超級百歲老人的基因里,真的有長壽密碼么?

美國馬薩諸塞州的Goldie Michelson女士是最長壽的美國人。她去年於113歲仙逝,在生命的最後幾年,她無數次對先前來討教長壽的人披露了她的秘密:「早晨散步,吃巧克力」。

「我試圖活出真相,」 伊利諾伊州Shelby Harris先生經常說。他活到111歲,直到離開人世的前幾個月,他還開出了當地棒球聯盟隊2012賽季的第一球。

義大利的Ill. Emma Morano女士活到117歲。去世前幾年,她還自己做麵食,打雞蛋。

▲Emma Martina女士是最長壽的義大利人,活了117歲137天(圖片來源:維基百科)

作為人類中極為罕見的成員,這些活到110歲以上的超級百歲老人(supercentenarian)常常把長壽歸因於個人良好的生活習慣。

如果說生活方式和運氣是影響人們活到90歲和100歲的主要因素之一。但是這種 「真正罕見的長壽」,以及在生命的最後幾個月甚至幾年中都仍然保持健康,僅僅用「生活方式」來解釋顯然理由不足。

相比幾十年前的人類,現代人類的平均壽命有了很大提高。活得更久,我們卻迎來了更難擊敗的新殺手:癌症,心臟病,中風,阿茲海默病,帕金森病和糖尿病。對於所有這些疾病,衰老是最大的風險因素。一名80歲的老人患癌症的幾率是中年人的40倍,患阿茲海默病的風險上升了600倍。

然而,對超級百歲老人的進一步觀察卻發現,他們活著的時候很少面臨長期的疾病困擾!

直至生命的最後,他們都很少患上與老齡相關的重大疾病,這使得他們的器官功能一直保持平衡。據統計,超過10%的超級百歲老人在生命最後3個月沒有嚴重的老齡化疾病,而這一比例在百歲老人中只有3%。

那麼,超級百歲老人更有可能倖免於多種老齡化疾病,秘訣到底在哪裡?

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長壽密碼

在世界各地的實驗室里,科學家們孜孜不倦地進行各種長壽研究。值得慶幸的是,在動物體內進行的實驗已經顯示出可以延長壽命的跡象。

去年,一家具有谷歌背景的加州公司Calico正在研究裸鼴鼠的基因組,這種動物比它們的其他鼠類近親能多活10倍之久!而另一群獲得美國政府資助的科學家們,正在猴子身上測試某種能使線蟲壽命延長1倍的藥物。

線蟲的壽命一般只有2-3周,裸鼴鼠能活到30歲。然而,目前發達國家的人均壽命已接近80歲。

所以,這些在壽命較短的生物中觀察到的效果,能不能直接轉化到人類身上,還是個不小的問號。要研究能夠用於人類的長壽手段,可能還是得回歸到人類中進行實驗。於是,科學家們將目光對準了那些長壽老人們。

有些科學家提出,這些活到最老的人可能具備遺傳優勢,遺傳了更少的常見基因突變——那些會使心臟病,阿茲海默病和其他老年性疾病風險升高的突變。

但是,也有學者認為,超級百歲老人不是因為在每次導致疾病的基因隨機突變中贏得概率,而是他們基因組裡面,與生俱來地攜帶了長壽的基因密碼。

尋找長壽密碼之路充滿挑戰,挑戰之一就是獲得老壽星的基因信息。

遍尋全球

據統計,超級百歲老人在人類中的比例是500萬分之一,在百歲老人(centenarian)中的比例是1000分之一。按照這個比例估計,全世界的超級百歲老人應該有1000人左右。

由於比例極低,這些超級百歲老人分散在世界各個角落。而且在許多地方,由於出生記錄模糊或者缺失,要完全確定超級百歲老人的信息幾乎是不可能的。

▲ Jeanne Calment女士是有史以來最長壽的人類,活了122歲164天(圖片來源:維基百科)

就連全球少數專門研究「超級百歲老人」的長壽研究小組之一,新英格蘭百歲老人研究(The New England Centenarian Study)也因為樣本收集而困擾,因此不得不把DNA捐助者的年齡門檻降低到103歲,雖然該研究的主任Thomas Perls博士認為,「這個年齡(對研究而言)太年輕了」。

