Cell重磅综述 | 延缓衰老药物的临床探索之路
学术
科学
2024-03-24 21:50
北京
“石桥东望海连天，徐福空来不得仙”，自古便有秦始皇派遣徐福求取仙丹以求“长生不老”的传说，传达出人们对于通过药物延缓衰老的朴素愿望。近年来，随着对衰老研究的愈发深入，探寻延缓衰老的药物作为衰老领域的研究热点广受关注，且具有广阔的应用前景和发展潜力。不同的延缓衰老药物的作用机制及靶点都是什么？目前在临床上的应用效果又如何？为回答这些问题，2024年1月4日，麻省理工大学的Leonard Guarente教授、哈佛大学的David A. Sinclair教授以及巴黎第五大学的Guido Kroemer教授在Cell Metabolism联合发表了题为“Human trials exploring anti-aging medicines”的综述，系统总结了目前正在进行临床试验的八种有前景的药物和天然化合物，描绘了药物延缓衰老从理论到临床应用的完整蓝图。
在本文中，作者总结了目前正在进行临床试验的八种有前景的抗衰老药物和天然化合物，包括二甲双胍、NAD+（nicotinamide-adenine dinucleotide+, NAD+）前体、胰高血糖素样肽-1（Glucagon-like peptide-1, GLP-1）受体激动剂、TORC1 (target of rapamycin complex 1, TORC1) 抑制剂、亚精胺、Senolytics（一类可以清除衰老细胞的化合物）、益生菌和抗炎药。而能够减缓或逆转衰老进程的药物也可能会在衰老相关疾病的缓解与预防层面发挥作用，多项临床试验对这些药物在衰老相关疾病（如糖尿病、心血管疾病、癌症和神经退行性疾病）上的疗效进行了评估。因此，已完成的、正在进行的和仍未开始的特定疾病试验结果可能为开发新的延缓衰老药物奠定基础，而被批准用于特定疾病适应症的药物后期也可能会被重新用于多器官衰老的治疗。三十年间，借助于遗传学和分子生物学等技术的发展应用，人们对胚胎发育和细胞生长调控等生物学基本进程有了深刻的认识，对细胞衰老的调控机制与途径也有了深入的研究，揭示了药理学或生理学方式实现衰老干预的靶点。这篇综述对当前可能延缓衰老进程、延长健康寿命的研究现状进行了总结。这篇综述总结了将这些知识转化为有可能延缓衰老过程和延长健康寿命的干预措施的研究现状。基于许多啮齿动物模型的结果，延缓衰老可以延缓衰老相关疾病的发生和发展，衰老干预或许可以提供衰老相关疾病预防的新方法，甚至在疾病开始时就加以治疗。本文中所讨论的八种干预措施/途径分为合成药物和已确定的天然化合物，后者可以更快速地进入市场，因为食品药物管理局（FDA）将天然化合物区别于药物对待。这些干预措施是根据多个标准进行选择的。首先，在过去十年中，关于人类衰老研究的试验数量爆炸式增加，这些干预措施在已完成或正在进行的人体试验中表现良好。其次，在包括啮齿类动物在内的模式生物的临床前研究中，它们在延缓衰老方面有确切的效果。第三，它们对人体有足够的安全性，可以作为长期干预措施。第四，与真正的衰老干预药物类似，它们可以通过减轻衰老相关表型发挥作用。在本综述中，作者并不讨论非药物类干预，如饮食、运动及抗氧化剂，尽管它们在科学文献和公众论坛等地方引起了广泛讨论，但不太可能应用于医学治疗中。作者也规避了最近的可能令人兴奋的一些策略，这些策略在临床应用上可能面临重大障碍。其中最突出的是利用“山中因子”（Yamanaka factors，编码四种不同转录因子的基因混合物）将成体细胞转化为多能干细胞的基因干预。山中因子在转基因小鼠中的持续性表达会导致癌症，但其中三到四种因子的间歇性表达可以通过减缓或逆转细胞衰老预防个体衰老表型，延长小鼠寿命。通过病毒载体在小鼠体内表达山中因子，有望治疗与衰老相关的视力下降等特定疾病，但在人类身上实现安全、系统干预的目标仍十分困难。最近，化学重编程混合制剂的使用逆转了衰老细胞的衰老表型，为通过注射或摄入小分子实现体内细胞重新编程从而恢复组织活力这一干预策略提供了可能性。另一个很有前景但缺乏数据支持的方法是SGLT2抑制剂，它或许可以预防心脏和肾脏疾病、降低糖尿病小鼠的总体死亡率以及减少人类心血管病的死亡率。这八种干预措施源于对衰老的基础研究、糖尿病治疗药物研究和肠道微生物组学研究，它们的作用机制如图1所示。这些干预措施引起显著的代谢改变，这与热量摄入及其后果相关。作者简要介绍了每一种干预措施的科学史，并对最近发表的临床研究结果进行概述。二甲双胍是一种治疗糖尿病的药物，其作用机制可能涉及抑制线粒体电子传递呼吸链复合体I，降低ATP水平，激活AMP活化蛋白激酶（AMPK），抑制肝脏中的糖异生。NAD+前体可以维持细胞在年轻态的NAD+水平，从而激活细胞核和线粒体sirtuins，促进细胞核DNA修复和表观遗传沉默、降低线粒体活性氧水平（ROS）和脂肪酸（FA）分解代谢。年轻态的NAD+水平也会促进多聚ADP核糖聚合酶（PARP）和几种代谢酶的活性。GLP-1R激动剂可以激活肝脏中的胰岛素生成，抑制胰高血糖素，通过下丘脑产生饱腹感。雷帕霉素抑制TORC1的活性，从而抑制蛋白质合成和细胞生长。亚精胺促进自噬，使受损的线粒体和变性的蛋白质转化。