追蹤近千名中國長壽老人后，他們顛覆性回答了長命百歲之謎

一次與百歲老人的偶遇，點燃了一位博士生對人類演化和長壽之謎的好奇。當他與導師仔細分析了許多長壽老人們的DNA之后，開始懷疑DNA可以解釋長壽原因的傳統認知，于是幾位中國科學家頂著壓力決定硬闖科研無人區，經過20年的摸索，最終取得了開創性的發現，摸到了一頭當初不知道存在與否的“大象”的一部分。

撰文 | 黃雨佳

2004年，26歲的孔慶鵬正在中國科學院昆明動物研究所張亞平院士組讀博，研究人類的起源演化。一次，在他跟隨導師在云南騰沖開會的間隙，他們偶然遇見了一位正在散步的老太太。簡單攀談之后，他們才得知，眼前這位精神矍鑠的老人，年紀竟然已經超過了100歲。

孔慶鵬的心中萌生了好奇。他那時正試圖從基因組角度研究東亞人群的演化起源，此刻站在這位百歲老人面前，他也對老人的基因組產生了興趣。征得老人的家人同意后，他們便與老人合影留念，并留存了幾根頭發，想看看未來是否有機會從中提取脫氧核糖核酸（DNA），找到長壽的奧秘。

孔慶鵬在云南騰沖遇到的百歲老人，攝于2004年2月｜圖源：孔慶鵬

誰也沒有想到，這次旅途中的偶遇竟然會變成一段漫長研究的開端。二十多年后再回頭看，孔慶鵬當年埋下的那顆種子，長出來的并不是一棵關于DNA的樹。它最終指向的，是長壽背后更隱秘、也更復雜的一面。

秘密一定在DNA序列中嗎？

騰沖那次偶遇之后，孔慶鵬很快迎來了真正進入長壽研究領域的機會。

還是在2004年，四川都江堰被授予了“長壽之鄉”的稱號。這里百歲老人數量眾多，人均壽命也明顯高于全國平均水平。當地政府想弄清楚，這些老人為何能如此長壽。

2005年，張亞平院士團隊受邀派人前往都江堰，采集當地老人的DNA樣本，于是，孔慶鵬終于有機會近距離接觸這個特殊的群體。此后，孔慶鵬又與海南醫學院的蔡望偉教授合作，前往同樣擁有眾多百歲老人的海南繼續采樣。對當時的孔慶鵬而言，這些樣本就像是一把把鑰匙，似乎隨時可能打開長壽之謎的大門。

但那扇大門并沒有就此打開。過去，科學家的確發現了一些與長壽相關的DNA突變，但這些突變的發生頻率很低，只能解釋極少部分長壽樣本。事實上，從孔慶鵬采集的這些長壽DNA樣本中，他并未找到明確指向長壽的基因突變。可在實地探訪過程中，孔慶鵬接觸的那些老人不僅長壽，而且依然精神健旺、身體硬朗。長壽顯然不是一個單純的數字，背后一定還有別的東西在起作用。只是，如果那個答案不在DNA序列里，那么它又會藏在哪里？

孔慶鵬漸漸把目光投向了另一種分子——核糖核酸（RNA）。這種分子由DNA轉錄而來，就像是從DNA藍圖上抄錄出來的一份用于工作的副本，它攜帶著基因信息，會指導細胞如何制造蛋白質?？讘c鵬開始懷疑，真正與長壽相關的，也許并不是基因序列本身，而是基因如何被讀取利用。但在當時，這樣的想法并沒有得到多少支持。人們仍然習慣于相信，長壽的秘密應該刻在DNA里。

時間來到2014年，此時的孔慶鵬已經成為了中國科學院昆明動物研究所的研究員。頂著巨大的壓力和風險，他終于下定決心，要將這個想法真正付諸實踐。于是，他聯系了以長壽聞名的海南澄邁，派出了兩名博士生和一名工作人員前往當地，采集長壽老人的RNA樣本。

DNA和RNA看似只相差一個字母，但它們的生物化學特性相差極大，而這給采樣工作帶來了極大的困難。DNA相對穩定，RNA卻脆弱得多，在自然環境中很容易降解，在氣候炎熱的海南，RNA分子只會降解得更快。因此，采樣人員必須在采集完樣本后立即處理。

最先感受到采樣之艱的人之一，是現任寧波大學醫學部研究員的肖富輝，他是當年赴海南采樣的兩名博士生之一。那時，他們扛著離心機、液氮罐等大大小小的設備，在合作者和當地老齡委工作人員及醫護人員的配合下，拜訪當地的長壽老人。他們需要先抽取血液樣本，再當場把其中的白細胞分離出來，加入用于穩定RNA的試劑，混勻后立刻凍存進液氮罐。與此同時，他們還得盡可能完整地記錄下老人的其他信息。可他們聽不懂海南話，只能依靠當地翻譯在中間溝通。

