每到周五放學(xué)時(shí)間,瑪麗·威廉姆斯都要經(jīng)歷一陣忙亂。她的六個(gè)孩子以及他們的書包、衣物和零食把一輛SUV塞得滿滿當(dāng)當(dāng),個(gè)頭最大的三個(gè)擠在后排:十歲的索菲亞大聲抱怨著惱人的朋友,旁邊七歲的安東尼和五歲的阿麗娜則忙著研究媽媽的iPhone。三個(gè)小的坐在中排的安全座椅里,兩歲的邁阿在奮力吮吸櫻桃果汁,一歲的盧克則在玩弄喂寵物壁虎的蟋蟀??瓷先プ钚〉哪莻€(gè)叫加比,她有著細(xì)長(zhǎng)的腿和細(xì)長(zhǎng)的馬尾,一前一后地在安全座椅邊緣飄蕩。她不像兄弟姐妹那樣大呼小叫,灰藍(lán)色的眼珠一直盯著天花板。
她是第二年長(zhǎng)的姐姐,已經(jīng)九歲,幾乎是少女的年紀(jì),卻保持著黃油般嫩滑的肌膚,只有新生兒的微弱直覺。
出生前,加比的超聲波檢查顯示沒有任何異樣,但這個(gè)早產(chǎn)兒生下來就全身發(fā)紫,醫(yī)生立刻把她送進(jìn)了新生兒重癥監(jiān)護(hù)室。難以置信的是,加比的大腦額葉幾乎是光滑的,不像正常人那樣遍布溝回;視神經(jīng)萎縮,很有可能看不見任何東西;心臟有兩處缺陷;小拳頭緊緊握住,怎么也掰不開;有兔唇,呑咽反射也不正常,只能依賴人造食管進(jìn)食。醫(yī)生告訴威廉姆斯,小加比也許沒法回家了。
威廉姆斯夫婦頻繁往返于醫(yī)院和家之間。醫(yī)生對(duì)加比做了幾項(xiàng)常規(guī)遺傳病測(cè)試,但結(jié)果都是陰性。在威廉姆斯虔誠(chéng)地祈禱了40天后,小加比終于回家了。
和其他新生兒一樣,她愛哭,喜歡抱,每三個(gè)小時(shí)要喝奶,但她顯然又是不同的。四個(gè)月大的時(shí)候,她開始出現(xiàn)癲癇,但最令人困惑不安的,是她完全沒有生長(zhǎng)。
威廉姆斯夫婦帶她看了半打?qū)<遥盒呐K病專家、腸胃病專家、遺傳學(xué)家、神經(jīng)學(xué)家、眼科專家、整形外科專家,可是他們不約而同地表示無奈。一歲那年,加比還患過膀胱炎癥和呼吸系統(tǒng)感染,威廉姆斯一度認(rèn)為這個(gè)小寶貝熬不下去了,但加比還在頑強(qiáng)地按照自己的節(jié)奏生長(zhǎng)。雖然身體幾乎沒有變化,但她的頭發(fā)和指甲一直在長(zhǎng)長(zhǎng)。一次推著她的小車經(jīng)過有頂燈的走廊,威廉姆斯發(fā)現(xiàn)她的眼睛對(duì)燈光有反應(yīng)。
盡管很艱難,夫婦倆還是決定不再帶加比看醫(yī)生和專家。他們接受加比的一切,而不是嘗試治好她的病。
2009年8月,威廉姆斯在美國(guó)《人物》周刊封面上看到一個(gè)標(biāo)題“令人心碎的謎:16歲的嬰兒”。她覺得女兒加比的癥狀非常類似,于是找到了研究者理查德·沃克。
正是在這一年,沃克的研究小組發(fā)表了一篇描述“X綜合征”的簡(jiǎn)短報(bào)告。
74歲的沃克是一名醫(yī)學(xué)研究者,他一直認(rèn)為,既然衰老是一種生物過程,那么背后的調(diào)控機(jī)理一定是可知的。
衰老常常被定義為細(xì)胞、器官和組織損傷的緩慢累積最終造成的物理轉(zhuǎn)變,也就是老年人身上的那些特征:頜骨萎縮,牙齦退化,皮膚松弛,骨質(zhì)疏松,血管堵塞,頭發(fā)灰白,視覺變?nèi)酰洃涀儾睢ダ先绱藢こR灾劣诖蠖鄶?shù)人從未想過這是為什么。
年輕的細(xì)胞能夠健康生存,全依賴于一整套可靠的機(jī)理。細(xì)胞的每一次分裂都伴隨著30億個(gè)堿基對(duì)的復(fù)制,出錯(cuò)也是難免的事,但特定的修復(fù)酶能夠像自動(dòng)拼寫檢查那樣,更正復(fù)制中的錯(cuò)誤。對(duì)于更加不穩(wěn)定的蛋白質(zhì),高溫失活后同樣有修復(fù)的辦法,熱激蛋白會(huì)幫助它們折疊錯(cuò)誤的兄弟恢復(fù)原狀。
如果人體的調(diào)控如此細(xì)微精確,那么為什么會(huì)有衰老的結(jié)局?