Senolytics可以杀死衰老细胞，减弱引起器官功能紊乱的SASP分泌程度。益生菌可以促进肠道内有益菌种的生长，减少有害菌群。抗炎药作为适应性免疫反应的一部分，可以降低促炎细胞因子的表达分泌，从而减轻全身炎症。二甲双胍是治疗2型糖尿病（Type 2 diabetes，T2D）的一线口服降糖药。它的历史可以追溯到欧洲一种富含胍的传统草药——法国丁香，其在1918年被证明可以降低血糖。胍的衍生物，包括二甲双胍，是由Jean Sterne在20世纪50年代合成的。由于同为双胍类化合物的苯乙双胍具有毒性，阻碍了二甲双胍被大众所接受。但随着二甲双胍的安全性和有效性被逐渐证明，自20世纪90年代以来，它被广泛用作糖尿病的一线治疗药物，并且还被证明可以延长线虫的健康寿命，延长小鼠的健康寿命和最长寿命。二甲双胍减轻糖尿病的作用机制尚不明确，可能是源于其对线粒体呼吸复合体I的微弱抑制，减少ATP合成，激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）。AMPK激活可以降低胰岛素抵抗型糖尿病患者肝脏中的葡萄糖生成并刺激线粒体的生物发生。部分研究提出了其它可能的机制，例如，一种叫做supformin的二甲双胍二聚体表现出优异的铜螯合活性，并具有很强的抗炎作用；以及由于呼吸链部分减弱导致的活性氧（Reactive oxygen species，ROS）减少，衰老细胞释放的组织损伤因子（衰老相关分泌表型，Senescence-associated secretory phenotype ，SASP）减少，导致炎症减少和衰老细胞累积减少。在人体内，二甲双胍也可能通过改变微生物群来增加细菌菌株的丰度进而产生促进健康的短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs），丁酸盐和丙酸盐，还有一种叫做凝集素的代谢物。与这一观点相一致的是，在高脂饮食小鼠中，口服二甲双胍与肠道微生物群的变化和肿瘤细胞生长的减少有关，这种效果可以通过将二甲双胍处理小鼠的粪便移植到未处理小鼠中复现。最近，有研究还发现了基因表达和循环因子水平的变化，包括GLP-1、GDF15和MIC-1的释放。20世纪90年代的研究表明，酵母Sir2及其在高等生物中的同系物（sirtuins）减缓了酵母、线虫、果蝇和小鼠的衰老进程，延长了它们的寿命。值得注意的是，最近有报道称，在百岁老人中SIRT6基因表达增加或蛋白质氨基酸改变的罕见变异高度富集。Sirtuins作为NAD+依赖性组蛋白去乙酰化酶，具有表观遗传调控功能，将NAD+、表观遗传和衰老联系起来。小鼠和人类的NAD+水平伴随着正常衰老而下降。然而，在衰老小鼠的饮食中添加NAD合成的前体，烟酰胺核苷（Nicotinamide riboside，NR）和烟酰胺单核苷酸（Nicotinamide mononucleotide，NMN），可以将NAD+恢复到年轻个体水平。恢复后的NAD+激活线粒体SIRT3，促进线粒体维持和脂肪酸代谢，激活核SIRT1和SIRT6进行DNA修复和表观遗传沉默。另外四种sirtuins也可能被NAD+前体激活，有益于生物体的健康长寿。NR对正常小鼠的有益作用，以及NAD+前体对共济失调毛细血管扩张和Cockayne综合征模型小鼠的拯救作用则需要SIRT1的参与。比如白藜芦醇、槲皮素和天然黄酮醇非瑟酮，不仅可以提高NAD+水平，还可以通过sirtuin活化复合体（Sirtuin activating compounds，STACs）激活哺乳动物SIRT1，进而延长线虫寿命，延长正常或糖尿病小鼠的健康寿命。尽管白藜芦醇在人体试验中表现不一，但是天然类似物或新型化学活化剂似乎表现更好。GLP-1是肠道应对食物摄入所产生的一种促胰岛素激素，通过刺激胰岛素分泌和抑制胰高血糖素分泌，在葡萄糖稳态中发挥关键作用。胰高血糖素原的不同后处理方式产生不同的激素，包括胰岛中的胰高血糖素以及肠和脑中的GLP-1。胰高血糖素和GLP-1是相关但不同的多肽，位于胰高血糖素原的不同区域。胰高血糖素产生于胰岛对禁食的反应，而GLP-1形成于肠道对进食的反应。GLP-1和胰高血糖素的功能是拮抗的，这与饮食对它们的反向调节一致，也即GLP-1阻断胰岛α细胞合成胰高血糖素，刺激胰岛β细胞合成和分泌胰岛素。GLP-1在肠道、胰腺、心脏、大脑和肝脏中都可以与受体结合发挥作用。重要的是，GLP-1还可以通过与下丘脑的受体结合来介导饱腹感的形成。由于循环系统中的GLP-1被DPP-4肽酶水解破坏，外源性给药后难以控制其血液水平。目前使用的新的GLP-1药物是GLP-1受体激动剂，如西马鲁肽（semaglutide）、杜拉鲁肽（dulaglutide）、阿比鲁肽（albiglutide）、艾塞那肽（exenatide）、利拉鲁肽（liraglutide）、利西塞那肽（lixisenatide）和替西帕肽（ tirzepatide），这些药物已获得FDA批准，并因其促进人类减肥的效果引起极大关注。在小鼠中，GLP-1受体激动剂或许可以减缓甚至逆转影响大脑的衰老过程。