很快，肖富輝就發現，這和以前采集DNA樣本完全不是一回事。采集DNA樣本要簡單得多，無論是拔幾根頭發，刮取一點口腔上皮細胞，還是取少量指尖血，都不算困難。那時候，他們一天能采上五六十個樣本。

可現在，為了獲得RNA樣本，他們必須從這些年過九旬甚至上百歲的老人身上抽取至少3毫升靜脈血。而對于不少老人而言，找到一條適合抽血的血管，本身就是件不容易的事。

于是，采樣速度一下子慢了下來。即便一切順利，他們一天最多也只能采集五六個樣本。原本肖富輝以為，這次海南之行只會持續大約一個月，可隨著進度一點點往前挪，他越來越清楚地意識到，他們要在海南待上三個月，甚至半年。

審稿拉鋸戰

但采樣艱難只是最表層的困難。真正棘手的是，幾乎沒有人知道該如何研究。那時，人們從未從RNA轉錄的角度來研究長壽人群背后的生物學機制。這也就意味著，孔慶鵬團隊手里沒有現成的路線圖，也沒有成熟的范式可以照搬，孔慶鵬只能邊走邊試。

為了盡可能找到與長壽相關的因素，同時考慮到采集的長壽老人大多為女性，孔慶鵬選擇用長壽老人的兒媳作為對照組。這樣既能控制性別因素，又能避開親緣關系的影響，同時還能保證對照組與長壽老人擁有相近的飲食習慣和居住環境。

在這樣的比較中，他們發現長壽老人細胞中負責清理廢物的自噬-溶酶體通路顯著增強了，意味著這些長壽老人的身體能及時清理受損的蛋白和體內的廢棄物，維持細胞的健康狀態，也讓他們的身體更有能力抵御衰老和壓力。他們隨即整理好數據，將論文投給了《基因組研究》（Genome Research）雜志，這是一份在基因組學和分子生物學領域都頗受認可的國際期刊?？煽讘c鵬沒能想到的是，也正是這樣“摸著石頭過河”的研究范式，為他們帶來了一場歷時兩年的拉鋸戰。

起初，論文收到了5位審稿人的意見。其中一位審稿人尤其尖銳，足足寫下了12頁評審意見。他一方面質疑用長壽老人的兒媳作為對照是否合理，同時也質疑孔慶鵬團隊捕捉到的這種獨特信號究竟反映的是長壽，還是只是高齡個體的衰老。

為了回答審稿人的質疑，孔慶鵬團隊必須拿出更有力的證據。為此，他們做了細胞實驗，甚至通過與合作者合作，培育了轉基因果蠅，結果顯示這套機制的確能夠延緩細胞衰老、延長果蠅的壽命。其他4位審稿人已經認可了這項工作的價值，可那位最為強硬的審稿人依舊未能被說服。這篇論文還是被拒稿了。

此時，距離他們最初投稿已經過去了將近一年半?？讘c鵬既無奈又憤怒，他決定給期刊主編寫郵件申訴。后來，這位編輯又邀請了兩位新的審稿人加入仲裁。就這樣，原本已經足夠漫長的投稿過程被繼續拉長。直到研究團隊逐條回復完了7位審稿人的所有意見，這篇論文[1]才終于在2018年被正式接受，并登上了《基因組研究》雜志的封面。

孔慶鵬團隊的研究登上了《基因組研究》的封面｜圖源：《基因組研究》

說起這段漫長而曲折的投稿經歷時，孔慶鵬反倒爽朗地笑著。他回憶道，在與審稿人反復交鋒乃至申訴的過程中，他始終告訴論文的第一作者肖富輝，一定要對這項工作有信心。直到今天，孔慶鵬仍然把這項工作視為自己的代表作之一。

但在成就感之外，這段經歷也讓孔慶鵬開始重新審視自己的研究范式。他原本的設計其實還不夠嚴密，僅僅比較生活在相似環境中的個體并不足以讓所有人信服。要讓結論更有說服力，他們必須引入更多層次的對照。

他們需要把這些長壽的個體放到更廣闊的人群背景中來審視。換句話說，他們需要先繪制出一條人在自然衰老過程中RNA轉錄變化的“基線”，再把這些長壽老人放進這條軌跡中，看看他們究竟在哪些地方偏離了通常的衰老路徑。

集大成之作

建立這樣的轉錄組時鐘并不容易。與基于DNA甲基化建立的生物學時鐘不同，RNA轉錄更容易受到各種因素影響，因此轉錄組時鐘整體上更不穩定。而且，即便是相對穩定的DNA甲基化時鐘，用歐美數據建立的時鐘也未必適用于中國人。到了轉錄組層面，這種地區和人群差異只會更加明顯。

