主题：【分享】吃掉你的年龄（译文）

在《新科学家》伦敦办公室的一间里屋中，我和俄罗斯的生化学家米哈伊尔·什切佩诺夫（Mikhail Shchepinov）坐在桌前。我们面前有两把茶勺和一个棕色的玻璃瓶。什切佩诺夫打开瓶子，倒出一勺清澈的液体喝下。他微笑着。该我了。

我也噙了一勺液体，吞下。让我惊讶的是，它尝起来有点儿甜。我还以为它的味道会和水一模一样呢，因为事实上，它就是水——更确切地说，是重水，化学式D₂O。在这里的D代表着氘，氢的同位素之一，原子量为2，而不是1。重水之所以重，便是因为有了氘。若将重水冻成冰块，它会在普通的水中沉下去。

我在这里品尝重水，是一段漫长征途的终点，其间什切佩诺夫为了阐释他18个月前提出的非凡论断而上下求索。他相信自己找到了永葆青春的灵药、在吃喝中达到长生不老的秘诀。你也许觉得这一切让什切佩诺夫听起来像个卖狗皮膏药的小贩——我最初也是这么想的，可是我对他的想法了解得越多，就越觉得他自有道理。

故事开始于两年前。那时什切佩诺夫正在英国牛津的一所生物技术公司里工作，并利用业余空闲阅读有关于衰老根源的最新动态。

最为盛行的是自由基理论。这种理论认为，之所以我们会走向老朽，是由于组成我们躯体的各种生物大分子遭到了不可逆转的损害。而造成此种破坏的罪魁祸首则是氧自由基，一种嚣张的化学物质，却同时也是新陈代谢中无法避免的副产物。

氧自由基对于电子有超乎寻常的贪婪胃口，故而格外危险；它们从所触及的一切物质——包括水，蛋白质，脂肪和DNA——身上剥夺电子，所到之处无不留下毁坏的痕迹。这些损伤日积月累，将最终导致机体的基本生化过程被彻底破坏。

损伤中最严重的一种当属氧自由基攻击蛋白质中脆弱的碳氢键而引起的羰基化反应（见下图）。这一反应已被证明与多种严重的老年疾病相关联，包括帕金森综合症，老年痴呆，癌症，慢性肾衰和糖尿病。（《欧洲分子生物学组织杂志》，第24卷，第1331页）

由基的另一些重要攻击对象还包括DNA和细胞膜里的脂肪酸。人体通常产生大量的抗氧化剂，譬如维生素与酶，来中和、清除自由基，防止它们为非作歹。但是，随着年龄增长，这些抗氧化剂同样会被自由基侵袭，无法避免失效的命运。

许多抗衰老药都以辅助机体自身的抗氧化系统为机理，譬如补充维生素C和β-胡萝卜素等，可是能证明这些药物确实有效的证据却少之又少。（《新科学家》，2006年8月5日期，第40页）

什切佩诺夫却想出一种对抗自由基的新途径。一方面，他对衰老方面的研究日渐熟悉，另一方面，他自己的日常研究工作却着眼于一门早已建立却不大被人重视的化学领域——同位素效应。在2006年圣诞节那天，他突然意识到，如果把这两者结合在一起，一种全新的延缓时光步伐的方法将诞生。

重水要变成长寿药了？

同位素效应的基本概念是，当分子含有重同位素的原子时，其发生的化学反应的速度将减缓。这是因为重同位素所形成的共价键比较轻的同位素所形成的要强壮。举例来说，由碳原子和氘组成的化学键要比碳-氢（氕-译者注）键更为坚固。当然，该效应适用于所有同位素，包括碳-13，氮-15和氧-18等（见下表）。但是，在氘这里却格外显著，因为从比例上来说，氘比氕要重得多。氘键强度可以达到氕键的80倍以上。


这都是常规化学的内容：早在二十世纪三十年代同位素效应就被发现，其原理在随后的四十年代间得以阐明。此效应作为研究复杂化学反应机理的有效手段也为时已久。

可是，什切佩诺夫却是第一个将这一效应与衰老挂上钩的人。他醒悟到，既然衰老是由自由基破坏化学共价键导致的，而通过导入重同位素能使这些化学键变得强壮，那为什么不能用同样的方法帮助脆弱的生物大分子抵御自由基的袭击呢？你只要正确地将最脆弱的化学键里的氕和碳-12换成氘与碳-13，剩下的一切，自有化学原理来帮你搞定。

2007年初，什切佩诺夫将他的想法写成文章，递交到《抗衰老研究》。他并不知道，该杂志的主编正是美国弗吉尼亚州洛顿市玛士撒拉基金会（Methuselah Foundation）的奥布里·德·格里（Aubrey de Grey）。德·格里是一位在老年医学研究界充满争议的专家，素以支持被其他研究者视为旁门左道的理论闻名于世。德·格里将他的文章付于审核并最终发表。（《抗衰老研究》，第10卷，第47页）

