COVID-19、疫苗、壓力加速人類衰老?

2023年01月19日21:11:03 科學 1616

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傳染病、孤獨感和壓力會影響細胞老化,使人們變得不那麼健康並縮短壽命。

隨著 COVID-19 大流行的繼續,我們可能會覺得自己衰老的速度比以前更快了,這一點也不奇怪。加速衰老可能是由多種因素造成的,其中一些因素已在大流行中突顯。感染、慢性壓力和孤獨都會影響衰老過程,加劇健康狀況並縮短壽命。

直到大約 20 年前,科學家們還認為衰老是不可改變的,而且認為每個人的衰老速度都是一樣的,位於馬里蘭州巴爾的摩的美國國家老齡化研究所的老年病學家和流行病學家費魯奇說。雖然有些人看上去比同齡的人更健康,但仍無法改變不同個體隨著年齡的增長而經歷的生理或認知衰退。

如今,隨著科學家對身體衰老研究的越來越精細化,很顯然,有些人對這些和其它壓力源具有顯著的彈性,這一觀察結果推動了對生活經驗如何減緩衰老過程的進一步研究。

費魯奇說,這種想法在 20世紀80 年代開始發生變化,當時研究人員將秀麗隱桿線蟲的小基因改造與更長的壽命聯繫起來,顯示了干預的潛在途徑。隨後的研究確定了在小鼠和其他哺乳動物中通過不同機制產生相似作用的多種基因。其中一些基因突變也與人的長壽有關。

過去20年來的研究表明,衰老也可能受到行為變化的影響,例如卡路里限制和藥物干預。這些外部因素可以改變壽命(一個人的壽命)和健康跨度(他們保持健康的時間),增加了可以減緩這一進程的誘人可能性。費魯奇認為,這將改變醫學。

一種抗衰老方法可以一次解決許多健康問題,而不是一次解決一個健康問題,例如心血管疾病或癌症。我們仍然對治療患有複雜多發疾病的患者知之甚少。對衰老生物學及其對疾病易感性的影響的更深入了解可能會減緩衰老過程的干預措施。但科學家們首先需要一種可靠的方法來測量衰老速度。

表觀遺傳學

大約十年前出現了最有前途的方法之一是表觀遺傳學,當時發現甲基附著在 DNA 上並調節基因活性。在基因組的特定位點,甲基隨著時間的推移以可預測的模式積累,從而根據這些模式計算一個人的表觀遺傳年齡。

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費魯奇說,這些表觀遺傳時鐘從此變得更加複雜、精確和具有可預測性。通過血液或組織樣本,科學家們現在可以將一個人的細胞年齡與其實際年齡進行比較。研究表明,如果他們的表觀遺傳年齡比他們繞太陽轉的圈數要大時,則表明它們與更糟糕的健康狀況、更多的疼痛和更高的過早死亡風險之間存在微小但顯著的相關性。

表觀遺傳年齡並不是科學家們使用的唯一策略。休斯頓德克薩斯大學 MD 安德森癌症中心的癌症生物學研究員德比尼奧說,衰老與一系列退行性狀態有關,包括細胞死亡或衰老、組織炎症和代謝功能障礙,這些是由線粒體功能、細胞通訊、DNA 修復和其他過程的故障造成的。

德比尼奧和他的同事等人進行了數十年的廣泛研究,將這些衰老特徵與染色體末端的端粒功能障礙聯繫起來。可以預見的是,端粒在一生中會變短,一些科學家使用它們的長度來衡量細胞年齡。

尋找衰老的生物標誌物還包括蛋白質組學,因為研究人員尋找與衰老相關過程(如炎症和衰老)相關的蛋白質。德比尼奧及其同事已經確定了 651 種相關蛋白質,在 2020 年的一項研究中,發現了一種 76 種蛋白質的「蛋白質組年齡特徵」,可以預測慢性病和死亡率。

隨著生物鐘數量的增加,「我們正在改進它們,直到我們找到適合臨床應用的東西,」他說。他們可能會識別出處於老齡化快車道並可能從干預措施中受益的人。或者可以用來評估治療是否有助於減緩衰老過程。

同樣,一個可靠的時鐘,用於測量細胞時間的推移,也可以告訴我們迄今為止大流行已經使我們衰老了多少。

疫苗、病毒感染誘導細胞衰老?

