狗为研究人类衰老探路

2021-09-29 22:03贝莫亭
科学之谜 2021年7期
关键词:雷帕宠物狗霉素

贝莫亭

雄心勃勃的“宠物狗衰老项目”

2020年1月,美国科学家们开始了一项雄心勃勃的医学实验。他们从10万名申请者中——有年轻的、有年老的、有城市的、有农村的、有胖的、有瘦的、有黑的、有白的、有棕色的——筛选出1万名,然后花数年时间研究他们健康的各个方面,包括为什么他们中的一些老得慢,以及药物能否延缓他们的衰老。

在试验期间,受试者将被带出去散步。他们会追球,互相闻屁股,对着灯柱撒尿……这一切不是实验设计者要求他们做的,而是因为实验对象是我们的亲密伙伴——宠物狗。

这是美国华盛顿大学开展的“宠物狗衰老项目”。这是人类迄今最大规模的动物试验。这个项目将会告诉我们很多关于狗衰老的知识,但真正目的是了解我们自己是怎么衰老的,以及如何延缓衰老。

在招募到1万只狗之后,研究人员将对它们进行基因组测序,对其中的1000只狗还将进行其他几项检查:表观遗传标记(附着在DNA上,能改变基因活性,甚至能起到基因开关作用的化学物质);生活在狗的肠道内的微生物群;以及它们身体代谢产生的一些重要分子。以上这些都被认为会影响衰老过程,但如何影响的,目前还不清楚。

这一切完成之后,研究人员将对所有这1万只狗的余生进行跟踪,定期对主人进行问卷调查和派兽医检查。

为什么是狗?

用动物来研究人类疾病的做法并不新鲜。现代医学的大厦很大程度上是建立在动物实验的基础上的。譬如,实验室里经常让小鼠患上人类的某种疾病,然后测试各种药物的疗效。但是,这些实驗虽然很有用,但作用也很有限。小鼠和我们之间毕竟差距太大,在小鼠身上试验成功的药物,在我们身上并不一定灵验,依然可能有一定的风险。

狗的块头跟人类接近,因此采用狗做实验,可以在小鼠试验和人体试验之间搭建一座桥梁。此外,很多人爱狗心切,会非常乐意自家生病的狗接受试验性治疗。治疗人类淋巴瘤的药物伊布替尼就是先在宠物狗身上进行测试,然后又在人身上试验,最后才被批准面市的。

“宠物狗衰老项目”将把狗作为实验动物的想法提高到了新的水平。除了测试一种特定的药物外,它还将研究衰老过程的方方面面。

事实证明,狗是研究衰老的一种极佳动物。它们的衰老方式与人类相似,与年龄相关的人类的各种疾病和功能衰退,基本上都会在宠物狗身上出现。宠物狗还与我们共享家园,生活在相同的环境——而环境是决定健康的一个重要因素。在发达国家,宠物狗还拥有一个仅次于人类的医疗保健系统,兽医通常会保留详细的医疗记录。

此外,宠物狗不仅大小、外形、毛发颜色和行为,而且它们所得的疾病,都具有丰富的多样性:有些品种易得心脏病,但从未得过癌症;有些品种易得癌症,但从未得过心脏病;有长寿的品种,也有短命的品种。所有这些多样性为我们创造了一个巨大的研究衰老的机会。

最后,一个很重要的原因:狗的寿命在10-15年之间,比人类要短得多。与人类相比,狗衰老的过程大大缩短了。这意味着,在同样长的一段时间里,狗的衰老更为明显,研究起来也更为方便。

同为宠物,猫就不具备狗的许多优势。譬如,猫的品种没有宠物狗多,猫的寿命也比狗长。

这一切,让宠物狗成了研究衰老的首选动物。

参与“宠物狗衰老项目”的科学家将定期检查参加试验的狗的身体

试验抗衰老药物

从人类的角度看,“宠物狗衰老项目”最激动人心的部分也许是一个名为TRIAD的小型实验。该试验将在500只狗身上测试雷帕霉素的效果。

雷帕霉素最早是作为器官移植的药物被开发的,但后来,小剂量的雷帕霉素被证明能够延长动物的寿命。这种药物目前是人类最有希望的抗衰老药物之一。

研究小组将招募7岁或以上的健康中年狗,给其中一半的狗注射小剂量雷帕霉素,每周三次,为期三年;其余的狗将被给予安慰剂。然后将对这些狗进行长达10年的跟踪,看看是否对其寿命发生影响。从理论上来说,狗的寿命的任何变化在停药后三年内就能观察得到。

