进化视角下的人类衰老与长寿科学.pdf

专家述评D O I:1 0.1 2 0 3 7/Y X Q Y.2 0 2 3.1 0-0 2专家简介:王钊,清华大学药学院教授、博士研究生导师、药理学研究所主任;清华大学生命科学学院双聘教授。主要研究方向为衰老生物学和药理学,尤其是衰老的分子细胞药理学,药物干预衰老的机制研究,神经和代谢药理学以及中药现代化研究。担任中国癌症研究基金会鲜药学术委员会副主任委员,中华中医药学会中成药分会常务委员,中国老年学学会衰老与抗衰老科学委员会委员等学术兼职。担任F o o d S c i e n c e a n d H u m a n W e l l n e s s、生 理 学 研 究副 主 编,及 亚 太 传 统 医 药、P h a r m a z i e、J o u r n a l o f P h a r m a c o l o g i c a l S c i e n c e s等多本学术期刊编委。进化视角下的人类衰老与长寿科学王钊(清华大学 药学院 蛋白质科学教育部重点实验室,北京 1 0 0 0 8 0)【摘要】人类的衰老是在成熟期后随增龄而发生的机体正常形态和功能的退行性改变。从进化和自然选择的角度来看,衰老并非进化的必然产物,而是一个随机事件,是在完成进化使命的繁殖期后自然选择的作用惯性,提示衰老并非生命终结的前提,因此抗衰老是可行的。抗衰老并不是抗增龄、抗死亡,而是推动健康老龄化。未来抗衰老研究和老年医学的目标应聚焦于如何减缓身体功能的衰退、减少增龄相关疾病的发生、延长健康寿命。【关键词】进化;衰老;健康老龄化;长寿T h e s c i e n c e o f h u m a n a g i n g a n d l o n g e v i t y f r o m a n e v o l u t i o n a r y p e r s p e c t i v eW a n g Z h a o(P r o t e i n S c i e n c e K e y L a b o r a t o r y o f t h e M i n i s t r y o f E d u c a t i o n,S c h o o l o f P h a r m a c e u t i c a l S c i e n c e s,T s i n g h u a U n i v e r s i t y,B e i j i n g 1 0 0 0 8 0,C h i n a)C o r r e s p o n d i n g a u t h o r:W a n g Z h a o,E-m a i l:t c m t s i n g h u a.e d u.c n【A b s t r a c t】A g i n g i n h u m a n s,d e f i n e d a s t h e d e g e n e r a t i v e c h a n g e s i n p h y s i c a l f o r m a n d f u n c t i o n a f t e r m a t u r i t y w i t h a g i n g d u r i n g p o s t-r e p r o d u c t i v e l i f e,h a s o n l y e m e r g e d i n t h e l a s t t w o t o t h r e e c e n t u r i e s.F r o m a n e v o l u t i o n a r y v i e w p o i n t,a g i n g i s n o t a n i n e v i t a b l e o u t c o m e b u t a r a n d o m e v e n t,a l i n g e r i n g e f f e c t o f n a t u r a l s e l e c t i o n a f t e r r e p r o d u c t i v e p e r i o d.A g i n g i s n o t a m a n d a t o r y p r e c u r s o r t o l i f e s e n d,h e n c e m a k i n g a n t i-a g i n g f e a s i b l e.A n t i-a g i n g d o e s n o t s i g n i f y o p p o s i t i o n t o a g i n g o r d e a t h,b u t r a t h e r p r o m o t e s t h e c o n c e p t o f h e a l t h y a g i n g.L o o k i n g a h e a d,t h e k e y g o a l o f a n t i-a g i n g r e s e a r c h a n d g e r i a t r i c m e d i c i n e s h o u l d b e t o d e v i s e s t r a t e g i e s t h a t s l o w f u n c t i o n a l d e c l i n e,r e d u c e a g e-r e l a t e d d i s e a s e s,a n d e x t e n d h e a l t h y l i f e s p a n.