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【科技观察】Cell 最新综述:衰老标志更新至 14 个
日期:2025-04-22 作者/来源:
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图自unsplash


科技观察


这是科睿研究院第391篇原创内容。

字数3516字,阅读全文大约需要10分钟。


衰老,这个困扰人类数千年的终极命题,正随着科学的进步逐渐褪去神秘面纱。2025 年 4 月,《细胞》(Cell)杂志刊登了一篇由法国巴黎科德利埃研究中心 Carlos López-Otín 与 Guido Kroemer 团队撰写的重磅综述《从老年科学到精准老年医学:理解与管理衰老》,宣布将衰老的核心生物学标志从 12 个扩展至 14 个。


新增的 “细胞外基质变化” 与 “社会心理隔离”,不仅打破了传统生物学视角的局限,更将衰老研究推向了生物 - 心理 - 社会的多维度整合时代。


这篇综述不仅是对过去十年衰老研究的系统性总结,更勾勒出 “精准老年医学” 的未来蓝图 —— 通过解码衰老的分子机制,开发靶向干预措施,人类有望从被动应对疾病转向主动管理衰老进程。当衰老不再被视为不可逆转的自然规律,而是可调节、可干预的生物学过程,一场关乎人类健康寿命的革命已悄然拉开序幕。


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衰老标志的进化:从分子网络到多维生态,14 个特征勾勒衰老全景


自 2013 年首版《衰老的特征》发布以来,衰老标志体系始终是该领域的核心理论框架。早期定义的 12 个标志,如基因组不稳定、端粒损耗、表观遗传改变等,构建了衰老的分子机制图谱。


这些标志被细致地分为三类:原发性标志直接驱动衰老进程,如基因组损伤与表观遗传退化;拮抗性标志是机体对损伤的代偿反应,却在长期失衡后加剧衰老,如细胞衰老与慢性炎症;整合性标志则在宏观层面呈现衰老表型,如干细胞耗竭与细胞间通讯紊乱。2025 年的最新修订中,研究者敏锐地捕捉到细胞外环境与社会心理因素的关键作用,新增 “细胞外基质变化” 与 “社会心理隔离”,使标志体系更加完整。


“细胞外基质变化” 的加入,标志着衰老研究从细胞内机制向细胞外微环境的重要延伸。作为细胞生存的 “土壤”,细胞外基质由胶原蛋白、弹性纤维、糖胺聚糖等组成,其结构与功能的衰老直接影响组织器官的正常运作。


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衰老的 14 个特征及其在原发、拮抗和整合水平的衰老过程中的作用的示意图


随着年龄增长,胶原蛋白交联异常导致皮肤失去弹性、血管壁硬化狭窄,弹性纤维断裂引发肺组织弹性下降,糖胺聚糖降解加剧关节软骨磨损 —— 这些变化不仅是衰老的 “表象”,更是器官功能衰退的重要诱因。例如,心脏基质纤维化会降低心肌顺应性,成为心力衰竭的病理基础;肺间质基质重构与特发性肺纤维化的发生发展密切相关,揭示了微环境老化对疾病的直接推动作用。


“社会心理隔离” 的纳入,则是衰老研究跨学科突破的典范。大量流行病学研究早已发现,长期孤独感与心血管疾病、认知衰退、免疫功能下降等密切相关,其危害程度堪比每日吸烟 15 支。分子机制层面,社会心理隔离可激活炎症通路(如 NF-κB 信号持续激活导致 IL-6 等细胞因子升高)、扰乱神经内分泌调节(皮质醇异常波动加速端粒缩短),甚至通过表观遗传修饰影响基因表达(如端粒酶基因 TERT 甲基化水平升高)。


这种将社会行为与分子机制关联的视角,打破了 “衰老仅由生物学因素决定” 的传统认知,印证了世界卫生组织 “健康是生物 - 心理 - 社会三维平衡” 的理念。两大新标志的加入,让衰老标志体系从单一的分子网络升级为涵盖细胞微环境、机体系统与社会环境的多维生态,为精准干预提供了更全面的靶点。



衰老基因与抑制基因:

解码衰老的 “遗传开关”

如同癌症的发生源于致癌基因与抑癌基因的失衡,衰老的进程同样由 “衰老基因” 与 “衰老抑制基因” 的动态博弈所调控。衰老基因的过度激活(如促炎基因 IL-6、促细胞衰老基因 p16INK4a)或衰老抑制基因的功能衰退(如护基因组稳定的 TP53、维持干细胞活力的 KLOTHO),共同加速机体老化。


这种以基因为中心的视角具有独特优势。它跳出了单一信号通路的局限,聚焦基因表达的全局调控,借助基因组、表观组等技术可快速筛选关键靶点,并通过基因型 - 表型关联分析实现衰老的量化评估,为 “精准老年医学” 奠定了遗传层面的理论基础。


衰老基因的激活路径呈现高度复杂性。功能获得性突变(如 PCSK9 基因变异导致低密度脂蛋白清除障碍,加速动脉粥样硬化)、表观遗传修饰(如 KLOTHO 基因启动子甲基化随年龄增长,导致其蛋白表达下降)、环境诱导(如紫外线照射激活端粒损伤相关基因)等,均可能打破基因表达的平衡。


以 PCSK9 为例,其编码蛋白通过降解低密度脂蛋白受体,导致血液中胆固醇水平升高,而靶向 PCSK9 的单克隆抗体(alirocumab 与 evolocumab)不仅能降低血脂,还被发现可延缓血管内皮细胞衰老,展现出对衰老基因的直接干预潜力。


