吃得少寿命长，Nature研究给出新颖解释 | 科技周览

整理 | 周舒义、望乡

全球变暖超过1.5°C，或许就回不去了

《巴黎协定》目标将全球平均气温较工业化前水平升幅控制在2℃以内，努力控制在1.5℃更好，但按照目前趋势，实现这一目标的前景正越来越渺茫。于是有人提出，或许可以先放松各国当前的减排目标，让平均温升暂时性超过1.5℃，即“气候过冲”，然后在本世纪晚些时候，通过大规模碳捕集和封存等手段降低大气中的二氧化碳水平，让温升回落到1.5℃以下。过冲路径的逻辑在于，随着经济、技术发展，减排成本会不断降低，因此当下先“透支”未来的碳排放，可以降低总体减排成本，提高社会经济效益。

10月9日发表于Nature的一项研究对上述设想的风险表达了担忧。新研究指出，地球能否以及如何逆转气候过冲，存在着相当大的不确定性。气候过冲会带来海平面上升、物种灭绝等一系列不可逆转的危险后果。事实上，最明智的方案或许是尽快严格减排。

研究人员模拟了过冲路径和长期气候稳定性。他们指出，气候过冲的设想存在一系列缺陷。首先，当前气候模型预测的温度升幅存在相当大的不确定性。例如，预测变暖1.6℃，但实际温升可能高达3.1℃。我们可能会被预测数字误导，未能对低概率但严重的高温情景做好充分准备。而且即使温室气体的净人为排放减少到接近零（即实现净零排放），全球变暖也可能不会停止——过冲可能会引发比预期更强烈的正反馈过程，例如永久冻土消融，释放大量甲烷、二氧化碳等温室气体，进一步加剧变暖。

其次，过冲路径预期大规模的碳清除措施可以在全球范围内快速部署，研究认为这一假设过于乐观。据估计，到2100年，需要从大气中去除约400亿吨碳，才能将温升限制在1.5℃内。但由于基础设施、资金、环境、公众意愿等一系列实际条件制约，实际可行的碳捕集和封存能力将低于理论预期。即使真的设法清除了足够多的二氧化碳，温度回落也需要几十年的时间。

最后，气候过冲会带来一系列不可逆转的后果，包括农作物减产、海平面上升、物种多样性丧失，地球系统的许多方面可能无法恢复到过冲前水平。研究作者Joeri Rogelj表示：“即使温度最后回落，曾超过1.5°C的世界与未超过1.5°C的世界也会看起来不同。”

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08020-9

吃得少寿命长，Nature研究给出新颖解释

限制热量摄入、间歇性禁食可以延年益寿，此前研究将其归功于体重减轻和代谢改善。而10月9日发表于Nature的一项研究挑战了上述观点：研究人员开展了迄今最大规模的动物饮食限制研究，发现节食确实能延长寿命，但这一效果并不完全归功于减肥和相关代谢变化——免疫健康、遗传和“生理韧性”等因素在其中发挥了更关键的作用。

脂肪细胞（人工染色）。节食可以减肥、延长寿命，但这两种效果并不一定相关。| Steve Gschmeissner/SPL

研究人员选取了960只遗传背景各不相同的雌性小鼠，以便更好地模拟人群的基因多样性，让研究结果更具临床相关性。小鼠被随机分为5组：不限制饮食、每周禁食1天、每周连续禁食2天、“八分饱”（热量摄入限制在基线的80%）、“六分饱”（热量限制在60%）。每组小鼠的饮食模式从六个月大开始，直至终生。

结果显示，不限制饮食组小鼠平均寿命为25个月，两组间歇性禁食组小鼠平均寿命为28个月，“八分饱”小鼠平均寿命为30个月，“六分饱”小鼠平均寿命为34个月。这表明两种节食方法都能延长寿命，而且延寿效果和节食程度在一定范围内呈正相关。分析显示，饮食限制对健康和长寿的影响并不完全“同步”——一方面，饮食限制能改善小鼠代谢，例如体脂和空腹血糖水平，这些代谢改善可能有益健康，却和寿命延长不直接相关；另一方面，极端饮食限制在延寿的同时却可能损害健康：“六分饱”小鼠出现了肌肉流失、体温偏低、饥饿行为和免疫系统变化等不良迹象，更容易发生感染。

