抗衰老

隨著基因治療、細胞醫學、人工智慧和表觀遺傳學等技術日益加快融合,人類逐漸理解了衰老的原因,改變衰老方式的時機已然成熟。

科學發現“逆轉時間”的細胞重程式設計

“細胞重程式設計”,它是貝索斯等富豪們狠砸200多億的背後重點,也是Chatgpt爆火時,創始人阿爾特曼掏空口袋也要下注的技術之一。它誕生於2006年,京都大學山中伸彌教授向小鼠皮膚細胞中導入四個轉錄因數(OCT4、SOX2、KLF4和c-MYC),隨後,這些成熟的纖維細胞開始“逆向分化”,並最終神奇地退回到類似於胚胎幹細胞的初始狀態。這個過程便是細胞重程式設計,即iPS技術,所衍生的細胞後被稱誘導多能幹細胞(iPSC)。它向世人證明:細胞發育不再是一條向死而生的單行道。也由此引發了科學家新的遐想:這種神奇能否擴展到組織、器官、甚至於整個人體之上,孕育出人類衰老的“解藥”?

動物實驗的抗衰老證明答案是可以。美國索爾克研究所是其中的“先行者”。2016年,他們在早衰症小鼠身上進行了短期重程式設計,與對照小鼠相比,重程式設計後的小鼠無論是樣貌、心血管及其他器官功能都更加年輕,更是在無癌情況下,壽命被延長了30%。到了2020年,大衛·辛克萊教授又在原山中因數基礎上獨創了一套OSK組合(去掉c-MYC),該組合先被證實能逆轉視網膜衰老並改善青光眼小鼠模型中老年小鼠的視力,後又被運用在與人類種屬更為相近的猴子身上。這些猴子的眼睛被鐳射誘導損傷,而在注入OSK基因後,它們視網膜神經節細胞中的細胞衰老被逆轉,健康軸突束的數量也顯著增加,這是損傷被改善的信號。以上實驗都為細胞重程式設計能逆轉生物時間提供了證據與信心,一直致力於該領域研究的貝爾蒙特教授在2023年的國際幹細胞研究協會上暢想未來,他認為“細胞重程式設計”終將幫助人類延長40年!

 

掙脫歲月枷鎖:延長健康期的細胞療法

一個世紀以前,人類的平均壽命只有50-55歲,而如今包括中國在內,很多國家的平均壽命已經突破了75歲。這是醫療發展帶給我們的益處,但相對應的,人類也付出了慘痛的代價。這個代價就是疾病。舉個例子,百年前幾乎沒有人會死於癌症,這不是因為當時沒有這種疾病,而是人們還沒活到能受癌症影響的年紀就已經死亡。心腦血管疾病和神經退行性疾病也是如此,隨著平均壽命上升,這些與年齡高度相關的疾病開始湧現,開始成為我們邁向更長壽命的阻礙。該如何治癒它們,以獲得更長的健康期?細胞療法會是一個重點。

在癌症領域,免疫細胞療法在百萬神針CAR-T上市後名聲大震。這種療法簡單來說,就是改造人體本身的健康戰士—T細胞,通過為它們安裝一個能特異性識別腫瘤細胞的子彈頭—CAR,使它們能更精准、更高效地殺滅體內腫瘤細胞。目前,CAR-T已經在國內外締造了不少癌症治癒神話。比如第二位接受該療法的患者Doug Olson,10年以來他未再復發疾病,當年被輸注的CAR-T細胞,至今也還活躍在他身體裡的“抗癌第一線”。不過在血液瘤裡“大殺四方”的CAR-T,在實體瘤上的表現卻有些不盡如人意,對此,有些研究者繼續深挖CAR-T的可能性,有些研究者則嘗試著原理相似的CAR-NK、CAR-M等,它們共同寄託了人們治癒實體瘤的新希望,也正逐步兌現著期望。

 

