我们的父母活得越长久,我们自己也可能活得越长?你从父母那里继承来的遗传物质决定了你存在这个世界上的时间的长短,而你只能听天由命吗?的确,你父母遗传给你的基因会在一定程度上决定你的寿命的长短,但是,基因对于寿命的影响远低于我们之前的认识。你也可以通过后天保持良好的生活方式,健康饮食等在一定程度上抵消不利的遗传因素对你的寿命的影响。
我们的寿命多大程度由基因决定?
基因究竟起了多大作用?在决定人的寿命长短方面,很多科学家都曾试图解决这个问题,但不同研究的结论相距甚远。对欧洲皇室和贵族的研究显示,寿命的遗传性比重男女稍微有别,男性约为18%,女性则为20%。1996年,一项对丹麦2872对双胞胎的研究显示,寿命的遗传性比重估计为男性26%,女性23%;一项瑞典双胞胎的研究认为,这一比重为33%。实际上基因对于寿命的影响远低于我们之前的认识。
全世界最长寿记录持有者法国人让娜·卡尔芒(Jean Calment),于1997年以122岁的高龄逝世。人们称她“几乎永生不死”。而她也的确不是家族中唯一的长寿者:她的父亲活了93岁,母亲活了86岁,兄弟也活了97岁。但她的子女并未继承这样的“优良基因”。让娜的女儿伊温妮35岁时死于肺炎,儿子弗雷德里克73岁时因食用变质樱桃而死,孙子(也叫弗雷德里克)36岁时死于车祸,丈夫费尔南德于1942年去世,时年74岁。
来自8600万人数据的程碑式研究
2018年4月的全球顶级科学杂志Science上发表了一项里程碑式的研究,数据的收集来源于有血缘或婚姻关系的1300万人,平均跨越11代。而正是基于这一庞大的家谱,科学家们得出了“寿命中只有16%是由基因决定的”结论。
在这篇题为“Quantitative analysis of population-scale family trees with millions of relatives”的论文中,哥伦比亚大学的计算生物学家Yaniv Erlich及其同事分析了这一家谱上的人的出生和死亡日期,并评估了如果他们是近亲,是否更有可能死于相似的年龄。Erlich团队的研究使用的是来自在线家谱工具Geni.com(全球最大的合作家谱网站之一,用户在Geni上分享他们的家谱)的数据。Erlich现在是Geni母公司MyHeritage的首席科学官。
结果显示,遗传只解释了这些人寿命差异的不到五分之一。大部分的差异都归结于其它因素,如,生活方式、社会文化因素以及意外等非遗传学差异。同时,研究还表明,影响长寿的基因是独立起作用,而不是相互作用。
Erlich说:“好的”基因可能会使一个人的寿命平均延长5年,但一些环境因素对长寿的影响更大,例如,吸烟能够减去10年寿命。这一发现对那些积极寻找长寿基因的科学家们可能会是一个打击,因为实现他们的目标或许要加困难了。
Erlich关于这一研究的最初想法要追溯到7年前。当时,他通过Geni.com从一个远房亲戚那里收到了一封电子邮件,然后联系了该公司的首席技术官,获得了下载该网站上数千万公开资料的权利。这些资料包括用户的姓名、性别、出生日期和地点、死亡日期以及直系亲属,但没有DNA信息。最终,他们获得了约8600万人的数据。
来自4亿人资料的研究横空出世
2018年11月出版的《遗传学》(Genetics)杂志发表了一项超大规模的有关寿命的研究。研究人员分析4亿人的资料得出,基因对寿命的影响比重或许不足7%,而夫妻之间的寿命相关度比兄弟姐妹还要高。
由谷歌联合创始人兼首席执行官拉里·佩奇(Larry Page)创办的Calico公司,2015年与全球最大的在线家谱公司Ancestry展开合作,以调查人类寿命的遗传机制。Ancestry拥有世界上最大的家族历史数据库,5400 万用户创建了代表 60 亿祖先、160亿份历史记录的公共家谱,这是这项研究的起点。
Ancestry网站在与Calico公司的研究团队合作之前,将数据库中所有可以认定身份的信息去掉,只留下出生日期、死亡日期、出生地(在美国境内的精确到州,在美国境外的精确到国家)和家族关系。研究人员采用数学和统计建模相结合的方法,将重点放在出生在19世纪和20世纪初的亲属身上。他们对涵盖5443万个家族的家谱数据进行了研究,最终,研究人员得到了总人数超过4亿的谱系数据,其中大部分是欧洲裔美国人,每个人都通过父母-孩子或配偶关系联系在一起。然后,研究小组通过研究家族成员之间寿命的相似性来估计“遗传度”。
样本的规模和独特性让研究人员得以通过前所未有的视角看待遗传对寿命的影响。超大规模的人群数据表明,基因对一个人寿命的影响远没有此前所设想的那么显著,反而是夫妻之间的寿命相关度很高,甚至比异性兄弟姐妹更相似。通过修正“选型交配(assortative mating)”的影响后,遗传因素对寿命的影响比重不超过7%。作者总结,活的多久与你的基因关系不大。