更重要的是，每个组内小鼠的寿命方差很大，从数月到数年不等。研究分析，除了简单的减重和代谢调节，还有其他过程调控着饮食限制的延寿效果。研究发现，与饮食限制相比，遗传因素在影响寿命方面发挥了更重要的作用。免疫系统健康、红细胞相关特征与寿命的关系尤为明显。

值得注意的是，那些采取了严格节食策略但体重没怎么减轻的小鼠，反而寿命普遍更长，“疯狂掉秤”的小鼠却往往更早死亡。这似乎与“减肥长寿”的传统观点相悖。研究认为，饮食限制可视作一种“压力源”，保持体重说明个体的生理“韧性”更强、能保持良好的免疫功能，也更容易长寿。

相关专家提醒，不要用动物实验过度推断节食对人类的影响。不过这项研究说明，饮食限制某些能够延长寿命的特性，实际上可能反而对生理健康的某些方面有害。“新研究进一步加深了我们的认识：健康寿命（healthspan）和寿命（lifespan）不是一回事。”

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08026-3

首次利用干细胞再生疗法功能性治愈1型糖尿病

据新华社报道，我国科学家在诱导性多能干细胞治疗重大疾病的研究中取得突破，首次利用干细胞再生疗法功能性治愈1型糖尿病。该研究利用化学重编程技术诱导多能干细胞制备胰岛细胞，并将其移植给一名1型糖尿病患者，取得了临床功能性治愈的疗效。相关论文9月25日发表于Cell。

糖尿病是威胁人类健康的重大疾病，1型糖尿病是其中较为严重的一种。当前常用的治疗方法难以实现血糖的精准调控，导致多种并发症发生，严重影响患者的生活质量。目前胰岛移植临床疗效已取得一定进步，但胰腺供体短缺的问题，大大限制其广泛应用，人诱导性多能干细胞制备的胰岛细胞有望突破此瓶颈。

据介绍，该名患者1型糖尿病史11年，完全依赖胰岛素治疗，但血糖控制较差，多次出现严重低血糖。移植后患者恢复了内源自主性、生理性的血糖调控，移植75天后，完全摆脱了胰岛素注射治疗，并持续1年以上。目前各项糖尿病相关指标均达到正常人水平，实现了1型糖尿病的临床功能性治愈。这项临床研究建立在大量临床前研究和国家干细胞临床研究备案基础上，对糖尿病治疗策略的革新具有重要价值。

“用多能干细胞制备的胰岛细胞为糖尿病移植治疗提供了新的来源。”北京大学干细胞研究中心主任邓宏魁教授介绍，多能干细胞具有无限增殖的特性和分化成生物体所有功能细胞类型的能力，是再生医学领域关键的“种子细胞”。团队通过化学小分子调控的手段实现了将人体细胞诱导为多能干细胞，开辟了人多能干细胞制备的全新途径。

邓宏魁教授表示，化学重编程技术制备的功能细胞在临床治疗疾病的初步成功，表明化学重编程有望成为高效制备各种功能细胞类型的通用底层技术，为细胞治疗在重大疾病治疗上的广泛应用开辟了新路径。（新华社）

相关论文：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.09.004

夜间光污染可能增加阿尔茨海默病风险

人造光源为城市带来光明，却也让心智蒙上阴影。一项新研究显示，夜间暴露于光污染，可能会显著增加罹患阿尔茨海默病（AD）的风险，这一关联在65岁以下人群中尤为显著。相关论文9月6日发表于Frontiers in Neuroscience。