遺傳變異會影響人們衰老的速度,但行為和生活事件也會影響表觀遺傳年齡,包括接觸感染。例如,研究表明,感染 HIV 會加速免疫細胞的衰老和死亡。

細胞衰老是一個由各種壓力引起並導致不可逆轉的生長停滯狀態的過程。衰老細胞在衰老過程中積累,並與促進各種與年齡相關的疾病有關。

費魯奇認為導致 COVID-19 的 SARS-CoV-2 病毒也可能導致慢性炎症和加速生物老化。這在大流行初期很明顯,老年人、尤其是那些有潛在疾病的人,由於感染,他們特別有可能經歷稱為細胞因子風暴的不受控制的炎症反應,以及嚴重的癥狀和死亡。

這可能部分是因為隨著年齡的增長,他們血液中更有可能含有高水平的炎症標誌物。一種稱為炎症的假設認為,這種炎症會導致疾病風險升高,而不僅僅是對於嚴重的 COVID-19 病例, 還可用於心血管疾病、腎臟疾病、痴呆、癌症和其他隨著年齡增長而變得更加普遍的疾病問題,從而導致組織重塑、機體衰老。

衰老細胞的一個重要特徵是分泌大量促炎細胞因子、趨化因子和生長因子,這些統稱為衰老相關分泌表型 (SASP)。在 COVID-19 中,炎症似乎是通過多種途徑產生的,包括細胞衰老,並藉此導致一系列免疫反應,包括細胞因子和其他炎症分子分泌。這些過程會影響所有年齡段的人。

當對 COVID-19 病毒的炎症反應很高時,從長遠來看,免疫系統的彈性就會降低,這可能會使一些人無法抵抗衰老的影響,因為他們的補償機制已經被對抗 COVID-19 所消耗」。

研究顯示,在管理多細胞衰老和氧化應激中,細胞衰老的第一階段是損傷誘導的細胞周期停滯,也稱為複製性衰老 (RS)。通常,這種生長停滯是由壓力引起的 DNA 損傷反應 (DDR) 觸發的,也可能是端粒被·侵蝕作用的結果,即一種產生壓力相關代謝物的現象。

當細胞衰老發生的規模更大時,壓力源會隨著時間的推移而累積,這被認為是衰老。

那接種疫苗呢?

在 SARS-CoV-2 尖峰蛋白誘導內皮細胞的旁分泌衰老和白細胞粘附中,研究人員探索了細胞衰老與病毒 SARS-Cov-2 感染細胞的關係。

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他們的發現同樣令人擔憂。

病毒感染或刺突轉染的人類上皮細胞表現出衰老增加,釋放與衰老相關的分泌表型 (SASP) 相關的炎症分子。

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Source: SARS-CoV-2 Spike Protein Induces Paracrine Senescence and Leukocyte Adhesion in Endothelial Cells

氧化應激與 SARS-CoV-2 感染的病理學有關,包括其細胞因子的擴增 (12),而活性氧 (ROS) 在氧化應激中起重要作用。

衰老細胞的特點是 ROS 水平升高。活性氧 (ROS) 的產生與 A549 細胞中衰老的誘導和存活衰老狀態的維持有關。研究人員測量了細胞內 ROS,並觀察到與空質粒轉染的對照細胞中的水平相比,A549 刺突轉染細胞中 ROS 增加了大約 3 倍(圖 A)。

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細胞內 ROS 的產生增加會導致 DNA 損傷,從而導致細胞衰老。研究觀察到用病毒刺突基因轉染的細胞中 DNA 損傷反應標記物 γ-H2AX 的增加(圖 B)。發現 γ-H2AX 定位於病毒刺突轉染的 A549 細胞的細胞核(圖 C)。

研究結果表明,SARS-CoV-2 刺突蛋白表達會在轉染刺突的 A549 細胞中誘導衰老狀態,這與 DNA 損傷反應和 ROS 生成增加有關。

也就是說,Sars-Cov-2病毒感染的細胞和刺突蛋白轉染的細胞均誘導細胞衰老。

假設這些疫苗將需要每年重複接種,如此,每劑量產生數十億或數萬億個刺突蛋白...請記住動物研究證明疫苗載體(產生這些刺突蛋白的 mRNA)在整個身體中的有效分布是不同的,這是個嚴重的問題。

也就是說, SARS-CoV-2 全長刺突蛋白通過阻礙 DNA 修復蛋白的募集來抑制 DNA 損傷修復。例如,對 BRCA1 等關鍵蛋白質的損傷會導致癌症風險顯著增加並縮短壽命。

研究表明,未修復或未正確修復的 DNA 損傷也會導致細胞衰老。

俗語說,「劑量決定毒性(Sola dosis facit venenum,這句名言來自德國著名的醫生、鍊金術士、占星師帕拉塞爾蘇斯。)」是毒理學的基本原則,Covid 疫苗也不例外。

除了已證明的所有其它嚴重影響之外,疫苗接種嚴重牽涉到刺突蛋白,反覆給人類注射 Covid 19 疫苗,還可能會抑制 DNA 修復並導致細胞衰老,伴隨著癌症和壽命縮短的風險...