【K e y w o r d s】E v o l u t i o n;A g i n g;H e a l t h y a g i n g;L o n g e v i t yF u n d P r o g r a m:N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a(8 1 8 7 1 0 9 5,8 2 1 7 0 8 7 3)在众多人的传统观念中,“生老病死”被视为自然而然的生命过程,并对这样的生命过程形成了一种类似逆来顺受的心态。放眼自然界,衰老并非是生命普遍经历的阶段,大多数野生动物并不经历衰老过程,随着繁衍能力的逐步消逝,它们的生命也步入终结。仅有与人类进化关系相近的少数灵长类及其他少数物种,才具有成熟期后寿命(p o s t-r e p r o d u c t i v e l i f e),而衰老也主要在这1 5 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 3年第1 5卷第1 0期基金项目:国家自然科学基金(8 1 8 7 1 0 9 5,8 2 1 7 0 8 7 3)通信作者:王钊 E-m a i l:t c m t s i n g h u a.e d u.c n专家述评一阶段得以显现1。尽管衰老的发生原因和机制尚未完全阐明,衰老的 定 义 在 衰 老 生 物 学 领 域 也 尚 无 共 识2,但就 人 类 而 言,笔 者 认 为 衰 老 可 以 被 定 义 为“人类在成熟期后随增龄而发生的机体(及构成机体的各 个层级)正常 形态和功能 的退行性改变”。这个定义与疾病的定义(即人体正常形态与功能的 偏离)部分重 合,两者均 为 机 体 形 态和功能的改 变。但衰老的 定义中有 几 个 限 定 条件,如成 熟 期 后、随 增 龄 而 发 生、退 行 性 改变等。从进化的角度来看,成熟后的遗传繁育是生命唯一的目的,长期进化和自然选择保留下来的所有基因及机体所有的功能都是围绕这一终极目的而作为的。但 进化 遗 传 的 本 质 是 基 因 而 非 躯体,当发育成熟、繁殖完成之后,进化为遗传带来的躯体支撑因素也就都撤除了,这就是衰老的开始。自然选择的力量在繁殖后其实已经不再起作用了。衰老的退化性变化,不过是自然选择的惯性虚影而已。基本的进化动力的刹车,使作为基因传递载体 的躯体开 始发生各种 退行 性 的 变化,也正因衰老并非进化的产物,更非进化的必需,所以我们也许无法战胜死亡,但我们终将克服衰老。从生活史(l i f e h i s t o r y)的角度来看,近两三百年人类平均预期寿命的延长都是成熟期后寿命增长的结果,生活史的节律并没有大的改变,比如婴儿长牙、幼儿走路、少女初潮、中年老 花、妇女绝经等的年龄,有文字记录的几千年以来基本上是同步的(图1),变化不大。而平均预期寿命则发生了巨变,如1 9 4 9年我国公民的平均预期寿命仅为3 5岁,而仅仅过了7 0多年,到2 0 2 2年,我国公民的平均寿命就增长了1倍,达到7 7.9岁3!这种主要由医疗卫生事业的进步、社会文化教育的发展、膳食营养的改善等“造成”的衰老,反映了从个体成熟到死亡的这一过程,具有其独特的时空特性。从时间上看,衰老是一个发展的过程,是从繁殖后到生命终结之间的一个经历;从空间上看,衰老是一种变化的状态,由多种不断变化的因素交织而成。衰老的时间过程可以压缩(增加健康寿命时长),衰老的空间状态也可以改变(减少疾病和失能状态),这就是抗衰老。抗衰老并不是“逆天行事”,而是顺势而为。其目的是减少疾病和失能的发生,保持健康和活力,而不是单纯的为了延长寿命。准确地说,抗衰老抗的是成熟期后随增龄导致的“衰”而不是(也不可能是)日复一日的“老”,健康老龄化社会是其目标形态。至于人类的极限寿命是数十万年进化的结果,在生物学年龄尺度下很难观察到其显著性改变(图1)。图1 不同生活史(用不同颜色标记)、平均预期寿命(非透明部分)和极限寿命(半透明部分)进化示意图注:从公元0年至2 0 2 0年,人类的生活史各阶段的长度、比例并没有太大变化,极限寿命也是相对固定的,只是随着医疗卫生水平的提升,平均预期寿命逐渐填充极限寿命。近一两百年,老年期的长度更是显著增加。根据生活史和寿命进化的趋势,笔者对数万年后的人类寿命长度与构成进行了预测(底部一栏):随着生活史不同阶段的相应延长,关键生活史节点的推后,人类极限寿命也会有所延长。在可预见的未来,随着抗衰老研究和老年医学的进一步推进,人类的平均预期寿命将进一步延长,更令人期待的是人口的健康寿命也能得到显著的延 长,人 口 生 存 曲 线 将 逐 渐 趋 于 矩 形 化(图2)4,提示增龄相关的疾病期和失能期的压缩、健康寿命的延长。