也就是說，如果想盡量排除地區和人群背景帶來的干擾，找到真正與長壽有關的轉錄組線索，孔慶鵬團隊無法套用現有的模型，他們必須回到長壽老人所在的地區，從當地不同年齡段的人群中，一點點重建出一條屬于這些人群自己的轉錄組衰老基線。而這也就意味著，他們必須再次踏上采樣之旅。

十余年間，孔慶鵬團隊輾轉海南澄邁、萬寧、陵水、臨高、文昌，以及湖南寧鄉和湖北鐘祥等地區，累計采集了1752份樣本并獲得了他們的轉錄組信息，其中800多份來自90歲以上的長壽老人，另外900多份來自同地區不同年齡段的人群，年齡跨度從二三十歲一直延伸到100多歲?？讘c鵬指出：“這可能是目前全球規模最大的長壽老人轉錄組數據集。”

碩士生翁崇峻在分選長壽樣本 | 圖源：孔慶鵬

這些樣本最終勾勒出的圖景印證了他們的預期，長壽老人的轉錄組整體上確實顯得更年輕。而當研究團隊進一步拆解那些會隨年齡變化的分子特征時，他們發現了一組特別的信號。無論在海南、湖南還是湖北，這些長壽老人身上都出現了同樣的模式：同樣是作為蛋白質工廠的核糖體，在細胞質和線粒體中，竟然走向了轉錄組基線的不同方向。

在普通人群里，隨著年齡增長，編碼細胞質核糖體蛋白質和線粒體核糖體蛋白質的基因，表達量通常都會慢慢下降，這似乎是衰老的一部分。但在長壽老人身上，這條常規軌跡被打破了：部分編碼細胞質核糖體蛋白質的基因，表達量沿著普通人的衰老軌跡繼續下降；與此同時，另一部分編碼線粒體核糖體蛋白質的基因，表達量卻沒有沿著普通人的衰老軌跡繼續下滑，反而維持在明顯更高的水平。

這一結果引起了研究團隊的注意。此前的一些研究表明，細胞質核糖體的減少可能與長壽和健康老齡化有關。相比之下，線粒體核糖體在長壽中的作用卻一直鮮有人研究。肖富輝提到，此前只有一項研究發現，在壽命更長的物種中，編碼線粒體核糖體的基因往往維持著較高的表達水平，但在人類身上，一直都缺少類似的證據。

線粒體是細胞的能量供應場所，而編碼線粒體核糖體蛋白質的基因持續活躍，或許說明線粒體本身還維持著較好的狀態。孔慶鵬團隊也發現，這些基因的高表達與多種衰老標志物的下降相關，同時還伴隨著部分線粒體呼吸鏈基因的表達量上升。由于線粒體呼吸鏈是線粒體產能的關鍵環節，因此這或許意味著，長壽老人的線粒體仍然保留著更強的能量供應能力。

肖富輝猜測，這些更活躍的線粒體核糖體，或許能優先翻譯某些更利于長壽的蛋白質，它們可能是支撐健康老齡化的重要基礎。

而在中國科學院昆明動物研究所副研究員王昊天看來，這背后或許是一種精打細算的生存策略。王昊天與肖富輝一同分析了這項研究的數據，他認為，長壽老人的身體可能采取了“開源節流”的方式。隨著人不斷衰老，機體會越來越難維持年輕時那樣高強度、高消耗的生理運轉，必須重新分配有限的資源。在這種情況下，細胞質核糖體減少就相當于“節流”，幫助細胞降低蛋白質合成等過程中的能量消耗。與此同時，線粒體中的核糖體則承擔起“開源”的重任，繼續支撐線粒體維持較強的功能，盡可能穩住細胞的能量供應。

帶著這一發現，孔慶鵬與合作者將論文投給了比較關注基礎科學成果如何應用到臨床和健康研究的知名期刊《細胞·報告-醫學》（Cell Reports Medicine），希望為他們的轉錄組與長壽機制研究提供一個合適的展示舞臺。這一次，他們收到的反饋與近十年前已截然不同。

經過多年的學習和優化，他們建立起了一套更成熟的研究范式，審稿人也不再像從前那樣針鋒相對，審稿意見更多集中在如何進一步完善分析，例如建議他們利用國外的小規模長壽人群轉錄組數據做額外驗證。而補充分析的結果，也同樣支持了他們的結論。回顧這一變化，孔慶鵬感慨道：“只要建立好研究范式，阻力和質疑就少多了。”