壓力也會加速衰老

即使對於那些從未感染過病毒本身的人來說,COVID-19 大流行也給人們帶來了身心上持續的壓力,尤其是對於那些已經處於壓力之下的人,它又與心臟病、糖尿病和癌症的擴散以及其它慢性疾病有關。

研究表明,來自貧困社會經濟背景的兒童比來自富裕背景的兒童更早進入青春期,青春期提前與各種健康問題和壽命縮短也相關。到成年早期,暴露於創傷和創傷後應激障礙 (PTSD) 等疾病可能開始以衰老相關疾病的形式出現。

通過研究一組在伊拉克阿富汗服役的 30 歲出頭的美國退伍軍人的記錄顯示,他們代謝綜合征的發病率升高。癥狀包括肥胖和高血壓,這反過來又會增加患糖尿病、心臟病和阿爾茨海默病的風險。

其它研究發現,患有 PTSD 的退伍軍人中代謝綜合征、早發性阿爾茨海默氏症和其他形式的痴呆症的發病率較高。

通過使用表觀遺傳時鐘,費魯奇及其同事將 PTSD 與年輕退伍軍人中高於預期的表觀遺傳年齡聯繫起來。數據顯示,在 PTSD 癥狀中,過度警覺、憤怒和睡眠不足尤其預示著加速衰老。而具有加速表觀遺傳衰老跡象的退伍軍人在認知測試中表現最差,並且與細胞衰老較少的退伍軍人相比,負責執行功能的大腦區域的結構完整性下降更多。

長期、低度炎症會影響認知功能

研究人員正在測量神經炎症並評估記憶力、執行功能和其他認知健康指標。他們希望找到方法來預測誰最容易因創傷和慢性壓力而導致認知能力下降和加速衰老。因為研究是在大流行期間開始的,它更可能會揭示這種經歷是如何影響衰老過程的,而且數據已表明,COVID-19 加劇了壓力與衰老之間的聯繫。

對上述退伍軍人進行的測試發現更嚴重的 PTSD 癥狀和酗酒問題。反過來,那些有酒精濫用癥狀的人更有可能感染 COVID-19。已提交發表的研究結果表明,人們可能會陷入慢性壓力和健康狀況惡化的循環中。

目前尚不清楚壓力如何加速衰老,但一些研究已將慢性壓力與縮短的端粒長度聯繫起來。這似乎是因為壓力荷爾蒙皮質醇水平升高會促進端粒損傷途徑,尤其是在數年或數十年內,費魯奇說。

端粒縮短會阻礙身體修復損傷的能力和壽命

2004 年的一項關鍵早期研究表明,與壓力水平較低的女性相比,感知壓力水平最高的絕經前女性的端粒短到足以代表至少 10 年的過度衰老。

尤其是在COVID-19背景下,長期無情的壓力會進一步加速衰老過程,這將導致復原力下降。

老年人更易受到影響

老年人更有可能出現 COVID-19 的嚴重癥狀,根據美國國家科學、工程和醫學科學院 2020 年的一份報告 ,在大流行之前,美國 43% 的老年人表示感到孤獨。光是那段時間就可能是加速衰老的另一個風險因素。

孤獨與患痴呆症的幾率增加 50%、患冠心病的風險增加 29%、中風的風險增加 32%,所有這些都是與衰老相關的疾病。

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COVID-19 導致社會孤立和壓力

儘管壓力、孤立、疾病和其他流行病時代的擔憂會以多種方式影響健康,但有些人在經歷了極端困難後繼續過著健康長壽的生活,其中包括一些活到 90 多歲的長者。一些科學家熱衷於找出是什麼讓這些人如此堅韌,以及我們其他人如何培養這種韌性。

「人們可能會經歷完全相同的創傷,但卻產生截然不同的結果」。最終可能有希望抵消許多人在這個壓力時期所經歷的快速衰老。

在對小鼠的研究中發現,去除衰老細胞可以將壽命延長三分之一以上。

強化心理韌性

疫情還在持續,但人類的身心健康已不容忽視,科學家們推薦了各種以證據為基礎的生活方式策略,以對抗大流行對衰老的影響,包括每天只需鍛煉 15 分鐘,就能將預期壽命延長 5 年,並將老年痴呆症、癌症和糖尿病等與年齡相關的疾病的發病率降低 14%。

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冥想可以降低皮質醇水平、同時保持健康的體重可以平息炎症反應、富含水果和蔬菜的飲食可以抵消氧化應激的影響、不吸煙也有幫助、獲得足夠的高質量睡眠可以抵消快速衰老等等積極的生活方式。

「這不應該是一個充滿厄運和悲觀的敘事」。「有很多研究表明,積極的心態、運動、尤其是營養對細胞衰老測量有很大影響。並且,正在發展的生命科學有機會幹預這個(衰老)過程。」費魯奇認為。

How the COVID-19 pandemic might age us

The Vaccines Induce Cellular Ageing

SARS-CoV-2 Spike Protein Induces Paracrine Senescence and Leukocyte Adhesion in Endothelial Cells

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