让衰老的组织恢复青春 血液抗衰老研究步入人体试验阶段

　　在以往的研究中，科学家把动物连接在一起，证明了年轻的血液能让衰老的组织恢复青春。现在，他们开始实验这个方法在人类身上能否发挥作用。

　　去年5月，《科学》杂志上刊登了两篇由美国哈佛大学干细胞研究所等单位科学家发表的论文，称他们发现血液中的一种蛋白质GDF11，能让老年小鼠表现得像健康的年轻鼠，显著提高其心脏、骨骼肌和脑功能。

　　论文一经发表，立刻吸引了香港一家公司的关注，这家公司属于一个有着老年痴呆病史的家族。在一名家庭成员接受了一次输血，病情有了暂时性改善后，该公司为相关研究人员提供了初始资金，由美国斯坦福大学神经科学家托尼·魏斯-克雷成立了一家名为Alkahest的新创公司，以推动这一方法转化为人类临床实验。公司位于加利福尼亚的门罗公园，去年9月开始在斯坦福大学进行随机双盲实验，测试用年轻血浆治疗老年痴呆症的安全性和有效性。在计划的18个老年痴呆患者中，有6个年龄在50或50岁以上，已经开始接受血浆治疗，这些血浆来自年龄在30或30岁以下的年轻人。除了监控疾病症状以外，研究人员还在搜寻脑扫描和疾病血液标记的变化。

　　魏斯-克雷说：“我想这会让人恢复青春，我们正在重启衰老的时钟。”对魏斯-克雷的这一豪言，他的同事们更加谨慎。哈佛大学干细胞研究所的艾米·伟杰斯说：“我们不是在减少动物的年龄，而是在恢复组织的功能。”正是她在年轻鼠血液中发现了使肌肉恢复活力的因子，但她认为这类因子不能把老年组织变年轻，而是帮它们修复损伤。

　　伟杰斯强调，目前还有令人信服的证据，能证明年轻血液能延长生命，也不能指望它会延长生命。不过，年轻血液或从中提取的一些因子，有可能帮助老年人在手术后恢复，或治疗一些与衰老相关的疾病。
联体共生

　　“联体共生”（Parabiosis）手术技术已经有150年的历史，就是把两只活物的血管系统连在一起。这一词汇来自希腊语中的para，意为“并列的”，bios意为“生物”。它模拟了自然界中血液共享的例子，如联体双胞胎或联体动物，它们在子宫时共享一个胎盘。
　　联体共生为人们提供了难得的机会，可以测试一个动物血液中的各种循环要素在进入另一个动物体内后会出现什么情况。通过对联体啮齿动物对的实验，研究人员在内分泌学、肿瘤生物学和免疫学等方面取得了多项突破。不过，这些发现大部分是在35年前取得的，出于某些不明确的原因，这项技术研究在上世纪70年代后落入低谷。

　　在过去几年中，有少数实验室恢复了对联体共生的研究，尤其是在老化研究领域。科学家们把老年鼠和年轻鼠的循环系统连在一起，产生了显著的效果。老年鼠的心脏、脑、肌肉，几乎每次检查到每个组织，都在年轻鼠血液的滋养下焕发出新的生命活力，让老年鼠变得更强壮、更聪明也更健康，甚至皮毛也更光亮。于是，这些实验室开始寻找在年轻的血液中，是哪些成分起了作用，给老年鼠带来了这些变化。

　　“这是非常有挑战性的。”美国国家衰老研究院神经科学实验室主管马克·麦特森说。他并未参与联体共生研究。“这可能会让你联想，或许我该存一些自己外孙的血液，这样当我开始出现某些认知问题时，还能有一定的帮助。”麦特森半开玩笑地说。
追根溯源

　　最早有记录的联体共生实验是在1864年，由生理学家保罗·波特进行。他去掉了两只白鼠侧腹的一片皮肤，然后将它们缝合在一起，希望创造一个共享的循环系统，剩下的就交给生物学：随着接触部位重新长出了毛细血管，自然的伤口愈合过程把两只小鼠的循环系统连在了一起。波特发现，向一只小鼠血管中注射的液体很容易流入另一只小鼠体内。这一成果使他在1866年获得了法国科学院的奖励。

