Nature綜述：人類首次開展年輕血液抗衰老臨床研究

　　美國已經開始了用年輕人血漿治療老年性癡呆的臨床研究，這個研究涉及到一種共生動物研究模式，本文根據今天《自然》雜志上的一篇新聞特寫，給大家介紹這一精彩的歷史。

　　認真關于這一歷史，留給我們的許多思考。為什么一種非常讓人激動的研究技術會在生物技術蓬勃發展的世代被埋沒，被學術界放棄。一個具有一定風險的臨床技術，為什么經過一定時間后，才被一家私人公司啟動開展臨床研究。這一具有故事性，應用前景極大的研究領域，為什么沒有引起國際范圍的關注。只是在《自然》等雜志近年進行廣泛宣傳，尤其是2014年《科學》雜志將該研究評選為年度科學突破，這一現象才引起大家的關注。

　　這一歷史中，建立了共生動物實驗方法的學者是法國著名氣體生物學家Paul Bert，因為Paul Bert是潛水醫學鼻祖一直是我所敬仰的學者，他在1887年第一個介紹了氧氣的毒性，我也曾經在氧氣的毒性專題中專門介紹他。

　　兩只小鼠共享血液循環的實驗是一種非常古老的研究方法，科學家發現瘦素也正是依靠這種實驗獲得的重要線索，遺傳性肥胖動物體內存在一種能抑制正常動物食欲的激素，這樣共享肥胖動物血液的動物不會因為血液共享而肥胖，反而會因為食欲不振而瘦弱。

　　最近科學家利用這種動物發現一種現象，就是年輕動物血液中存在抗衰老的激素和成分，能讓共享年輕同伴血液的老年動物變得年輕，心臟功能會提高，這一研究被《科學》評為2014年10大科學進展之一。

　　1864年，法國著名氣體生物學家（潛水、航空和高原醫學得共同鼻祖）Paul Bert描述了一種不尋常的外科手術手段Parabiosis，是將2只老鼠的循環系統銜接成一個。Bert將2只動物如老鼠的側身切開，之后將它們被切開的皮縫在一起，這樣一來它們的身體將相互接觸。當傷口愈合后，1只動物的毛細血管會滲入到另外1只動物的身體組織之中，2只動物將共用同一個循環系統，相互間輸送營養。

　　這種研究技術不是經常被使用，科學家一般是為了研究兩種動物循環血液中是否存在不同的生物活性因子，利用這種方法科學家曾經在內分泌學、腫瘤生物學和免疫學領域曾經作出過突破性發現，如前所介紹瘦素的發現就是這種研究思路。不過這些研究一般都是出現在35年前，不知道什么原因，1970年代后這種技術逐漸淡出。

　　最近幾年，一些實驗室重新開展這一古老研究技術用于抗衰老研究，并獲得了重要進展。研究發現，年輕動物血液中存在抗衰老因子，能讓衰老的動物重新煥發青春。這種效應可體現在心臟、大腦、肌肉等幾乎所有器官，年輕動物血液讓年老動物的器官恢復到年輕狀態，讓動物變得更強壯、更聰明和更健康。這些動物的毛發變得更有光澤。現在這些實驗室開始確定年輕動物血液中到底那些成分產生了這些效應。2014年9月，加州啟動一項臨床研究，驗證年輕人血液是否能治療老人的老年性癡呆。這將是第一項這類臨床研究。

　　科學家們的看法

　　許多科學家對這一研究的看法比較謹慎，如哈佛大學干細胞學家Amy Wagers，他曾經從年輕動物血液中發現中發現一種可讓肌肉年輕的分子，但Wagers認為，人類不是可重生的動物，她也不承認肌肉年輕因子真的讓肌肉變年輕，而不過是提高肌肉抗損傷修復能力而已。她強調說，沒有人會相信年輕血液能讓人壽命延長。不過她說年輕人血液或血液中的某些因子確實能幫助老年人從損傷、老年性質疾病中恢復健康（這不是自相矛盾？）。

　　NIH老年研究所神經科學實驗室主任Mark Mattson說這種方法非常讓人激動，他用半開玩笑的語氣說，甚至讓人們會希望將自己兒女的血液采集儲存下來，當自己將來開始認知能力有問題時使用。

　　1864年，法國科學家Paul Bert將2只動物如老鼠的側身切開，之后將它們被切開的皮縫在一起，這樣一來它們的身體將相互接觸。當傷口愈合后，2只動物的毛細血管相互滲透到對方身體組織中，2只動物將共用同一循環系統，形成共生系統。Bert發現，給一只動物靜脈注射藥物，能通過這種共循環進入另一只動物體內，他因為這一研究于1866年獲得法國科學院獎勵。此后，Bert的實驗程序一直被使用，并也嘗試用在水螅、青蛙和昆蟲等動物研究，不過最有效的仍然是嚙齒類動物，這些動物手術后恢復最理想。到20世紀中期，科學家使用共生大鼠和小鼠開展了大量研究。例如，一個小組采用這個研究否定了血糖是在齲齒產生原因的觀點，因為給其中一個動物喂葡萄糖，另一個動物血糖水平也能保持正常，但是只有吃糖的動物會患齲齒。

