長生不老一直是人類的夢想。很多古代帝王對永生都有著狂熱的追求，他們煉丹服藥，卻不知道這些丹藥中的絕大多數都含有有毒的重金屬，身體很難代謝，長期服用會導致重金屬在體內堆積，不僅不能延年益壽，反而有害健康。

受自然災害、戰爭、疾病、生產力低下等因素的影響，古人的平均壽命往往只有二三十歲。《2022年世界衛生統計》顯示，2019年，全球預期壽命和健康預期壽命分別為73.3歲和63.7歲。

古今巨大的差異發人深省：人類壽命的極限究竟是多少？人類能否實現長生不老呢？

《生命的時鐘：生物學入門探索指南》

作者：劉銳

版本：中信出版社

2024年12月

人體中一定有控制衰老的“信號機關”

我們都知道細胞的發現，其實細胞也是有壽命的。人體內不同細胞的壽命各不相同。比如，小腸黏膜細胞的壽命是兩三天，血小板細胞的壽命是7天左右，紅細胞的壽命是120天左右，肝臟細胞的壽命約為500天，而神經細胞的壽命要長很多，會伴隨我們的一生。

正常情況下，人類的面容和年齡是基本相符的，即便不時地出現一些所謂的“逆生長”現象，也大多與個人的心態、生活習慣、保健方式、化妝手段等因素密不可分。

從本質上講，年齡的增長與衰老保持對應關系才符合自然規律。從呱呱墜地的孩童到兩鬢如霜的老者，我們的容顏會逐漸發生變化，會長皺紋，會生白發，身體的機能也會退化，會出現駝背、行動遲緩、言語緩慢等問題。

《時間規劃局》（2011）劇照。

在現實生活中，還有這樣一類人，他們可能只有幾歲或者十來歲，但是看起來就像七八十歲的老人，滿臉皺紋，頭發花白，甚至有的人還出現了駝背、走路蹣跚等問題，所以又被稱為“10歲的老人”。其實，他們是早衰患者，他們具有一些共同的特征，如發育延遲、頭發稀少、皮膚老化、頭皮血管突出、骨質疏松等。他們正是含苞待放的年齡，為什么會出現衰老癥狀呢？

研究發現，早衰和遺傳存在密切的聯系。這些患兒一般在20歲之前就會死亡。有人做過比較，早衰患者每過一天相當于正常人過10天，就像《西游記》里描述的“天上一日，下界一年”。早衰的發病率在八百萬分之一到四百萬分之一，如果家族沒有遺傳史，除非發生基因突變，否則不必擔心這種疾病發生在自己和孩子身上。

早衰給我們釋放了一個重要的信號：人體中一定有控制衰老的“信號機關”，觸碰這一機關就會開啟人體的衰老進程。裸鼴鼠是一種形態丑陋的嚙齒類動物，看上去就像生化災難中的變異生物。由于長期生活在地下，裸鼴鼠的視力高度退化，幾乎喪失了視覺。它的皮膚表面幾乎無毛，身體兩側從頭到尾長著40余根觸須，用來辨別方向和尋找獵物。神奇的是，這一名不見經傳的物種竟得到了科學家的高度贊譽：“它的基因密碼可以揭開人類的長壽基因寶盒。”

裸鼴鼠的壽命可達30歲，大概是類似大小的家鼠壽命的10倍。30歲的壽命也許讓很多人不以為意，但是如果換算一下，裸鼴鼠的30歲相當于人類的500歲。裸鼴鼠為何能如此長壽呢？科學家卡爾·羅德里格斯研究發現，裸鼴鼠的細胞因子具有保護體內蛋白酶的功能。人類在通過酶處理體內存在的垃圾，如代謝廢物時，自身的蛋白質也會受到相應的損傷，最終導致細胞的死亡，就像日常的生活用品會出現磨損一樣。裸鼴鼠的細胞因子可以有效地保護垃圾清掃工具—蛋白酶的活性，能延緩衰老的速度。