　　从波特最初的实验开始，手术过程并没有太大变化。人们用水螅、青蛙和昆虫来做实验，但实验在啮齿类动物中的效果最好，它们从手术中恢复得很好。直到20世纪中叶，科学家才用小鼠或大鼠联体对研究了一系列现象。例如，有研究小组利用一对联体大鼠，排除了龋齿是由体内血糖造成的这一观点，联体鼠中只有一只每天被喂葡萄糖。但由于它们共享循环系统，它们的血糖浓度相同，但只有真的吃了糖的那只大鼠才患上了龋齿。

　　最早将联体共生应用到衰老研究中的，是美国康奈尔大学生化学家和老年医学专家克雷夫·麦克。1956年，他的小组将69对大鼠连在一起，基本上所有联体对都有年龄差，其中包括一对1个半月和16个月的联体对，这相当于5岁大的孩子和47岁的成人配对。但这并不是完美的实验，研究人员在论文中描述：“如果两只大鼠不能彼此适应，其中一只就会不断地咬另一只的头，直到把它咬死。”在69对联体鼠中，有11对死于一种不知名的联体疾病，这发生在连接完成后的一到两个星期，可能是一种组织排斥。

　　在麦克的首例联体共生衰老实验中，在老年鼠和年轻鼠连接在一起9到18个月以后，老年鼠的骨骼在重量和密度上变得和年轻鼠差不多。到了1972年，加利福尼亚大学的两位科学家研究了年老和年轻联体共生鼠的寿命。年老鼠比对照组多活了4到5个月，这首次表明年轻的血液循环可能影响寿命。

　　尽管这些发现引人注目，但联体共生还是逐渐被抛弃。据研究该项技术历史的专家推测，或是研究人员认为他们已从中学到了全部东西，或是取得相关机构批准联体共生研究的门槛过高。然而不管是什么原因，实验中止了，直到一位名叫欧文·魏斯曼的干细胞生物学家重新开始研究联体共生。
共同合作

　　1955年，在蒙大拿州大瀑布城一个小镇医院的病理学家的指导下，16岁的魏斯曼学会了将小鼠接合在一起。他的导师正在研究移植抗原、移植细胞或组织表面蛋白，这些决定着移植会被接受还是排斥。魏斯曼记得，他在联体对的一只小鼠的血液中加了一些荧光示踪剂，并观察它在两只小鼠之间的来回流动。“这真是太神奇了。”魏斯曼说。在随后的30年里，他继续利用自然的联体共生动物史氏菊海鞘来研究干细胞和再生。

　　1999年，伟杰斯还是魏斯曼在斯坦福大学实验室新招的一名博士后研究员，她想研究造血干细胞的运动和命运，于是魏斯曼建议她用联体共生鼠，并用荧光标记她想跟踪的一只小鼠体内的细胞。伟杰斯的实验立即带来了关于造血干细胞特性和迁移的两项发现，还启发了她斯坦福大学的邻居。

　　2002年时，斯坦福大学神经病学家托马斯·兰道实验室博士后研究员伊琳娜·康博伊在一次杂志俱乐部会议上介绍了伟杰斯的一篇论文，同实验室的另一位博士后、伊琳娜的丈夫迈克尔·康博伊在会议室后面昏昏欲睡。

　　当谈到把小鼠缝合在一起时，他惊醒了。迈克尔说：“多年来我们一直在讨论的是，衰老好像是体内所有的细胞、所有的组织在一条船上，一起走向灭亡。”然而他们也一直无法想出一个现实的实验，去研究到底是什么调节着整个身体的衰老。“我想，‘嘿，等等，它们在共享血液。’这可能回答我们多年来一直存疑的问题。”在回报结束时，他冲向伊琳娜和兰道。甚至在他还未跑到他们面前时，兰道说：“让我们一起干吧。”