多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)同,衰老并非源自單一因素,而是由多個(gè)系統(tǒng)同時(shí)崩潰造成。DNA修復(fù)酶隨年齡增長(zhǎng)而效率降低,意味著突變頻率輕微升高;端粒如同染色體末端的安全帽,也在日漸變短;通過甲基化來開啟和關(guān)閉基因的表觀遺傳信息逐漸崩壞;熱激蛋白也會(huì)喪失功能,一團(tuán)團(tuán)無法恢復(fù)的變性蛋白則會(huì)阻礙細(xì)胞的正常運(yùn)作。
試圖阻止衰老的科學(xué)家們喜歡把這些錯(cuò)綜復(fù)雜的過程分開討論。有研究者發(fā)現(xiàn),對(duì)飲食進(jìn)行熱量控制的小鼠更加長(zhǎng)壽。還有實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn),對(duì)小鼠用雷帕霉素也能提高壽命,這種藥物能靶向作用于一個(gè)重要的細(xì)胞生長(zhǎng)路徑。更多的研究人員仍在發(fā)掘能夠保護(hù)端粒、DNA修復(fù)酶以及熱激蛋白的物質(zhì)。
在沃克的實(shí)驗(yàn)中,他不禁懷疑所有這些工作都把人們的目光限制在了錯(cuò)誤的方向——也許這些細(xì)胞損傷的癥狀,都是衰老的結(jié)果而非原因?他提出了另一種理論:衰老是生長(zhǎng)的后續(xù)過程。
沃克第一次萌生這個(gè)想法是在2005年10月25日。那天他正在家里辦公,妻子突然叫他去看NBC一檔電視節(jié)目:一個(gè)似乎被施了“時(shí)間靜止”魔法的女孩。十二歲的布魯克身高僅69 cm,體重為6 kg,醫(yī)生們從未見過這種癥狀,他們懷疑病因是一個(gè)隨機(jī)的基因突變。
沃克立刻被吸引了。他知道兒童早衰癥和沃納綜合征這樣的遺傳疾病,它們分別指代兒童和成年人中出現(xiàn)的早衰情形。而對(duì)于布魯克,沃克認(rèn)為她所攜帶的變異基因阻止了她的生長(zhǎng)發(fā)育,同時(shí)也阻止了衰老。沃克覺得應(yīng)該去布魯克的基因組中尋找他想要的答案。
布魯克也是個(gè)缺陷早產(chǎn)兒,她的醫(yī)生給她貼上了“X綜合征”的標(biāo)簽,因?yàn)閷?shí)在不知道如何命名她的病。沃克聯(lián)系到了她的父親,并且說服他提供了布魯克的醫(yī)療記錄和血樣。
沃克發(fā)現(xiàn),布魯克的器官和組織在以不同的速率發(fā)育。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試,她的腦年齡在1 – 8個(gè)月之間,但齒齡已經(jīng)有八歲,骨齡則是十歲。她的頭發(fā)和牙齒生長(zhǎng)正常,臉上的嬰兒肥也已經(jīng)完全退去,但顯然還沒有進(jìn)入青春期。另外,她的端粒明顯比同齡的孩子短一截,這說明她的細(xì)胞正在加速衰老。
這種癥狀被沃克解釋為“發(fā)育紊亂”,用他的話說,“她的發(fā)育一直在持續(xù),只是以一種極不均衡的方式,而不是一個(gè)和諧的整體?!?/p>
沃克已經(jīng)排除了營(yíng)養(yǎng)不良和激素異常之類的原因,答案只可能存在于她的基因中。他懷疑,是控制正常發(fā)育方向的基因出了問題,畢竟從一個(gè)單細(xì)胞生長(zhǎng)成為完整的人體,一定會(huì)有在其中“掌舵”的關(guān)鍵機(jī)理。沃克進(jìn)一步提出,這個(gè)基因應(yīng)該具有兩個(gè)主要功能:首先是驅(qū)動(dòng)機(jī)體內(nèi)的各種變化,其次是調(diào)控這些變化按照協(xié)調(diào)的步調(diào)進(jìn)行。
他認(rèn)為,衰老正是由于這些“掌舵”的基因從不關(guān)閉。在成年之前,這些變化非常關(guān)鍵,伴隨著人體發(fā)育的整個(gè)過程,而當(dāng)人體成熟之后,身體不再需要發(fā)育,只需要維護(hù)?!凹热灰呀?jīng)建立了一部完美的軀體,持續(xù)地添加?xùn)|西反而會(huì)毀壞它?!钡挚搜a(bǔ)充道,“自然選擇無法影響基因傳遞之后發(fā)生的性狀,我們才沒能進(jìn)化出關(guān)閉發(fā)育過程的機(jī)理,衰老基因也沒法過濾掉?!?/p>