雷帕霉素，最早是从复活节岛上发现的吸湿链霉菌中分离出来的一种化合物，现已成为一种广泛使用的免疫抑制药物。激酶复合物（TORC1）先后在酵母和哺乳动物中被发现，是营养传感器和细胞生长的驱动因子，而雷帕霉素能够抑制TORC1的活性。在酵母中首次发现，当食物缺乏时，TORC1活性会受到细胞因子的抑制，阻止细胞生长并激活自噬，降解和循环有缺陷的细胞蛋白甚至整个线粒体（线粒体自噬），在2000年到2010年，有研究表明，抑制后生动物TORC基因活性可以延长寿命。即使是对老年小鼠给药，雷帕霉素也能延长其寿命。雷帕霉素和雷帕霉素的化学类似物被用作mTOR抑制剂（仅抑制TORC1而不抑制TORC2，避免TORC2降低所带来的副作用），可能还会减弱免疫抑制活性。与二甲双胍类似，雷帕霉素和雷帕洛斯还具有抑制衰老细胞SASP因子释放的功能。天然代谢物亚精胺是唯一能延长酵母、线虫、果蝇和小鼠寿命的多胺。此外，亚精胺还可预防小鼠高脂饮食引起的代谢综合征和肥胖，并延缓衰老相关的认知能力下降。亚精胺最热门的作用之一是自噬诱导能力，它的保护作用与这种能力也存在因果关系。例如，口服亚精胺补充剂可以逆转小鼠心肌细胞中必需的自噬基因Atg5敲除所带来的衰老相关性心力衰竭，此外，亚精胺可以逆转小鼠体内B淋巴细胞和T淋巴细胞以及体外人源淋巴细胞的衰老表型，这些作用需要激活促自噬转录因子EB（Transcription factor EB，TFEB）。TFEB的激活需要羟丁胺修饰的赖氨酸（Nε-[4-氨基-2-羟基丁基]-赖氨酸）连接到真核翻译起始因子5A（eIF5A）的一个赖氨酸处，而亚精胺则是羟丁胺的合成所必需的。衰老伴随着自噬的下降，实验发现抑制自噬可以加速小鼠衰老，刺激自噬基因可以延长小鼠的健康寿命和最长寿命。自噬的这些有益效果被认为是通过选择性地破坏和回收潜在的有害细胞质结构介导的，包括错误折叠蛋白质聚集体和功能失调的细胞器（比如去极化的线粒体）。因为有缺陷的线粒体更容易产生导致衰老的活性氧和损伤累积。事实上，通过饮食限制或TOR抑制剂介导自噬是延长寿命的一个手段。有趣的是，其他可以延长寿命的途径或化合物，NAD+/sirtuins和尿石素A也是自噬和线粒体自噬的诱导剂。因此，亚精胺可以通过激活自噬进而激活延缓衰老的核心机制。Senolytics是一类可以选择性地杀死衰老细胞，同时不损害正常细胞的化合物。细胞衰老领域可以追溯到20世纪60年代的发现，即人类原代细胞在体外繁殖40-60代后发生衰老。随后的研究表明体内器官在衰老过程中也会产生衰老细胞，而低热量饮食可以减少衰老细胞的数量，延长寿命。衰老细胞可能具有非细胞的自主作用，因为它们可以分泌促炎细胞因子并且具有凋亡抗性。衰老细胞与衰老之间也存在因果联系，通过敲除小鼠体内的部分基因，可以预防衰老表型并延长寿命。自2004年开始，人们便开始寻找能够选择性地去除衰老细胞的化合物，并通过药物开发机制成功发现了第一个抗衰老药物。Senolytics的例子包括天然黄酮醇非瑟酮，药物达沙替尼（自2005年以来临床使用的Src激酶抑制剂）与黄酮醇槲皮素的联合使用（Dasatinib combination with the flavonol quercetin，D + Q），天然葡萄籽提取物多酚原花青素C1，热休克蛋白抑制剂，唑来膦酸（用于治疗骨质疏松症）和navitoclax（ABT263，一种正在研究的化疗药物）。人体肠道中含有大量微生物群，这些微生物有益或有害于身体健康。益生菌是寄居在肠道内有益于健康的细菌。肠道微生物对身体健康的有益性或是有害性可能取决于细菌代谢物所引发的免疫反应、肠道内的食物代谢物对肠道屏障的影响等。有益的细菌会产生有益于宿主的代谢产物，而衰老则可能伴随着有益微生物群向着有害微生物群的改变。一项研究通过将老年小鼠的粪便移植到年轻小鼠体内，发现作为受体的年轻小鼠也短暂性地出现了与供体相似的炎症状态或健康状态；而将年轻小鼠的肠道微生物转移到早衰小鼠中，则可以延长早衰小鼠的寿命，口服嗜粘阿克曼氏菌也可以实现相似的效果。抗炎药包括类固醇、止痛剂（如阿司匹林、布洛芬）、抗炎性细胞因子及炎性细胞因子受体的单克隆抗体，可以阻断细胞因子的信号传导。伴随衰老而产生的系统性慢性炎症，被称为炎性衰老，是衰老表型潜在的驱动因素，因此使用抗炎药也许能减轻衰老相关疾病的发生发展。炎性衰老可能的原因包括饮食不良、缺乏运动导致的代谢综合征、衰老的免疫细胞中有缺陷的线粒体触发细胞因子释放、肠道微生物群的促炎代谢物跨越肠道屏障和分泌促炎细胞因子的衰老细胞的累积。 两项在小鼠上进行的实验结果表明，炎性衰老在一定程度上是由衰老和功能失调的免疫系统及炎性细胞因子分泌所引起的。第一项实验发现在造血细胞中敲除DNA修复基因ERCC1会引起多组织衰老表型的出现，第二项实验通过敲除细胞毒性T细胞中的线粒体因子TFAM，抑制了常驻线粒体活性，诱发了炎症和衰老表型。在这种情况下，可以通过补充NAD+的前体NR，或者注射TNF-α受体的抗体进而阻断TNF-α的信号传递，缓解衰老表型。探究减轻炎症是否会影响DNA甲基化时钟也是一件有趣的事情，这有助于生物衰老速度的评估。本部分将重点介绍已发表的人体试验结果。虽然目前只能窥见冰山的一角，但随着相关研究的不断深入，在不远的未来，改善健康状况的蓝图将逐步被勾勒完整。