造就Talk 陈霖:是什么让我们衰老?

 

基因修复的未来不是梦。这是上帝的领域,我们已经插手了,但上帝从来都不是仁慈的上帝。...

陈霖 
解放军117医院再生医学中心副主任
浙江大学细胞生物研究所特聘副教授
我叫陈霖,就职于解放军117医院再生医学中心。02年出国之前,我在北京理工大学当了七年的老师。

当时从事的是细胞生物学,人体的原代细胞核、细胞株培养这一块。在哈佛的时候,我的研究方向是药物肿瘤学,实际是血液肿瘤这一块做的更多一些。

所以我在我这个领域做的主要就是“抗癌”和“细胞”。

我们为什么会衰老?

癌症与衰老密不可分



提起“衰老”,大家都不陌生,每个人都会衰老,从出生到最后,不可避免都会走向衰老。人们为什么抗拒衰老,甚至恐惧衰老?

原因很简单,因为衰老就意味着人在不久的将来会死亡。没有人愿意死亡,生命永远是宝贵的。

提到“死亡”,有一种疾病就会在我们脑海中浮现——癌症。谈“虎”色变,这是目前大家最害怕得的一种病。这么多年来,癌症其实一直没有得到很好的改进治疗。

据2015年的官方统计,世界上每年有几十万的各种癌症患者离开人世。实际每6秒钟就会有一个人离开人世。也就是说,我刚刚说话的6秒钟时间内可能有一个人已经永远离开我们了,当然我们希望他进的是天堂。



癌症这么可怕,而且缺乏治疗手段,会不会?我只是说也许,人们对癌症的认识可能存在误差。

认为癌症是一种绝症,得了马上就要去治疗,这个理念是没有错的。但是,越来越多的观念认定,癌症其实是一种慢性病,它本质上和糖尿病、帕金森症没太大区别。它是可以作为一种慢性病来处理和对待的。

我们要做的,不是把癌症完全杀灭掉,而是怎么样让癌症作为一种慢性病,有效控制住它,起到一个带瘤生存的效果。

癌症其实与衰老密不可分。
这种衰老并不是我们常规意义上的、人体表面上的衰老,而是你的身体机能,内在的衰老,把你身体的平衡打破了。癌细胞其实来源于你的正常细胞,它是你自己的,并非外来。

回到衰老这个问题。不同领域对衰老有着不同的定义,本质还是差不多的。

生物科学家会说,衰老是你从一个受精卵到成熟,到出生,到成年,到老年,最后逐渐走向死亡的一个过程,衰老过程是一个自发的必然过程。

物理学家会说,衰老是一个熵增加的过程。你不断地走向混乱,最终灭亡的这样一个情况。
免疫学家会说,衰老是因为你的免疫系统出现了衰老,自我更新循环的能力变弱。

社会学家和心理学家则会说,衰老是你老糊涂,爱忘事了;你念旧,爱唠叨一些以前的事,这是衰老。

这些定义终究说明一个事实,衰老是不可逆的,它是一定存在的。这个过程谁都免不了,任何人的一生都会有衰老。

我们可以做什么呢?我们可以延缓这个过程的来临,可以让衰老变得更缓慢一些。

医学上的研究结果称,正常一个人类的生命应该可以到达120岁到150岁。现在,没有人能活那么长久。有记录的最高寿命是110多岁,这还是在一个极端个例的情况下。

如何让我们活到150岁

既然理论上我们可以活到150岁,那我们为什么不去尝试把这种理论变成现实呢?

我们平常所看到的衰老,脸上有皱纹了,有雀斑、有老年斑了,这些都是表面上表现出来的。衰老的本质其实是从微小的基因层面上开始的。
左边这个图显示的是人的染色体。一条一条的,是一对染色体在一起。

我想让大家关注的是,在每条染色体的顶边,有一些亮点,这些亮点医学上称之为“端粒”。端粒的作用是什么?它是一个“帽子”,它把染色体给保护起来。如果这个“帽子”丢失了,那么染色体会不断地缩短。缩短的结果是你的基因不断丢失。

这个过程,从基因学来说就是人类衰老的过程。可以看到,(上图)右边显示的是一个细胞,细胞中间那个绿色的是细胞核。



当它的端粒丢失以后,染色体不断在缩短的时候,细胞核周围形成这种红色的,我们叫它“凋亡小体”。“凋亡小体”越来越多,细胞的形态随之发生变化。最终,细胞将出现一种异常的状态。整个过程叫做“细胞凋亡”,细胞程序性死亡。

