文:尼可拉斯・潘柏格(Nicklas Brendborg)

血液奇蹟

1920年代初期,一位心事重重的蘇聯科學家在莫斯科漫步,懷抱著對人類未來的偉大願景。

這位科學家波格丹諾夫(Alexander Bogdanov)是作家、哲學家、醫師,也是共產主義信徒。他不是怕被送到西伯利亞的那種共產主義者,而是連最忠誠的同志也相形見絀的鐵桿信徒。

波格丹諾夫受自己的科幻小說、政治理想和單細胞生物研究影響,相信人類應該彼此共享血液。這是邁向理想共產社會的必要步驟,波格丹諾夫猜測它還可以當成逆轉老化的療法。他一直是行動派;運用他在克里姆林宮中的影響力,他很快就獲得機會,在莫斯科成立輸血研究所。波格丹諾夫把握時間,馬上就開始執行輸血,當然,他自己也是受試者之一。

起初一切都依計畫進行。波格丹諾夫在兩年內參與了十次輸血,認為這幾次輸血都很成功。一位朋友甚至說波格丹諾夫看起來比實際年齡年輕了十歲。不過最後,波格丹諾夫的好運結束了,他的第十一次輸血發生大問題。時至今日,我們仍不清楚當時的實際狀況。可能是輸血的另一方患有瘧疾和結核病,導致波格丹諾夫對血液本身產生免疫反應,而這一切都發生在一個政治人物經常以各種花樣互相謀殺的國家裡。

無論發生了什麼事,波格丹諾夫在輸血後兩星期因為腎臟和心臟併發症去世,享年54歲。

波格丹諾夫當然不是第一個嘗試輸血的科學家。事實上,他的古怪程度在這個領域中也不算多特殊。輸血實驗開始於1864年,法國科學家伯特(Paul Bert)認為把兩隻小鼠縫在一起是個好主意——至少有部分原因是為了證明他可以做到。

這個惡名昭彰的實驗得到成果,伯特發現小鼠的循環系統在手術後自動融合,這意味著被迫連體的小鼠開始共享血液。這個怪異的現象稱為連體生活(parabiosis),未來數十年,其他科學家偶爾也會進行相關研究。除此之外,他們的實驗也為器官移植鋪下坦途。

雖然有許多古怪的人投入這個領域,但在伯特的首次實驗過去將近一百年後,科學家才開始研究以連體生活對抗老化。美國研究學者麥凱(Clive McCay)首先嘗試把年老和年輕小鼠縫合在一起,觀察兩者對彼此的影響。

不過這些實驗都不長久,很快就消聲匿跡。後來到了2005年,美國史丹福大學某個研究團隊重新提出這個概念。這幾位科學家同樣把兩隻年齡不同的小鼠縫合在一起。他們發現,這麼做會使年老小鼠的再生能力提高,也就是讓牠回春,但同時也會使年輕小鼠變得衰弱。換句話說,這兩隻老鼠共享血液後,身體狀況似乎彼此趨近。

這樣的發現在吸血鬼幻想小說裡或許合理,但這些科學家感到相當困惑。血液怎麼可能改變再生能力?有人認為青春的幹細胞能從年輕小鼠轉移過來,定居在年老小鼠體內。這些年輕小鼠細胞或許能解釋年老小鼠的身體狀況為什麼會突然變好,不過事情其實不是這樣:再生實際上來自年老小鼠自己的幹細胞。年輕的血液似乎能喚醒年老的幹細胞,使它再度變得年輕。這個效果也和血球無關。

研究指出,要讓小鼠返老還童,只需要血漿,也就是不含血球的血液。血液之外的液體含有各種荷爾蒙和營養,以及各種蛋白質。我們已經知道血液的成分會隨我們年齡漸長而改變,但以往許多科學家認為這只是老化的下游效應。連體生活實驗提供了一個線索,指出因果箭頭或許還指向其他方向:血漿改變可能不是老化的結果,而是老化的原因。


企業家當然不會放過借助年輕血液返老還童的故事。畢竟出錢讓年輕人捐出血液,再以高價賣給年邁的億萬富翁是門相當容易的生意。輸血是常見的醫療程序,所以要找到合格的執行人員倒也不難。開業於2016年的美國公司Ambrosia就有這樣的商業計畫,但後來美國食藥局發布警告,這家公司隨即停業。我們對這件事的瞭解遠不足以證明其中有什麼醫學效益。而宣揚「不死」的說法對這家公司的可信度也沒有幫助。