　　他们开始和伟杰斯合作，伟杰斯负责制作实验中的年老—年轻联体对，并把这一技术教给了迈克尔。兰道说他并不抱多大希望，然而实验却显出了效果。经过5周后，年轻鼠的血液修复了年老鼠的肌肉和肝脏细胞，主要是通过引发衰老干细胞重新开始分裂。研究小组还发现，年轻血液使老年鼠的脑细胞生长增加了，虽然他们在2005年的论文中并未提及这一效果。所有这一切，结果都表明血液中包含着难以捉摸的因素或因子，在调节着不同组织的衰老节奏。

　　他们公布了这一结果后，兰道的电话开始响个不停。一些电话是来自人类健康杂志的，希望能得到锻炼肌肉的方法；还有一些来自对阻止死亡感兴趣的人，他们想知道年轻血液能否延长寿命。虽然这些想法从上世纪70年代就有了，但还没人能把这些想法恰当地付诸实验。这需要大量的资金和实验室劳动。
独立研究

　　最初的研究小组成员分开了，开始独立研究血液中有恢复组织活力功效的成分。2008年，伊琳娜和迈克尔·康博伊在加州大学伯克利分校工作，他们认为肌肉再生与促使细胞分裂的Notch信号路径的激活作用或阻止细胞分裂的转化生长因子（TGF-β）的灭活作用有关联。在2014年，他们又识别出血液循环中一个抗衰老的因子：催产素。人们知道这是一种与分娩和黏合有关的激素，美国食品和药物监督管理局（FDA）已批准把它作为一种药物，用来帮助孕妇生产。随着年龄增长，无论男人还是女人体内的催产素水平都会下降。给老年鼠有系统地注射这种激素后，在两周内就通过激活肌肉干细胞而再生出肌肉。

　　伟杰斯一直在哈佛大学开展抗衰老研究，并于2004年成立了自己的实验室。她招募了研究不同器官系统的专家，帮助评估年轻血液对各个组织的抗衰老效果。在同事的帮助下，伟杰斯开始筛选年轻血液中富含而年迈血液中没有的蛋白质。在英国剑桥大学神经科学家罗宾·富兰克林的帮助下，她的小组证明了年轻血液能促进老年鼠受损脊髓的修复；在哈佛大学神经科学家李·鲁宾的帮助下，她发现了年轻血液能在脑和嗅球系统引发形成新的神经元；与马萨诸塞州波士顿布里格姆与女子医院的心脏病专家理查德·李合作，她发现年轻血液能逆转老化性心壁增厚。

　　在李的帮助下，伟杰斯开始筛查哪些蛋白质只在年轻血液中含量丰富，而老年血液中稀有。一种名为生长分化因子-11（GDF11）的蛋白进入了他们的视野。伟杰斯和李证明了，直接单独输入GDF11就足以在生理上增加肌肉的强度和耐力，还能逆转肌肉干细胞内的DNA损伤。除了伟杰斯实验室以外，还没有其它小鼠研究能重复这一发现，但在果蝇体内发现了一种类似的蛋白质，能延长寿命，防止肌肉老化。

　　各个实验室之间有着密切关系，他们的研究让联体共生再次流行起来。目前，联体手术是小心执行的，以减少动物的不适和死亡率。“我们长期地观察小鼠并长时间地同动物保护委员会讨论，我们认为这很不轻松。”兰道说。性别相同、身体大小差不多的小鼠，在把它们连起来之前会让它们互相交往两个星期，手术本身是在无菌室进行，还配有麻醉、加热垫和抗生素，以预防感染。使用近交系的实验小鼠，可以使它们在基因上比较匹配，这样或许能降低联体共生病的风险。连接在一起的小鼠的饮食表现一切正常，而且它们还能成功地分开。
输血隐忧

　　魏斯-克雷的实验室就挨着兰道的实验室，克雷在以往研究中发现，在老年人和老年痴呆患者血液中，蛋白质和生长因子水平有明显改变。他继续了兰道未发表的脑研究实验，用年老—年轻鼠对证明了输入年轻血液的老年鼠的神经元生长确实增加了，而输入老年血液的年轻鼠的生长减少了。