光污染问题日益严重。从1992年到2017年，卫星观测到的全球照明辐射功率激增了49%。过去12年来，夜空亮度每年上升近10%。目前，全球约80%的人口受光污染困扰。

在新研究中，研究人员利用卫星获取夜间室外光污染数据，结合2012年至2018年的医疗保险记录，评估了美国48个州AD患病率与平均光污染强度之间的关联。研究显示，在所有年龄段，各州夜间平均光污染强度与AD患病率存在显著正相关。对65岁以上人群，这一相关性强于酗酒、慢性肾病、抑郁、心力衰竭和肥胖等已知AD风险因素，弱于房颤、糖尿病、高血压和中风；而对65岁以下人群，光污染强度与AD患病率的相关性比所有纳入分析的因素都更为密切。研究人员说，这可能表明年轻人对夜间光照尤为敏感，此外，年轻人往往生活在城市地区，他们的生活方式可能会招致更多光污染暴露。光污染与阿尔茨海默病相关的具体机制尚不清楚。研究认为，夜间暴露于强光下，会扰乱人体昼夜节律，导致睡眠时间变短，质量变差，进而增加患病风险。

作者承认，新研究存在一定局限性，例如医保数据仅显示人群当前居住地点，无法反映长期居住、光照情况；研究也没有考虑手机、电视屏幕等室内光照因素的重要影响。梅奥诊所的临床神经病学家戴维·诺普曼（David Knopman）质疑称，新研究未考虑不同地区日照时间差异，也未考虑社会经济方面的影响：农村地区医疗条件薄弱，阿尔茨海默病诊断率较低，但实际发病率不一定低。此外，光污染严重的地方往往更为繁华——这很可能意味着空气污染也会更严重，而空气污染是阿尔茨海默病的重要风险因素。

论文作者罗宾·沃格特-祖瓦拉（Robin Voigt-Zuwala）同意新研究存在诸多局限性，她表示还需要进一步研究，纳入更多因素。作者希望，这项研究能让人们的生活方式做些“小小改变”，比如使用遮光窗帘，或者戴着眼罩睡觉。

相关论文：https://doi.org/10.3389/fnins.2024.1378498

冰川融化迫使瑞士和意大利重新划定国界

据CNN报道，由于气候变化引发冰川融化，瑞士和意大利将重新确定阿尔卑斯山脉附近两国的边界线，需要重新划定国界的地区包括阿尔卑斯山最高峰之一的马特洪峰脚下。人们通常认为国界固定不变，但在瑞士和意大利边境的大部分地带，国界却是由天然冰川和雪原界定的。瑞士政府在当地时间9月27日发布的一份声明中说：“随着冰川融化，这些自然元素不断演变，重新划分了国界。”

2023年，瑞士和意大利就边界变更达成了一份协议草案。瑞士政府9月27日正式批准了这一调整，并表示此次调整“根据双方的经济利益确定”。意大利方面的批准程序正在进行中。瑞士政府表示，双方签署协议后，协议内容与新国界的细节将会立即公布。

欧洲是全球范围内变暖速度最快的大陆，境内冰川受气候变化影响显著。在瑞士，冰川正在以惊人的速度融化。2023年，该国冰川总量损失了4%，仅次于2022年创纪录的6%。瑞士冰川监测项目（GLAMOS）负责人、苏黎世联邦理工学院冰川学家马蒂亚斯·胡斯（Matthias Huss）说，尽管去年冬天下了不少雪，今年的冰川融化速度预计有所缓和，但融化的整体趋势并没有得到遏制。

据报道，即使采取最严厉的气候措施，到2100年，全球多达一半的冰川预计会消失，这将造成连锁反应，引发更多山体滑坡和冰川崩塌。2022年，意大利阿尔卑斯山一处冰川崩塌，导致11人丧生。此外，冰川消融可能会加剧热浪期间的淡水短缺问题。胡斯说，国界变更“只是冰川融化一个小小的副产品”。

