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人類壽命無極限?「死亡率高原」的研究之爭

淨妍
・2018/08/13 ・2733字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 566 ・九年級

「有沒有那麼一個明天,重頭活一遍,讓我再次感受,曾經揮霍的昨天。」五月天的歌曲《如煙》用詩意的歌詞,道出人們心中對時間與生命的渴望。科學家花了幾個世紀探索生命的秘密,究竟,人類的壽命是否存在上限?

人類壽命的極限一直是科學家很想知道的問題。圖/pixibay

什麼是「死亡率高原」?從果蠅身上得到的啟示

近日《Science》發表了一篇論文,為人類壽命上限的問題提供了一種解答:研究結果顯示,「死亡率高原」(mortality plateau) 確實存在於人類身上。「死亡率高原」究竟是什麼?存在於人類身上又有什麼樣的意義?

要釐清何謂「死亡率高原」,首先要了解「死亡率」的概念。死亡率的研究最早可回溯至 1825 年,英國皇家學會的數學家班傑明.岡珀茨 (Benjamin Gompertz) 運用統計學方法,計算出死亡率定律:動物的死亡率會隨著年齡增加而指數性成長。也就是說,動物從出生的那一瞬間,死亡的可能性就會不斷增加。「越老越有可能死」聽起來很合理,但如果死亡率不停增加,是不是會在某個特定的年紀達到 100%,成為動物的年齡上限?

針對這個問題,近代科學家提出一種假說:死亡率的增長不會一直持續,到了某個年齡便不會再提升,平穩地維持一樣的數值。因為根據定義畫出的死亡率曲線圖,形狀與高原類似,所以這種假說被稱為「死亡率高原」。

「死亡率高原」可能發生在任何動物身上,以觀察果蠅壽命的實驗為例,科學家發現它們的死亡率從出生那刻起便不斷上升,但在超活了 60 天之後,死亡率便不再有大幅度成長,而非趨近於 100%。也就是說,單純從數據推測,擁有死亡率高原現象的動物,它們的壽命有可能不存在上限。(但究竟有沒有上限暫時未知)

左圖 (A) 為公果蠅的死亡率變化圖,右圖 (B) 則為母果蠅的死亡率變化圖。不論性別,果蠅在存活超過60天後,死亡率便不再持續穩定的大幅上升。圖/EVOLUTION 圖片重製/戴淨妍

死亡率高原研究之爭 到底在爭什麼?

「死亡率高原」是否通用在人類身上,是研究者一直以來爭論的議題之一,並分為兩派說法:一部分研究者認為死亡率會隨著年齡不斷提升,就算科學再進步,人類壽命的提升依然存在極限;另一部分則相信死亡率高原的存在,未來人類的壽命將超乎我們的想像。

人類的死亡率隨著年齡攀升直到105歲,維持在穩定的數值。圖/nature 圖片重製/戴淨妍

而此次發表的研究之所以能宣稱死亡率高原確實存在於人類身上,依靠的是數據蒐集的突破性發展。人類壽命是否存在極限的研究,其實是藉由統計人們的死亡年齡,再用數學方法計算得來,因此,那些年紀過百的「超級人瑞」們的年齡數據正確與否,和研究的精確度事關重大,但在以往資訊流通十分不便的年代,爺爺、奶奶們的年齡很容易被灌水,往往讓科學家一個頭兩個大。

事實上,岡珀茨在 1852 年提出死亡率定律時,他同時也補充到:「死亡率的成長不會一直持續,而是有一定的上限。」但由證據不足,連他自己也不太確定這句話的真實性,所以這樣的說法就暫時被擱置在一旁。直到 1990 年後,數據蒐集的方式改善許多,研究者才歸納出,人類在超過 80 歲以後的死亡率有所減緩,與中年人極快的死亡率增長速度有著鮮明的對比。

英國數學家班傑明.岡珀茨 (Benjamin Gompertz) 首度提出了死亡率定律。圖/wikipedia

1998 年,《Science》的一篇論文中提出,人類身上確實存在死亡率高原的現象,與他們在果蠅及其他生物身上發現的結果一致,這樣的研究成果大大地刺激了生物人口統計學 (Biodemography) 和演化論 (Evolutionary) 理論化的浪潮。然而,2011 年,《North American Actuarial Journal》中的一份研究成果卻發現,人類的死亡率並不會減緩,甚至 2017 年的一份研討會論文中還指出,死亡率的增長持會續到 110 歲。這些研究完全打破了「死亡率高原」假設,如果他們才是正確的,那麼 1998 年後所提出的人口模型將全部都會被推翻。

