日本是目前世界上最長壽的國家之一。衛生環境和食品安全等持續改善,國民的平均壽命一直在穩步提升。1963年,全日本百歲以上的老人還僅有153人;到2017年,已經達到6萬7824人。這兩年來,日本政府一直在思考「人生100年時代」的因應策略。但是,一個人到底能活多久?科學家們也在試圖回答這個問題,越來越多的研究正在找尋影響壽命時限的因子。
圖1 2017年,安倍總理爲「人生100年時代構想推進室」掛牌
東京大學研究老化學的小林武彥教授介紹到,人的年齡界限是多少,具體數位也在隨着時代的改變而改變。我們現在經常聽到的說法是120歲,不過2016年美國一個研究團隊在《自然》雜誌上發表的分析結果顯示,目前人類的壽命極限是115歲。
日本國内目前健在的最長壽男性是113歲,女性爲115歲(截至到11月20日)。世界上壽命最長的記錄是一位生於1875年的法國女性,於1997年去世,享年122歲。這也是目前有確切記錄中,唯一一個超過120歲的案例。整體上說來,115歲的壽命極限一說基本符合目前狀況。
圖2 日本百歲健在老人的人數估算
根據日本厚生勞動省發佈的《2017年簡易生命表》,日本男性和女性的平均壽命分別達到81.09歲和87.26歲,健康壽命(不存在健康問題,日常生活可以自理)分別爲72.14歲和74.79歲。推定的最高年齡一般高出平均壽命20歲以上。科學家們則在關注是否存在特殊的因子來調控自然壽命的長短。
圖3 日本人平均壽命變遷
小林教授等正在研究一個被稱爲「Sir2」的長壽基因家族。當身體細胞在分裂增殖、新陳交替的時候,遺傳資訊透過去氧核糖核酸(DNA)的拷貝也得以完全克隆。但有時偶爾在DNA克隆程序中也會出錯,Sir2基因就主要起糾錯的功能。目前在不同人羣中共發現了7個Sir2家族的基因。
研究發現,Sir2基因功能缺陷的酵母和正常的酵母相比,DNA變脆弱,壽命減量到一半。相反地,Sir2基因拷貝數增加的酵母,壽命也相應延長。也有報告提到,當對猴子進行卡路里制限(Calorie restriction,CR)時,Sir2基因會被激活,同時猴子健康生存的期間變長。
圖4 2018年BIGLOBE對1500名日本人期望壽命的問卷調查
另一個有名的與壽命相關的DNA結構是端粒(Telomere)。端粒是真核生物染色體末端的一段DNA重複序列,用於控制細胞分裂週期。細胞每分裂一次,端粒就會簡短一點。比如人的細胞,當分裂五六十回,端粒就不能再短了,此時細胞就會起動凋亡機制。一般認爲,細胞失落分裂能力會導致老化。而像癌細胞,因爲含有激活的端粒酶,可以重新給染色體添加上端粒,所以具有無限分裂增殖的能力。
當然,因爲活體內有幹細胞的存在,可以源源不斷地生成新的細胞,所以單純地由Sir2或者端粒來決定壽命長短不太可能。但是如果有多個基因同時起作用,則有可能影響到自然壽命的時限,目前發現了大概300個壽命相關基因。
圖5 日本男女平均壽命的差距(圖:厚生労働省2017年7月31日資料)
另外,也有從細胞層面上探索老化與壽命的關係的研究。通常活體內細胞受到傷害或者功能出現異常以後,要麼自我凋亡,要麼被自體免疫細胞吞噬,總之都會被自我清除掉。但是老化細胞(Senescent Cells)卻會進入一種自我失能但又長期存活的程序。所以大阪大學微生物疾病研究所的原英二教授認爲,老化細胞可能是引擎體維持原有結構、延長壽命的一種自我保存形式。
原英二教授正在對這種加壓後不再增殖的老化細胞展開研究。原教授鑑定出在老化細胞新生成是尚有正常功能的基因,並建立了能夠即時觀察其變化的小鼠模式。但是目前研究還面臨一些挑戰,其中一個是老化細胞會向周邊釋放出各種引起發炎的物質。這些物質達到一定量後,會引發癌症、老年癡呆症等老化相關的疾病。原教授後續也會詳細探究老化細胞與各類疾病的關係和機制。
與壽命相關的研究也不能直接在人體上開展實驗。對於小鼠較短的自然壽命來說,端粒相對過長。「小鼠實驗的成果,未必能反映人類的真實情形」,小林教授點評道。爲了找尋長壽之鑰,全世界衆多研究都在推進之中。2015年,研究老化細胞的國際學會也正式成立。
圖6 公園裏的日本老人 (宋傑 攝)
飲食和運動等外因的影響也不亞於基因遺傳的因素。臺灣對約40萬人做的一個8年追蹤調查發現,每天運動時間每增加15分鐘,死亡的風險就會降低4%,但一天内運動時間超過100分鐘後,關聯效果就不再明顯。美國威斯康星大學曾對恆河猴飲食與老化相關死亡做過20年的跟進研究,喫七分飽的觀察組與過飽的對照組相比,心臟病和癌症等的發病率低了一半。
長生不老是古今中外讓無數人爲之上下求索的永恆話題。人到底能活多久?到底什麼決定壽命?現代人正藉助基因分析、細胞培養、動物模式、大規模調查統計等科學手段,試圖最終給出一個明確的答案。
供稿 宋傑 東京大學博士
編輯修改 JST客觀日本編輯部