通过“干预、人类、衰老、试验”等关键词检索任意一项干预措施，PubMed上已发表的文献数量约在100-400篇之间。下文将讨论这八种干预措施部分相关的已发表的人体研究，表1则列出了正在进行的人体临床试验。（除非特殊说明，试验均采用安慰剂对照盲法）。表1 . 针对衰老相关的心血管疾病、癌症预防、神经退行性疾病和其他衰老相关疾病的持续性的临床干预试验。缩写：CVD，心血管疾病；HFpEF，射血分数保留型心力衰竭；NAFLD，非酒精性脂肪肝；NASH，非酒精性脂肪性肝炎；scRNA-seq，单细胞RNA测序；snRNA-seq，单核RNA测序；T2D，2型糖尿病。二甲双胍是实验性抗衰老干预措施的领跑者。作为一种治疗糖尿病的药物，其对健康与衰老的积极作用愈发得到关注。根据过去十多年的人体试验，作者将重点介绍以下四个方面。二甲双胍不仅是糖尿病的一线治疗药物，据报道其还能降低包括心血管疾病（Cardiovascular disease，CVD）、癌症、衰弱和炎症等其他疾病或病理状况的发生率。这些效果部分是由于治疗糖尿病的间接作用。例如，由于胰岛素具有刺激肿瘤生长的特性，二甲双胍对高胰岛素血症的治疗作用可降低罹患癌症的风险。不过，其他有益作用可能与糖尿病无关。2014年发表的一项影响深远的回顾性分析表明，在5年内接受二甲双胍单药治疗的糖尿病患者的全因死亡率低于匹配的非糖尿病对照组（或接受胰岛素促分泌剂磺酰脲治疗的糖尿病对照组）。这一结果与2014年的另一项流行病学研究相冲突，该研究在威尔士对超过10万名糖尿病患者进行了长达20年的跟踪随访。受试者接受了至少6个月的抗糖尿病治疗，在试验期间，与年龄匹配、无疾病的对照组相比，二甲双胍并未降低死亡率。不过，在治疗的头3年，二甲双胍组的死亡率确实较低；而随着时间的推移，药物对糖尿病的作用减弱，死亡率则因疾病复发而飙升。因此，这项研究实际上支持了二甲双胍（至少在短期内）延缓衰老进程的假设。然而，基于电子健康记录的回顾性分析也有其局限性，患者的依从性无法衡量，且常受到干扰因素的影响。因此，这些研究结论需要得到前瞻性干预试验的进一步证实。二甲双胍对糖尿病患者的认知功能下降具有潜在的积极影响，因为降低血糖会减少葡萄糖的神经元毒性。两项回顾性研究表明，使用二甲双胍治疗的糖尿病患者认知功能损害有所减轻，但是另一项研究报告则称，使用二甲双胍可能导致糖尿病患者认知能力下降。由于这些研究的被试者的年龄和教育水平等存在差异，因此尚不清楚为什么会产生如上所述的相反的结果。因此，还需要更多的研究来评估二甲双胍对认知功能的影响。同样，二甲双胍可保护心肌细胞免受高血糖的影响，从而减轻糖尿病患者的心力衰竭。最近对九项随机临床试验进行的荟萃分析结果表明，二甲双胍可保护糖尿病患者的心脏功能，降低N-末端脑利钠肽前体和低密度脂蛋白等心力衰竭标志物的水平。不过，二甲双胍对心脏的实际益处仍有待在糖尿病和非糖尿病患者中进行进一步研究及评估。近期在非糖尿病老年人中进行的一项为期20周的试点研究，探讨了二甲双胍是否会影响流感疫苗接种对免疫系统的影响。这项随机研究只招募了8名接受二甲双胍治疗的患者和7名安慰剂对照组患者，结果发现，二甲双胍减少了识别流感病毒的CD4+辅助T细胞的耗竭，意味着疫苗接种对服用二甲双胍的受试者可能会产生更持久的效果，原因可能是缓解了免疫衰老。与这一猜想一致，相关研究发现经二甲双胍治疗的肥胖和糖尿病前期受试者的CD4+ T淋巴细胞出现自噬的增加以及细胞器清除功能的改善。两项研究表明，二甲双胍会影响肠道微生物群中细菌种类的相对比例。目前尚不能断言更“益生”的菌种比例是否出现增加，但可以确定的是，这是二甲双胍通过推迟炎性衰老而影响整体衰老进程的另一种方式。关于二甲双胍和炎症的一项荟萃分析发现，二甲双胍能降低一种炎症标志物CRP，但不能降低另一种炎症标志物IL-6的水平，该研究同时还发现，益生菌或omega-3脂肪酸可降低这两种炎症标志物的水平。那么，二甲双胍有什么副作用吗？两项针对老年人的独立随机试验发现，二甲双胍会轻微抵消有氧运动（跑步机、自行车测力计或椭圆机）和渐进式抗阻训练（压腿、伸膝、负重深蹲、小腿下压、胸部下压、上拉、肱二头肌卷曲和肱三头肌下压）对骨骼肌带来的益处，降幅约为5%。这可能是由于二甲双胍作为复合物I的部分抑制剂对肌肉线粒体功能的限制作用导致的，其是否会阻碍人们通过运动来延长健康寿命，仍有待进一步的研究。另一项试验表明，二甲双胍会增加健康老年人骨骼肌产生的过氧化氢。然而，目前尚不明确复合物I的电子流减少如何导致过氧化氢的增加。此外，先前的研究表明，少量的氧化应激对细胞和生物体具有有益的影响。总之，二甲双胍是一种极有希望延缓衰老和延长健康寿命的药物，而且副作用可控。目前正在进行的几项试验评估了二甲双胍延缓首次急性心肌梗死后发生其他心血管事件的潜力（表1）。同样，其他几项试验表明，二甲双胍在特定的高危人群中具有预防乳腺癌、前列腺癌、肺癌、口腔癌和多发性骨髓瘤的能力。正在进行的研究还探讨了二甲双胍对神经退行性疾病进程以及虚弱的影响。临床前研究显示，通过遗传学或SIRT1激活化合物、NR及NMN等药理学方法提高sirtuin活性，可以延缓衰老进程。