「別吵了!真的有死亡率高原!」 來自義大利的最新研究

為了終結無止境的爭論,5 位義大利的學者採用了革命性的人口統計方法,由義大利國家統計局 (Italian National Institute of Statistics, ISTAT) 蒐集並驗證了 2009 年至 2015 年間年滿 105 歲的人的資料,他們採用世代研究法 (cohort study) ,重複調查同一群人,完整記錄他們從出生到死亡的詳細訊息,排除任何可能影響統計結果的風險因子,並藉由國際長壽資料庫 (International Data base on Longevity, IDL) 提供的標準進行驗證,他們宣稱,此種作法解決了一直以來令研究者十分頭痛的數據偏差問題,計算出最精確的死亡率。

研究結果顯示,人類死亡率的增長速度會在 80 歲達到高峰並漸漸趨緩,而超過 105 歲以後,死亡率便會維持在一個穩定的數值上,另外,藉由詳細的世代調查,也發現活過 105 歲的人有逐漸增加的趨勢,也就是說,人類的壽命正在持續上升,並且尚未達到極限。而除了以上提到的生物知識,研究使用的資料蒐集及計算方式也為生物學研究立下的里程碑,成為此篇論文的最大研究價值。

目前紀錄上最長壽的人是122歲的雅娜.卡爾芒,逝世於 1997 年。而研究者認為這不是人類壽命的極限。圖/wikipedia

雖然這群研究者的初衷是為了用更精確的數據來驗證死亡率高原的存在,他們也宣稱自己的數據沒有偏差,但卻遭到同領域的研究者質疑,他們的數據真的具有代表性嗎?統計資料將年齡無法確定的人排除在外,但這樣的作法是否會成為另一種形式的風險因子?死亡率維持在一定數值又一定代表人類壽命沒有極限嗎?而基因遺傳的影響沒有被放進研究中做討論,也成為了研究限制。種種因素都無法說服其他研究者他們的結論是可信的,雙方仍各持己見持續爭論下去。

因為死亡率高原的存在,人類有機會活得越來越長,且以目前情況來看,平均壽命持續增加是無法爭辯的事實,因此,無論是壽命否存在極限,如何養護身體的生命延續科學想必會成為越來越受重視的課題。

參考資料:

  1. Scott D. Pletcher, James W. Curtsinger. (2017) Mortality Plateaus and the evolution of senescence : Why are old-age mortality rates so low? Evolution, 52(2),1998.pp,454-464.
  2. Elisabetta Barbi, Francesco Lagona, Marco Marsili, James W. Vaupel, Kenneth W. Wachter. (2018) The plateau of human mortality: Demography of longevity pioneers Science, 360(6396), pp. 1459-1461.
  3. Once you hit this age, aging appears to stop.
  4. There’s no limit to longevity, says study that revives human lifespan debate.

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淨妍
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泛科的新人實習生,希望能在這個資訊過量的時代裡,留下有價值文字。 另一個身分是「喀報」記者https://castnet.nctu.edu.tw/search/%E6%88%B4%E6%B7%A8%E5%A6%8D


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研究指混打 AZ 與 BNT 疫苗效果拔群!感染率比接種 2 劑 BNT 更低

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/22 ・2347字 ・閱讀時間約 4 分鐘

2021 年 10 月 21 日,國際期刊《自然》(Nature)公開一篇法國里昂國際傳染病研究中心(Centre International de Recherche en Infectiologie Lyon, CIRI)的研究,探討混合施打 AZ 與 BNT 兩種不同廠牌的新冠疫苗後,產生細胞免疫的特性與效果。研究觀察 13,121 名護理人員的真實世界數據,發現混打 AZ 與 BNT 疫苗,比起施打兩劑 BNT 疫苗,可更好的預防新冠病毒引起的嚴重急性呼吸系統綜合症。

研究團隊為瞭解混打這兩種疫苗的機制,觀察兩種疫苗不同的施打組合,發現兩種組合都可以引起很強的抗體反應,而混打疫苗的個體,血清中抗體都有更強的中和能力。此增強的效果,與轉化、活化 B 細胞辨認新冠病毒受體結合區域(Receptor Binding Domain, RBD)的頻率上升有關。

比起第一劑的 BNT 疫苗,AZ 疫苗引起的 IgG 反應較弱,但引起 T 細胞的反應更強,作者認為這可解釋兩種疫苗混打後效果較好的原因。研究結論也提到,混打的方式可能特別適合免疫功能較低下的人。

我們對於混打的瞭解有多少?

