忙着鍛鍊身體的人,你就會明白能否活得更久這件事給每個人造成的心理負擔有多大。

  人能活多久?雖然每個人都知道自己難免一死,但好多人都希望自己活得久些,至少比自己認識的人活得久些。看看那些每天不停地吃各種保健品和直銷產品的人,看看那些每天早晚忙着鍛鍊身體的人,你就會明白能否活得更久這件事給每個人造成的心理負擔有多大。

  全世界,尤其是發達國家,在與延長人的壽命有關的科研領域已經投下了巨資。效果是有的,科學已經成功地延長了人類的平均壽命。但令人遺憾的是,所有的努力所延長的只是人雞皮鶴髮的那段時光。而且,令科學家和每個人感到挫敗的是,儘管人的平均壽命得到了延長,但人的絕對壽命仍然被釘死在130歲這個大限上。幾千年前就有人幾乎活到這個歲數,數千年過去了,這個紀錄仍然沒被打破。吉尼斯世界紀錄最長壽的人是116歲。活過100歲的人有不少,其中一些佼佼者甚至努力活過了110歲,但突破120歲這個坎似乎異乎尋常的艱難,每個壽星都在此年齡前後轟然倒地。

  如果死亡是一種疾病,它似乎是不可治癒的。

  然而,就在幾年前,英國和俄羅斯的科學家提出人是可以活到1000歲的。持這種觀點的科學家主張,人是一項工程,通過對這個工程不斷地修修補補,用新制作出的各種部件,大到器官小到細胞,來替換掉身體上對應的已經壞掉的部分,人可以在這種縫縫補補中一直活上1000年。

  答案令人吃驚,但得出答案的思路卻陳舊得乏味。這與現在的器官移植沒有太多的不同,都是用一個新器官或部件來替換壞掉的器官或部件。這個新器官或部件是來自他人、人工製造、自身幹細胞分化得到,或是克隆出來的器官都無關緊要,關鍵的是“換”。只要更換的工作能夠進行下去,人就可以像一輛早該報廢的汽車或一台計算機那樣通過不斷地維修、更換、升級來不斷地蹣跚前行,一直生存下去。

  我的那台近10年前買的台式機現在依然勉強可以運行最先進的操作系統。當然,我對它升過幾次級,換過一些東西。事實上,它現在所保留的唯一屬於10年前的東西只有那個機箱了。説實話,我對這台電腦早就感到厭倦,每當我把其中最舊的一個部件更換成時下最流行的部件後,所有剩餘的部件都立刻變成最舊的。這讓我感到痛苦。這台計算機始終是一個充滿了從最新到最舊部件的怪物,所有部件形同陌路,它們來自不同的朝代,説着不同的語言,以互不匹配的協議艱難地溝通着。

  拋開多如牛毛的有待解決的技術問題,依靠不斷地更換身體部件來延長壽命的方法理論上看起來似乎是可行的。但我不知道一位活了幾百年更換過無數個部件的人在審視自己時是否會產生我瞥見我的那台計算機時所產生的一股股陣痛。在身體缺少一種內在的連續性和完整性的情況下,身體的各部分間會不會產生類似計算機各部件間由於升級所引發的協議障礙這樣的問題。甚至,在這種異步更換的情況下會不會由於影響到進化的同步性而導致更加不可預期的問題——你的身體的每個補丁都在進化成獨立的生物?!我不知道。但科學的每次進步所帶來的問題幾乎同它所解決的問題一樣多,甚至更多。

  先將能否活到1000歲的問題擱到一邊,讓我們來看看為什麼沒有人活過130歲。人由細胞構成,如果絕大部分的細胞都死了,人必然活不了。人的胚胎成纖維細胞的平均分裂週期為2.4年,一生只能分裂約50次,由此可以推算出人的自然壽命約為2.4×50=120年。順便説一下,並不是任何細胞都可以用來推算自然壽命的,人體內一些高度分化的細胞已經不再具有分裂能力,比如紅細胞、心肌細胞、腸上皮細胞等。紅細胞甚至連細胞核和線粒體都沒有,不過它仍然可以進行新陳代謝,壽命只有120天左右。


  人能活多久?雖然每個人都知道自己難免一死,但好多人都希望自己活得久些,至少比自己認識的人活得久些。看看那些每天不停地吃各種保健品和直銷產品的人,看看那些每天早晚忙着鍛鍊身體的人,你就會明白能否活得更久這件事給每個人造成的心理負擔有多大。

  讓人感到鬱悶的是為什麼細胞分裂50次後就不再分裂了呢?答案出乎意料地合情合理,細胞中的染色體的使用壽命到期了。染色體是耐用品,但仍然存在一個使用期限的問題。染色體的兩端有一組特化的DNA序列,其編碼為TTAGGG,重複很多次,這組特化的DNA序列被稱為端粒(telomere)。端粒的作用就像染色體兩端的保護套,染色體的本性是“粘糊糊”的,缺少了這個保護套,染色體很容易互相粘在一起,發生端融合、降解、重排,或丟失。端粒的特化使得端粒不再具有粘性,從而杜絕了這些令人不安的問題,保護了染色體。