这是一个典型的细胞衰老的过程。基因的衰老,最后体现在细胞的衰老上。
细胞是组成人体的最基本的单位。我们常说的皮肤细胞,心脏心肌细胞,胃肠也有胃肠黏膜细胞、消化细胞,脑子里是脑神经元细胞,骨髓有各种骨髓干细胞。

其中两大类细胞对我们抗衰老有着非常重大的意义,一类是干细胞,一类是免疫细胞。记住这两种细胞,因为我们很喜欢这两种细胞。

先给大家留个悬念,稍后我会讲到。
这张图显示的是不同层面的衰老情况。人体从单个细胞发展过来,成人也是由不同的细胞组成。同一种细胞聚集在一起,形成组织,如肌肉组织、皮肤组织。不同的组织在一起,构成器官,我们的心脏是一个器官,我们的肺是一个器官。

各种器官拼在一起,又形成一个系统。呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统、神经系统等等,各个系统组成一个完整的人。

所以衰老的整个过程,从基因发起,以细胞为最小单位衰老过来,最终达到人体的整体衰老。你看到了人表现出来的衰老,其实细胞层面的衰老在很早以前就已经发生。

回到最开始的问题,我们怎么样去延缓衰老这个过程?
我们一直认为衰老是不可逆的,是必然的,没错。但是我们可以把它拉得很长。

我想从这三个方面带给大家提一个建议:

  • 第一是健康饮食
  • 第二是合理作息
  • 第三是医疗保健


医疗保健,将是我们的终极法宝。

谈到医疗和抗衰老,我想重点说道一个学科——再生医学。
再生医学并不是一个新的理念。所谓再生,就是在我体外再生出一个东西来。它一定是自体的,不是异体的。异体是另外一件事,异体移植。我自己的一个东西,我做出来,再回馈到我个人。这是最通俗的解释。

在座各位可能看过一些科幻片,甚至一些卡通片里会有这样的场景:把原材料放进一台机器,这个机器就会生产出各种组织器官,然后像摘果子似的,可以直接拿到人体上来用。而且这些组织器官是你自己的东西,不会有免疫排斥。

就像机器人一样,你坏了哪个零件,我给你修哪个零件或者换哪个零件。这只是科幻吗?不是,它正在逐步成为现实。这就是再生医学实现的范畴。

再造的奇迹



可以从三个层面来说这个事情:组织工程、细胞层面的治疗和基因治疗。

组织工程是很传统的一种做法,现在已有革新的技术,3D打印技术。

细胞层面的治疗,就是我目前研究的核心部分。刚才提到的干细胞治疗和免疫细胞治疗,我会一一描述。

基因治疗,是美国总统奥巴马提出的“精准治疗”的一个基石,也是我们在尝试着去触摸上帝的禁地,去做一些上帝想做的事情。至于这个尝试的好坏、伦理上的问题,就留给下一代人去解决。
这张图给大家展示的,左上角是一个“人造肾”。它是怎么做出来的呢?把人体内的某种可以转化成肾脏的细胞,做成肾细胞、肾血管或者其他细胞,再有3D打印完成这样一个肾器,当然这里还要有无菌搭配,各种组织搭配。

第二个是人造耳朵,这在实验室里已经实现了,一个耳廓。

第三个是一个人的手指骨。成骨细胞,经3D打印机打印出人造骨骼。

这一块目前还在实验室阶段,因为有很多实际的问题还没有解决。但是我们走在一条正确的路上。你的某一个器官、某一个组织衰老了,我可以动手术替换它。
这是我非常喜欢的一张图。它是一个人造的猪的肝脏,在体外造的。

想要做出人肝来,先得在猪身上做试验,然后尝试用人的细胞嫁接到猪的身上,最终尝试把它打印出来。

目的是什么呢?治疗有肝病的人,用他自己的肝细胞。因为在中国,得乙肝的、肝硬化的、肝癌的人太多太多了。

这是我们实验室目前在做的一些工作。

在再生医学范畴之内,基于细胞层面,我们做的一个是“抗肿瘤”,一个是“抗病毒”;另外一个很重要的工作是,延缓衰老方面的机体研究。

接下来我会举几个例子具体描述一下。
干细胞是什么细胞?