这些干预措施对小鼠、大鼠和非人灵长类动物的疾病保护模式为人体中的研究提供了范式。啮齿类动物中的研究表明，激活sirtuin可抵御由高脂饮食等引起的代谢压力。人体试验表明，NR和NMN可在口服10天后持续显著提高NAD+的水平。在给药剂量适当的情况下，这种提高可大致补充因衰老而损失的NAD+，同时不会引起NAD+水平的异常升高。2021年发表的一项糖尿病前期女性的相关研究指出，补充NMN能改善胰岛素对于肌肉的作用，从而显著提高胰岛素敏感性。另一项针对中年人的NMN试验测量了19项相关临床参数，发现体能的提高和生物年龄的降低与NMN给药呈剂量依赖性。两项关于NR和紫檀芪（Pterostilbene，Pt）（一种SIRT1激活剂）的试验显示，NR可以降低肝功能异常的指标。在第一项试验中，健康的老年人服用2个月的NR加Pt可降低血液中肝脏谷丙转氨酶（Alanine transaminase，ALT）的水平，而第二项对非酒精性脂肪肝患者进行的为期6个月的大型试验中，服用NR可降低ALT和其他两种肝脏酶的水平，并减少有毒脂质物质神经酰胺的积累。由于脂肪肝不仅容易导致更严重的肝病，而且也是代谢失调的标志之一，因此这些研究结果表明，靶向NAD+/sirtuin通路具有系统性增益。超重或肥胖的中老年人每天服用2克MIB-626型NMN可安全地增加循环中的NAD水平，并显著降低低密度脂蛋白（Low-density lipoprotein，LDL）和非高密度脂蛋白（Non high-density lipoprotein，NHDL）总量、甘油三酯、体重和舒张压。这些研究数据为开展更大规模的试验以评估NAD补充剂在改善老年人心脏代谢方面的疗效提供了理论基础。相关研究报道指出，NAD补充剂可以改善步行速度及握力测试表现，提高耐力。同样，在下午时间段服用250毫克NMN可改善通过坐立测试评估的下肢功能，并减少老年人的嗜睡。帕金森病氏症。过表达SIRT1基因或服用NAD+补充剂对许多神经退行性疾病模型具有有利影响。在一项针对帕金森病氏症（Parkinson’s disease，PD）患者的I期临床试验中，持续32天每天服用1毫克NR，大多数患者脑脊液（Cerebrospinal fluid，CSF）和大脑中的NAD+水平都有所升高。在NAD+增加的帕金森病患者中，通过帕金森病评分量表评估发现其症状有所改善。此外，脑脊液中与线粒体缺陷有关的标志物及促炎细胞因子也有所减少。这些研究结果促使挪威卑尔根的同一个研究小组启动了II期临床试验，并计划在未来进行III期临床试验。阿尔茨海默病症。一项针对健康成年人的试验研究了NR对与神经元相关的细胞外囊泡内容物的影响，细胞外囊泡中的NAD+含量增加，而与阿尔茨海默症有关的淀粉样蛋白β42（Amyloid b42，aβ42）以及与促炎通路有关的激酶的含量减少。肌萎缩性脊髓侧索硬化症（Amyotrophic lateral sclerosis，ALS）。西班牙一项对ALS患者进行的为期4个月的试点研究发现，联合施用NR与Pt是安全有效的，治疗组的ALS疾病进程明显慢于安慰剂组。共济失调性毛细血管扩张症。共济失调性毛细血管扩张症是由于ATM激酶的突变导致DNA修复功能降低，并具有包括共济失调、皮肤和神经系统表现在内的广泛表型。一项对24名共济失调性毛细血管扩张症患者施用NR的开放性研究发现，依据国际合作共济失调评估量表，NR能改善患者的共济失调症状，且在停用NR后不再发生症状的改善。轴突退化。NAD+还能防止轴突退化，在小鼠中的研究发现，上调NAD+生物合成酶NMNAT1的Wallerian变异会减缓背根神经节中轴突的退化。沿着这一思路，一种在神经元中表达的NAD+降解酶——SARM1（Sterile alpha and TIR motif containing 1），其抑制剂正在作为治疗神经退行性疾病的药物进行开发。施用NAD+补充剂与SARM1抑制剂是否具有相同的神经保护作用，仍有待进一步的试验评估。最后，还有其他一些衰老或疾病的临床前数据表明，NAD+补充剂或sirtuins基因激活可能具有保护作用，如慢性和急性肾病、心血管疾病、肌肉萎缩症、不孕症和听力损失。这些结果以及其他衰老相关疾病为正在进行的和未来计划开展的人体试验提供了更多探索机遇（表1）。GLP-1最早被认为是一种胰岛素促分泌素，随后又被证明在大脑中具有介导饱腹感的功能。使用合成GLP-1R激动剂进行的研究主要针对疾病结局，但其在控制血糖和避免代谢失调方面的作用也不可忽视。事实上，长期以来，血糖检测一直是人寿保险公司用来评估新客户死亡风险的主要指标。GLP-1药物是仅次于二甲双胍的糖尿病二线治疗药物，且处于快速上升期。大量的人体试验证明了GLP-1在减少体脂、控制高血糖和降低HbA1c（衡量糖尿病/衰老相关糖化蛋白的指标）方面的疗效。而GLP-1R激动剂（索玛鲁肽和利拉鲁肽）由于其可口服且剂量容易控制的优点，在应用上优于GLP-1本身及其多肽类似物。2018年，在SUSTAIN试验中发现，索玛鲁肽可显著促进2型糖尿病患者的体重减轻。同年，还发现索玛鲁肽能促进非糖尿病患者的体重减轻。