裸鼴鼠還有一個值得關注的特點，它從來不會罹患癌癥。2013年，頂級學術期刊《自然》雜志上發表了一篇關于裸鼴鼠的論文。文章中指出，裸鼴鼠體內存在一種叫作透明質酸的物質，這種物質在細胞表面大量富集，使得細胞之間的聯系變得相對敏感。當細胞接觸過于緊密時，透明質酸就會發出指令，觸發接觸抑制，讓細胞停止分裂，從而阻止了癌細胞的生長。

裸鼴鼠是科學研究的模式生物，科研人員對它的研究一直在持續。裸鼴鼠身上有許多秘密有待揭示，期待有一天，通過它的幫助，人類能獲取千百年來一直渴望的“超能力”，實現人類壽命達到理論壽命的目標。

《時間之子》（2025）海報（局部）。

那么人類的理論壽命究竟是多長呢？根據目前流行的三種人類壽命的假說，包括生長期測算法、性成熟期測算法、細胞分裂次數與周期測算法，人類的理論壽命普遍被認為介于120～150歲。

海拉細胞是首個被培養的人類細胞株

海拉細胞源自美國黑人婦女海瑞塔·拉克絲。1920年，她生于美國弗吉尼亞州的一戶煙草農戶家。她一共生育了5個孩子。1951年1月，海拉在生完第五個孩子的時候發現自己的腹部出現了一個硬塊。在約翰斯·霍普金斯大學醫院就醫的時候，醫生發現她的宮頸處出現了一些紫葡萄大小的腫塊，一碰就出血。同年10月，海瑞塔·拉克絲死于宮頸癌。醫生將這種宮頸癌細胞取出并進行體外培養，結果發現這種細胞株不會消亡，可以無限地分裂下去。通常情況下，人類細胞在分裂50余次后就會消亡，而海拉細胞卻沒有任何消亡的跡象，這正是大家苦苦尋找的可以用來傳代的細胞株！

全世界很多國家的實驗室中都保存了這種細胞株，以作研究使用。根據初步的估算，海拉細胞經過70余年的復制和繁殖，分裂出的細胞重量已經超過5000萬噸，體積相當于100多棟紐約帝國大廈。海拉細胞株為至少5項諾貝爾獎的成果做出過貢獻，它也成了首個被培養的人類細胞株。

但是在現實生活中，有一些罹患癌癥的病人會在不接受任何治療的情況下奇跡般地康復，這究竟是為什么呢？關于此種原因，眾說紛紜，但是有一點是可以肯定的，這些癌細胞被身體中的一些未知的神奇因子制伏了。這種神奇的因子就是我們身體中的免疫因子。癌癥的致命之處在于兩點，一個是缺少接觸抑制，它可以隨意生長，不受限制；另外一個就是可轉移性。

什么叫接觸抑制呢？這是正常細胞生長的關鍵特性。一旦這項本領出現問題，很多問題就“呼之欲出”了。其中最危險的是缺失了這項功能就會導致癌細胞沒有限制地瘋長。正常人的皮膚或者內部器官的表面如果出現損傷，我們的身體就會開始自我修復。隨著皮膚的逐步恢復，傷口邊緣收縮和拉合，一旦上皮細胞互相接觸，就會觸發細胞表面接觸抑制的信號，生長就會停止，皮膚也會恢復往日的光滑。但是癌細胞不一樣，其通常不存在接觸抑制，能夠無限增殖，逐漸向上方堆積，進而形成一個個鼓起的腫瘤。

《我的世界大電影》（2025）劇照。

癌細胞的另外一個重要特性就是可轉移性。它可以在體內隨著血液流動“四處游走”，找到合適的時機和地點就會穿破血管壁自由地著床生長。這也是到現在癌癥讓大家頭疼的重要原因——我們無法預測和控制它的“四處游走”。面對日益高發的癌癥，我們不禁去想，為什么現在這些疾病的發病率會這么高呢？是之前一直這樣，還是隨著經濟和社會的發展逐漸變高的呢？