　　紐約康奈爾大學生物化學家和老年病學家Clive McCay最早使用共生動物研究衰老。1956年，他的小組使用69對共生大鼠，這些動物都是老年和年輕動物的共生，例如有一對動物分別是1.5月齡和16月齡，這分別類似于人類的5歲和47歲。這次研究不那么完善。當時作者記錄是：如果實驗動物位置不那么合適，一個動物會不停啃食另一只動物的頭，直到將其咬死。69對動物中，其中11對死于一種神秘的共生病parabiotic disease，考慮到這種病一般發生在手術后1-2周，推測這可能屬于一種異體組織排斥反應。

　　今天，共生手術可進行更精細的操作，動物存活率更高。斯坦福大學神經病學家Thomas Rando曾經開展過這一研究，為解決動物生存的問題，他們和動物專家進行很長時間的討論，盡量選擇同樣性別，大小接近，共同生活2周以上能和平共處的動物進行共生，手術也在無菌條件下，手術過程給動物保持體溫，使用抗生素預防感染。選擇遺傳背景接近的實驗動物，以減少發生共生病的危險。共生動物能正常進食、飲水和其他行為，并能進行分離。

　　在McCay的共生動物衰老研究中，老幼共生動物生活9-18個月后，年老動物的骨骼的重量和密度變的和年幼同伴接近。

　　McCay等研究15年后的1972年，加州大學2名科學家對這種動物壽命進行了研究，發現這種共生的老年動物壽命可以延長4-5月，說明年輕動物血液中存在能延長動物壽命的成分。

　　這些研究結果顯然非常讓人激動，但是這種研究竟然沒有繼續開展，有研究人員對這段歷史回顧后猜測，當時這些科學家也許覺得研究已經實現了所有目標，或者是因為向研究機構申請使用這種研究方法的許可標準太高，總之不知道具體什么原因，這種研究突然被中斷。直到一名干細胞生物學家Irving Weissman重新啟用這種研究方法。

　　1955年，在蒙大拿大瀑布的一個小鎮醫院病理學家的指導下，Weissman在16歲時開始學習這種實驗方法，他的導師正在研究移植抗原，移植抗原是細胞表面上蛋白質，是決定移植物可以被宿主接受或排斥的關鍵成分。

　　Weissman記得給一只共生動物血液內注射一種熒光物質，觀察這種物質在兩只動物之間的運輸過程。他說這一實驗非常有意思。后來的30年，Weissman使用天然共生動物史氏菊海鞘研究干細胞和再生。1999年，Weissman斯坦福大學實驗室一個新招的博士后Wagers希望研究血液干細胞的運動和命運，Weissman建議他采用共生小鼠結合熒光標記細胞的方案。Wagers的實驗很快獲得了成功，在2001年后在《科學》發表2篇論文，這一研究引起她們斯坦福一些同事的關注。

　　2002年，Rando實驗室的博士后Irina Conboy在一些journal-club文獻閱讀活動中介紹了Wagers《科學》的文章，Irina的老公和同事Michael Conboy當時正在打瞌睡，但是共生實驗的內容一下子讓他完全沒有了睡意。Michael說，我們長期以為衰老似乎是所有細胞一起進行的過程，因為所有的組織都屬于一個機體，我們無法分別對不同組織進行研究，如果用共生動物，完全可以解決這個困惑。他認為這個研究方法能回答這個多年來困惑學術屆的問題。會后他馬上去找Irina和 Rando，但他還沒有完全闡述完自己的想法，Rando就說：“我們干吧。”研究小組立刻成立，吸收隔壁的Wagers加入團隊，Wagers負責共生動物手術，并教Michael掌握這個手術。

　　Rando說他開始并沒有想到這個思路能成功，但最后發現竟然真的可以。5周后，年輕血液將老年動物的肌肉和肝臟細胞變的年輕，衰老的干細胞重新開始分裂。這個小組還發現，年輕動物的血液能促進老年動物大腦細胞的再生能力，雖然這個結果沒有在2005年《自然》論文中展示。總之，這些研究發現年輕血液中存在抗衰老因子是確定無疑的。文章發表后，Rando接到許多電話，一些人來電希望尋找能提高建美男人肌肉的方法，也有人對這種抗衰老方法有極大興趣，大家都希望了解是否年輕血液是否能延長壽命。但是盡管這種研究在1970年代就有線索，但并沒有任何人類研究結果，因此這個問題目前并沒有答案。