反之,衰老抑制基因的失活同样路径多样:早老症患者的 WRN 基因缺陷直接导致 DNA 修复能力丧失,加速全身衰老;健康人群中,KLOTHO 基因表达随年龄增长逐渐降低,与肾功能衰退、认知功能下降密切相关,提示其作为 “长寿基因” 的关键作用。

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与年龄相关的疾病示例


基于衰老基因理论,药物研发正迎来新热潮。老药新用策略初见成效。二甲双胍通过抑制 mTOR 通路、激活 AMPK,在猴子模型中延缓大脑与全身衰老,其针对人类健康寿命的 III 期临床试验(TAME 试验)备受期待;达沙替尼联合槲皮素(D+Q 疗法)通过清除衰老细胞,显著改善特发性肺纤维化患者的肺功能与生活质量。


基因治疗领域更是突破不断。腺相关病毒(AAV)递送 KLOTHO 基因可提升小鼠肾脏与血管功能,CRISPR 技术修复端粒酶基因 TERT 实现细胞寿命延长,展现出对衰老基因的精准操控能力。然而,衰老基因的 “多效性” 也带来挑战 ——mTOR 通路的抑制虽能延缓衰老,却可能抑制免疫应答,提示个体化干预需精准评估个体基因表达谱,避免 “一刀切” 式治疗。



从老年科学到精准老年医学:改写衰老管理的未来范式

传统医学聚焦 “已发疾病” 的治疗,而新兴的 “精准老年医学” 则将目光投向衰老进程本身 —— 这个几乎所有老年病的共同 “风险因子”。世界卫生组织在 ICD-11 中首次将 “与衰老相关的内在能力下降” 列为疾病类别,标志着医学界对衰老的认知从 “自然过程” 向 “可干预病理状态” 的重大转变。精准老年医学的核心理念在于:通过调控衰老的核心标志,预防或延缓多种年龄相关疾病的发生,而非头痛医头、脚痛医脚。


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精准老年医学的原理


这一新兴领域构建于三大支柱之上。首先是多维评估体系,整合生物标志物(端粒长度、炎症因子谱)、临床指标(肌肉力量、认知评分)、社会心理数据(孤独感量表、生活满意度)及环境因素(饮食、运动、空气污染暴露),借助机器学习构建个体衰老 “数字孪生” 模型,精准预测健康轨迹。


例如,肠道菌群失调作为衰老标志之一,其与代谢组学数据的联合分析可定制个性化饮食方案,通过调节短链脂肪酸水平延缓肝脏衰老。


其次是主动干预策略,在疾病临床症状出现前介入。针对表观遗传年龄加速的人群,低剂量 OSKM 因子(Oct4、Sox2、Klf4、Myc)的重编程技术可逆转细胞衰老表型;对社会心理隔离的老年人,认知训练结合社区社交项目双管齐下,既能改善脑区萎缩,又能降低循环炎症因子水平。


最后是多靶点药物开发,区别于传统单适应症药物,老年疗法需同时作用于多个衰老标志。二甲双胍对 mTOR 通路、线粒体功能、炎症反应的多向调节,使其对糖尿病、心血管病、癌症均有预防潜力;Senolytics 药物清除衰老细胞的同时,可改善肌肉萎缩、肾纤维化与认知障碍,展现出 “一药多效” 的优势。


然而,精准老年医学的落地面临监管、技术与伦理的多重挑战。监管层面,目前 FDA 尚未将 “衰老” 列为药物适应症,所有干预措施需以特定疾病为靶点申报,如 D+Q 疗法只能针对肺纤维化而非泛用的 “抗衰老” 用途,WHO 的疾病分类更新正推动这一局面的改变。技术层面,多组学检测的高成本与数据解读复杂性限制了普及,但 AI 算法的进步有望实现 “一键式” 衰老评估 —— 通过深度学习分析 14 个标志的交互网络,生成个体化干预方案。伦理层面,抗衰老技术可能加剧健康不平等,如何确保不同社会经济群体公平获得精准干预,以及 “延长健康寿命” 对人口结构的潜在影响,需要跨学科协作与政策前瞻。


从 12 到 14 个衰老标志的更新,不仅是数字的叠加,更是人类对衰老认知的深层进化。我们正从 “衰老不可抗” 的宿命论走向 “衰老可管理” 的科学主义。细胞外基质的重构技术、社会心理网络的修复策略、衰老基因的精准调控,每一项突破都在重塑 “衰老” 的定义。精准老年医学的终极目标,不是追求永生,而是让生命的每一年都充满质量 —— 当新增的岁月不再被慢性病占据,当八旬老人仍能拥有中青年的代谢活力与认知功能,衰老将从 “衰退期” 转化为 “延续期”。


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疾病特异性基因型-表型相关性


这场革命的温度,藏在具体的生活场景中:或许是未来体检时,医生不仅关注血糖血压,更会解读你的 “表观遗传时钟” 与 “社会心理压力指数”;或许是临床诊疗中,药物处方不再局限于疾病名称,而是基于你的 “衰老基因指纹” 定制;或许是社区服务中,社交项目与运动计划的设计,同时兼顾生物学衰老与心理衰老的双重干预。正如综述作者所言,衰老研究的价值在于 “让所有人在生命的每个阶段,都能享受身体与心灵的自由”。


当科学的光芒照亮衰老的迷雾,人类正站在健康寿命的新起点。这不是终点,而是一个充满希望的开始 —— 一个让每个年龄都值得期待的未来,正在 14 个衰老标志的科学框架中,在精准干预的技术突破中,在生物 - 心理 - 社会的整体观中,逐渐清晰,逐渐成型。




Reference List


López-Otín, C., Kroemer, G., et al. (2025). From geroscience to precision geromedicine: Understanding and managing aging. Cell, S0092-8674(25)00284-3




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