干细胞,又被我们称之为“祖细胞”,或者“母细胞”。它可以分化成各种不同的其他细胞,就像妈妈一样。

图上显示,它可以分化为成纤维细胞、血液细胞、上皮细胞、神经细胞、骨骼细胞等。最终分化成不同的组织,不同的器官。这是干细胞在体内就有的功能。

每个人的身体上都有健康活跃的干细胞存在,那就意味着我们可以在适当的条件下,把它诱导分化成我们想要的组织细胞和器官,以取代我们衰老了的。

如何用干细胞延年益寿?我从医学的角度举几个例子。

老年病中有一种非常严重的病,帕金森症。它是脑神经萎缩的表现。因为人的脑神经细胞,在这个人一出生就身体自带了,它的数量是一定的,不会再增长。它只会不断地成熟。
当人体衰老的时候,神经元细胞也在不断地衰老。所以这个人可能会出现记忆衰退、手颤抖等症状。拳王阿里的手一直是摇着的,摇的很好看,但他是不正常的。

如果我可以利用干细胞,诱导分化成神经元细胞核和神经壳细胞,把它注入病人的骨髓,就有可能诱导它补充新的神经元细胞,修复以前损伤的部位,达到缓解疾病的目的。

第二个例子是关节炎。很多老年人都受关节炎的困扰,年轻人也有,尤其是髋关节股骨头坏死,这种疾病非常难治,而且很可能是致命的。

老年人骨质疏松?我可以把干细胞诱导分化成成骨细胞,注入他的关节腔里,它就会在那儿生长出软骨组织,慢慢地让你的骨腔长好。



再有一个我现在在做的课题是肝脏治疗。我用从骨髓里提取的骨髓干细胞,诱导分化成肝细胞,然后把这个肝细胞以介入的方法,打到肝硬化病体的肝组织里,真的有新的肝细胞奇迹般地长出来。

当然这个手术有很大的难度,如果打的位置不对,它会分化成成纤维细胞,那么病体的肝脏反而越来越硬化。所以,这是一把双刃剑,关键看人怎么去做。

再说免疫细胞,人体免疫力高低是由它来决定的。

人体有一套淋巴系统,免疫细胞从骨髓中产生,到胸腺、淋巴结里头分化成熟。免疫细胞又分T细胞、NK细胞等等。



举个免疫细胞治病的例子:

这是一个很著名的例子,小女孩艾米莉·怀特海德是个美国人,6岁的时候不幸得了急性白血病,非常残忍的一种疾病。

她试过做化疗,这是她放化疗以后的图片。

所有治疗都无效的情况下,她只能苦苦等待骨髓移植,现阶段真正的临床应用还只能做异体的骨髓移植。

在等待的过程中,艾米莉的病情不断恶化,已经奄奄一息。实在没办法了,科学界给她尝试了这么一种方法,就是把她的一种免疫细胞取出来,在体外进行修饰——这个修饰是细胞层面的修饰——做成一种工程细胞,再把这个细胞回输到她体内。

这个做法本身就是一个“死马当作活马医”的权衡计策。细胞回输后,艾米莉连日高烧不退,昏迷不醒,所有身体指标全部紊乱了。家人也被告知,需要做好送别她的心理准备。

这时候,奇迹发生了。艾米莉醒了,而且很快康复,体内所有指标恢复到正常,癌细胞没了。
左边是她现在的照片,现在她还活着。这个女孩能骑马,能画画,还受到了奥巴马的接见。

奥巴马去年提出来“精准医疗大计划”,起始原因就是因为这个女孩,她改变了整个世界。

虽然这是一个医疗的例子,但它其实和抗衰老密切相关。由于她的免疫力提高,体内机能得到了很大恢复,所以她抗衰老能力也得到了提高,她可以活的更长了。



还有一个例子,这种免疫细胞叫NK细胞。NK细胞有几大作用:一是清除微小的肿瘤细胞,它可以直接杀肿瘤;另外一个是抗病毒的。

抗击流感时,体内首先起作用的就是这个细胞;第二天,它会把你的流感病毒杀死;第五天的时候,其他免疫细胞继续起作用;第七天到第十天,流感病毒降到最低点。

实际上,如果你是流感病毒感染,不需要吃药,到了第七天、第十天,照样好。吃药完全是心理安慰。

这个细胞还有一个功能是,它可以清除体内的衰老细胞。

你每天都会产生衰老的细胞,甚至产生癌症的细胞。这个细胞就能起到抵御作用。
这是一张示意图,显示了不同年龄阶段,通过不同程度的治疗,最终在你70岁的时候,完全是不一样的形象。

最后一张图展示的是“基因修复”。因为一切的起源都来自基因,基因决定一切。

现代人可以用一些技术,比如Talens、CRISPR,把体内染色体上的每一个基因精准到切除、添加和屏蔽。

在这样的情况下,我们就有可能在这个基因出问题之前,也就是在疾病爆发之前,及时治疗。但这中间有很大的伦理上的问题,所以这条路还很长,很远。
基因修复的未来不是梦。这是上帝的领域,我们已经插手了,但上帝从来都不是仁慈的上帝。

谢谢大家!



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