拼命养生也活不过120岁:人类最大寿命由细胞损伤生产与清除速率决定


最新研究证实,人类最大寿命由细胞损伤生产与清除速率决定,生活方式仅能小幅提升中位寿命,突破120岁需靶向分子干预。  

人类寿命上限为何卡在120岁?最新研究揭开长寿的真正密码  

过去两百年医学突飞猛进、人均寿命翻倍,但人类的“最大寿命”却几乎纹丝不动!哪怕你每天吃有机蔬菜、坚持冥想、睡足八小时、定期体检,也很难活过120岁。这是一道由细胞损伤动力学设定的硬性天花板。

最近,以色列魏茨曼科学研究所的本·申哈(Ben Shenhar)、沙哈夫·弗伦克尔(Shachaf Frenkl)、托默·列维(Tomer Levy)和尤里·阿隆(Uri Alon)团队发表了一篇重磅预印本论文,用一个叫“饱和清除模型”(Saturating-Removal Model, SR模型)的数学框架,首次从机制上解释了为什么人类寿命存在刚性上限,并精准指出:生活方式最多只能延长最大寿命约1年,真正的突破必须直击细胞损伤的生产清除这两大目标。

这篇研究不仅颠覆了大众对“健康长寿”的认知,还为未来抗衰老干预指明了分子靶点方向——不是靠喝枸杞泡脚,而是要动真格地调控体内“垃圾工厂”的运转效率。

作者背景:系统生物学大牛尤里·阿隆领衔的跨学科团队  

这项研究由以色列魏茨曼科学研究所分子细胞生物学系的尤里·阿隆教授团队主导。阿隆是以色列科学院院士、欧洲研究理事会高级研究员,被誉为“系统生物学之父”之一,其著作《生物回路设计原理》是该领域圣经

他擅长用物理和工程思维解构生命系统,此前已用SR模型成功解释衰老细胞动力学、疾病发病率、异种共生效应等。

本研究第一作者本·申哈是其博士生,团队还包括计算生物学家沙哈夫·弗伦克尔和理论生物学家托默·列维。他们整合了人口统计学、随机过程理论、临床流行病学和分子衰老机制,展现了典型的“定量生物学”范式——用数学统一微观机制与宏观现象。

长寿≠活得久,中位寿命和最大寿命根本是两码事  

很多人混淆了“平均寿命”(或中位寿命)和“最大寿命”。

过去150年,全球中位寿命确实翻了一番,比如30岁时的预期寿命增加了20年,但90岁时的预期寿命只多了2–3年。

更关键的是,无论你生活在哪个国家、哪个时代,能活到110岁以上的人始终凤毛麟角,120岁几乎是不可逾越的极限。这种现象被称为“生存曲线矩形化”——早期死亡大幅减少,人群死亡时间越来越集中在高龄段,但曲线的右端始终被牢牢钉死在120岁附近。

为什么?传统观点认为衰老是“损伤累积”,但没人说清楚:哪些参数控制中位寿命,哪些决定最大寿命?

这篇研究的答案是:损伤的生产速率(η)和清除速率(β)主导最大寿命;而生活方式主要影响的是个体对损伤的耐受阈值(Xc)和生理噪声(ε)。
换句话说,你再怎么养生,也只是让自己更“扛造”,而不是从根本上减缓衰老引擎的转速。

什么是SR模型?一个把衰老变成物理方程的神奇框架  

SR模型的核心思想极其简洁:假设存在一种“主导性损伤”X(可以是衰老细胞、炎症因子、错误蛋白等),它随年龄增长而积累。

其动态由三个力平衡:

一是随年龄线性上升的损伤生产(ηt),想象体内有越来越多“错误工厂”不断制造垃圾;

二是饱和式清除机制(βX/(κ+X)),类似免疫系统或自噬通路,但能力有限,垃圾太多就处理不过来;

三是随机生理波动(高斯白噪声 εξ),代表日常压力、感染、昼夜节律扰动等带来的不确定性。当X超过某个临界阈值Xc时,个体死亡。

这个模型用一个随机微分方程描述:dX/dt = ηt − βX/(X+κ) + √(2ε)ξ。别被公式吓到——它的物理图像其实很直观:就像一个粒子在逐渐变浅的势阱里晃荡(图1b),年轻时势阱深,抗干扰强;年纪越大,势阱越平,稍微一抖就掉出边界,命就没了。

而η和β决定了势阱“变浅的速度”,Xc和ε则决定“边界高度”和“抖动强度”。

为什么普通人之间最大寿命差异极小?因为η和β几乎不能变  

研究团队通过模拟发现:只要人群中η或β的变异系数超过5%,就会出现大量活到130、140岁的人,这与现实数据严重不符。相反,Xc(死亡阈值)和ε(噪声幅度)即使变动20%以上,也不会破坏120岁的寿命上限。

这说明什么?说明在自然人群中,损伤的生产与清除速率是高度保守的,个体差异极小

你的基因、饮食、运动习惯,可能让你比邻居多活5–10年(中位寿命提升),但几乎不可能让你突破120岁大关。更惊人的是,这种保守性甚至体现在双胞胎研究中——即便同卵双胞胎共享几乎全部基因,他们的寿命相关性也只能用Xc的变异来解释,而非η或β。

换句话说,进化早已把人类的“衰老引擎转速”锁死在一个狭窄区间内,这是物种层面的稳定策略,防止极端长寿个体扰乱代际更替。

生活方式到底改变了什么?答案:降低噪声、提高阈值  

那么,健康生活真的没用吗?当然有用!但作用机制被误解了。

研究分析了NHANES(美国国家健康与营养调查)中近6万人的数据,涵盖饮食质量、收入、饮酒、运动、睡眠、社交、教育等九大因素。

结果发现:所有“长寿友好型”群体(如每周锻炼、睡眠7–9小时、高收入、大学学历等)都表现出两个共同特征:

  1. 生存曲线更陡峭(IQR更小)
  2. 中位寿命小幅提升(1–5年)。
在SR模型的“陡度-寿命”图上,这些群体的轨迹完美贴合Xc升高或ε降低的预测曲线,而完全偏离η或β变化的方向。

这意味着:健康生活本质上是在提升身体的“鲁棒性”——让系统更能容忍损伤(提高Xc),同时减少日常波动(降低ε)。比如优质睡眠可能稳定昼夜节律,减少应激激素波动;规律运动增强心血管储备,相当于提高了器官功能崩溃的临界点。但这些抗损伤的行为却无法改变损伤本身产生的速度。

历史寿命增长的秘密:不是活得更久,而是死得更晚更集中  

从1800年到2020年,瑞典和丹麦的生存曲线经历了显著“矩形化”。

研究团队将这一过程分解后发现:
早期(1900年前)寿命提升主要来自外源性死亡率下降(如传染病、饥荒、暴力),这使更多人活到老年;
而1900–1950年间,曲线陡度急剧上升,则是因为公共卫生革命(疫苗、抗生素、清洁饮水)进一步压低了早中期死亡。

但关键来了:当剔除外源性死亡影响后,历史人群的内在衰老参数变化,依然只能用Xc提升35%或ε降低60%来解释。

也就是说,过去两百年的“长寿奇迹”,本质是让更多人抵达了那个固定的衰老终点,而非推迟了终点本身

这也解释了为何20世纪后期某些时期中位寿命增长但曲线变缓——因为医疗进步集中在老年段(如心脏病治疗),但底层健康不平等并未消除,导致人群异质性增加。

超级人瑞纪录缓慢上升?其实是阈值Xc在悄悄提高  

你可能注意到,近几十年“在世最长寿者”的年龄从1960年的109岁缓慢爬升到2020年的117岁。

有人归因于人口爆炸——人越多,出现极端值的概率越大。但研究用数学证明:最大寿命仅随log(log N)增长,即人口翻十倍,最大寿命才增约1年。而20世纪全球出生人口增长远不足以解释8岁的提升。

排除人口因素和外源死亡后,唯一合理的解释是:Xc(损伤耐受阈值)在过去百年提升了约50%。

这得益于整体医疗水平、营养状况、慢性病管理的进步——比如高血压控制让血管更能承受动脉硬化,抗生素减少感染对免疫系统的消耗。但请注意:这种提升是线性的、缓慢的,且边际效益递减。按当前趋势,2100年最长寿者可能达到125岁,但绝不会出现150岁的“新物种”。

早衰症为何致命?因为它直接篡改了η和β  

为了验证模型,研究团队分析了儿童早衰症(Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome, HGPS)患者的生存数据。

这种由LMNA基因突变引起的疾病,导致孩子平均14岁就死于心血管衰竭。其生存曲线异常平缓——中位寿命极短,但尾部拖得很长(有人活到20多岁)。

模拟显示:只有大幅提升损伤生产速率η(2–4倍)或大幅降低清除速率β(2–3倍),才能复现这种曲线。这与HGPS的病理完全吻合:突变产生的“早衰蛋白”破坏细胞核结构,导致DNA损伤暴增(η↑),同时血管病变削弱免疫清除能力(β↓)。

关键结论是:只有直接扰动η或β的疾病或干预,才能真正改变最大寿命。
而普通人的生活方式,连碰都碰不到这两个核心参数。

其他衰老模型也支持这一结论:动态参数必须保守  

研究还测试了两种主流模型:经典的Gompertz死亡率模型和Fedichev & Gruber最小衰老模型。

结果惊人一致:
在Gompertz模型中,只有保持“斜率-截距”的Strehler-Mildvan负相关(即高初始死亡率伴随低老化速率),才能维持合理最大寿命;
而在FG模型中,只有噪声参数可变,动态速率参数一旦变异就会产生超长寿命。

这说明:无论模型如何构建,只要包含“随时间恶化的稳定性景观”,其动态参数就必须在人群中高度保守。否则,我们早就看到大量150岁老人了。

SR模型的优势在于,它赋予这些抽象参数明确的生物学含义——η对应干细胞耗竭或表观遗传漂变,β对应免疫监视或蛋白稳态,Xc对应器官功能储备,ε对应短期生理波动。

真正的长寿突破口在哪里?靶向η和β的分子干预  

既然生活方式对最大寿命影响微乎其微(最多+1年),那未来希望在哪?

论文明确指出:必须开发能直接降低η(损伤生产)或提升β(损伤清除)的疗法。

在小鼠实验中,已有成功案例:Senolytics(清除衰老细胞)提升β,mTOR抑制剂(如雷帕霉素)降低η,两者均显著延长最大寿命。
但在人类,尚无确凿证据。
作者推测,罕见基因变异(如DNA修复基因突变)可能轻微影响η/β,这也是为什么有些家族频出百岁老人。

未来方向包括:筛选能增强蛋白稳态的化合物、开发靶向线粒体ROS生成的药物、利用细胞重编程逆转表观遗传时钟。

总结:长寿的真相残酷又清晰  

这篇研究用严谨模型揭示了一个反直觉事实:你再努力养生,也几乎不可能活过120岁,因为最大寿命由损伤生产/清除速率锁定,而这两者对生活方式免疫。



极客一语道破

当然这个实验是从群体逻辑来阐明天花板上限不可能定理,忽视个体差异,任何人都可能落入这个个体差异分布中,不能因为这种不可能定律而放弃健康生活,至少以后的科学理论会推翻旧的,科学就是这样前进的。

生物弹性是生命的第一性原理!