约有三分之一的美国人患有肥胖，其引起的代谢失调会加速衰老进程，而激活GLP-1通路的药物可能会使这部分人受益。两项针对糖尿病患者的大型试验表明，索玛鲁肽和利拉鲁肽对心血管功能指标、心血管疾病导致的死亡、非致命性心肌梗塞和中风具有有利影响。另一项针对糖尿病引发的众多心血管和肾脏不良结局的荟萃分析指出，GLP-1R激动剂对糖尿病患者的这两种不良结局都有保护作用。GLP-1药物对帕金森病氏症可能产生的影响也在研究之中。发表在《柳叶刀》上的两项研究调查了GLP-1R激动剂在帕金森病氏症中的应用。第一项研究发现，与安慰剂组相比，艾塞那肽能显著改善帕金森病氏症评定量表MDS-UPDRS所测量的运动障碍临床症状。在24个国家进行的一项规模更大的多中心试验中，杜拉鲁肽证实了早先研究的结果，与安慰剂组相比，认知障碍的风险降低了14%。另一项针对糖尿病前期或糖尿病患者的试验显示，受体激动剂利拉鲁肽可改善短期记忆，同时减轻体重。另一项为期26周的试验发现，利拉鲁肽可改善阿尔茨海默病症患者大脑的葡萄糖代谢。这些发现都表明了GLP-1药物在治疗神经退行性疾病中的作用。总而言之，GLP-1R激动剂能够减轻体重，防止代谢失调，并且几乎没有副作用。根据目前对这些药物的了解，有理由对其在延长人类健康寿命的潜力持乐观态度。而这也在诸多临床试验中得到验证，不同的GLP-1类似物或受体激动剂被用于治疗与衰老相关的心血管和神经退行性疾病患者（表1）。雷帕霉素和相关化合物是靶向衰老过程干预措施的有力候选药物，因为它们可降低TORC1活性，而TORC1的失调与衰老相关。小鼠实验表明，在混合遗传品系和多种动物模型中，雷帕霉素可延长寿命。作者将在下文讨论TORC1抑制剂的优点和潜在缺陷。Mannick教授的几项试验表明，与对照组相比，依维莫司（RAD001，一种变构的TORC1特异性抑制剂）有助于增强老年人对流感疫苗的免疫应答。在第一项先导性试验中，RAD001组数据表明疫苗预防流感感染的效力提高了20%，并且通过PD-1受体减少改善T细胞耗竭情况。在第二项更大规模的试验中，RAD001再次提高了老年人接种的流感疫苗效力，提高了抗体滴度，并降低了接种疫苗后1年期内的感染率。这些发现提示TORC1抑制剂有重要应用价值，因为老年人的免疫系统较弱，疫苗在老年人中的作用效果有限。第三项试验研究TORC1抑制是否可降低总体呼吸道感染（不论疫苗接种状态如何），结果为阴性。免疫抑制剂对免疫功能的积极作用似乎令人惊讶。与雷帕霉素阻断TORC1的作用相比，较新的TORC1抑制剂可能只对其产生部分抑制作用。因此，在这些试验中，TORC1抑制剂对免疫系统的影响可能在于其靶向免疫细胞的较强选择性，例如通过降低T效应细胞的耗竭来增加其功能。一项研究发现雷帕霉素用于治疗系统性红斑狼疮后，促炎辅助性T细胞17（T helper 17，Th17）减少，调节性T细胞增加。Th17细胞减少的机制目前尚不清楚。如果未来的试验证实并深入研究这些发现，TORC1抑制剂可能会普遍应用于自身免疫性疾病，这将更符合其作为免疫抑制剂的典范。皮肤老化的部分原因是长期阳光照射导致的光老化和老年斑的出现，以及与衰老细胞积累有关的其他变化，还有正常的老化导致真皮和皮下脂肪层变薄。一项安慰剂对照试验发现，根据皮肤活检中p16的组织学定量评估，局部应用雷帕霉素增加了真皮体积和胶原，减少了衰老细胞。值得注意的是，迄今为止的试验表明，雷帕霉素可能是一把双刃剑，既能带来延缓衰老和疾病的益处，但也容易产生副作用，必须仔细权衡副作用与益处之间的关系。两项人体试验说明了这一点。一项对25名老年人进行的为期8周的安慰剂对照试验报告了雷帕霉素治疗组的5起不良事件，均发现在雷帕霉素治疗组中红细胞和血细胞比容的普遍降低。积极的一面是，调节性T细胞增加，这可以抑制细胞毒性T细胞的活性，降低炎症。另一项针对膀胱手术后患者的试验发现，由于耗竭导致的失活T细胞减少对免疫系统有益，但手术部位的伤口愈合速度减缓。雷帕霉素的许多有利和有害作用可以通过其抑制TORC1和细胞生长来解释：即减少细胞分裂可以防止T细胞耗竭，但同样的抑制可能会减缓伤口愈合或血红蛋白生成所需的细胞生长。运动通过激活TORC1、蛋白质合成和肌肉生长，增强骨骼肌和骨骼结构，从而增强体质。一系列试验表明，运动对骨骼肌的这些作用可被雷帕霉素及其类似物抑制。同样，鉴于已知雷帕霉素对蛋白质合成和细胞生长有抑制作用，并且如上所述，这些发现与二甲双胍对肌肉的作用类似，因此这些结果并不令人惊讶。来自人体试验的大量数据表明，对于那些通过运动来延长健康寿命的人来说，雷帕霉素及其类似物和二甲双胍可能是不利的。目前尚未证明TORC1特异性类似物（如依维莫司）也可阻断运动的合成代谢作用，但考虑到该复合物的已知效应，这似乎是有可能的。总之，通过使TORC1在老龄化人群中的表达水平正常化，TORC1抑制剂可能具有理想的健康应用前景。然而，由于阻断了有效的细胞生长，也出现了一些担忧。解决这一问题的诀窍可能是改善TORC1抑制剂作用的一种方式，即部分抑制TORC1来逆转TORC1水平升高诱导的衰老，但不干扰必要的细胞生长。在恒定剂量下发挥作用，并可跨越不同的细胞类型的TORC1局部抑制剂是否会被发现，目前仍有待观察。