概覽:布萊克本擴充套件了她獲得諾貝爾獎的端粒研究工作,開發出旨在評估心臟病、癌症和其他慢性疾病總體風險的衡量標準。
在伊麗莎白·H·布萊克本對細胞內部的分子時鐘的工作原理進行開創性研究幾十年後,這個時鐘仍然是新聞頭條。布萊克本和其他研究人員最近的實驗表明,這些被稱為端粒的細胞時鐘可能充當一個人是否保持健康的晴雨表。
端粒是染色體末端的 DNA 片段,保護染色體免於磨損和相互粘連。但是,每次細胞分裂(如免疫細胞和皮膚細胞那樣)時,端粒都會縮短一點。這種縮短使端粒成為細胞衰老的標誌。在某些細胞中,一種叫做端粒酶的酶會補充丟失的片段。然而,在另一些細胞中,縮短過程會不受阻礙地進行。當端粒侵蝕超過某個點時,細胞會停止分裂,要麼進入衰老的靜止狀態,要麼死亡。布萊克本和她曾經的研究生卡羅爾·W·格雷德(現就職於約翰·霍普金斯大學)以及哈佛醫學院的傑克·W·紹斯塔克共同獲得了 2009 年諾貝爾生理學或醫學獎,以表彰他們闡明瞭許多這些過程。
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布萊克本在位於加利福尼亞州舊金山的加州大學工作,她從未停止前進的腳步。2004 年,她和健康心理學家埃麗莎·S·埃佩爾發表了一篇論文,將心理壓力與白細胞中的端粒縮短聯絡起來。這燃起了端粒研究的熱情。如今,大量研究表明,較短的端粒與各種疾病之間存在關聯。相反,較長的端粒與運動和減壓等行為有關。這些研究表明,可以直接使用端粒長度(透過簡單的血液測試測量)來提供整體健康狀況的快照,並一窺衰老過程。
去年,布萊克本與人在加利福尼亞州門洛帕克共同創立了一家名為 Telome Health 的公司,透過醫療服務提供商向研究中心和個人提供血液測試。另一家名為 Life Length 的集團已在馬德里成立了一家端粒檢測公司。這些測試即將釋出的訊息引發了關於其有用性的爭議。《大眾科學》撰稿人西婭·辛格最近與布萊克本談了她的工作。以下是摘錄。
《大眾科學》:我們已經聽過很多關於細胞如何隨著端粒縮短而“衰老”的說法。但是,這種縮短與整個身體的衰老有什麼關係呢? 布萊克本:許多研究表明,端粒縮短預示著患心血管疾病、糖尿病、阿爾茨海默病和某些癌症甚至死亡的風險。在我的加州大學舊金山分校同事瑪麗·胡利的心臟和靈魂研究中,該研究追蹤了 780 名 60 多歲的老年人四年,端粒縮短被證明是死亡的風險因素。猶他大學遺傳學家理查德·考索恩追蹤了 143 人 15 至 20 年,發現端粒較短的人的死亡率幾乎是端粒較長的人的兩倍。
也許,那麼,我們應該改變我們談論端粒縮短的方式,用“衰老疾病的風險”等短語代替“衰老”和“細胞衰老”等詞。
是的,我認為應該這樣。我不喜歡衰老的想法,因為我認為它不是很有幫助。
有什麼證據表明慢性壓力和童年創傷等生活事件與端粒縮短有關?
讓我們看看童年創傷。研究發現,童年創傷的數量在數量上與成人端粒縮短的程度有關:創傷越多,端粒越短。我們的研究表明,長期患病兒童的看護母親所經歷的慢性壓力年數與端粒縮短程度之間存在顯著相關性。
長期研究還表明,我們可能能夠透過飲食和鍛鍊等行為來減緩端粒縮短,甚至延長我們的端粒。請告訴我這方面的情況。
在對患有穩定冠狀動脈疾病的人進行為期五年的研究中,我們發現血液中海洋 omega-3 脂肪酸水平較高的人,其總體端粒縮短程度較小,並且那些端粒在五年內實際延長的人更有可能一開始就具有較高的 omega-3 水平。我們有關於這些人發生了什麼的資料,但尚未發表。
我應該增加 omega-3 的劑量嗎?
這些受試者現在都 60 多歲了,並且患有輕度冠心病,在研究開始時病情穩定。因此,這些結果與這些人有關。這可能不適用於 80 歲或 90 歲或 15 至 20 歲的人。
您曾說過,“舊的醫療模式”側重於執行測試以確定哪種治療方法可以最好地根除傳染源。但是,如今,醫生經常處理由多種原因長期引起的慢性疾病。端粒研究如何為這種新模式做出貢獻?
端粒研究通常不關注特定的診斷本身。對於大多數人來說,我們看到的是與一組進行性疾病的統計關係,這些疾病通常同時發生,並且隨著年齡的增長而變得更加普遍。我們認為它們可能具有一些相似的潛在生物學機制。人們對慢性炎症的想法非常感興趣——慢性炎症可能透過白細胞中的端粒縮短來讀取,甚至可能部分由端粒縮短引起——可能是一些我們分別稱之為糖尿病和心血管疾病並分別治療的疾病的潛在原因。端粒長度是一個數字,它捕獲了多種生理影響。
您認為臨床醫生正在趕上這種觀點嗎?
