一、引言:衰老标志的演进脉络
"衰老标志"(Hallmarks of Aging)框架是国际衰老生物学领域最具影响力的理论体系之一。自 2013 年 López-Otín 团队在Cell首次提出以来,该框架持续吸纳新发现并演进:
2013 年:提出9个核心标志,奠定衰老机制的分子与细胞基础。
2023 年:扩展为12个标志,新增巨自噬失能、慢性炎症和肠道菌群失调。
2025 年 4 月:Kroemer、López-Otín 等人在Cell发表里程碑综述,将标志体系扩展至14个,新增细胞外基质变化(Extracellular Matrix Changes)与心理-社会隔离(Psychosocial Isolation)两大维度,标志着衰老研究正式从"纯生物机制"走向"生物-心理-社会-环境"整合医学范式。
以下按主要标志→拮抗标志→整合标志三层分类法,系统梳理 14 个衰老标志及其核心干预靶点。二、14 个衰老标志与核心干预靶点(一)主要标志(Primary Hallmarks,5 项)
这类标志是衰老的原始损伤来源,由内源性(代谢副产物)或外源性(环境因素)损伤直接引发。
序号
标志
核心机制
关键干预靶点
代表性策略/分子
1
基因组不稳定性 Genomic Instability
DNA 损伤累积(氧化、复制错误、外源诱变剂),修复机制(BER/NER/HR/NHEJ)效率随龄下降
PARP1, ATM/ATR, SIRT1/6, DNA-PK
NAD⁺前体(NMN/NR)增强 PARP1 修复活性;SIRT 激活剂(白藜芦醇衍生物);ATM/ATR 通路调节剂
2
端粒磨损 Telomere Attrition
端粒重复序列随每次细胞分裂缩短,触发 DDR 及 p53/p21/p16 介导的复制性衰老
TERT(端粒酶催化亚基), shelterin 复合体, p53, p16INK4a
基因治疗(AAV-TERT 递送);端粒保护小分子筛选;环黄芪醇(临床证据有限,需审慎评估)
3
表观遗传改变 Epigenetic Alterations
DNA 甲基化模式漂移(表观遗传时钟加速)、组蛋白修饰失衡(H3K27me3/H4K16ac)、染色质重塑异常
DNMTs, HDACs, HATs, KDMs, Yamanaka 因子(OSKM)
表观遗传重编程(间歇性 OSKM 表达);HDAC 抑制剂(丁酸盐);去甲基化药物(5-氮杂胞苷)
4
蛋白质稳态丧失 Loss of Proteostasis
错误折叠蛋白聚集(淀粉样蛋白、TDP-43 等),UPS 与自噬-溶酶体通路功能衰退
HSP70/HSP90, mTOR, USP14, ATG 家族
HSP70 诱导剂(雷公藤红素 Celastrol);mTOR 抑制剂(雷帕霉素);分子伴侣辅助(海藻糖 Trehalose)
5
巨自噬失能 Disabled Macroautophagy(2023 新增)
自噬体形成与溶酶体融合效率下降,"细胞垃圾"清除不足,加剧蛋白聚集与受损细胞器堆积
ULK1, LC3B, TFEB, Beclin-1, P62
亚精胺(Spermidine);雷帕霉素;卡路里限制模拟物;海藻糖(自噬诱导,间接活化 TFEB)
说明:
标志 1: PARP 抑制剂通过抑制 PARP1 活性发挥合成致死效应,无证据支持低剂量可增强DNA修复。NAD⁺前体通过补充 PARP1 底物(NAD⁺)间接增强修复能力,机制清晰。
标志 4:格尔德霉素是HSP90抑制剂,通过抑制分子伴侣功能促使客户蛋白降解,属于破坏蛋白质稳态的策略,与"恢复稳态"目标相悖。雷公藤红素是已知 HSP70 诱导剂,通过增强分子伴侣网络恢复蛋白折叠能力。
标志 5:海藻糖主要来自噬诱导(ULK1/Beclin-1)和 HSP 辅助,对 TFEB 的间接活化。(二)拮抗标志(Antagonistic Hallmarks,3 项)
这类标志是细胞对主要损伤的代偿性反应,生理水平下发挥保护作用,但过度或持续激活时反而加速衰老。
序号
标志
核心机制
关键干预靶点
代表性策略/分子
6
营养感应失调 Deregulated Nutrient Sensing
GH/IGF-1 轴及 mTORC1 过度激活,AMPK/SIRT1/FOXO 等饥饿应答通路被抑制
mTORC1, AMPK, IGF-1R, SIRT1/3, FOXO3a
雷帕霉素及衍生物(依维莫司 Everolimus);二甲双胍(AMPK 激动剂);NAD⁺增强剂
7
线粒体功能障碍 Mitochondrial Dysfunction
ETC 泄漏致 ROS 爆发,ATP 合成下降,线粒体动力学失衡,线粒体自噬(Mitophagy)受阻
PGC-1α, NRF1/2, SIRT3/5, PINK1/Parkin, Urolithin A 靶点