在正在进行的临床试验中，雷帕霉素和雷帕霉素类似物正在被进一步评估其改善年龄相关生物标志物和疾病的能力（表1）。目前关于亚精胺的人体临床试验很少，但已经报告了一些结果，总结如下。在亚精胺试验中，认知功能是一个明显的指标，因为自噬可能清除大脑中的aβ等聚集物。在一项探索性研究中，以调查问卷的形式对90名老年人的膳食亚精胺摄入量进行分层。据报道，亚精胺摄入量与皮质厚度和海马体体积呈正相关。在奥地利对老年人进行的另一项盲法但无安慰剂试验中，实验人员在食物中以两种浓度提供了亚精胺，接受高亚精胺组在认知测试中表现明显更好。一项纳入30名老年人的安慰剂对照试验也发现，亚精胺组在认知测试中的表现有所改善。在意大利北部进行的一项回顾性研究对829名45 - 84岁的受试者进行了20年的随访，报告称膳食亚精胺最高组的死亡率较低，这一结果在奥地利进行的一项独立研究中得到了证实。当然，这项研究不能确定亚精胺是参与者饮食或生活方式中导致长寿的原因。另一项研究发现，高水平的亚精胺分解代谢物（特别是N1-乙酰亚精胺和N1, N8 -二乙酰亚精胺）与最严重COVID -19感染者相关。急性肾损伤患者和各种恶性肿瘤患者中也发现了亚精胺分解代谢增强。如果乙酰化促进亚精胺周转，我们可以推测，在COVID-19和其他疾病表现最严重的患者中，非乙酰化的活性亚精胺库可能会以某种方式耗尽。因此，亚精胺有可能通过增加自噬来促进健康老龄化，但它在改善健康方面发挥多大作用还有待更多的人体试验测试。评估亚精胺降低高血压、治疗射血分数保留的心力衰竭（Heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）和改善老年人疫苗接种能力的临床试验正在进行中（表1）。Senolytics的人体研究结果现在才刚刚出现，但已有超过30项研究正在进行中，并计划将这种有前景的方法用于多种疾病，如骨关节炎、年龄相关性骨质疏松症、阿尔茨海默症、糖尿病/肥胖、脂肪肝、COVID-19、慢性HIV综合征、脓毒症、外周血管疾病、骨髓移植幸存者、脑癌和癌症治疗引起的组织功能障碍（癌症治疗会留下衰老细胞）。以下发表的研究主要是观察性的。一个重要的里程碑是对糖尿病肾病患者开展的一项开放性研究，该研究表明，达沙替尼（一种用于治疗癌症的酪氨酸激酶抑制剂）和槲皮素（一种植物多酚）联合使用（D + Q）减少了脂肪组织中的衰老细胞数量，表现为p16和β-半乳糖苷酶阳性细胞水平降低，同时炎症和纤维化减轻，血液SASP因子综合评分降低。随后的另一项试验发现，运动可减少T细胞的衰老，这是通过降低这些细胞中的p16、p21和TNF-α来确定的。最后，第三项研究报告运动可降低外周血单核细胞（Peripheral blood mononuclear cells，PBMCs）中的p16水平。一项针对特发性肺纤维化（IPF，一种使人衰弱并导致肺部进行性纤维化的致命疾病）患者的初步安全性试验发现，D + Q可能有缓解衰弱的症状。尿液分析发现，IPF降低了抗衰老蛋白α -klotho的水平，20名受试者接受D + Q治疗后，α -klotho的水平都得以恢复。关于D + Q治疗阿尔茨海默症的一项先导性研究也提示了其安全性。Senolytics的应用潜力与其特异性杀伤衰老而非正常细胞有关。到目前为止的数据表明，这一治疗窗口足够宽，可以释放出它们在改善人类健康寿命方面的巨大潜力。由于临床试验正在进行，未来几年将揭示它们前景的全部深度和广度（表1）。与上述干预措施相比，已有更多关于益生菌的试验，但结果仍在早期，不能确定是否可以推广。在大多数这些试验中，使用的益生菌菌株是一种乳杆菌和一种双歧杆菌，但也有一些试验使用其他菌株。以下三个类别代表了大部分已完成的研究，这些类别和其他类别的大量其他试验正在进行中。除非另有说明，以下讨论的试验均为安慰剂对照和盲法试验。如上所述，肠道微生物群影响健康的一个明确途径是它们对免疫系统的影响（无论是有益的还是有害的）。2013年一项纳入30名健康老年志愿者的早期试验首次表明，益生菌提高了自然杀伤细胞的活性。虽然一项对4项试验进行的荟萃分析倾向于证实早期研究，但另一项单独的荟萃分析发现益生菌要么没有影响，要么可以忽略不计。另一项对75岁以上受试者进行的研究发现，益生菌组的T细胞增加，人们认为这可能通过补充因衰老而减少的T细胞来提高免疫力。一项开放性研究发现，益生菌和饮食组合降低了同型半胱氨酸的水平，这是一种可能导致心脏、肾脏和认知疾病的潜在有害代谢物。评估益生菌对免疫影响的另一种方法是通过研究来衡量对感染性疾病的易感性。在这方面，一项纳入50名老年人的研究发现，多株益生菌组合降低了常见感染性疾病的数量和持续时间。另一项对58名年轻和58名老年志愿者的研究发现，产生IgG的B细胞在年轻人中增加，而在老年人中没有。最后，一项对43名在日托中心的儿童进行的研究发现，乳酸杆菌减少了上呼吸道的感染，但没有减少下呼吸道感染。总体而言，这些研究大多提示益生菌对免疫系统有一些积极的影响，但需要更多的验证。细菌的免疫刺激作用也可以在抗癌免疫疗法的背景下进行研究。因此，在Ⅰ期干预性研究中，将健康人的微生物群进行粪便微生物移植，改善了免疫检查点抑制剂对晚期黑色素瘤的疗效。