在阳光下晒半小时、吸入一口汽车尾气，甚至维持正常的呼吸代谢，人体细胞都在承受微观世界的破坏。2026 年 8 月 4 日发表于《自然》（Nature）期刊的一项专题指出，健康人体内的单个细胞，每天会遭受多达 10 万次 DNA（脱氧核糖核酸，deoxyribonucleic acid，记录生命遗传指令的分子蓝图）损伤。
这个数字听起来令人震惊，幸好人体拥有自带的修补团队，绝大多数损伤会在第一时间被粘合回去。然而随着年龄增长，漏网或修错的基因断纹会像老房子墙壁上的裂纹一样持续累积。当破损超出限度，细胞就会转变成衰老细胞（cellular senescence，停止分裂却持续分泌炎性因子的僵尸细胞），诱发慢性炎症、癌症与阿尔茨海默病。
每天10万次基因破损，身体如何维持运转
哥本哈根大学的研究学者 Morten Scheibye-Knudsen 提到，人体细胞的基因修补机制极其高效，绝大部分破坏在几秒钟内就被修复。如果把基因组换算成人类感知的尺度，这相当于一个成年人全身数万亿个细胞里，每天都在连夜修补几万封被剪碎的信件。生物学界长期估计，人类基因组中大约有 10% 的基因专门用于基因组维护与损伤管控。
在细胞的日常作业中，修复系统分工非常细致。针对单个碱基的突变，细胞会采用碱基切除修复；面对紫外线造成的核苷酸链扭曲，细胞会一次性切除数十个核苷酸进行置换。最危险的破坏莫过于双链断裂修复（double-strand break repair，修复 DNA 两条单链同时断裂的高难度机制），一旦修错就会直接引发染色体重排或细胞癌变。
在绝大多数体细胞里，这种修补能量是有限的，生命体会选择将能量优先供给日常代谢。这种策略在青年时期运转良好，但到了中老年时期，修不好的基因破损便成为推动机体衰老的主要力量。
8万公斤的弓头鲸，为什么几乎不得癌症
如果细胞数量越多，累积 DNA 突变并患癌的概率就越高，那么体型庞大的长寿动物理应早早被癌症摧毁。然而现实恰恰相反，重达 8 万公斤、细胞数量约人类 1000 倍的弓头鲸（bowhead whale, Balaena mysticetus，现存最长寿的哺乳动物），能活过 200 岁且极少患上癌症。生物学家将这种细胞总量巨大却极少患癌的现象称为佩托悖论（Peto’s Paradox）。
图：弓头鲸浮出水面。来源：Nature News Feature, Tony Wu/NaturePL
罗切斯特大学的 Vera Gorbunova 团队在 2025 年的最新研究中揭开了谜底。过去科学界推测弓头鲸拥有额外拷贝的抑癌基因，但实验测量发现，鲸鱼细胞在面对 DNA 双链断裂时，其修补的速度和准确度远高于人类细胞。鲸鱼不需要频繁清除损伤细胞，它们直接在第一时间内阻止细胞发生深层突变。
为了看清这种超级修复力的关键机制，研究团队锁定了一种特殊蛋白质——CIRBP（cold-inducible RNA-binding protein，冷诱导 RNA 结合蛋白，一种帮助细胞抵御低体温应激的 RNA 结合蛋白）。弓头鲸体内携带的 CIRBP 突变版本具有极强的结合活性，能够在断裂发生的瞬间招募修补工具。当科学家将鲸鱼版本的 CIRBP 基因导入人类细胞后，人类细胞的两套 DNA 双链断裂修复通路都获得了显著增强。
移植鲸鱼与海狸的基因密码，人类细胞展现修复奇迹
基因修复的精确度决定了物种的寿命上限。在细胞修复双链断裂的两大机制中，同源重组（homologous recombination，利用姊妹染色体做参考模板进行无错修复的高精度机制）能做到无缝还原，而非同源末端连接（non-homologous end joining，直接将断裂两端强行拼接的紧急修补机制）则容易残留误差。弓头鲸的 CIRBP 蛋白同时激活了这两种通路，让紧急拼接也拥有了接近模板修复的准确率。