在文章中，什切佩诺夫指出，现有科学研究中已有大量证据支持他的观点。许多科学实验证明，同位素效应可以帮助蛋白质、脂肪酸和DNA抵抗氧化带来的损伤。

什切佩诺夫的文章将他的观点带给了更广泛的观众群，包括生物技术领域成功的企业家查里斯·康托尔（Charles Cantor）和罗伯特·莫里纳利（Robert Molinari）。他们对什切佩诺夫的想法深为赞赏，遂与他合作，组建了名为Retrotope的公司，而德·格里则出任公司的科学顾问。

我就是在此时与什切佩诺夫首次联络上的。此前我从未听说过同位素效应，而德·格里在此事中所起的作用也让我心存疑虑。但是什切佩诺夫的想法里有些东西激起我的兴趣，所以我一直在关注它。

疑虑与异议是显而易见的。首先，如何将同位素精确地引入你想让他们去的地方？人体中有数以万亿计的化学键，但其中只有相对很少的一部分容易受到自由基的攻击。其次，安全与否也是个大问题——吞下一堆重同位素可不会对你的健康有什么好处，是吗？

显然，这些疑问便是驱使我在本文开头与什切佩诺夫共进一勺重水的原因。

结果，这两条疑虑都不成其为问题。有一些重同位素确实具有放射性，故而早因安全问题而被排除在外——氚和碳-14便是两例。而其它同位素，尤其是氘和碳-13，与氕和普通碳-12一样稳定，在自然界中以微量存在，并一直是组成我们体内某些生物大分子的成份之一（见插文“重宝宝”）。

氘和碳-13从本质上来说都是无毒的。以富含碳-13的饮食喂养出来的小鼠，哪怕体内碳-13占据了全体碳原子的百分之六十，依然显得的完全正常。氘的安全纪录也很清白——只要你别摄入过量。几十年来的动物实验显示，哪怕将体内五分之一的水分都换成重水，也不会对人体带来什么病状。

类似的实验也已经在人身上展开，但其中所用的氘的剂量还较低。最近的一个实验里，被试人摄取含有低剂量重水的日常饮食达十周之久，重水的含量也被渐渐提升至占身体总水量的百分之二点五。即便如此，也没有观测到任何有害作用（《生物化学与生物物理学报》，第1760卷，第730页）。（在此类试验里——译者注），研究者还发现一些氘原子已经开始进入到蛋白质的构造之中。

然而重水并非彻底无害。在哺乳动物中，当重水含量达到百分之二十时，毒性作用开始呈现，而达到百分之三十五时，则能致命。而这一现象的本身，主要也是由同位素效应导致的：你体内的任何蛋白质都可能从重水中吸收氘原子，而这最终将全然改变你机体的生化活性。你需要引用大量的重水才会感到不适——我所饮用的五毫升重水丝毫没有损害我的健康——但即便如此，Retrotope也并未将重水作为长生不老药大肆宣传。

相反，什切佩诺夫希望将重同位素包含于所谓的“iFood”的产品之中。这种方法有很多好处，它不仅仅可以将重同位素特异地送到最为脆弱的碳氢键那里，更重要的是，在人体所需要的二十种氨基酸中，有十种因为不能被我们的身体所制造，而只能从饮食中摄取。这就意味着如果你将碳氢键已被强化过的氨基酸添加入饮食之中，体内的蛋白质将能够直接采用它们。同样，构成脂肪和DNA的材料中也有一部分必须从饮食获取，也就是说，它们也会成为“iFood”的成份之一。

重宝宝

用化学同位素来挑战衰老听起来是个新点子，可是大自然可能早就开始用这个办法来保护我们不受自由基的攻击了，而自由基则被人们认为是导致衰老的关键原因之一。人类婴儿和幼鼠生下来时体内所含的碳-13远高于他们的母亲，而人类女性在分娩时体内的碳-13则明显被耗尽。这两个现象都说明在孕期，母亲体内的碳-13被积极传向婴儿。

Retrotope是一个正在研发以同位素减缓衰老的生物技术公司。它的首席科学官米哈伊尔·什切佩诺夫说，造成这种现象的原因之一可能是，胚胎成长时有选择性地采用碳-13来构建其蛋白质、DNA和其他生物大分子，依靠重同位素将这些分子打造得更为坚固，抵御自由基的攻击。

放在进化的角度来看，这种做法很有道理，因为很多胚胎早期合成的蛋白质和DNA分子将会伴随其一生。“在一个百岁老人头脑中，他DNA里的每一个原子都还是他15岁时的那一个。”什切佩诺夫如是说。（《生物学论文集》，第29卷，第1247页）