在几项研究中，肠道A. muciniphila丰度与免疫检查点抑制剂对非小细胞肺癌的疗效相关，这与之前在小鼠中得出的结果（A. muciniphila口服给药可改善癌症免疫治疗的结果）相呼应。因此，似乎可以利用一些肠道微生物或微生物群落来改善抗癌免疫监测。鉴于肠道微生物群对啮齿类动物代谢健康的强大影响，这一领域可能特别有前景。为了测试益生菌能否缓解代谢综合征，研究者向82名肥胖儿童提供了含有乳酸杆菌和双歧杆菌的混合物，这些儿童的血脂谱中几个参数有所改善。同样，在128例高甘油三酯血症患者中进行的一项为期12周的试验发现甘油三酯显著降低，在使用两种不同乳杆菌菌株的试验中也报告了类似的发现。向超重和肥胖志愿者补充活的或热灭活的A. muciniphila可减少胰岛素血症，增加胰岛素敏感性，并对肝功能障碍和炎症的血液标志物产生有利影响。一项针对中年人的试验表明，通过动物乳双歧杆菌（Bifidobacterium animalis lactis）和低聚果糖的联合使用，促炎细胞因子IL-6，IL8，IFN-γ降低，中年人的炎症减轻。与益生菌对炎症的作用一致，该试验还表明益生菌组的上呼吸道感染减少，TNF-α降低。大量研究检验了益生菌对老年人（包括阿尔茨海默症患者）认知功能的影响。已有认知改善的报道，但还需要更多的确证，部分原因是与定量血液分析物等实验室检查相比，对认知功能进行定量测定更具挑战性。总体而言，益生菌为改善人类健康提供了可观的前景。益生菌对衰老和疾病的影响正被进一步评估（表1）。到目前为止的结果可能预示着益生菌对代谢性疾病和炎症的有利影响，但目前还不能就任何适应证得出确切结论。如上所述，炎症以其特异性和系统性的方式影响衰老。上述三种炎症驱动因子（IL-1、IL-6和TNF-α）也是应对感染时产生的多种因子中的一部分，也可由衰老细胞分泌。因此，抑制这些因素可能会引发炎症性衰老的减少，但同时也会导致对感染做出反应的免疫细胞生长减少。已发表的人体试验数据最多的是IL-6，它最初被认为是与衰老表型最相关的细胞因子。由于上述所有原因，人类的IL-6水平通常随着年龄的增长而增加。目前，与其他细胞因子一样，大多数IL-6的临床研究正在进行中，但尚未完成。然而，有临床数据表明，有一种组织对这种细胞因子的有害作用易感，即肠道。一项针对肠易激病患者的开放性研究发现，可溶性IL-6受体（Soluble IL-6 receptor，sIL-6R）/IL-6复合物的选择性抑制剂奥兰基西普（Olamkicept）能够缓解症状。该药物是一种可注射诱饵蛋白，包含IL-6信号传导所需的gp130辅助受体的细胞外域。当IL-6与细胞表面的受体结合时，奥兰基西普会使信号传导短路。第二项安慰剂对照试验将该药物用于溃疡性结肠炎患者也发现，该药物以剂量依赖性方式有效。此外，研究发现IL-6可促进肌细胞萎缩，提示抑制IL-6可能对改善骨骼肌滞留有益。然而，与二甲双胍和雷帕霉素一样，阻断细胞因子可能会产生意想不到的不良后果——最明显的是损害抗感染能力。事实上，一项对类风湿关节炎患者试验的分析发现，与安慰剂组相比，接受托珠单抗（一种中和IL-6的抗体）治疗组的中性粒细胞数减少，感染相应增加。可能出于这个原因，正在进行的用于评估抗炎治疗衰老相关疾病的临床试验主要依赖于阿司匹林或IL-1β抑制剂（表1）。到目前为止，一项大型随机试验已显示，如果阿司匹林用于非选定的70岁患者，则会对总死亡率产生负面影响，但目前有几项试验正在评估阿司匹林可否预防高危患者的癌症。目前，我们必须耐心等待未来几年将出现的关于抗炎和衰老相关疾病的大量新数据（表1）。与GLP-1相关疗法的情况一样，可能会出现一种新方法治疗从特定组织疾病到衰老导致的全系统缺陷，但在明确给药剂量和治疗方案时应谨慎，以避免可能出现的不必要副作用。过去30年的衰老研究已经揭示了许多可能是延缓衰老过程及衰老相关疾病的干预措施。这篇综述概述了目前正在审查的一些主要候选物，尽管未来可能会有其他方法出现。作者相信，未来几年将出现一个转折点，届时最可行的方法将变得显而易见，并推动研究人员更广泛地使用针对老龄化进程的干预措施。虽然衰老并不是FDA规定的疾病，但人们期望这些干预措施被批准用于治疗由衰老引起的疾病。药物核准标示外使用这些干预措施可以更广泛地应用于对抗衰老及其影响（图2）。在未来，衰老生物标志物（如DNA甲基化、糖基化、代谢组学和蛋白质组学）这一新兴领域可能促使FDA批准这些药物用于治疗衰老过程本身。鉴于针对衰老的人体研究势头，作者可以认为，人类健康进程可能会从根本上发生改变。但是，需要明确的是，任何药物都不能被推荐用于人体，除非其效用得到令人信服的临床试验证实。图2：目前FDA批准的和未来有前景的减缓（或逆转）衰老过程的干预措施（A） 根据FDA现行法规，必须测试干预措施对衰老依赖性疾病的效果。如果获得批准，它们可以用于更广泛的应用。（B） 在未来，衰老生物标志物的接受将允许药物测试和批准用于衰老干预，同时用于衰老相关疾病的治疗。排版：嘉明、太鑫
“老顽童说”致力于传播衰老及相关疾病的科研进展和趣味科普，解读衰老背后的科学故事。本文系公众号“老顽童说”原创，欢迎转载，转载授权请联系邮箱：lujing_0203@aliyun.com