幸運的是,其他公司運用這項研究的方式比較嚴謹。這些公司想找出是年輕血液中的哪些因素在年老小鼠體內產生了回春效果。我們知道不可能是血球,所以很可能是某種可溶性蛋白質。如果我們運氣夠好,它可能是單一或少數幾種蛋白質。如果運氣不好,它將是所有因素彼此結合的生化迷宮。如果情況真是後者,或許血漿就已經是最後的解答,而不需進一步縮小範圍。

目前有幾項臨床試驗朝這兩方面研究,其中有些甚至已經發表結果。舉例來說,有一項試驗為阿茲海默症患者輸入年輕人的血漿,結果⋯⋯沒有幫助。

雖然年輕血液的研究仍在進行,但新的研究卻開始懷疑能真正解釋回春效果的因素究竟是什麼。年輕血液當然可能含有所謂的「抗老化因子」,也就是讓我們永保青春的分子。但年老血液的成分其實更重要。有研究指出,我們其實不需要把年老血液換成年輕血液,同樣能讓年老小鼠回春。只要把血液換成含有少許蛋白質的鹽水,就能產生相同效果。

也就是說,如果我們抽出年老小鼠的少許血液,換成含有蛋白質的鹽水,同樣可以讓牠返老還童。這點告訴我們,這些實驗真正重要的不是我們加入什麼,而是取出什麼。年老血液可能含有會增加小鼠負擔的「促老化因子」,消除這類因子對身體有益。

這項發現格外有趣,因為我們知道人類身上有一項更自然的實驗可以用來比較,這個實驗就是捐血。在常見的捐血程序中,我們會失去大約半公升血液。起初身體會以體內其他部分的液體取代失去的血液量,在接下來的幾星期中,身體會補足血球和血液中的各種成分。這表示捐血者將與鹽水實驗中的年老小鼠體驗到大致相同的狀況。如果偶爾抽出少許血液具有延年益壽的效果,應該能在捐血者身上看得出來。

丹麥就有一項研究對此進行探討,而且證實了這個效果的確存在。捐血者的壽命確實比一般人長;即使考慮到捐血者基本上比較健康這點,這個效果依然存在,畢竟能捐血代表身體本來就不錯。有趣的是,捐血者捐血次數越多,效果越明顯。當然,這個效果不能算很大,我們不可能因為開始捐血而長生不老。但捐血本來就是好事,所以還是值得一做。

那麼,捐血對健康的益處從何而來?一個可能的原因還是激效作用。失去半公升血液對身體來說是種壓力因子,而且是人類在演化下可以輕鬆應對的。現在我們很少失血,但人類以往曾經必須應付各種吸血的腸道寄生蟲,也經常使用各種利器彼此打鬥。此外,先前曾經討論過,老舊血液可能含有促老化因子,也就是某些助長老化的因子,消除這些因子對我們有益。果真如此,元凶可能有好幾千個,但其中格外有趣的是鐵。

鐵的作用是這樣的:我們捐血時會失去大量紅血球。紅血球的功能是把氧從肺部輸送到體內各處。紅血球以血紅素(haemoglobin)這種蛋白質輸送氧,而每個血紅素蛋白質都含有鐵分子。事實上,紅血球(以及血液)的紅色就是來自鐵。因此在我們捐血時,會失去許多含鐵的紅血球,而這些紅血球必須被補足。當我們製造新的紅血球時,則需要使用儲存在細胞中的鐵製造血紅素,因此捐血將使體內鐵的濃度降低。

失去大量的鐵聽起來似乎不怎麼健康,畢竟我們經常警告大眾鐵質攝取不足的問題。但鐵其實會出現在某些相當恐怖的地方。舉例來說,阿茲海默症和帕金森症患者大腦中的病變區域鐵含量往往異常,而腦中鐵濃度特別高時,阿茲海默症的病程也較快。同樣地,在血管內隨年齡積聚的斑塊中,鐵含量特別高,這類斑塊可能導致心臟病發和中風。

甚至有隨機對照試驗指出,醫師以抽血方式降低受測者體內的鐵濃度,因而降低了罹癌風險。這項試驗共有一千三百名受測者並分為兩組,一組定期抽血,另一組則否。試驗結束後,定期抽血者的癌症病例低了35%。而抽血組中的罹癌者,存活率則高出60%。

遺傳研究也支持鐵代謝和長壽之間的關係。讀者是否還記得先前提過的全基因組關聯分析研究?科學家以這種研究找出哪些遺傳變異會形成我們的各種表徵。我們知道遺傳變異能影響免疫系統、生長、新陳代謝,以及與老化有關的殭屍細胞的生成。但除此之外,研究中也提到了鐵。