國家衛生研究院感染症與疫苗研究所副研究員級主治醫師齊嘉鈺表示,先前許多針對疫苗混打的研究規模比較小,參與人數大多僅數十人到數百人;研究方向著重在免疫反應的差異,而非真實世界的保護力;實驗方法也有限制,例如,分析中和抗體時所用的是替代指標或是人工假病毒中和試驗,而非活的新冠病毒,因此對預測真實臨床病毒的中和能力仍然會有一些疑慮。

最近有另一篇剛剛發表刊登在 Lancet 的報告,是來自瑞典全國性大規模的疫苗混打研究結果,該研究總計納入超過 10 萬名接受 ChAd(腺病毒載體)/mRNA 疫苗混打者與 43 萬名完成兩劑都是接種 ChAd 疫苗者進行保護力的分析。結果發現,疫苗混打組確實對有症狀感染具有更高的保護效果,但是並未深入剖析相關的免疫機制。

齊嘉鈺指出,本文是來自法國的研究,對象是 1 萬 3 千多名醫護人員,其中 2,500 多名接受混打(ChAd/BNT),另外 1 萬多名兩劑皆施打輝瑞 BNT162b2 疫苗。相較於其它文獻,這一篇研究除了分析對感染的保護力差異外,更清楚探討混打疫苗所誘發的免疫機制。

感染率比較:混打組 0.42% < 0.71% 兩劑BNT

台灣兒童感染症醫學會理事長邱南昌指出,研究比較 10,609 名間隔四週施打兩劑 BNT 疫苗,和 2,512 名第一劑施打 AZ 疫苗 12 週後第二劑改用 BNT 疫苗者,發生 COVID-19 感染的情形,以及免疫系統的反應情形。兩劑都打 BNT 疫苗組感染的發生率是混打組的兩倍(0.71% 比 0.42%)。作者還檢驗了多種免疫反應,只打完第一劑後,AZ 疫苗產生的抗體濃度較 BNT 疫苗低;但施打完兩劑後,有些抗體濃度就相似,有些則是混打組較高;在記憶細胞方面,混打組也產生較多。

邱南昌表示,這些免疫反應,可以解釋為何混打的人,能夠降低更多的感染風險。對於變種病毒也是混打組有較好的免疫反應。與過去只是驗抗體濃度,此篇有現實世界的資料,也較之前研究做了更深入的免疫反應檢驗,證實第一劑 AZ 疫苗第二劑 BNT 疫苗,可以得到比兩劑都打 BNT 疫苗更好的效果。

輝瑞 BNT 疫苗。圖/Wikipedia

混打後的免疫反應能維持多久?仍未有結論

邱南昌也說,此篇沒混打組的兩劑 BNT 疫苗是間隔四週,但混打組兩劑間是間隔 12 週。之前的資料就顯示第二劑間隔較久才施打,產生的抗體濃度較高。但由此研究檢驗多種免疫反應的結果看來,時間間隔應不是唯一理由,還有其他可顯示有混打對免疫反應增強的理由。此外,不同地區不同的流行狀況,會影響保護力的研究結果,但免疫反應應是差不多。

齊嘉鈺則補充,研究對象都是醫護人員,因此結果要外推到其他一般大眾,包括更廣的年齡層、潛在疾病等,還需要更多的證據;工作性質不一樣的醫護人員之間暴露於病毒的風險也不同,也可能影響兩組疫苗保護力的結果;免疫機制的實驗僅追蹤至施打完第二劑後 4 週,所以,混打後的免疫反應能維持多久、何時會降低、需不需要再追加第三劑,也還沒有結論。

若開放混打,我該衝一波嗎?

本文有幾項重要結論:

  1. 兩劑間隔 12 週,有順序的混打(ChAd/BNT)疫苗確實比間隔 4 週施打兩劑 BNT 疫苗對降低感染提供更好的保護力。
  2. 兩種組合都刺激了很強的抗棘蛋白抗體反應,但混打可以誘發更強的中和抗體,即使是針對不同的 SARS-CoV-2 變種病毒。這種增強的中和抗體反應與可以辨識受體結合區域(RBD)的記憶 B 細胞持續的成熟及活化有關。
  3. 第一劑施打 ChAd 疫苗後比 BNT162b2 疫苗誘發的抗體反應弱,但卻有更強的 T 細胞反應,可以解釋兩種疫苗混打使用時的互補性。

這個結果再一次為混打疫苗的保護力提出更多的科學證據,同時也特別對一些免疫功能低下,如器官移植的患者,提供更好的疫苗接種選擇建議。

COVID-19 有多種疫苗,陸續有研究顯示混打可能誘發不同免疫反應,得到比單一疫苗更好的保護力。但是疫苗種類繁多,混打方式的排列組合更多樣,目前只有少數方式有確切數據可驗證。

我國根據我們各種疫苗的供應量和已經發表的研究資料,有可能會逐漸開放准許混打的種類。但是就本研究的資料看來,即使不混打也仍得到相當不錯的保護力。所以其實也不必執著於是否要混打,有什麼疫苗能打就打什麼,反而是最簡單的選擇。

研究文獻

※為了盡快了解研究的重大發現,此為 Nature 期刊提供的未經編輯文章,在最終發布完稿之前,研究者還可能修正文章內容。

台灣科技媒體中心_96
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