狗的寿命能延长多少目前还不得而知,但雷帕霉素对小鼠的寿命影响很大,这已是不争的事实。在一个实验中,研究人员给一群20个月大的小鼠(小鼠的这个年龄,在狗中相当于7岁的狗,在人类中相当于60岁的人)连续三个月注射小剂量雷帕霉素,然后停止用药。注射安慰剂的小鼠活到了标准寿命,平均约为30个月。但注射小剂量雷帕霉素的小鼠寿命明显延长,平均多活了2个月——这在小鼠的生命中已经是很长的时间了。寿命最长的活到了44个月,在人类中,大约相当于140岁。

20个月大的小鼠平均多活2个月的效果,推算到狗身上,相当于7岁的狗增加了3-4年的预期寿命;推算到人类身上,相当于一个60岁的人,增加了大约20年的预期寿命。

你可能会想,那我们还在等什么呢,赶快注射雷帕霉素吧。但是,一种药物要想用到人身上,必须通过很多道临床试验。这说起来容易做起来难。想象一下,要想在人类身上重复小鼠的实验,你将不得不招募一批60岁的人,给其中一半的人注射雷帕霉素9年,然后等待足够长的时间,看看它是否有效。你可能要为此等上几十年。所以,在人身上做临床试验是不可行的。这就是需要狗的地方。在狗身上一切都发生得更快,我们可以在短短几年内就能了解到很多东西。

“不老药”初步显效

这不是首次给狗注射雷帕霉素。事实上,在此之前科学家已经完成了一项涉及24只中年狗的小规模研究。在注射雷帕霉素或安慰剂10周后,这些狗接受身体检查。

该试验规模不大,时间也不够长,没有观察到寿命的明显延长,但确实表明注射雷帕霉素的狗有一些健康指标有了改善。譬如,狗的左心室功能有了改善。左心室是心脏中将血液输送到全身的腔室,随着狗(和人类)年龄的增长,左心室的功能会衰弱。此外,一些参加试验的狗的主人说,他们的宠物更有感情了,这表明狗的认知功能有了改善。

如果TRIAD的试验成功,这将推动雷帕霉素被正式批准作为人类抗衰老药物。即使失败了,TRIAD也将为未来的抗衰老试验铺平道路。

用狗研究衰老,除了“宠物狗衰老项目”,目前还有其他一些项目正在运行中。例如,丹麦哥本哈根大学动物医院的一个团队正在用宠物狗来研究与年龄有关的认知能力下降。老狗可能会得一种被称为“犬类认知功能障碍”的痴呆症,这种病的症状与人类的老年痴呆症极为相似。研究这种疾病,使狗和人类都能从中受益。

拓展阅读

               狗有“狗聪明”吗?

我们经常听人夸自家的狗如何聪明。有一种看法,认为狗的独特性在于它们能够读懂人类的手势。

为这种看法提供佐证的是这样一个实验:在两个倒扣的杯子中,其中一个藏有食物,但狗不知道藏食物的杯子是哪一个。然后,一个人指着装有食物的杯子,狗就跟着他的手势去找,终于找到了食物。

很简单,是吗?然而,实验表明,其他动物,甚至黑猩猩,都做不到。它们读不懂人的手势!

然而,随着研究的深入,这一观点开始动摇。能读懂人的手势并不是狗的独特之处。事实上,与人长期生活在一起并完全依赖人满足其所有需求的动物,譬如由人饲养的马、山羊、海豚和从小家养的狼,甚至蝙蝠,都对人的一举一动敏感,都能读懂人的手势。前面的实验中,它们之所以失败,是因为它们跟做手势者不熟悉的缘故。

不过,虽然家养的狼也能做到这一点,并不意味着狗就没有特别之处。

有一项测试动物交际能力的办法是这样的:你让人坐在一把椅子上,在椅子周围划出一个半径为1米的圆圈,然后测量在2分钟内,动物选择在圆圈内度过的时间。

如果你在家里对你的狗做这个测试,假设你和狗事先已经分开了一小段时间,你会发现大多数狗2分钟内全部呆在圈内。对于家养的狼,即使椅子上坐着的是它们自小认作父母的主人,而且同样已经分开了一小段时间,它们在圈内也呆不到40秒。

这说明狗的交际能力确实要优于狼,哪怕狼自小与人类生活在一起。

这种交际能力的差异源于基因。狗的染色体中有几个特殊的基因,在人类中,它们与威廉姆斯综合症(一种遗传疾病,患者长着一副小精灵似的面孔,但有轻度的智力障碍,性格外向,喜欢社交)有关。这种综合症有许多影响,其中之一是喜欢群居。狼身上就没有这些基因。

自小家養的狼也能读得懂主人的手势

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