布魯克之所以特別,是因?yàn)樗陌l(fā)育開關(guān)似乎生來就是關(guān)閉的。沃克最好的打算是測(cè)出她的基因組全序列,再?gòu)闹袑ふ抑虢z馬跡,但令他懊惱的是,布魯克的父親突然中止了合作并且拒絕作出解釋。
當(dāng)加比出現(xiàn)在他視線中,沃克的探索又可以繼續(xù)了。雖然對(duì)于加比的康復(fù)也沒有任何幻想,但威廉姆斯夫婦仍然會(huì)擔(dān)心,加比的兄弟姐妹是否會(huì)攜帶同樣的基因?他們?nèi)匀幌肱宄@究竟是為什么,以及到底意味著什么。
沃克新的研究結(jié)果發(fā)表于2011年,但他并非提出這一理論的第一人?!皩l(fā)育過程與衰老聯(lián)系起來的理論出現(xiàn)已久,但對(duì)于大多數(shù)衰老研究者是‘燈下黑’?!崩锲执髮W(xué)的生物學(xué)家安文思說。例如早在1932年,動(dòng)物學(xué)家比得就提出,哺乳動(dòng)物有一些生物調(diào)控因子,使動(dòng)物體型達(dá)到一定程度時(shí)就停止生長(zhǎng),而衰老正是調(diào)控因子的后續(xù)作用帶來的。
之后的研究表明比得不完全正確,一些海洋生物從不停止生長(zhǎng),卻一樣會(huì)衰老。但他的思路卻一直啟發(fā)著后人。斯坦福大學(xué)的斯圖爾特教授比較了年輕和年老的線蟲中基因表達(dá)的不同,發(fā)現(xiàn)一些基因同時(shí)參與了發(fā)育和衰老兩個(gè)過程。他認(rèn)為,衰老的原因是發(fā)育基因在錯(cuò)誤的時(shí)間表達(dá),而不是細(xì)胞損傷的累積。還有人在小鼠和靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上找到了類似的現(xiàn)象。
最有說服力的要算安文思的一項(xiàng)研究,他試著關(guān)閉了成年線蟲的發(fā)育基因,這一舉動(dòng)大大提高了線蟲的壽命,之后他確認(rèn)了數(shù)十個(gè)與之相關(guān)的基因。
沒人知道人體內(nèi)究竟有多少個(gè)發(fā)育基因。沃克認(rèn)為,如果所有的發(fā)育基因都被毀壞,無疑會(huì)很快沒命;而如果是部分損壞,則可能導(dǎo)致布魯克和加比那樣的癥狀。因此,如果沃克成功確認(rèn)X綜合征的致病基因,也許就能找到正常人的衰老基因。
在那之后,是不是就意味著能夠終結(jié)衰老呢?“毫無疑問,”沃克說道。
參與沃克的研究讓加比和威廉姆斯夫婦變成了名人,頻頻出現(xiàn)在報(bào)紙和雜志上,TLC電視臺(tái)甚至專門為她拍攝了紀(jì)錄片。但加比的生活沒有什么變化,她每天的主要活動(dòng)仍然是躺在家里的地板上,那里有一個(gè)防止脊柱變形的特制靠墊。她會(huì)發(fā)出含混的怪叫,和她兄弟姐妹的嬉笑打鬧聲混在一起。
沃克和杜克大學(xué)的遺傳學(xué)家合作篩選了加比和她父母的外顯子組,這占全部基因組的2%。盡管并不能揭示加比的病因,但測(cè)序發(fā)現(xiàn),加比并沒有從父母那里繼承外顯子組的基因變異,因此威廉姆斯家的其他孩子并不會(huì)攜帶相同的致病基因。
媒體的持續(xù)曝光讓沃克又找到了兩個(gè)X綜合征患者,其中一個(gè)來自加拿大阿爾伯塔省。引人注意的是,所有的四名患者都是女孩,這可能意味著關(guān)鍵的突變位于X染色體上,但也有極小的概率是個(gè)巧合。
沃克找到了加州的一個(gè)測(cè)序公司,來比較其中三個(gè)女孩的全部基因組。如果能找到一個(gè)共同的突變,這將是他夢(mèng)寐以求的結(jié)果。
大多數(shù)衰老專家相信,這項(xiàng)研究無疑有著重大的科學(xué)價(jià)值,但他們并不認(rèn)為女孩的癥狀與衰老有關(guān)。“這個(gè)解釋是站不住腳的,”倫敦大學(xué)學(xué)院的遺傳學(xué)家杰姆士說,“那些孩子幾乎不可能長(zhǎng)到成年,更別提衰老的年紀(jì)了。”
即使順利地找到了可能的關(guān)鍵基因,沃克還得在小鼠身上證明這一點(diǎn),這意味著設(shè)法關(guān)閉小鼠的發(fā)育基因,而小鼠的平均壽命為兩到三年。沃克假設(shè)了一種最理想的狀況,“如果改造后的小鼠能活到十歲,那么我們說不定就能踏上正軌了?!痹谀侵?,還有著冗長(zhǎng)繁復(fù)的臨床試驗(yàn)。