概览:布莱克本扩展了她获得诺贝尔奖的端粒研究工作,开发出旨在评估心脏病、癌症和其他慢性疾病总体风险的衡量标准。
在伊丽莎白·H·布莱克本对细胞内部的分子时钟的工作原理进行开创性研究几十年后,这个时钟仍然是新闻头条。布莱克本和其他研究人员最近的实验表明,这些被称为端粒的细胞时钟可能充当一个人是否保持健康的晴雨表。
端粒是染色体末端的 DNA 片段,保护染色体免于磨损和相互粘连。但是,每次细胞分裂(如免疫细胞和皮肤细胞那样)时,端粒都会缩短一点。这种缩短使端粒成为细胞衰老的标志。在某些细胞中,一种叫做端粒酶的酶会补充丢失的片段。然而,在另一些细胞中,缩短过程会不受阻碍地进行。当端粒侵蚀超过某个点时,细胞会停止分裂,要么进入衰老的静止状态,要么死亡。布莱克本和她曾经的研究生卡罗尔·W·格雷德(现就职于约翰·霍普金斯大学)以及哈佛医学院的杰克·W·绍斯塔克共同获得了 2009 年诺贝尔生理学或医学奖,以表彰他们阐明了许多这些过程。
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布莱克本在位于加利福尼亚州旧金山的加州大学工作,她从未停止前进的脚步。2004 年,她和健康心理学家埃丽莎·S·埃佩尔发表了一篇论文,将心理压力与白细胞中的端粒缩短联系起来。这燃起了端粒研究的热情。如今,大量研究表明,较短的端粒与各种疾病之间存在关联。相反,较长的端粒与运动和减压等行为有关。这些研究表明,可以直接使用端粒长度(通过简单的血液测试测量)来提供整体健康状况的快照,并一窥衰老过程。
去年,布莱克本与人在加利福尼亚州门洛帕克共同创立了一家名为 Telome Health 的公司,通过医疗服务提供商向研究中心和个人提供血液测试。另一家名为 Life Length 的集团已在马德里成立了一家端粒检测公司。这些测试即将发布的消息引发了关于其有用性的争议。《大众科学》撰稿人西娅·辛格最近与布莱克本谈了她的工作。以下是摘录。
《大众科学》:我们已经听过很多关于细胞如何随着端粒缩短而“衰老”的说法。但是,这种缩短与整个身体的衰老有什么关系呢? 布莱克本:许多研究表明,端粒缩短预示着患心血管疾病、糖尿病、阿尔茨海默病和某些癌症甚至死亡的风险。在我的加州大学旧金山分校同事玛丽·胡利的心脏和灵魂研究中,该研究追踪了 780 名 60 多岁的老年人四年,端粒缩短被证明是死亡的风险因素。犹他大学遗传学家理查德·考索恩追踪了 143 人 15 至 20 年,发现端粒较短的人的死亡率几乎是端粒较长的人的两倍。
也许,那么,我们应该改变我们谈论端粒缩短的方式,用“衰老疾病的风险”等短语代替“衰老”和“细胞衰老”等词。
是的,我认为应该这样。我不喜欢衰老的想法,因为我认为它不是很有帮助。
有什么证据表明慢性压力和童年创伤等生活事件与端粒缩短有关?
让我们看看童年创伤。研究发现,童年创伤的数量在数量上与成人端粒缩短的程度有关:创伤越多,端粒越短。我们的研究表明,长期患病儿童的看护母亲所经历的慢性压力年数与端粒缩短程度之间存在显著相关性。
长期研究还表明,我们可能能够通过饮食和锻炼等行为来减缓端粒缩短,甚至延长我们的端粒。请告诉我这方面的情况。
在对患有稳定冠状动脉疾病的人进行为期五年的研究中,我们发现血液中海洋 omega-3 脂肪酸水平较高的人,其总体端粒缩短程度较小,并且那些端粒在五年内实际延长的人更有可能一开始就具有较高的 omega-3 水平。我们有关于这些人发生了什么的数据,但尚未发表。
我应该增加 omega-3 的剂量吗?
这些受试者现在都 60 多岁了,并且患有轻度冠心病,在研究开始时病情稳定。因此,这些结果与这些人有关。这可能不适用于 80 岁或 90 岁或 15 至 20 岁的人。
您曾说过,“旧的医疗模式”侧重于运行测试以确定哪种治疗方法可以最好地根除传染源。但是,如今,医生经常处理由多种原因长期引起的慢性疾病。端粒研究如何为这种新模式做出贡献?
端粒研究通常不关注特定的诊断本身。对于大多数人来说,我们看到的是与一组进行性疾病的统计关系,这些疾病通常同时发生,并且随着年龄的增长而变得更加普遍。我们认为它们可能具有一些相似的潜在生物学机制。人们对慢性炎症的想法非常感兴趣——慢性炎症可能通过白细胞中的端粒缩短来读取,甚至可能部分由端粒缩短引起——可能是一些我们分别称之为糖尿病和心血管疾病并分别治疗的疾病的潜在原因。端粒长度是一个数字,它捕获了多种生理影响。
您认为临床医生正在赶上这种观点吗?