衰老生物学的研究,本质上是对健康的追求。我们不求永生不老的万寿无疆,但求活在当下的健康长寿。“益寿,而不仅是延年”(A d d i n g l i f e t o y e a r s,a n d n o t j u s t m o r e y e a r s t o l i f e),这句话在人类平均预期寿命不断增加的情况下尤其重要。1 6 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 3年第1 5卷第1 0期专家述评图2 人口生存曲线的矩形化趋势示意图注:2 0世纪由于医疗卫生水平有限,婴幼儿时期人口死亡率较高。随着医疗水平的进步,到2 1世纪,婴幼儿时期人口死亡率显著下降,但是老年人群的死亡率仍较高。未来随着老年医学与衰老生物学的发展,我们有望实现健康老龄化,即在极限寿命基本不变的情况下最大限度延长平均预期寿命,压缩老年阶段的疾病期与失能期,使人口生存曲线呈现出矩形化趋势。参考文献1A L B E R T S S C,A L TMANN J,B RO C KMAN D K,e t a l.R e p r o d u c t i v e a g i n g p a t t e r n s i n p r i m a t e s r e v e a l t h a t h u m a n s a r e d i s t i n c tJ.P r o c N a t l A c a d S c i U S A,2 0 1 3,1 1 0(3 3):1 3 4 4 0-1 3 4 4 5.2R.B.麦克唐纳.衰老生物学 M.2版.王钊,范丽译,北京:科学出版社,2 0 2 2.3国家统计局.人口规模持续扩大 就业形势保持稳定 党的十 八 大 以 来 经 济 社 会 发 展 成 就 系 列 报 告 之 十 八:4 1 0 A 0 4-0 5 0 2-2 0 2 2 1 0-0 0 0 5R/O L.(2 0 2 2-1 0-1 0)2 0 2 3-0 7-2 6.h t t p:/w w w.s t a t s.g o v.c n/x x g k/j d/j j d 2 0 2 0/2 0 2 2 1 0/t 2 0 2 2 1 0 1 0_1 8 8 9 0 6 1.h t m l.4E S T E B A N O R T I Z-O S P I N A.L i f e E x p e c t a n c y-W h a t d o e s t h i s a c t u a l l y m e a n?E B/O L.(2 0 1 7-0 8-2 8)2 0 2 3-0 7-2 6.h t t p s:/o u r w o r l d i n d a t a.o r g/l i f e-e x p e c t a n c y-h o w-i s-i t-c a l c u-l a t e d-a n d-h o w-s h o u l d-i t-b e-i n t e r p r e t e d.收稿日期:2 0 2 3-0 7-2 6本文编辑:高超 潘麒羽欢迎订阅 中国神经免疫学和神经病学杂志 中国神经免疫学和神经病学杂志是全国唯一与神经免疫学相关的神经病学学术性期刊,由国家卫生健康委员会主管,北京医院、中国免疫学会神经免疫分会主办,国内外公开发行。本刊以从事神经免疫学和神经病学临床和科研人员等为主要读者对象,报道神经疾病领域尤其是神经免疫学领域的科研成果。本刊属中国科技论文统计源期刊、中国科技核心期刊、中国科技引文数据库来源期刊与中国学术期刊综合评价数据库来源期刊等。本刊除辟有围绕与神经病学和神经免疫学相关疾病临床与基础研究方面的论著、述评、综述、进展、专论、讲座、临床病理讨论、疑难病例报告与讨论、论著摘要、研究简报、短篇报道等栏目外,还将设立神经免疫学发展史及神经科专家、研究生园地、问题解答等栏目。既报道与神经免疫学相关疾病的临床和基础研究,又报道一般神经病学方面的研究。不仅适合于高级神经科临床医生、神经免疫学工作者、高等医药院校师生,而且也有益于广大基层有关临床医生阅读。同时,本刊也欢迎广大读、作者积极投稿,尤其征集国家攻关项目、重点科研和各项基金资助课题的相关稿件,以及大规模随机、双盲、对照的临床试验和前瞻性、大样本、多中心的临床试验研究稿件。本刊为双月刊,逢单月1 5日出版。每册定价2 5.0 0元,全年6期共1 5 0.0 0元。国内外公开发行,国内代号8 2-7 1 8,国外发行代号BM 1 3 0 2。欢迎广大读者到当地邮局订购。亦可联系编辑部订购。投稿方式:请登录本刊官方网站:z s m b.c b p t.c n k i.n e t进行投稿。编辑部地址:1 0 0 0 1 0 北京东城区大佛寺东街6号北京医院 中国神经免疫学和神经病学杂志编辑部。联系电话:[phone]。Em a i l:z g s m2 6 3.n e t,z g s h e n m i a n 1 6 3.c o m1 7 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 3年第1 5卷第1 0期