  遺憾的是這麼好用的端粒我們不能一直擁有。端粒是有使用次數限制的。每次當細胞分裂時,就會把染色體上的端粒磨損一點,大約磨去150到200bit。完整的端粒大約有10000到15000bit,因此,分裂大約50次後,端粒的磨損就會達到一個閾值,儘管此時端粒還沒有完全磨光,但剩餘的一點端粒已不足以維持染色體的穩定性,為了保護基因的完整,阻止細胞進一步分裂的信號便發出,此時細胞就不再分裂,而走向死亡,死亡前細胞可能會腫脹變大,類似恆星走向毀滅前會變為紅巨星那樣。

  幸運的是,遺憾的同時,我們似乎也看到了希望。如果在端粒的磨損達到臨界值之前,再補充上一些端粒,那是不是就可以使細胞一直分裂下去?如果細胞能一直分裂下去,人是不是就可以繼續甚至永久地活下去,且是以一種活蹦亂跳的方式,而不是那種滿臉褶子的狀態?沒錯,的確是這樣的。那既然我們已經知道了端粒的編碼,找到一種方法來把同樣的編碼追加到染色體剩餘的端粒上應該不是件不可能做到的事情吧?答案是肯定的。事實上,這種方法一直就存在,這就是端粒酶。

  端粒酶是一種RNA和蛋白質的複合體,它可以以自身RNA上的一個片斷作為模版通過逆轉錄合成端粒重複序列,並將這些新出爐的熱乎乎的小端粒追加到染色體剩餘的端粒上,從而延長端粒。起初可能讓你感到鬱悶的一件事情是,這種頗有創意且很有作為的端粒酶的基因表達在人的細胞中通常是處於關閉狀態的,簡單的説就是細胞中的端粒酶被禁用了。不過在我們徹底搞清楚並能有效控制它之前,還是關閉着好,因為一些不幸的人們成功地在他們的一部分細胞中激活了端粒酶基因,使他們身體的一部分變成了永生的,醫生們把這些細胞叫做癌細胞。

  我前面將端粒説成是特化的DNA重複序列只是為了討論上的方便,事實上,真正的端粒是由特化的DNA重複序列和端粒結合蛋白所構成的一種核蛋白複合體。目前已經發現的端粒結合蛋白有很多種,其中與端粒的縮長關係密切的是TRF1和Tankyrase,它們是矛盾的一對。TRF1的作用是通過死死地扒在染色體的端區,使得即使端粒酶被激活,也難以接觸到染色體的端區,從而妨礙端粒酶的作用。因此,端粒酶要想修復和延伸端粒,就必須先使TRF1從端區脱落下來。Tankyrase(端錨聚合酶)就是幹這事的。Tankyrase的羧基(有機化合物中含碳、氧、氫的基-COOH被稱為羧基)端的催化區可以把TRF1從端區催化下來,給端粒酶的端粒追加工作掃清障礙。癌細胞在TRF1和Tankyrase的周旋下,維持了端粒長度的穩定,使自己成為永生的。


  人能活多久?雖然每個人都知道自己難免一死,但好多人都希望自己活得久些,至少比自己認識的人活得久些。看看那些每天不停地吃各種保健品和直銷產品的人,看看那些每天早晚忙着鍛鍊身體的人,你就會明白能否活得更久這件事給每個人造成的心理負擔有多大。

  其實,站在癌細胞的角度考慮一下,一個細胞能變成癌細胞,而且真正能得以增殖起來,也確實挺不容易的,因為我們的身體中有大量的監視、預警和絞殺機制會隨時將癌變的細胞殺死。事實上,我們的身體中,即便不能説每時每刻吧,至少也是每天都有一些細胞變為癌細胞,但這些雄心勃勃準備大幹一場的小犯罪分子剛一露頭就立刻被我們身體的安防機制絞殺了。癌細胞要想在這種強大的國家機器下生存幾乎是不可能的。通常只有當我們年老或患有嚴重疾病時,安防機制開始衰弱後癌細胞才可能僥倖逃過追殺,當然,一旦逃過追殺,後果就是極為嚴重的。

  順便説一下,儘管95%的癌細胞都是靠激活端粒酶來補充端粒的,但也有很小一部分癌細胞中並沒有激活端粒酶,這些另類的癌細胞靠一種被稱為ALT的東西來延長端粒,所謂ALT其實就是Alternative mechanism for Lengthening Telomeres(延長端粒的另一種機制)的縮寫。之所以給了這麼個不成體統的名字,是因為我們目前還搞不清楚這個ALT到底是種什麼東西,所以姑且這樣叫它。