至少,遺傳上鐵濃度較高的人,壽命似乎比其他人短。這個發現有實際血液測定值的支持:在一項涵括九千名丹麥人的研究中,科學家觀察鐵蛋白(ferritin)在體內的含量,這種蛋白質負責把鐵儲存在體內。我們體內的鐵越多,鐵蛋白就越高。丹麥的這項研究發現,較高的鐵蛋白值與早死風險較高有關,尤其是男性。

但這不表示體內鐵量過低不危險。含鐵量過低相當危險,對於每個月都會流失一些血液(因此也會流失鐵)的更年期前女性尤其如此。但鐵過多的危險則暴露了我們對健康的想法經常有個漏洞,就是「越多越好」。許多人服用各種保健食品,認為每樣東西都多攝取一點有何不可?服用綜合維他命背後的理由也是如此。我們說不定缺少了什麼,所以最好每樣都多吃一點。可惜生物學不認為如此。

一項稱為愛荷華州婦女健康研究(Iowa Women’s Health Study)的大型研究,很好地說明了這個想法的漏洞。在這項研究中,科學家追蹤39,000名女性,發現服用鐵質補充品的女性早死風險高於沒服用的女性。服用綜合維他命也是如此,因為綜合維他命裡一定含有鐵。

平心而論,要不是因為人體在調節營養和維他命時大多做得很好,「越多越好」這個想法原本應該會造成更多問題。在許多狀況下,就算我們某種物質攝取太多,身體都能加以排除。但鐵剛好是個例外。人體沒有排除鐵的系統,我們只能被動地藉由排汗、死亡細胞和出血來排除一點點鐵,但我們沒有專門的機制來排除突然攝取過多鐵的情況。原因可能是人類以往的飲食中鐵質攝取較少、有吸血性腸道寄生蟲,而且比較容易出血,所以沒有鐵質過多的問題。

但現在狀況不一樣,鐵很容易隨年齡而累積在體內,男性尤其如此。有個極端的例子是遺傳性血鐵沉積症(Hereditary haemochromatosis)。這種遺傳性疾病會使患者由飲食吸收的鐵質比一般人多。如果沒有發現和治療,患者體內的含鐵量會變得極高,開始出現糖尿病、疲勞和關節酸痛等各種疾病,最後死於癌症或心臟併發症。除非患者借助抽血降低體內的含鐵量,在這種處置下,這個疾病或許才會變得無害。

幾乎各種疾病都和鐵過多有關,一定有其原因。有個可能是鐵能促進自由基形成,而鐵能刺激我們先前提過的瓷器店裡的公牛。沒錯,我們也已經明白自由基的問題沒有科學家以往認為的大,少量自由基甚至還對人體有益,因為它能產生激效作用。不過一如往常,激效作用的關鍵在於劑量。如果超過身體能修復的危險值,壓力因子將會造成傷害,縮短壽命。

但還有一種可能性能夠解釋含鐵量與長壽之間的關聯:微生物喜歡鐵。所有生物都需要鐵,細菌和真菌等微生物也不例外。事實上,鐵對細菌生長的作用幾乎和肥料相同。無害的感染和可能威脅生命的感染之間,差異可能就在細菌如何取得自己需要的鐵,或是有多少鐵可用。

這點在開發中國家已經造成問題,許多兒童缺鐵。長期缺鐵可能影響生長和認知發展,所以世界衛生組織建議服用鐵補充品,防止缺鐵。不過鐵補充品有個缺點,就是可能提高兒童感染瘧疾和各種細菌的風險,而且補充品也可能使感染更加嚴重。

演化其實已經把這些知識寫入我們的體內。鐵的獲取是對抗感染時最重要的戰場。如果免疫系統偵測到感染,身體就會立刻開始製造儲存鐵的鐵蛋白。如此一來,就能把鐵鎖在分子籠中,讓微生物無法取得。同樣地,感染也會使身體製造更多鐵調素(hepcidin)。這種蛋白質可阻止我們由食物攝取鐵。接下來,就讓我們更深入地探索微生物的世界。

書籍介紹

本文摘錄自《為何龍蝦不會變老,水母會逆齡,人類卻無法?:24個自然界中青春、衰老與生命期限的科學奧祕》,鷹出版

作者:尼可拉斯・潘柏格(Nicklas Brendborg)
譯者:甘錫安

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Photo Credit: 鷹出版

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責任編輯:翁世航
核稿編輯:馮冠維