一种已被处方给全球数百万人的糖尿病药物,是否可能不止于控制血糖?多年来,研究人员一直在追问:二甲双胍——世界上使用最广泛的降糖药之一——是否也能影响驱动衰老的某些生物学过程。发表在《Aging》上的一篇新综述系统梳理了这一问题背后的证据,探讨该药是否可能作用于衰老生物学本身,而不仅仅是治疗其常见的代谢后果。
该综述由卡塔尔哈马德·本·哈利法大学健康与生命科学学院的Jarra Manneh、May Alasmar和Nady El Hajj撰写,通讯作者Nady El Hajj同时隶属于该校科学与工程学院。文章整合了细胞实验、动物模型、观察性研究和临床试验,评估二甲双胍与多种衰老机制之间的相互作用。
从能量感应到细胞维护:二甲双胍的分子作用网络
综述的一个核心焦点是AMP活化蛋白激酶(AMPK),这是一种帮助细胞在燃料匮乏时作出反应的能量传感器。二甲双胍抑制线粒体复合物I,改变细胞的能量平衡并激活AMPK。这一反应可抑制雷帕霉素机制靶点(mTOR)信号通路——该通路在营养充足时促进生长。激活AMPK还可能促进自噬,即清除受损组分的细胞回收过程,同时支持新线粒体的生成并减少氧化应激。这些效应将二甲双胍熟悉的降糖作用与营养感知和细胞维护系统联系起来,而这些系统往往随年龄增长而效率下降。
作者发现,尤其强有力的证据将二甲双胍与营养感知失调、线粒体功能障碍、巨自噬受损、细胞衰老和表观遗传改变联系起来。研究还提示其可能影响慢性炎症和菌群失调,而与端粒缩短和干细胞耗竭的关联则仍不确定。衰老细胞停止分裂但并不总是消失,随着其积累,会释放炎症信号干扰邻近组织。二甲双胍可能影响这一过程以及伴随衰老的慢性低度炎症,但其在人体中的效应程度尚不清楚。
表观遗传与肠道菌群:两条可能的间接通路
表观遗传学提供了另一条可能路径。表观遗传机制在不改变DNA序列本身的情况下调控基因活性。研究表明,二甲双胍可通过AMPK、SIRT1等调控蛋白影响DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA。一些人体研究将二甲双胍使用与较慢的表观遗传年龄加速联系起来。然而,分子衰老时钟的有利变化并不必然意味着一个人会更长久地保持健康。作者警告,仅凭生物标志物的变化无法确立二甲双胍能延缓衰老或延长人类健康寿命。
二甲双胍还可能部分通过肠道发挥作用。口服剂量在胃肠道中达到高浓度,可重塑微生物群落并改变其短链脂肪酸的产生。这些微生物代谢物可影响肠道屏障、炎症、胰岛素敏感性、AMPK活性和表观遗传调控。因此,微生物组可能帮助将二甲双胍的效应传递到消化道之外,把肠道细菌与全身代谢联系起来。这种复杂关系也解释了为何二甲双胍无法被归结为单一机制:它对能量感知、线粒体、细胞回收、炎症、基因调控和肠道微生物的效应紧密相连,难以确定哪些通路对健康衰老最为关键。
动物延寿与人类不确定性:从线虫到TAME试验
综述总结的实验发现,二甲双胍可延长秀丽隐杆线虫和多种小鼠模型的寿命。涉及雄性食蟹猴的研究也报告了多个组织中生物学年龄标志物的降低。人类观察性研究则将二甲双胍使用与改善的生存率及其他有利的衰老相关结局联系起来。然而,一些曾被高度宣传的发现未能在后续研究中重现,这削弱了得出明确结论的依据。大多数人类证据还来自已患有糖尿病或其他健康问题的人群。二甲双胍可能通过控制血糖或减少疾病并发症来改善其生存,而并未广泛延缓衰老过程。研究间的比较还因终点不一致而更加复杂:研究人员测量了死亡率、癌症、心血管疾病、衰弱和生物学年龄标志物,但在某一类别中的成功并不保证其他类别也获益。
“靶向衰老用二甲双胍”(TAME)计划旨在研究二甲双胍能否在无糖尿病的老年人中延缓多种年龄相关疾病。该项目并非将衰老视为一种疾病,而是聚焦于靶向其潜在生物学能否推迟多种慢性病。随机MeMeMe试验的结果则呈现更复杂的图景:在1400多名50至79岁患有代谢综合征的成年人中,二甲双胍减少了2型糖尿病的发生,但并未预防癌症、心血管疾病或死亡。这一结果强化了一个重要区别:一种药物可以带来有意义的代谢益处,却并不等同于通用的长寿疗法。需要更大规模、更长期的试验来确定二甲双胍是影响衰老速度,还是主要降低特定疾病风险。
如果预期让原本健康的人长期服药,还必须考虑长期安全性。二甲双胍通常耐受良好,但长期使用可导致维生素B12缺乏。二甲双胍相关乳酸酸中毒虽罕见但严重,尤其在肾功能受损或其他易感人群中。
“通过整合临床、分子和人群层面的数据,二甲双胍可能成为重新定义健康衰老极限的‘神药’,”作者表示。尽管这一评价乐观,关键问题仍未解答:研究人员尚未确定用于潜在抗衰老保护的最佳剂量、理想治疗时长或最有效的起始年龄。获益还可能因糖尿病状态、性别、体成分和年龄而异。必须在无糖尿病人群中开展足够效力的随机试验,证明其能显著减少年龄相关疾病、失能或死亡。在那之前,二甲双胍仍是一个有前景的老年科学候选药物,而非已被证实的延缓人类衰老的疗法。