Urolithin A(线粒体自噬诱导剂);MitoQ;NAD⁺前体;SS-31(Elamipretide)
8
细胞衰老 Cellular Senescence
SnC 在组织内累积,分泌 SASP(IL-6、IL-8、MMPs 等),损害组织微环境
BCL-2/BCL-xL, p16INK4a, p53, USP7, NF-κB
Senolytics(清除):达沙替尼+槲皮素(D+Q)、Fisetin、Navitoclax(ABT-263);Senomorphics(SASP 抑制):JAK 抑制剂(Ruxolitinib)、mTOR 抑制剂
说明:
标志 8:UNITY Biotechnology 的 D+Q 在骨关节炎II期已终止(2023 年未达主要终点),IPF 数据亦有限。当前 Senolytics 临床重心已转向Fisetin(Mayo Clinic 主导)和Navitoclax衍生物(如 UBX1325,BCL-xL 选择性更高、血小板脱靶减少)。应用层面审慎评估 D+Q 前景。(三)整合标志(Integrative Hallmarks,6 项)
这类标志是前两类长期作用的最终结果,体现在组织、器官及全身系统层面的功能衰退。2025 年新增 2 项均归入此类。
序号
标志
核心机制
关键干预靶点
代表性策略/分子
9
干细胞耗竭 Stem Cell Exhaustion
成体干细胞增殖分化能力下降,组织再生与损伤修复能力丧失
Wnt/β-catenin, Notch, Hippo/YAP/TAZ, Oct4, NANOG
干细胞外泌体疗法;组织微环境重建;表观遗传重编程;GH 脉冲调节
10
细胞间通讯改变 Altered Intercellular Comm.
内分泌、旁分泌、神经递质和电信号网络老化,细胞间协调性下降
外泌体及其 miRNA/蛋白载荷, NF-κB, NLRP3 炎症小体
年轻血浆置换/稀释;工程化外泌体靶向递送;抗炎生物制剂(Canakinumab 等)
11
慢性炎症 Chronic Inflammation(2023 新增)
Inflammaging,由 DAMPs、SASP、菌群产物共同驱动
NLRP3, IL-1β, IL-6, TNF-α, COX-2, NF-κB
IL-1β 单抗(Canakinumab);IL-6 抑制剂(Tocilizumab);NLRP3 抑制剂(MCC950/OLT1177);Omega-3/姜黄素
12
肠道菌群失调 Dysbiosis(2023 新增)
微生物多样性下降,产 SCFA 菌减少,肠屏障通透性增加("肠漏"),肠-脑/肠-免疫轴紊乱
SCFA 受体(GPR41/GPR43), 胆汁酸受体(TGR5/FXR), TLR4
益生菌/益生元/后生元;FMT;高膳食纤维;噬菌体疗法
13
细胞外基质变化 ECM Changes(2025 新增)
ECM 组成(胶原/弹性蛋白比例)、交联程度(AGEs 累积)及粘弹性随龄改变,YAP/TAZ 机械力传导异常
HAS, MMPs, LOX, RAGE
抗糖化剂(ALT-711/氨基胍);透明质酸补充;ECM 重塑肽;MMP 活性调节剂
14
心理-社会隔离 Psychosocial Isolation(2025 新增)
社会关系剥离激活 HPA 轴,皮质醇慢性升高,诱发外周免疫代谢紊乱及神经炎症,加速表观遗传时钟;孤独感为独立死亡预测因子
HPA 轴(CRH/ACTH/皮质醇), β-肾上腺素受体, BDNF, OXTR(催产素受体)
社会心理干预:社群参与、CBT、宠物陪伴、数字化社交支持、社会处方(Social Prescribing);神经内分泌调节:β受体阻滞剂(普萘洛尔)
说明:
标志 12:补充SCFAs的表观遗传调控机制——丁酸盐等 SCFAs 不仅是能量底物,更是HDAC抑制剂,可通过调控组蛋白乙酰化影响炎症基因表达,是菌群-衰老关联的核心机制之一。
标志 14:社会处方——英国 NHS 已纳入初级医疗,有系统综述支持其对心理健康和全因死亡率的改善。三、干预策略的风险-收益评估
干预策略
潜在收益
主要风险/限制
证据等级
雷帕霉素(mTOR 抑制)
延长模式生物寿命;增强免疫记忆
免疫抑制(感染风险↑);口腔溃疡;血脂异常
临床前 → 早期临床
Senolytics(D+Q/Fisetin)
清除 SnC;改善组织功能
可能影响伤口愈合;对正常细胞脱靶;UNITY 骨关节炎试验终止
II 期(部分终止)
NAD⁺前体(NMN/NR)
增强 DNA 修复;改善线粒体功能
长期安全性数据不足;可能促进某些肿瘤生长(NAD⁺为肿瘤细胞增殖所需)
I–II 期
表观遗传重编程(OSKM)
逆转表观遗传年龄;恢复细胞可塑性
肿瘤发生风险(c-Myc 为原癌基因);重编程不完全致部分去分化
临床前 → 探索性临床
二甲双胍
AMPK 激活;代谢改善;TAME 试验中
维生素 B12 缺乏;胃肠道反应;乳酸酸中毒(罕见)