类似的寿命奇迹也发生在小型动物身上。Gorbunova 团队对 18 种啮齿动物的皮肤与肺部细胞进行了对比，发现海狸这种野外寿命长达 10 到 12 年的动物，其修复效率远高于只能活 2 到 3 年的小鼠。研究发现关键在于 SIRT6（sirtuin 家族成员酶，调控基因组稳定性与代谢的核心脱乙酰酶），海狸版本的 SIRT6 仅与小鼠存在 5 个氨基酸的差异，却带来了数倍的基因组稳定效果。
纽约爱因斯坦医学院的 Jan Vijg 团队在跟踪人类百岁老人时发现，部分极高龄人群同样携带了活性更强的 SIRT6 变体。这表明大自然已经在长寿物种和人类幸运儿身上验证了同一套防衰老逻辑：只要修补基因的能力足够高效，体细胞就能长期维持健康状态。
从褐色海藻提取物到基因开关，修复工具箱开始落地
从长寿动物身上获得的启发，正在快速转化为临床干预手段。研究人员发现，褐藻中天然存在的岩藻多糖（fucoidan，一种存在于褐藻中的天然多糖化合物）能够直接增强 SIRT6 酶的表达。在小鼠实验中，喂食岩藻多糖的受试组展现出更高的 DNA 修复效率，体内的僵尸细胞显著减少，整体健康期与总寿命均得到延长。
图：DNA解体拼贴插图。来源：Nature News Feature 插图, Gibson Kochanek/Getty
目前，新加坡国立大学的 Andrea Maier 教授正在领衔一项临床试验，向 50 至 80 岁的男性志愿者补充高纯度岩藻多糖，通过检测血液中的细胞衰老标志物评估其抗衰效果。除了天然化合物外，科学家还找到了调控修复能力的基因主控开关。2023 年在研究线虫时发现的 DREAM 复合物（dimerization partner, RB-like, E2F and multi-vulval class B，一种抑制非生殖细胞修复能力的基因表达总开关），正常情况下会限制普通体细胞的 DNA 修复活性。
通过抑制关键酶 DYRK1A（dual-specificity tyrosine phosphorylation-regulated kinase 1A，调控细胞周期的双特异性激酶），研究人员在早衰模型小鼠和人类细胞中成功关掉了 DREAM 复合物的抑制作用。解除封印后的人类细胞重新开启了高强度的 DNA 维修程序，断裂基因的修复速率显著提升。由于 DYRK1A 已经在唐氏综合征相关药物研发中作为靶点被深入研究，这一发现大大缩短了抗衰老药物的开发周期。
基因修复能力升级：将衰老变为可修补的故障
生殖细胞（germline cells，负责遗传基因的精子与卵子）在演化中获得了最高优先级的维护能量，因此其 DNA 损伤远低于普通体细胞。科隆大学的 Björn Schumacher 教授指出，生殖细胞在生物学意义上保持着永生，这证明生命体系完全具备维持基因组不衰败的能力。Schumacher 强调，人类第一次真正掌握了提升全身细胞整体修复能力的技术门槛。
明尼苏达大学的 Paul Robbins 教授认为，只要能减少细胞内积压的 DNA 损伤，人类就有机会大幅延缓衰老进程。弓头鲸活过 200 岁的事实证明，衰老本质上是基因维护系统能量分配不足导致的故障。从海狸的 SIRT6 变体到弓头鲸的 CIRBP 蛋白，大自然已经给出了明确的解题路径。
长寿动物的超强 DNA 修复能力意味着衰老可能可以被「修理」，因为弓头鲸等长寿物种的细胞修复基因损伤又快又准，而科学家已经开始在人类细胞和小鼠身上复制这种能力。随着这种从长寿物种身上解锁的修复技术逐步走入人体试验，干预衰老正从理论构想转变为可测量的生物工程。
参考链接：
- Nature 专题报道：Could mending damaged DNA prolong life?
- Nature Podcast Briefing Chat 讨论