本文的主人公James Clement先生卻憑藉一己之力,完成這項「不可能的任務」。自稱為公民科學家的他今年61歲。過去6年時間,他走訪了美國14個州以及全球7個國家,收集超級百歲老人的血液,皮膚或唾液樣本。

過去幾年,他把能夠拿到的超級百歲老人名單背熟,把他們的「109歲生日」,「110歲生日」和「111歲生日」創建為自己Google的日曆提醒。

Clement先生對此已經很有經驗,比如獲得DNA樣本的最佳時間是上午。因為接近中午,老人們更願意吃東西。午餐後,他們可能會昏昏沉沉或打盹。許多老人依然頭腦清晰,比如108歲的倫敦老人Dorothy Peel會用她的老花鏡仔細閱讀知情同意書,問了很多關於Clement先生這麼做的目的。

Clement先生解釋說,他自願去做這件事,很大一部分原因是他對長壽一直抱有長久和濃厚的興趣,自己也身體力行。作為一位超人類主義者,他以低糖的蔬菜和堅果為主食,每天步行七英里。他把長壽理解為「對生命健康的熱愛」,而不是厭惡死亡。他擁有一個真正的信念,認為更長的生命將使人類更加人性化。

即使是有著堅定的信念和執著的熱情,在收集這些樣本的過程中也不是一帆風順。Clement先生說,同意DNA捐贈之後突然取消的情況時有發生。一旦達到100歲這個裡程碑,第二年死亡概率就上升到50%。110歲之後,這個概率接近66%。「即使上車準備出發的時候,老人也可能會生病,導致去不了。」 Clement先生還想過一個理論上可行的辦法,就是趕到殯儀館,在遺體中提取DNA樣本。但是出於可以理解的原因,他說,家庭成員往往拒絕在老人的辭世的時刻與他交流。

另外,因為超級百歲人幾乎都是女性,為了提高樣本的性別平衡,Clement先生只好把目標年齡從110歲降低到106歲。

2011年,Clement先生在歐洲收集樣本時,遇到一次不小的挫折。他訂購了一個便宜的工具包,可以通過手指采血,保存在一張卡上,這是遺傳學家常用的手段。花了幾個月時間,他通過這套工具收集了15個樣本,包括倫敦最老的人Ralph Tarrant先生,108歲時他每天下午仍然能完成「倫敦時報」的填字遊戲。

後來Clement先生的經費條件改善,可以找醫生完成抽血取樣之後,才發現原來保存15個樣本的卡是有缺陷的。基因測序實驗室給了他郵件反饋說,「我們無法檢測到任何DNA」。聽到這則消息真令人崩潰。

Clement先生在Church教授的辦公室里向他承認了這一消息。這位哈佛教授,著名的遺傳學家,同時也是Celemnt先生的合作者問他:「你竟然沒有測試這些卡?」

所幸,那次歐洲之行給Clement先生留下了23個好的樣本。

基因測序

最近,Clement先生把他收集到的一組來自北美,加勒比和歐洲的36位超百歲老人的基因樣本,交由一家名為Betterhumans的非營利組織完成測序。哈佛大學遺傳學家George Church是這家組織的科學顧問,他負責安排這些樣本的基因組測序,結果會通過這家組織發布,數據供全球任何科學家用來研究。

在Church教授的幫助下,Clement先生很快發現了超級百歲老人的DNA和對照組之間存在2500個變異。但是,即使在Church實驗室的研究生幫助下,從這麼小的樣本量中也很難確定哪些突變對長壽起到重要作用。

根據Church教授的說法,超級百歲老人可能存在極端突變,不太可能用標準的測序技術來檢測,這些常規技術只能檢測已知的DNA突變。

要尋找尚未發現的基因變異,需要對所有超級百歲老人每個人的60億個遺傳字母進行測序,這是一個更加昂貴的過程。當Clement先生和Church教授在2010年首次討論這個想法時,個人基因組測序的成本大約是5萬美元。

經過這幾年技術進步,個人全基因組測序價格下降到約15000美元。

而且去年春天,Church教授聯合創立了一家名為Veritas Genetics的公司,宣布將以每人1000美元的價格對人類基因組進行測序。Church教授告訴Clement先生,Veritas會對剩下的樣品進行測序。

Church教授說:「我對一個願意花時間去獲取這些寶貴樣本的人表示敬意」。

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