生活方式对寿命的影响
在2015年12月8日出版的的美国《公共图书馆.医学》杂志上发表了由澳大利亚研究人员的一篇关于中老年人的生活方式与生存率的研究论文。在这篇论文中,他们调查了231 048人在6年时间里的生活方式和健康状况。生活方式主要包括,抽烟,喝酒,饮食不良,少动,久坐,睡眠过多/过少等一共96种可能影响死亡率的行为。6年时间里共有15635人死亡。
他们的结果发现,那些少动,久坐,睡眠不好,加上抽烟喝酒的人(同时有这几种情况)死亡率最高。而最终的结论就是一个健康的生活方式对于健康长寿是很重要的。而且,这些对于健康的影响因素会有累积性,一个危险因素可能只有少许影响,但好几个危险因素结合起来就会大大加强致死率,极大地缩短寿命。
另一篇相关的论文是在《英国医学杂志》2012年8月29日发表的。这个研究同样是由瑞典研究人员完成的。他们在调查了1810名75岁及以上的老人的生活方式,社交状况,生存率后发现,即使是在75岁后,不抽烟,保持一定的体力活动与长寿是紧密相关的。健康的生活方式和丰富的社交生活可以给女人增加5岁,男人6岁的寿命。
基因与生活方式相结合对寿命的影响
来自瑞典卡罗林斯卡研究院和斯德哥尔摩大学的研究人员,在2016年11月2日的《美国老年病学学会会刊》发表一篇名为《75岁后遗传因素和行为风险的相互作用对于生存率的影响》的论文。
研究人员想了解对于那些带有人类生存有威胁的基因的人们来说,生活行为方式是不是可以减轻这种威胁。在这个研究中,研究人员在25年的时间里,调查了1229名生活在瑞典斯德哥尔摩的75岁及以上的老人的遗传背景和生活方式。对于遗传背景来说,他们主要关注了14个有单核苷酸差异的与生存率或影响生存率的疾病相关的基因,而生活方式方面,主要是是否吸烟;精神,肉体,或社交上的怠惰;中等及偏低的社交网络等。
在被调查的14个基因中,研究人员发现,有4个与心血管病及代谢相关的基因容易导致人死亡。而那些带有多个不利基因的人的死亡率比那些基因组中没有这些不利基因的人高出62%。而在生活方式分析方面,那些生活方式健康的人的死亡率比那些不健康的低65%。
如果将基因(遗传)与生活方式结合起来看的话,那些生活方式方面比较健康(不抽烟,有自己的爱好,社交生活丰富)的人的死亡率比那些生活方式不健康且带有一个不利基因的人要低至64%。就这个研究结果,研究人员表示,遗传背景确实会对人的寿命产生一定的影响,但是如果自己能够采取一个健康的生活方式的话,会在一定程度上抵消遗传因素的不利影响。
有害遗传变异体促使人过早死亡
一项巨大的基因研究正在试图弄清楚人类的基因突变如何演变,以此来如何摆脱那些会缩减人类寿命的有害基因突变。在2017年一期的《PLoS Biology》发表的这项研究分析了215,000人的DNA,这是人类首次从宏观层面上来分析基因在人类一代二代之间怎样更迭的大型研究之一。
为了确定人类的基因组哪些会发生变化,研究人员们调用了英国和美国的大型遗传数据库的数据来进行基因突变的研究,以此来确定突变在不同年龄组之间的流行度。
科学家们通过测试等位基因的频率是否随年龄而变化,人类突变基因的结果与人类的寿命到底有着怎样的联系,科学家们通过研究得出来一下几个结论:
1. 越长寿的人基因突变存在概率越低
“如果一个遗传变异影响生存,它的频率应该随幸存者的年龄变化,”项目领导者哥伦比亚大学进化生物学家Hakhamanesh Mostafavi说。研究人员测试了超过800万个常见突变,发现已知存在的两个基因突变标记似乎随着年龄的增长而变得逐渐稀少起来。一个是APOE基因突变,与阿尔兹海默症强烈相关,在70岁以上女性基因组中十分罕见;另一个是CHRNA3基因突变,与男性重度吸烟有关,从中年人开始,该突变逐渐消失(换句话讲,携带该基因突变的人在大多英年早逝)。统计数据显示,没有这两种基因突变的人普遍活得更长。
2.随着年龄增长,有害基因突变被剔除;
作者认为,人类基因组中肯定具有大量的此类突变,如果按照原有的定义,如此大规模的研究却只筛选出了2种与进化有关的“除草基因”,证明其他基因突变可能已经被自然选择从人群中清除了。老年时明显变坏的基因虽然依然有害,但相对生命早期就发生的突变来说,危害不大。
3.推迟青春期发育和繁殖时间的基因突变有利于寿命的增长;
长寿与晚育之间的联系已经被发现,但是这些研究不能剔除财富和教育的影响,因为生活水平较高的人往往会选择晚点生孩子。
研究人类基因的不断进化是非常困难的。科学家们都希望选择可以直观察到的初代(爷爷辈)的基因的突变频率,然后后跟踪测量孩子的基因突变频率,最好可以观察到孙子辈。
英国牛津大学的统计遗传学家吉尔·麦克维恩(Gil McVean)说道: “这是一件很难做好的事情,我们需要大量的数据来支撑这样的研究。”