我認為臨床醫生想知道什麼是可操作的。我認為使用端粒長度作為監測裝置的想法——這可能是可操作的。
您關於“癌症攔截”的論文——使用藥物和其他積極手段在癌症確立之前阻止癌症——與這個概念不謀而合。
是的,沒錯。重點是儘早攔截——在您進入全面疾病階段之前,這會造成巨大的人力和經濟成本。癌症研究使我們能夠了解癌症的早期和更早期的階段以及癌症如何進展。因此,現在我們知道,特定的藥物實際上可能在特定癌症的非常早期階段起作用。將這種想法推向極端,可能是:也許我們可以考慮人們患上某些癌症的風險因素是什麼,然後可以在疾病發生之前對其進行治療。研究人員正在研究某些結腸癌的高風險人群,並且存在某些攔截它們的方法,例如。
端粒在攔截圖中處於什麼位置?
在小鼠中,很明顯,端粒縮短是顯著的癌症風險。我們仍然需要了解這在人類中是如何表現的。但這已經在人群佇列中看到了;如果您檢視癌症組或某些個體癌症的風險,端粒縮短可以預測後期的風險。這可能是因為免疫系統——當您檢視白細胞中的端粒時,您正在查詢免疫系統——正在受到損害。或者可能是存在慢性炎症狀態,從而促進了癌症的發生。或者癌細胞本身由於其端粒太短而具有基因組不穩定性,這正在促進癌症的發生。
端粒長度和癌症風險是否存在遺傳成分?
德克薩斯大學 M. D. 安德森癌症中心的簡·顧領導了一項有趣的研究,暗示答案有時是肯定的。他和他的同事們進行了公正的觀察,看看端粒縮短和癌症風險是否在遺傳上相關。他們發表的論文集中在膀胱癌上。他們問道:基因組中的哪些變異與癌症風險相關?他們發現了一種與端粒縮短和癌症風險相關的遺傳變異。然後,他們尋找基因本身,發現它是與免疫細胞功能相關的基因。
最近的新聞標題說,針對個人的端粒測試將告訴您您能活多久。請根據科學原理解釋一下,端粒測試將告訴我們什麼。
關於該測試將預測您能活多久的說法——我稱之為愚蠢。該測試不會診斷疾病。它也不會告訴您您是否能活到 100 歲。但是,隨著時間的推移,如果您從統計學的角度來看,它會告訴您機率——也就是說,您可能更有可能或不太可能患上一些常見的衰老疾病。除了我們公司之外,還有一家成立旨在測量端粒長度的公司,它給自己起了個名字叫“Life Length”,我認為這開始對人們意味著某些東西。這可能是一個不幸的名字。
使用該測試的測量結果最有利的方式是什麼?
我們尚不清楚是否存在最佳方式。我們確實知道,您可以在六個月甚至四個月內看到端粒長度的變化,但在一週內看不到。根據科學原理,您可以在曲線上繪製的測量值越多,您就越能看到趨勢。因此,六個月的方法似乎是合理的。
該測試聽起來類似於膽固醇測試:它給您一個百分位數——您相對於年齡、性別、生活方式行為等相似的人的正常水平所處的位置。
是的,沒錯,儘管膽固醇更具體地與心血管疾病有關。端粒測試更籠統。您可以將其視為體重:體重可以作為許多健康方面的指標。顯然,如果體重過高,那就不好了。同樣,如果端粒真的非常短,那也不好。但是,然後有一個完整的範圍。醫生會使用體重,對吧?這是一件有用的東西。他們會隨著時間的推移來觀察它。我認為端粒長度也是類似的;它是一個整合了許多不同事物的數字。從臨床上講,您不會單獨使用它。
端粒測試的批評者表示,膽固醇測試是有用的,因為有足夠的資料可以使科學家建立諸如“高”和“低”膽固醇之類的正常值,但還沒有足夠的資料來建立端粒長度的正常值。
我不認為這是真的。現在的科學家非常成熟——我們不必將所有人混為一談。我們可以將人們分組。現在,在各種人群佇列中,有成千上萬的端粒長度,我認為我們對應該期望的型別有一個合理的概念。當然,越多總是越好。但是您必須從某個地方開始。在研究環境和個人中,對進行端粒測量都有非常強烈的需求。我們的想法是,我們可以開始釋出這些測量結果,而不會誇大您可以從中推斷出的精度。
您為什麼決定創辦一家公司,而不是在您在加州大學舊金山分校的實驗室進行測量?
擁有負責任、可靠的技術來提供此類測量非常重要。我們在加州大學舊金山分校處理所有請求的能力不堪重負,因此我們將該技術轉移到了公司。
您如何回應人們對人壽保險和醫療保險公司可能使用端粒測試結果來確定承保資格的擔憂?
我們無法隱藏資訊。但是,我們當然可以盡力確保我們提供的任何臨床資訊都是準確的,並在適當的背景下考慮,並且不會出於排斥原因而被科學地濫用。此外,鑑於端粒測試測量結果僅提供機率,因此它們將是做出此類決策的糟糕來源。但這確實是必須不斷思考的事情。我們的目標是提供測試,作為幫助人們更好地掌控自己健康的一種方式。
批評者將端粒測試與有時被炒作的直接面向消費者的基因測試進行比較,後者提供查詢您的基因變異並告訴您您對某些疾病的易感性。這些端粒測試有何不同?
端粒測試不是直接面向消費者的。我們應該非常清楚。我們計劃從 10 月開始透過健康專業人士提供這些測試。多個人群佇列和多項研究已經建立了端粒縮短與疾病風險之間的明確統計聯絡。端粒科學最近正以驚人的速度發展,有時對於未參與此類研究的科學家來說,很難跟上步伐。
您是否正在測量自己的端粒?
是的,當公司開始提供個人測試時。我對此充滿期待。