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“生物学限制”成瓶颈:人类寿命虽已延长,但死亡轨迹并没有改变

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中国生物技术网 2021-06-21 14:05
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无论是《西游记》里的人参果,还是《天龙八部》里的天山童姥,长生不老和永葆青春自古以来一直都是一个“吸睛”的话题,它代表着人类的终极梦想。科学家们也已经花了几十年的时间,试图利用基因组学和人工智能的力量,找到一种阻止甚至逆转衰老的方法,并已经在一些啮齿类动物研究中闪现出希望之光。

特定的饮食、锻炼计划、各种营养补充剂和维生素等,任何地方都有一些据称能帮助我们延缓衰老的东西。当然,这些东西可能会有些效果的。

数据显示,自1850年以来,人类平均预期寿命每年增加约3个月,已经从“英年早逝”的40多岁延长到如今的70多岁。但这是否意味着我们正在延缓死亡?

近日,发表在《Nature Communications(自然通讯)》上的一项新研究中,由美国杜克大学领导的来自14个国家的大型科学家团队比较了39个人类与非人类灵长类动物的数据,提供了迄今为止最全面的证据表明,特定物种的死亡率模式变化主要由成年前死亡率的变化所驱动。也就是说,虽然现在越来越多的人活得更长了,但老年人死亡的轨迹并没有改变。这项研究表明,进化生物学胜过一切。到目前为止,医学进步还无法战胜这些生物学上的限制。

由此得知,人类寿命的进一步大幅延长将取决于是否有可能减缓老龄化率,或以其他方式降低晚年的死亡率。因此,“生物学限制”是健康科学的一个核心问题。

几十年来,关于人类能活多久的争论使学术界产生了巨大分歧,但争论中缺乏基于比较多物种与人类寿命的研究。

这个由来自14个不同国家的科学家组成的研究团队填补了这一空白,他们分析9个人类与30个非人类物种种群数据中的出生和死亡模式,并研究了预期寿命和寿命平等之间的关系,以比较物种内部和物种间的死亡率差异。

研究人员发现,所有灵长类动物的死亡模式都是相同的,最终控制寿命的是生物学因素,而不是环境因素。

包括人类在内的7种灵长类动物的预期寿命-寿命平等图

统计数据证实,随着健康和生活条件的改善,个体寿命延长,从而导致整个人口的寿命延长。然而,随着年龄增长,死亡率的急剧上升在所有物种中都是显而易见的。

研究人员发现,预期寿命和寿命平等之间的紧密关系在灵长类动物和人类中都很普遍。因为在大多数哺乳动物中,死亡风险主要集中在生命早期,在成年期相对较低,然后在衰老开始后再次增加。

那较高的预期寿命会不会是因为个体衰老的速度较慢,或寿命延长了?

灵长类动物的数据显示,答案可能是否定的。不同灵长类动物种群平均死亡年龄差异的主要来源是婴儿、少年和青年期的死亡。换句话说,预期寿命和寿命平等不是由个体衰老的速度决定的,而是由婴幼儿和年轻群体因与衰老无关的原因死亡所表现出来的。

在人类中,寿命平等与预期寿命密切相关:寿命较长的人群显示出在同样的年龄段死亡;而预期寿命较短的人群则显示出在更广泛的年龄段死亡。

该研究结果支持这样的理论:人类预期寿命的增加更可能是儿童和年轻人生存能力提高的统计结果,而不是延缓了衰老时钟。

利用数学模型,研究人员还发现,老龄化速度的微小变化将极大地改变预期寿命和寿命平等之间的关系。另一方面,代表早期死亡的参数变化导致了与观察到的情况非常相似的变化。

研究通讯作者、杜克大学生物学系和进化人类学系Susan Alberts教授说:"当改变代表过早死亡的参数时,我们几乎可以解释所有这些物种之间的所有变化;而衰老的开始和衰老速度的变化不能解释这种变化。"

这些结果支持 "不变的老龄化率 "假说。

Alberts说:"对于一个物种来说,老龄化率是相对固定的。这就是为什么在每个物种内,预期寿命和寿命平等之间的关系是如此紧密"。

研究人员指出,物种内部在衰老速度和衰老开始时存在一些个体差异,但这种差异被控制在一个相当狭窄的范围内,与年轻时的死亡率不同。

Alberts补充说:"我们无法减缓我们的衰老速度。我们能做的是防止生命早期出现过早死亡。"

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-23894-3

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