最終，這篇論文[2]于今年4月23日正式發表。對孔慶鵬團隊而言，這是他們十余年持續采樣、分析和打磨之后的一項階段性集大成之作。這項研究為理解人類健康老齡化提供了一個新的方向，他們捕捉到了一條此前被忽視的線索：長壽老人之所以在整體上呈現出更年輕的狀態，或許是因為他們線粒體里的那套蛋白質工廠仍在以一種更年輕的方式運轉。

一頭從無到有的大象

但談起這項研究時，孔慶鵬心里仍有遺憾。他們只是猜測編碼線粒體核糖體蛋白質基因的持續高表達可能有助于線粒體變得更好，可這種“更好”究竟體現在哪些方面，線粒體究竟為何會更好，背后是什么樣的分子機制，團隊目前仍無法給出明確答案。他們也并不知道，究竟是哪些因素在這些長壽老人體內驅動著線粒體核糖體蛋白質基因維持高表達。

從DNA追溯至RNA，孔慶鵬深刻地意識到，長壽秘密的藏身之所難以一言以蔽之。其實，一部分與長壽相關的RNA特征，理論上應該也能在DNA上看到?？蒁NA上的信號太多太雜，科學家難以通過基因組測序發掘出這些信息。至于其他RNA信號，則可能由于其他原因導致，但我們目前并不清楚。

他們當然也想繼續往下追溯，尋找這些長壽老人轉錄層面的變化在蛋白質層級有何體現。但是，要直接在人群中回答這個問題并不現實。除了樣本同樣難以獲取之外，蛋白質組學常用的質譜技術也成本高昂，同時其精度也未必足以捕捉線粒體內的關鍵變化。于是，孔慶鵬團隊只能暫且把希望寄托在動物中的功能實驗上，這也是他們目前正在推進的方向。

然而，在長壽研究領域，功能實驗的實驗周期過長一直是一大痛點。倘若要在小鼠中證明某種機制確實能延長壽命，那么研究人員不僅要先完成轉基因小鼠的構建和繁育，還必須等待這些動物活到足夠長的時間，才能證明結論成立。這個過程往往要耗時好幾年。而如果還要重復驗證，那么實驗周期只會被拉得更長?？讘c鵬無奈地表示：“我們只能先把一部分工作發表出來，同時繼續做后面的工作。”

也正因如此，孔慶鵬團隊現在只能采取一種更折中的推進方式。他們會先用線蟲等壽命較短的模式生物來初步篩選長壽相關的因子，只有在這些動物中出現了明顯的抗衰作用乃至壽命延長，他們才會進一步用于小鼠中的功能驗證。孔慶鵬表示，如果未來條件成熟，他們甚至希望能在非人靈長類動物中檢驗這些因子的抗衰效果。

不過，在孔慶鵬看來，長壽研究最重要的目標從來都不只是壽命延長。他說：“我們未必要追求生命的長度，而是要去追求生命的寬度。如果生命只是被拉長，卻沒有相應的質量，也就失去了意義。我認為，健康老齡化才是更重要的問題。改善健康狀態和治療疾病才是我們的最終目標，也是普通大眾最現實的需求?！?/p>

如今，圍繞長壽老人為何長壽的生物學機制研究，已經在多個層面同時開展?？茖W家從這些人群身上不斷看到各種年輕態的特征，從表觀遺傳組、轉錄組、蛋白質組再到腸道微生物組，皆是如此。這些結果不斷著提醒人們，長壽并不是某一種單一因素的產物，無法只靠環境、飲食或某個特殊基因就能完全解釋。即便在那些長壽之鄉，真正能活到百歲的人也依然只是極少數。長壽更像是內因與外因長期交織后才抵達的一種結果。

只是，在這些零散而重要的線索背后，是否還存在一個更統一、更底層的整體機制，人們至今仍沒有答案。

孔慶鵬每次做報告時，都會在最后一頁PPT上放一張“盲人摸象”的圖片，這是他對自己這些年做長壽研究的一種概括?？讘c鵬坦言，自己剛開始做長壽研究時，他甚至不知道這頭“大象”是否真的存在。那時他只是憑著直覺判斷應該存在，但并沒有多少把握。直到這些年一路做下來，他們才慢慢確認這頭“大象”的存在，也的確摸到了它的一部分。但是，這些局部的碎片能否拼成一幅完整的圖景，這頭“大象”究竟長什么樣，他并不知道?？讘c鵬只知道研究還要繼續向前，他希望能在自己退休之前，花10到20年時間，把這頭“大象”盡量看得更完整一些。

孔慶鵬把過去二十多年的工作比作了種樹，他說：“我們花了大約20年時間來種一棵樹，這棵樹直到最近才開始結果。果子將會越來越多，樹也會變得越來越大。而我相信，未來我們會收獲更多更有意思的結果?！?/p>

[1] https://genome.cshlp.org/content/28/11/1601.long

[2] https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(26)00184-9

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