  儘管端粒酶在身體中的錯誤激活會導致癌的發生,但人體中確實有一部分細胞一直在嚴格的控制下節制地使用着端粒酶,這就是生殖細胞和造血幹細胞。紅細胞的壽命太短,而且身體受傷失血的情況是很多的(尤其是在原始人所處的那種以武力解決問題的年代),因此,造血幹細胞需要保持端粒酶體的高度活性,以便源源不斷地生產出新的紅細胞供身體使用和取代死亡的紅細胞;生殖細胞激活端粒酶是因為要儘可能繁衍出更多後代的需要。以精子為例,精子是由精原細胞經過幾次分裂發育得到的,而作為雄性,精子的消耗量毫無疑問是很大的,為了使盡可能多的雌性——理想情況是使本物種內所有的雌性——懷上自己的後代,保證彈藥的充足是理所當然的事情,在這種情況下,精原細胞就需要具備不斷分裂的能力,為了抵消端粒瘋狂的磨損,端粒酶的激活就是必須的了。端粒酶是強大而難以駕馭的東西,不過一些落後的原始種族已經使用了它很久,單細胞生物就是靠吃端粒酶活過這幾十億年的。單細胞生物是永生的,它從不死亡,而是永遠地分裂下去,在分裂中永生。人類要想完全控制端粒酶的作用,其難度不亞於受控核聚變,還需要很多年的努力,估計會耗盡相當一批科學家的一生。事實上,如果我們真正搞懂了端粒酶及相關機制的工作,肢體再生問題大約也就解決了。在我們不幸失去一條胳膊或一條大腿時,我們就可以微微一笑,連上計算機,給體內的生物芯片輸入幾段生命指令,然後一邊吃着高能量的垃圾食品一邊看着小胳膊小腿從那個光禿禿的地方生長出來。

  我前面説過了,控制了端粒酶可以讓我們永生,但永生後的我們可能會發生很大的變化,怎麼説呢,可能變得不再是我們了。我們現在只能活120歲從某種意義上説是自然對我們這個物種的保護,當然實際情況只是自私的基因考慮各方利弊後一個妥協的結果。我們知道,變異經常是由於DNA複製時的抄寫錯誤導致的。每次細胞分裂時都伴隨着染色體中DNA的複製,儘管我們的人體中有各種機制——包括複製催化酶、修復酶、校對酶——來檢測和防止DNA的複製錯誤,可以將錯誤率降到30億分之一,但由於我們的DNA編碼實在是太長太長,因此,每次複製不可避免會出現一些複製錯誤,數量可能會達到200個之多。不過由於基因的編碼只佔所有DNA編碼中很少的一部分,因此,絕大部分的複製錯誤都落在了非基因區,對人沒有影響;但仍然可能有個別複製錯誤落到基因上,產生變異。也許一次複製沒有導致基因變異,或者錯誤雖然發生了,但只是影響了一個不那麼重要的基複製沒有導致基因變異,或者錯誤雖然發生了,但只是影響了一個不那麼重要的基因。但隨着細胞的每次分裂,基因出現複製錯誤的可能性也越來越大,錯誤落在重要基因上的可能性也越來越大。這也正是為什麼現在國家為提倡優生優育把結婚年齡提前的原因,生育越晚,生殖細胞經過的分裂次數就越多,積累起來的複製錯誤就越多,這也是為什麼年齡很大時生的孩子比年輕時生的孩子患各種先天性疾病的可能性要大得多的原因。試想,當人活了幾百歲後再生孩子,你能想象生出來的孩子是什麼樣子嗎?或許該問生出來的是種什麼生物更準確。

  阻止早該發出的停止分裂的指令,可着勁地活下去,會導致細胞中的染色體積累起過多的複製錯誤,我不知道在這種情況下,人會變成什麼東西,難以想象。在我們進化出更高級的DNA複製糾錯機制,或在科學發展出修復DNA複製錯誤的人工機制前,僅靠控制端粒酶的運作無法讓人活上1000年,至少無法作為人活上1000年。


  人能活多久?雖然每個人都知道自己難免一死,但好多人都希望自己活得久些,至少比自己認識的人活得久些。看看那些每天不停地吃各種保健品和直銷產品的人,看看那些每天早晚忙着鍛鍊身體的人,你就會明白能否活得更久這件事給每個人造成的心理負擔有多大。

  得出這麼個答案多少令人沮喪。不過增加端粒的長度不是延長人的壽命的唯一方法,如果我們能延長每代細胞的壽命(即延長細胞的分裂週期),這樣在不增加分裂次數的情況下,也可以很大的延長人的壽命。我們身體中的神經細胞,比如腦細胞的壽命就非常長,腦細胞在人出生兩年後就不再分裂,一直活着,其壽命和我們的生命一樣長。腦細胞的壽命如此之長的原因是腦細胞有瘋狂的代謝速度,每個小腦細胞平均不到一個月就將其包括細胞器和膜結構的全部組成成分更新一遍。腦細胞靠高代謝保持着青春與活力。提高細胞的代謝速度,讓每個細胞活得更長一些,也許可作為延長壽命的思路之一。

  人類科學的進步和每年知識量的增加,會推動人向壽命更長的方向進化。因為每一子代為了在社會上生存所要學習的知識會越來越多。現在大多數人必須通過至少十幾年的學習才能掌握基本的知識。當人真正開始使用這些知識在社會上活着時大多已經20多歲,這在原始社會是不可想象的事情。原始人沒什麼可學的,不用像我們現在這樣需要把這麼多的時間花費在學習知識上,小原始人只要跟着大原始人學學磨磨石斧、長矛,捕捕野獸就行,這花不了多長時間。