中國國家癌癥中心發布的2022年中國癌癥疾病負擔數據顯示，排在癌癥發病率榜單前五位的是肺癌、結直腸癌、甲狀腺癌、肝癌和胃癌。有兩種癌癥都和消化系統密切相關。這從側面說明了罹患癌癥與飲食習慣、食品安全等方面的問題高度相關。

也許有人會說這種現象是正常的，以前地球上沒有這么多人，人口基數小，因此罹患各種疾病的人就相對少一些。這種說法有一定道理，但是從比例上看，現在人類患各種疾病的比例比以前要高得多，很多新的疾病或者是更加兇險的疾病逐漸出現，這與我們濫用抗生素有著很大的關系。各種含有添加劑的垃圾食品對人體的危害也不容小覷。

其實在我們的身體中，一直都存在著一些能引起細胞癌變的基因（也稱原癌基因），這些基因伴隨著我們從出生到死亡。

有這么多原癌基因在我們體內，為什么大部分人沒有罹患癌癥呢？這就不得不說到我們體內存在的另外一種基因——抑癌基因了。抑癌基因在控制細胞生長、增殖及分化的過程中起調節作用，具有潛在的抑制原癌基因表達的作用。然而抑癌基因在各種外界環境的刺激之下，包括輻射的刺激、化學藥品的刺激、食物的刺激等，作用會被削弱，最終導致原癌基因的表達，進而使人罹患癌癥。所以，外界環境和我們的身體素質是控制原癌基因表達或者不表達的兩個關鍵因素。

癌癥的發生是一個日積月累的過程，當我們知道身體中存在原癌基因和抑癌基因之后，我們就應該學會保護自己的身體，盡量不讓外界的環境和不良的生活習慣影響我們的抑癌基因。

我們已經找到延長壽命的重要方法

人類一直渴望獲得長生不老的能力。

2009年10月5日，在瑞典的卡羅林斯卡學院，諾貝爾委員會把諾貝爾生理學或醫學獎頒給了美國的三位科學家：舊金山大學的伊麗莎白·布萊克本、約翰斯·霍普金斯大學醫學院的卡羅爾·格雷德和哈佛大學醫學院的杰克·紹斯塔克，以表彰他們在癌癥和衰老研究方面做出的貢獻。他們三人的主要研究對象是端粒。什么是端粒呢？它是染色體兩臂末端由特定的DNA重復序列組成的結構，能使正常的染色體端部間不發生融合，確保每條染色體的完整性。

早在20世紀30年代，赫爾曼·繆勒和芭芭拉·麥克林托克就分別以果蠅和玉米為材料，各自獨立發現了端粒這種結構的存在。在此后30多年的時間里，有關端粒的研究幾乎處于停滯狀態。20世紀70年代初，DNA聚合酶的發現以及對其功能的研究使得人們再次將目光聚集在端粒這一不起眼的結構上。

布萊克本在研究中發現了一種奇怪的現象：四膜蟲的端粒是由“TTGGGG”這樣完全重復的序列組成的，但該序列沒有記錄任何遺傳信息。在體外培養的細胞也存在這一奇怪的現象，端粒的長度會隨著細胞分裂次數的增加而逐漸變短，這說明端粒的長短與細胞的壽命有著直接的聯系。

布萊克本的研究得到了紹斯塔克教授的關注。當時，紹斯塔克正嘗試在酵母細胞里建構人工線性染色體，希望它能夠在細胞中進行復制。但在實驗中，這些人工線性染色體在被導入細胞后很快就會和酵母細胞內的同源染色體發生融合，無法正常復制。于是，二人合作在導入的線性染色體兩端連接上四膜蟲的端粒序列，奇跡就此出現——人工線性染色體實現了在酵母細胞內的正常復制。該實驗證明了端粒對染色體存在保護作用。

后來的研究證實，哺乳動物的端粒是由同樣富含鳥嘌呤的重復序列“TTAGGG”組成的。人體染色體端粒中也有許多“TTAGGG”這樣的序列，每次染色體的復制都會對這種短的重復序列造成磨損。當磨損達到一定程度，染色體的端粒便無法再保護染色體的完整性，細胞就會因為變得不穩定而死亡。