　　團隊大部分成員都繼續努力尋找血液中的抗衰老因子，2008年，加盟到加州大學伯克利分校的Irina 和 Michael Conboy夫妻從促細胞分裂的Notch信號激活或滅活阻斷細胞分裂的TGF-β信號角度探索肌肉抗衰老機制。

　　2014年，他們又從血液中鑒定出一種抗衰老激素催產素oxytocin，催產素的經典作用是促進分娩，是FDA批準促分娩藥物。隨著年齡增長人類血液中催產素水平逐漸下降，給老年動物注射催產素后，幾周后肌肉干細胞被激活，肌肉再生能力提高。

　　2004年后，Wagers開始在哈弗大學建立自己的實驗室繼續開展抗衰老研究，她招募各種領域的學者，幫助她研究年輕血液對各種器官的抗衰老效應。在劍橋大學神經科學家Robin Franklin協助下，她的小組發現年輕動物血液能促進老年動物脊髓損傷的修復。在哈佛大學神經科學家Lee Rubin協助下，她發現年輕動物血液能促進大腦和嗅覺系統神經元再生。在哈佛大學婦科醫院心臟病學家Richard Lee協助下，她發現年輕血液能使年老動物肥厚的心臟重新變薄，功能增強。Wagers和Lee開始對年輕血液中的蛋白進行篩選，其中一個蛋白是GDF11，她們的研究發現，直接注射GDF11也能讓衰老肥厚心臟重新變薄的效應，并能逆轉肌肉干細胞DNA損傷。目前沒有Wagers實驗室以外的團隊重復她們的研究，但是有人發現果蠅有一種能延長壽命和保護肌肉退化的蛋白。

　　其他學者也開始跟進這種研究，Wyss-Coray在Rando隔壁實驗室工作，他曾經發現老年人和老年性癡呆患者血液中某些蛋白水平明顯高于年輕健康人，為對Rando未發表的關于大腦的研究跟進，Wyss-Coray使用老幼共生小鼠研究發現，共生的老年動物大腦神經元再生能力確實增加，而共生的年輕動物大腦神經元再生能力下降，血漿交叉注射也能產生同樣的效應。隨后對整個大腦功能進行分析后發現，年輕血漿具有促進老年動物大腦可塑性，提高動物學習和記憶能力。Wyss-Coray 說簡直不敢相信這些結果。有同樣感覺的不只是Wyss-Coray，他們在投稿過程中也遇到有這種感覺的審稿專家，他們第一次投稿就被拒稿，意見認為這種結果好地無法讓人相信。然后他們又在加州大學舊金山分校，讓，不同的研究人員使用不同的實驗設備用了1年時間重復這個實驗，結果是一樣的，他們不能不相信自己的結果了。

　　2014年5月，Wyss-Coray終于在《自然醫學》發表了他們的研究結果，隨后受到一家香港的企業關注，這家企業歸屬的家族有一種家族性老年性癡呆。報告說其中一個家族成員接受一次輸血漿治療后癥狀出現一過性好轉。這個公司已經贊助啟動經費，支持Wyss-Coray開展年輕血漿治療老年性癡呆的臨床研究。為此，Wyss-Coray在加州門洛帕克注冊成立了一個公司Alkahest，2014年9月，Alkahest在斯坦福開始RCT臨床研究，研究使用年輕人血漿治療老年性癡呆的安全性和有效性。計劃18名50歲以上的老年性癡呆患者，接受30歲以下男性健康人的血漿治療，目前已經有6名受試者接受了治療。研究將根據患者的臨床表現、大腦掃描和血液疾病相關生物標志物等進行效果分析。

　　過去20年，科學家先后提出多種抗衰老的方法和概念，其中最著名的4種包括熱量限制、葡萄皮化學成分白藜蘆醇、端粒酶、免疫抑制劑雷帕霉素和干細胞，只有熱量限制和雷帕霉素發現能逆轉多種哺乳動物多種組織的衰老，但沒有任何一種方法被用于抗衰老治療。在靈長類動物的研究發現熱量限制存在相互矛盾的結果，雷帕霉素毒性作用比較大。年輕血液抗衰老研究是否值得期待，只能等1年后的研究結果，不過Wagers擔心這個研究可能不成功，因為30歲年輕人是否存在足夠的抗衰老因子并不知道，是否存在能對抗老年性癡呆的因子也不清楚。他們也考慮嘗試能使用明確結構的分子開展更具有把握的研究。也有人擔心這種方法存在一定風險，不過血液和血漿輸入已經經過長期的臨床應用，安全性是有足夠把握的。比較讓人擔心的問題是，幾乎必然的是許多不法商人會立刻啟動這種商業行為，干細胞領域早就已經出現了這種亂象。讓我們了解這一明確的學術觀點：目前并沒有證據證明年輕人的血液能抗衰老。