大规模观察 + TAME
社会处方
降低孤独感;改善心血管和认知结局
依从性差异大;效果受社会文化背景影响
多项 RCT + 系统综述
四、总结与应用逻辑1. 层级递进,多维联动
抗衰老干预正从"单一靶点"转向"多层级联合干预",有效方案应同时覆盖多个标志:
线粒体功能(7)+ 慢性炎症(11)+ 巨自噬(5)三者相互强化,构成"代谢-炎症-清除"恶性三角;
表观遗传重编程(3)+ 干细胞再生(9)的结合被认为是逆转组织衰老最具潜力的路径之一,但需警惕肿瘤风险;
心理-社会隔离(14)的纳入意味着抗衰老方案必须整合行为与社会维度,单纯分子干预无法覆盖。2. 2025–2026 前沿趋势
方向
现状
关键进展
部分重编程疗法
Altos Labs、Turn Biotechnologies 推进中,尚无已发表的注册性临床数据
间歇性 OSKM 表达优化;非整合型 mRNA 递送降低肿瘤风险
Senolytics
D+Q 骨关节炎 II 期已终止;Fisetin 进入 Mayo Clinic II 期
新一代(UBX1325 等)靶向 BCL-xL,选择性更高、血小板脱靶更少
精准菌群干预
FMT 在认知衰老中证据主要来自动物模型,人类试验规模小、异质性大
工程化益生菌(产丁酸盐菌株)进入早期临床
心理-社会维度
社会处方在英国 NHS 推广;数字化社交支持兴起
2025 Nature AgingLyons et al. 发表社会压力诱导 p16 介导 SnC 累积的机制研究,为生物-社会整合提供分子锚点
3. 核心文献支撑
[1]. 9→12 标志更新:López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G.Hallmarks of aging: An expanding universe. Cell. 2023;186(2):243-278.
[2]. 14 标志框架(2025):Kroemer G, Maier AB, Cuervo AM, et al.From geroscience to precision geromedicine: Understanding and managing aging. Cell. 2025;188(8):2043-2062.
[3]. 社会压力与细胞衰老:Lyons CE, Pallais JP, McGonigle S, et al.Chronic social stress induces p16-mediated senescent cell accumulation in mice. Nat Aging. 2025;5(1):48-64.
[4]. 社会处方系统综述:Wang F, Gao Y, Han Z, et al.A systematic review and meta-analysis of 90 cohort studies of social isolation, loneliness and mortality. Nat Hum Behav. 2023;7(8):1307-1319.
[5]. 靶点干预综合综述:Sanada F, Taniyama Y, Muratsu J, et al.Targeting the hallmarks of aging: mechanisms and therapeutic opportunities. Front Cardiovasc Med. 2025;12:1523678.五、未竟问题与建议
1. 性别差异:衰老标志的表现和干预响应存在显著性别二态性。例如雌性小鼠对 Senolytics 的清除效率与雄性不同,雌激素对自噬和线粒体功能有调控作用。应用层面建议纳入性别分层分析。
2. 物种保守性:哪些标志在酵母、线虫、小鼠和人类中保守,对模式生物→临床转化至关重要。2025 综述强调了gerogenes(促衰老基因)与gerosuppressors(抗衰老抑制基因)的跨物种保守性,可作为筛选靶点的优先框架。
3. 2025 综述的深层范式转移:该文不仅扩展标志数量,更提出"精准老年医学"(Precision Geromedicine)概念——将多组学生物标志物、临床指标、数字生物标志物与心理社会画像整合,实现个体化抗衰老干预。这要求未来靶点分析报告必须包含"整合干预设计"维度,而非仅罗列分子靶点。六、从靶点到方案:整合干预设计示例
以"代谢-炎症-清除"恶性三角(标志5/7/11)为例,设计一个联合干预窗口:
诱导期(0-3月):亚精胺(自噬诱导)+ Omega-3(炎症抑制)
强化期(3-6月):Urolithin A(线粒体自噬)+ 间歇性卡路里限制
维持期(6月+):社会处方(标志14)+ 高纤维饮食(标志12)
配合多组学监测(DNA甲基化时钟、炎症因子谱、肠道菌群α多样性),实现个体化剂量调整。