　　只是输入血浆也有同样效果。“我们不必交换全部的血液。”魏斯-克雷说，“它确实就像药物一样。”随后，他们观察了全部交换脑中血液的情况，发现年轻血浆激活了老年鼠大脑的可塑性和记忆形成，提高了它的学习和记忆能力。“我们几乎不敢相信会有这种效果。”魏斯-克雷说。

　　这两项实验都未经过评审。魏斯-克雷第一次把这一发现寄给一份杂志时被拒绝了，答复是：这太好了，但不一定是真的。于是他的小组又在加利福尼亚大学旧金山分校花了一年时间来重复实验——这里有不同的设施、不同的人员、仪器和工具。研究人员得到了相同的结果。“在那之后，我真的放心了。”克雷说，“我确信它是管用的。”他的研究终于在去年5月份发表，在香港公司的资助下成立了Alkahest公司。

　　伟杰斯渴望能看到结果，但她也担心会出现找不出原因的失败，这可能会使整个领域倒退。比如，一个30岁的捐赠者的血浆里可能不含有对老年痴呆病人有利的因子。她、兰道和其他人宁愿去测试一种特殊的血液因子或实验室合成的因子组合，这样能充分理解其作用机制。

　　还有，是否能激活干细胞，也是挥之不去的担忧，不过这好像是年轻血液最擅长的。在长时间内导致过多的细胞分裂。“我的怀疑是，用任何东西来恢复老年动物细胞活力的慢性疗法，不论是血浆还是药物，都可能导致癌症风险增加。”兰道说，“即使我们知道了如何让细胞变年轻，还是要谨慎行事。”

　　迈克尔·康博伊则担心另一件事：他见过太多联体小鼠死于共生疾病，因此在人体上实验要更加小心。他说：“对任何定期给老年人输入大量血液或血浆的实验，我都会格外留神。”Alkahest首席执行官卡洛里·尼古里奇说，他很理解这种对安全性的担心，但他也指出，每年有数百万的人安全地输了血。

　　Alkahest最初的研究预计在今年底完成，该公司计划发起进一步的研究，测试用年轻血浆治疗不同类型的痴呆和与衰老有关的症状。
研究前景

　　鉴于在抗衰老领域里希望曾不断遭遇破灭，对年轻血液的所有谨慎都是有道理的。在过去20年里，研究人员已经发现了大量具有抗衰老性质的方法，包括热量限制饮食、白藜芦醇（葡萄皮中发现的一种化学物质）、端粒酶（保护染色体完整性的一种酶）、雷帕霉素（一种免疫抑制药物，可延长小鼠寿命）以及干细胞（功能和数量都会随着人类年龄增长而下降）。

　　然而在这些方法中，只有两种——热量限制和雷帕霉素——被证明确实能延缓或逆转多种哺乳动物组织类型的衰老，但这两种都还未转化成一种抗衰老疗法。前者在灵长类动物身上产生了相互矛盾的结果，而后者有毒副作用。

　　相比之下，年轻血液似乎能逆转衰老的影响，而对人体产生的已知安全考量可能很少。而且，迄今为止在多个实验室开展的联体共生衰老研究中，取得了可以证实的结果。但科学家和伦理学家仍旧担心，在安全性和有效性证据出现之前，该疗法可能在尚未获批临床试验的情况下，开展人体试验。马特森警告说，未经许可的干细胞移植已成为一个迅速发展的产业，而未经许可地输年轻血液会更加容易。

　　“在少量的可靠研究的基础上，经常会出现利润丰厚的市场。”明尼苏达大学生物伦理学家利·特纳说。他也在研究抗衰老领域。 就目前来说，任何宣传年轻血液或血浆能延长寿命的都是假的：没有数据支持。检验这种宣传的实验要花6年以上的时间——首先等待小鼠变老，然后等它们自然死亡，然后分析数据。迈克尔·康博伊说：“如果我们有资金来做这种实验，我会去做。但我们不会。”然而，他又补充说，“我希望在某个地方，有人来做。”