微生物学和3D打印可以帮助我们对抗衰老

据英国BBC网站报道，全世界的科学家都在努力克服一种让人类变弱的状态，即——衰老。他们发现微生物和3D打印可以帮助我们。

美国得克萨斯州一个阳光明媚的早晨，分子生物学家王蒙来到实验室时，并不知道会发生什么。令她惊讶的是，实验室的不同盒子里有成千上万的微生物。当她仔细观察每一个盒子时，她开始明白她所看到的可以治愈人类已知的最弱的疾病：衰老。

众所周知，与衰老相关的疾病，如癌症、风湿病和阿尔茨海默病，每天在世界各地造成至少10万人死亡。但是越来越多的科学家发现事实并非如此。也许我们可以改变人类衰老的趋势。

英国广播公司全球播客“调查”节目向世界各地的一些高级研究人员询问了衰老的本质和可以治愈衰老的尖端技术，从微生物的作用到3D打印器官。

牙齿是人类健康的晴雨表。

到底什么是衰老？如果能把身体放大到分子水平，就会看到非常小的分子，逐渐增大的损伤水平会扩散到细胞、组织和器官。最终，整个人体将开始遭受俄罗斯娃娃式损伤的积累。

丹麦医生卡雷克里斯滕森解释说，当我们不能及时修复它时，身体衰老就开始出现了。

克里斯滕森做了很多年医生，直到有一天他对治疗病人变得“厌倦”，于是他开始经营一家丹麦衰老研究中心，在那里他试图探索预防人类疾病的根本原因。

他指出，我们已经取得了一些进展。19世纪中期，世界大部分地区居民的平均预期寿命约为40岁。目前，一些北欧国家居民的平均寿命接近80岁，地球其他地区居民的平均寿命也在逐渐提高。

这主要是由于新生儿和儿童死亡率的下降，而不是人类寿命的增加。通过探索最近的一些例子，我们真的比我们的祖先活得长吗？

即便如此，这里还有另一个有希望的变化。克里斯滕森说：“人老了，身体状况会越来越好。其中一件事就是——颗牙齿很容易观察。你会发现，老年人的牙齿每十年就会越来越好。”

克里斯滕森说，牙齿是人类健康的晴雨表。它们的健康直接影响我们正常饮食和获取营养的能力。他们的健康状况也能充分说明身体其他部位是否状态良好。

他说，事实证明，人不仅晚年牙齿更好，智商测试结果也很高，这大概与全世界居民生活水平的提高密切相关。这关系到整体生活水平的提高。我们的生活条件、学校教育都得到了改善，你们以前做的工作也发生了变化。

人们通常认为生活条件的改善会持续下去，但这些改善会持续多久呢？

目前，全球生日记录保持者是一位法国老太太——珍妮刘易斯卡尔曼特，她的寿命为122岁。但她死于1997年，21年前。

器官印刷

物理学家图欣博米克出生在班加罗尔的一个医生家庭。他仍然清楚地记得，父亲和叔叔经常在晚餐时讨论如何治疗病人。当他问长辈为什么不阻止病人的死亡时，父亲会尽力解释，但布克霍维维米克从父亲的回答中意识到医疗技术非常有限。

霍维米奇回忆说：“我当时的想法不是将来当医生，而是做一个药品制造商。

他说，衰老死亡通常与心、肺或肝脏等重要器官的功能障碍密切相关。如果患者可以从捐献者那里获得功能性器官，那么像Buhovi Michek的父亲这样的医生会给患者第二次生命，但实际情况并不简单。

问题是，需要器官的病人远远多于捐赠者。全世界很多老年患者都在排队等待肾脏或心脏的更换，但要找到器官和组织的完美匹配就更难了。在很多情况下，这些患者只能等待死亡的到来。

霍维米奇思考一个问题。与其和死亡赛跑去捐献器官，我们为什么不制造人体器官呢？这个想法促使他寻求打印和制造患者身体正常功能的3D打印器官，而不会产生排斥反应。

他说：“例如，如果你需要肝脏，你应该进行CT扫描或核磁共振成像，这可以在电脑上显示你器官的确切大小和形状。这时候，你可以把自己的器官‘模型’输入3D打印机，很快就能打印出和自己器官大小形状一样的人造器官。”

然而，Buhovi Michek的3D打印设备使用的不是墨盒，而是由蛋白质和细胞组成的生物墨水3354，不仅是任何细胞，还有患者的细胞。这意味着人体排斥3D打印器官的概率非常低。

目前，他已经带领一个研究团队在生产了第一个人工肝组织。

步他们将扩大打印范围，计划制造一个微型外部肝脏，但他估计这可能需要5年左右的时间。布霍维米彻克将这个外部器官想象成为一个小型便携式体外设备，这样患者可以随身携带。

 

在未来8-10年里，他认为能够实现自己的理想——打印制造出一个功能齐全的肝脏，完全移植到人体之中。

但是如果某位患者植入一个损伤器官，是否意味着他的自然寿命即将终结?如果植入肝器官之后，心脏和肺也表现衰竭了怎么办?

