■刘德培
目前,全球老龄化及重大疾病防治形势愈发严峻,预计到2030年,16%的中国人在65岁以上,总数将超过2亿,各种重大疾病也将呈“井喷式”爆发。研究证实,衰老是心血管疾病、神经退行性疾病、癌症等诸多复杂疾病的共同危险因素,阐明衰老机制将为治疗多种疾病带来希望。
衰老是涉及诸多生物学事件的复杂过程,它具有基因组不稳定、端粒耗损、表观遗传改变、蛋白稳态失衡、能量感受失调、线粒体功能失调、细胞衰老、干细胞耗竭、细胞间交流异常九大特征,以往的研究通常针对衰老的某个特征而忽视各个特征之间的联系。
衰老可分为四个层次的理论基础,最表层为多种看似相互独立的衰老相关疾病,衰老表现为低水平炎症状态。
第二层主要表现为慢性炎症、营养感受异常/代谢紊乱、内分泌功能紊乱这三种相互关联的病理生理学改变。生活方式,如饮食/能量限制和适量运动,都能够广泛影响衰老的第二层。
衰老的第三个层级主要是由细胞功能失调引发的系统性改变,由于DNA持续受到内外环境刺激,DNA损伤成为衰老和衰老相关疾病发生的重要因素。另外,由于DNA复制末端问题,端粒随着时间推移而不断缩短,端粒的耗竭也引起细胞衰老和机体衰老。
在衰老的第四个层级,核酸和蛋白质等生物大分子持续遭受内外损伤,当损伤超过内在保护机制(如DNA修复、自噬和抗氧化)的保护能力时,将直接或间接影响生物分子的结构和功能,如DNA损伤、端粒损耗、表观遗传改变、蛋白质稳态失衡和可能的RNA损伤。
衰老的四个层级构成级联反应,四个层级中生命信息的传递与表象呈现是不同疾病发生发展的共性。将衰老分层也将帮助人们从分析因果关系的角度理解衰老。
实际上,复杂疾病都是由遗传和环境因素共同决定的,遗传和环境所占比例在不同个体中有一定差异。以动脉粥样硬化相关疾病为例,吸烟、不健康饮食、久坐等不良生活方式,都会增加动脉粥样硬化的风险。
目前,现代医学多集中关注疾病本身,更多是“头痛医头,脚痛医脚”,以“分病而治”为主。而系统生物医学是将组学等多学科融为一体,全方位、立体化、多视角研究生命全过程和疾病全过程,揭示疾病发生发展机制,研究重大疾病的个性发病机制和共性发病机制。
比如衰老等危险因素能够促进不同疾病的发生发展,如果能遏制危险因素,使机体疾病易感性降低,疾病发生就减少,可以达到“异病同防”的效果。
因此,要想实现健康中国目标,医学体系就要实现从“分病而治”为主向“异病同防”为主的战略转变,这种转变主要靠改变生活方式来实现。
不仅如此,医学服务也将面临转型,服务中心由疾病治疗为主向健康促进为主转变。未来,转化医学是理念、循证医学是立足点、系统医学是全局观、精准/个体化医学是靶标,最终实现建立人类健康大体系的终极目标,推动医学走进大健康时代。
(本报记者李惠钰根据中国工程院院士刘德培在
园生物医疗大健康2017年度峰会暨发展论坛上的发言整理)
《中国科学报》 (2017-12-07 第5版 技术经济周刊)