我认为临床医生想知道什么是可操作的。我认为使用端粒长度作为监测设备的想法——这可能是可操作的。
您关于“癌症拦截”的论文——使用药物和其他积极手段在癌症确立之前阻止癌症——与这个概念不谋而合。
是的,没错。重点是尽早拦截——在您进入全面疾病阶段之前,这会造成巨大的人力和经济成本。癌症研究使我们能够了解癌症的早期和更早期的阶段以及癌症如何进展。因此,现在我们知道,特定的药物实际上可能在特定癌症的非常早期阶段起作用。将这种想法推向极端,可能是:也许我们可以考虑人们患上某些癌症的风险因素是什么,然后可以在疾病发生之前对其进行治疗。研究人员正在研究某些结肠癌的高风险人群,并且存在某些拦截它们的方法,例如。
端粒在拦截图中处于什么位置?
在小鼠中,很明显,端粒缩短是显著的癌症风险。我们仍然需要了解这在人类中是如何表现的。但这已经在人群队列中看到了;如果您查看癌症组或某些个体癌症的风险,端粒缩短可以预测后期的风险。这可能是因为免疫系统——当您查看白细胞中的端粒时,您正在查询免疫系统——正在受到损害。或者可能是存在慢性炎症状态,从而促进了癌症的发生。或者癌细胞本身由于其端粒太短而具有基因组不稳定性,这正在促进癌症的发生。
端粒长度和癌症风险是否存在遗传成分?
德克萨斯大学 M. D. 安德森癌症中心的简·顾领导了一项有趣的研究,暗示答案有时是肯定的。他和他的同事们进行了公正的观察,看看端粒缩短和癌症风险是否在遗传上相关。他们发表的论文集中在膀胱癌上。他们问道:基因组中的哪些变异与癌症风险相关?他们发现了一种与端粒缩短和癌症风险相关的遗传变异。然后,他们寻找基因本身,发现它是与免疫细胞功能相关的基因。
最近的新闻标题说,针对个人的端粒测试将告诉您您能活多久。请根据科学原理解释一下,端粒测试将告诉我们什么。
关于该测试将预测您能活多久的说法——我称之为愚蠢。该测试不会诊断疾病。它也不会告诉您您是否能活到 100 岁。但是,随着时间的推移,如果您从统计学的角度来看,它会告诉您概率——也就是说,您可能更有可能或不太可能患上一些常见的衰老疾病。除了我们公司之外,还有一家成立旨在测量端粒长度的公司,它给自己起了个名字叫“Life Length”,我认为这开始对人们意味着某些东西。这可能是一个不幸的名字。
使用该测试的测量结果最有利的方式是什么?
我们尚不清楚是否存在最佳方式。我们确实知道,您可以在六个月甚至四个月内看到端粒长度的变化,但在一周内看不到。根据科学原理,您可以在曲线上绘制的测量值越多,您就越能看到趋势。因此,六个月的方法似乎是合理的。
该测试听起来类似于胆固醇测试:它给您一个百分位数——您相对于年龄、性别、生活方式行为等相似的人的正常水平所处的位置。
是的,没错,尽管胆固醇更具体地与心血管疾病有关。端粒测试更笼统。您可以将其视为体重:体重可以作为许多健康方面的指标。显然,如果体重过高,那就不好了。同样,如果端粒真的非常短,那也不好。但是,然后有一个完整的范围。医生会使用体重,对吧?这是一件有用的东西。他们会随着时间的推移来观察它。我认为端粒长度也是类似的;它是一个整合了许多不同事物的数字。从临床上讲,您不会单独使用它。
端粒测试的批评者表示,胆固醇测试是有用的,因为有足够的数据可以使科学家建立诸如“高”和“低”胆固醇之类的正常值,但还没有足够的数据来建立端粒长度的正常值。
我不认为这是真的。现在的科学家非常成熟——我们不必将所有人混为一谈。我们可以将人们分组。现在,在各种人群队列中,有成千上万的端粒长度,我认为我们对应该期望的类型有一个合理的概念。当然,越多总是越好。但是您必须从某个地方开始。在研究环境和个人中,对进行端粒测量都有非常强烈的需求。我们的想法是,我们可以开始发布这些测量结果,而不会夸大您可以从中推断出的精度。
您为什么决定创办一家公司,而不是在您在加州大学旧金山分校的实验室进行测量?
拥有负责任、可靠的技术来提供此类测量非常重要。我们在加州大学旧金山分校处理所有请求的能力不堪重负,因此我们将该技术转移到了公司。
您如何回应人们对人寿保险和医疗保险公司可能使用端粒测试结果来确定承保资格的担忧?
我们无法隐藏信息。但是,我们当然可以尽力确保我们提供的任何临床信息都是准确的,并在适当的背景下考虑,并且不会出于排斥原因而被科学地滥用。此外,鉴于端粒测试测量结果仅提供概率,因此它们将是做出此类决策的糟糕来源。但这确实是必须不断思考的事情。我们的目标是提供测试,作为帮助人们更好地掌控自己健康的一种方式。
批评者将端粒测试与有时被炒作的直接面向消费者的基因测试进行比较,后者提供查找您的基因变异并告诉您您对某些疾病的易感性。这些端粒测试有何不同?
端粒测试不是直接面向消费者的。我们应该非常清楚。我们计划从 10 月开始通过健康专业人士提供这些测试。多个人群队列和多项研究已经建立了端粒缩短与疾病风险之间的明确统计联系。端粒科学最近正以惊人的速度发展,有时对于未参与此类研究的科学家来说,很难跟上步伐。
您是否正在测量自己的端粒?
是的,当公司开始提供个人测试时。我对此充满期待。