布霍维米彻克称，每个案例的实际情况都不一样。如果你将身体易导致死亡的主要器官进行移植，那么这位患者可能还会再生存20年时间，肝脏器官衰竭受损可以进行移植，但是大脑和以及心脏移植手术就没有这样乐观，移植手术难度较大，同时患者很容易产生身体排斥性。

他说：“基于创新性3D打印技术，我打赌未来人们的寿命会延长，如果你是千禧一代，或者上世纪80年代出生的居民，未来你的寿命可能达到135岁。”

微生物的智慧

王梦的祖母在100岁时去世，这位老人健康乐观，一直到生命的尽头，亲人看着她慢慢变老，却依然保持着健康，王梦不由地想知道人体衰老的真实秘密。

目前王蒙是美国贝勒医学院分子和人类遗传学教授，她一直在最令人兴奋的医学领域之一——人体微生物群系，进行一系列研究实验。她说：“一些微生物生存在我们人体之中，从人体内部消化道至外部皮肤，它们无处不在。”

人们很难用肉眼观察到这些微生物，但是我们的身体遍布各种微生物群。大部分是细菌，但也包含着真菌、病毒和其它微生物。之前科学家并未过多地研究分析它们，但目前我们知道这些微生物对于人类身体具有重要意义。

最新研究表明，我们的微生物群与我们人体息息相关，就像一个额外器官与人体之间的关系，微生物群可以影响人类的行为，甚至影响我们对不同药物的反应。王蒙说：“有时人体内的微生物群会让我们患病，但另一方面，它们也对人体健康发挥着非常重要的作用。”

王梦想知道人体的微生物群是否会影响衰老，为了验证这一点，她决定研究一种只能存活2-3周的微生物，它们的寿命非常短暂，完全可以进行一次关于衰老的“终身实验”。她的问题是，如果你改变了微生物组，将会发生什么?它们会活得更久吗?

王梦选择了在人体肠道生存的一种微生物，调整其基因后使其产生不同的变种，然后将这种基因改良微生物作为不同蠕虫的食物，3个星期之后，她检查这些微生物，原认为它们都已死亡。

她回忆称，我非常兴奋，因为我们发现一些微生物并没有死亡，当我们检查它们的时候，它们仍然存活，这完全出乎我的意料。

年老微生物通常表现出生理活动性下降，但是带有新微生物组的微生物不仅在年老时期更容易扭动身体，而且更不容易生病。

目前，王梦正在对老鼠进行实验，观察改变它们的微生物组能否以相同的方式延长它们的寿命。这将意味着未来有一天医生可能提供我们同样有效的药，但这能促进人类寿命延长吗?

她说：“我的一些同事称人类有可能寿命延长至200-300岁，但我个人认为，能活到100岁，就已非常不错了。”

逆转衰老细胞

当你变老时，就会发生一些奇怪的事情。当细胞随着人们年龄增长而衰老时，它们会分裂从而取代正在死亡和磨损的细胞，但这并不是一个完美的过程。细胞分裂的次数越多，就越有可能变成我们所说的“衰老”(senescent)。

衰老(senescent)一词源自拉丁语senescere，意思是获得生长。正是这些细胞发生的事情——它们逐渐变老，进入生命周期末端。但是这些细胞并没有死亡，而是在人体内四处游荡，以一种破坏性的方式活动，并且和周围细胞发生交流，制造出许多麻烦。

英国埃克塞特大学分子遗传学教授洛娜·哈里斯(Lorna Harries)称，这就像一个细胞在说：“我”是一个老细胞，和你的年龄差不多，所以我们一定会变老。

随着年龄的增长，这些衰老细胞几乎“污染”了其他细胞，随着我们年龄的增长，越来越多的细胞开始衰老，直到我们的身体无法承受。在洛娜的实验室里，她可能发现对付这些衰老细胞的办法，在此之前，她曾建议同事在衰老皮肤细胞上添加一些化学物质，观察会发生怎样的变化。

为了在实验中测试皮肤细胞的年龄，他们使用了一种特殊染料，如果细胞变老，染料就会使细胞变成蓝色。洛娜说：“我原本认为这些衰老细胞会变蓝色，但事实证明，它们并没有，它们反而变成更加年轻的细胞了。”

她并不相信这个实验结果，因此她让学生重复这个实验，一次又一次，她都得出相同的实验结果，洛娜决定自己重做这项实验。

洛娜回忆称，研究人员重复实验八九次，最后我看着这些细胞，然后在想它们的真实存在有一定的道理。

这项实验有效地使衰老细胞实现再生，使其转化为年轻细胞，她的实验成为第一个逆转人类细胞老化的实验。一些科学家认为，这项发现可能发现了长寿的秘诀。目前洛娜接到了来自世界各地的投资者和科学家的电话。

但是洛娜仍然不太相信人类寿命能够延长很多年，她认为人类寿命有一个自然上限。即便如此，他仍希望自己的研究能够成功开发治疗痴呆症和心血管疾病的新一代抗衰老药物。

洛娜说：“我希望的是，这将使我们能够获得一种同时解决几个问题的治疗方法，那样本来可能早年死亡的人就能继续活下来。”

人类的极限寿命是多少？

或许未来有一天，我们能够替换受损的身体器官，服用能够对我们带来年轻微生物群的营养剂，并能阻止细胞老化。

但这一切能够持续多少年?如果我们依照生物物理学家图辛·布霍维米彻克的预测，如果你是千禧一代，或者上世纪80年代出生的居民，未来你的寿命可能达到135岁。随着科学技术的不断进步，或许未来几年我们还会有更加吃惊的发现。