强化鸡蛋

此外，据什切佩诺夫说，这种技术应该是完全安全的。因为与氨基酸中的碳原子相连的氘原子无法与水中的氢原子实行交换，故而不会泄漏到身体所含的水中。

另一种可能是用重水或富集重同位素的氨基酸来喂养农场里的动物，从而产出富含氘或碳-13的肉类、蛋类和乳类。

但迄今为止，“iFood”依旧只是纸上谈兵，因为没有人能生产所需的原料。为了解决这一问题，Retrotope已经与莫斯科的生物与有机化学研究所以及白俄罗斯的明斯克国立大学签约，打造合适的氨基酸与脂肪酸。“在俄罗斯有很多优秀的同位素化学家。”康托尔说。

Retrotope所面临的另一个障碍是成本。在目前的价格下，一升重水将花去你300美元。“同位素很贵，”什切佩诺夫说，“但本不该如此。提取技术已经存在，只不过没人需要它们。”

除非需求增加，否则没人有动力去大量生产同位素，这就导致了价格居高不下。

这些阻力并未阻止Retrotope开展研究项目来检测什切佩诺夫的点子。在俄罗斯的衰老生物学研究所里，一组科学家给果蝇饮用不同量的重水，想看看这对它们的寿命有什么影响。虽然在高剂量的情况下是致命的，少量的重水却能将果蝇的寿命延长百分之三十。

这是个充满希望的开端，但是要把它推及人类还为时过早。我们不知道用这种方式能否延长人类的寿命，也不知道要摄入多少富含氘的食物才能见效。

“这只是初期实验的结果，它必须在不同条件下都能被重复观察到才行。”什切佩诺夫说，“譬如，果蝇可能只是不喜欢吃这种（富含氘）的饮食，（吃得少了，卡路里摄入自然降低，——译者注）我们看到的这种（长寿）效果可能不过是‘热量限制’的结果（热量限制是目前被动物实验证明能增长寿命的唯一方法）。我们必须做更多的实验，但不管怎么说，还是……”

Retrot ope已吸收了某些重量级的老年医学专家与德·格里一起担任它的科学顾问，其中包括纽约阿尔伯特爱因斯坦医学院（Albert Einstein College of Medicine）的简·维吉（Jan Vi je）和加州大学旧金山分校（Univ ersity of Cal ifornia, San Francisco）的辛西娅·凯尼恩（Cynthia Kenyon）。凯尼恩最近已经开始进行Retrotope的第二轮实验，以富有氘的食物喂养线虫。

“这是个美妙的想法，”维吉说，“它为延缓衰老提供了相当大的可能。”但是他同时也提醒我们说，什切佩诺夫所提的理论基于“衰老的根源在自由基” 这一论断。而这一论断的本身虽然是该领域当今的流行观点，很多研究者却认为仅由自由基出发并不足以解释衰老过程中所发生的全部生物学变化。（《自然》，第451卷，第644页）

正是这一切让其他主流科学家心怀疑虑。“什切佩诺夫的想法很有意思，但是我们发现只有从多种根源来考究衰老的问题才是有意义的，”英国纽卡斯尔大学（University of New c a stle）的汤姆·科克伍德（Tom Kirkwood）说，“在这个领域的历史中充满着各种假说，其中每一个都只能在一定程度上被实验数据所证实。所以，他所提出的这种机制也很可能只是巍巍楼阁之一角而已。”

其他人则表现得更加乐观。“我听说过一些关于长寿的疯狂点子，但我对这个观点特别着迷，”加州诺瓦托的劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Ber keley National Laboratory）与巴克衰老研究中心（Buck Institute for Age Research）的朱迪斯·坎皮西（Judith Campisi）说，“它非常新颖，饱含独创性。”

虽然Retrotope将把主要精力放在衰老方面，什切佩诺夫却提到，他对探索同位素效应在其他方面的应用也颇有兴趣。譬如它也许可以帮助宇航员抵挡宇宙射线与致电离辐射所带来的影响，因为它们损害人体的原理与衰老颇有相似之处。

氧化反应对碳氢键的攻击是许多其他领域——譬如药物设计、癌症、化妆品和电子业——所面对的问题。如果衰老这条路走不通，Retrotope还可以试试别的。

“我们得搞清楚哪些能成功，哪些不能，以及在能成功的那些里面，哪些能带来商业利润，”康托尔说，“但我相信它总会在某个方面成功的，因为它的科学根基相当合理。”

当然，合理的科学基础并不能保证什切佩诺夫已经解决了数千年来困扰人类的难题。实际上，他的理论最终很可能被应用于平淡无奇的领域，譬如保护塑料产品免于在光照后退色。但在他的狂想被证明失败之前，我还是宁愿相信，与我共进重水的那位科学家将会在我身后漫长的岁月里依旧名留青史。