端粒在維護遺傳物質的穩定性方面發揮著重要的作用。在每一個正常的人類體細胞中共有23對染色體、46個DNA分子、92個端粒，染色體上的端粒長度隨著DNA復制的進行不斷縮短，端粒中的重復序列（TTAGGG）隨之減少。細胞每分裂一次，端粒都會有所磨損。就像一根鉛筆，隨著使用時間的延長，鉛筆會逐漸變短。當端粒縮短到一定程度時，細胞就無法繼續復制和分裂，轉而進入衰老和程序性死亡階段。因此，端粒的長度在一定程度上代表著細胞的壽命，端粒就是衡量生物壽命長短的分子鐘。當然，物種不同、組織不同、個體不同，細胞的端粒長度也不盡相同。

有研究顯示，端粒長度短于平均值的老人比端粒長度長于平均值的老人的壽命短4～5年，死于心臟病的概率高3倍。端粒最短者死于傳染病的概率比端粒最長者高8倍。

如果說端粒的長度代表壽命的長短，那么端粒酶則控制著我們壽命的長短。端粒酶的主要作用是穩定端粒的長度，它可以將以自身為模板復制出的端粒序列添加到磨損后的端粒上，保持端粒原有的長度，這樣就保證了復制和分裂過程能不斷進行下去。

《約翰之子》（2016）劇照。

1989年，美國加州大學的分子生物學教授莫林在人類的宮頸癌細胞中發現了端粒酶。1994年，另一位生物學家康特爾在卵巢癌腹腔轉移引起的腹水中檢測到了端粒酶的活性表達，并同時證實這種活性不存在于正常的卵巢上皮組織中。這一發現仿佛往一面平靜的湖水中投入了一塊巨石，迅速激起了大家的研究熱情。科學家們趁熱打鐵，明確了端粒酶的活性與腫瘤細胞的惡性程度是息息相關的。

2010年，美國哈佛大學醫學院的腫瘤醫生羅納德·德賓霍在動物體內進行了一項大膽的實驗。他通過激活端粒酶讓老鼠“返老還童”。實驗起初有一定的效果，但是不久他就發現很多實驗小鼠由于端粒酶被激活，細胞發生了癌變。所以，從端粒酶的作用上來看，我們已經找到延長壽命的重要方法，但是如何在可控的范圍內操縱和利用端粒酶依然是一項艱巨的任務。

對人類來說，衰老是一個由多方面因素綜合作用的結果。無論是在貧窮落后的古代還是在科技高度發達的今天，我們一直在尋找長生不老的秘方，也一直幻想著能夠永生。然而人類長生不老的愿望很難實現，其中的原因林林總總，包括人類自身的生理極限和環境承載力等。

首先，我們體內的遺傳物質在復制過程中難免會有錯誤產生。有的錯誤會被人體的自我修復機制糾正；有的錯誤不是出在編碼重要蛋白質的基因上，所以不會對我們產生重大影響。但是隨著人類的年齡增長，復制次數的逐漸增加，錯誤出現的概率會逐漸增大，出現遺傳突變的概率也會增加。我們人體的糾錯機制也會隨著年齡的增長而逐漸退化。因此長生不老對人體來說意味著更多的突變和不確定性。

其次，從環境承載力的角度看，在我們尚未在外太空發現宜居的星球前，長生不老未必是一件好事。人口呈現指數級增長，很快就會達到環境承載力的上限。人類的生存需要一定的社會和環境資源，當矛盾不可調和的時候，就很有可能爆發戰爭、瘟疫……因此，不管是從人類自身的生理極限來說，還是從環境承載力的閾值來看，長生不老都不是一個很好的選擇。我們要做的就是在有限的生命歷程里活出屬于我們的精彩。

本文選自《生命的時鐘：生物學入門探索指南》，已獲得出版社授權刊發。

原文作者/劉銳

摘編/商重明

編輯/何安安

校對/劉軍