抗老新利器:幹細胞療法

在心腦血管疾病、神經退行性疾病等衰老相關疾病領域。大放異彩的則是細胞治療家族的另一位重要成員—幹細胞療法。幹細胞擁有自我更新及多向分化潛能,可在一定條件下衍生為身體裡約90%的細胞,這意味著身體裡大部分組織器官發生老化、損傷時,它都能參與修復與替換。此外,旁分泌效應及免疫調節功能也是幹細胞的重要機制,使其能從細胞層面提供完整的溝通機制,去調節、修復機體內部環境,是治療機制複雜疾病(如糖尿病、帕金森、心腦血管疾病等)的新一代潛力療法。而相較於還停留在動物實驗的細胞重程式設計,幹細胞治療衰老相關疾病的研究也要更進一步,目前已有部分療法被推進到臨床階段。

如德國醫藥巨頭拜耳正在開發的一種針對帕金森的幹細胞衍生療法,核心機制是將幹細胞誘導為多巴胺能神經元前體,並將其移植到患者體內,該研究的臨床I期資料積極,所有受試者的次要探索性臨床終點均有改善,目前正在計畫II期臨床試驗。

丹麥製藥巨頭諾和諾德則是與Heartseed共研一種針對心衰的細胞療法,該療法主要由同種異體iPSC衍生的心肌細胞構成。目前研究團隊已為第一位心衰患者注射了該藥物。HS-001是由Heartseed公司研發的一款針對心衰的細胞療法,其具體目標適應症為HFrEF,包括擴張型心肌病(DCM)、陳舊性心肌梗死(OMI)和擴張期肥厚型心肌病(D-HCM)

總的來說,或許細胞療法不像重程式設計所描繪的那樣,能讓大家重返18歲,但仍能通過抵禦各類衰老相關疾病,解開時間的桎梏,讓人們以健康的姿態活得更久。

 

超強試藥替身:再造自我的類器官技術

類器官(Organoids)是指利用成體幹細胞或多能幹細胞進行體外3D培養,形成類似器官結構和功能的“微器官模型”。在其誕生之初,其開山鼻祖漢斯·克萊弗斯(Hans Clevers)對它的期望是—應用于再生醫學領域的器官修復和移植。這個概念類似於人體4S店,讓器官與組織都變成可以更換的“零件”。如果能完成這個想法,別說沙特王室定下的“小目標”,就連“永生”也可以夢一夢。但就目前而言,人類僅掌握了培養簡單人體組織的技術,想在短期內列印出完全匹配患者的免疫學、生物化學和解剖學等特性,並融入整個血液循環系統的複雜器官,幾乎是不可能的。這項技術之所以會出現在選項裡,一方面是人們對於更遠未來的展望,一方面則是科學家在勇攀醫學山峰時探尋出的另一條出路——替身試藥。

對比與人類種屬有別的動物模型,從人體細胞發育而來的類器官明顯能更準確地類比、還原組織器官的病變過程,幫助科學家理解衰老與疾病的發生,並有望作為個性化試藥替身以評估治療方案的效果,減少新藥研發的週期與成本,提高成功率。今年1月,美國紐約幹細胞研究所通過構建人腦類器官來揭示星形膠質細胞在衰老和帕金森病中的致病作用——在調節缺乏帕金森病相關蛋白質DJ1時,星形膠質細胞中的蛋白質會發生異常,為開發更有效的神經退行性疾病治療方法指明了新道路。

參考資料:

[1]https://www.xprize.org/

[2]In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.11.052

[3]Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2975-4.

[4]https://longevity.technology/news/life-biosciences-presents-data-demonstrating-restoration-of-visual-function-in-nonhuman-primates/

[5]Disruption of lysosomal proteolysis in astrocytes facilitates midbrain organoid proteostasis failure in an early-onset Parkinson’s disease model. https://doi.org/10.1038/s41467-024-44732-2

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