珠穆朗玛峰为何一直在“长个儿”？

珠穆朗玛峰是世界第一高峰，海拔8848.86米（2020年测量值）。此前研究证实，珠峰主要形成于印度板块与欧亚板块的碰撞。然而，仅靠板块碰撞无法完全解释为何珠峰的海拔显著高于其他山峰。例如，珠峰比世界第二高峰乔戈里峰高出近250米，而乔戈里峰与第三、第四高峰之间的高度差却仅有几十米。此外GPS数据显示，珠峰近年以每年约2毫米的速度隆升，超出传统预期。这暗示除了持续的区域构造运动外，珠峰隆升可能受到了某种独特机制的影响。

一项9月30日发表于Nature Geoscience的研究表明，约8.9万年前发生的一次河流袭夺事件可能是推动珠峰持续隆升的关键因素。河流袭夺是在造山带中普遍存在的现象，指一条河流通过侵蚀“抢走”另一条河流的水流。研究团队经野外科学考察，发现珠峰地区科西河（Kosi River）流域存在独特的水系演化。该流域的上游河段朋曲位于青藏高原，呈东西走向，而下游河段阿润河则切穿喜马拉雅山脉，呈南北走向。河道特征对比研究表明，现代科西河水系处于不稳定状态，极有可能是古阿润河袭夺古朋曲的结果。

珠穆朗玛峰和阿润河。| Nature Geoscience

研究团队结合水力侵蚀模型与非线性反演方法，重建了古阿润河袭夺古朋曲的过程。最佳模拟结果很好地拟合了现今的河道剖面，表明袭夺事件发生在距今约8.9万年前。这导致下游流域面积急剧扩大，河流的侵蚀速度随之加快，每年最大侵蚀深度可达12毫米。随着河床下切，周围岩石因重量减轻发生“均衡反弹”，推动了珠峰的进一步隆升。

研究估算，河流袭夺引发的均衡反弹可使珠峰海拔每年增加约0.2至0.5毫米，累计增加了15至50米。这一发现不仅证实了河流袭夺事件是助推珠峰成为世界之巅的因素之一，还揭示了河流演化对山峰高度的深远影响。

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41561-024-01535-w

牙刷和花洒上“住着”数百种病毒，但无需担心

即使俯身到微尘里，也能看见生物多样性的浩瀚海洋。在人们常用的牙刷和淋浴喷头上，研究人员发现了600多种病毒，其中不乏未被人类发现的“生面孔”——这听起来似乎不太妙，不过好消息是，这些病毒是噬菌体，专门感染微生物，对人类并无威胁。通过研究噬菌体，或许能找到杀死耐药细菌的新方法。

噬菌体是能够感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，因部分能引起宿主菌的裂解而得名。噬菌体有严格的宿主特异性，不能感染哺乳动物细胞，只寄居在易感宿主菌体内，而且作用机制与抗生素完全不同，在治疗耐药菌感染方面具有独到优势。据估计，地球上大概有1032个噬菌体，约是细菌数量的十多倍。可以说，凡是有细菌分布的地方，就会有噬菌体的踪影。

在新研究中，研究人员从美国居民浴室的92个淋浴喷头和36把牙刷采样。通过对样本DNA进行测序，结果发现，这些样本总共包含600多种噬菌体，而且每份样本中的噬菌体种类各异。论文作者、美国西北大学的埃丽卡·哈特曼（Erica Hartmann）说：“我们发现，淋浴喷头和牙刷之间的噬菌体种类基本没有重叠，甚至任意两份样本之间也是如此。每个淋浴喷头、每把牙刷都像是遗世独立的孤岛，这凸显了噬菌体惊人的多样性。”

样品中的噬菌体种类各异。| Frontiers in Microbiomes

研究人员注意到，样本中的分枝杆菌噬菌体比其他类型的噬菌体更多。分枝杆菌噬菌体感染分枝杆菌，后者是一种导致麻风病、肺结核和慢性肺部感染等疾病的致病菌种。研究人员设想，有朝一日可以利用噬菌体来治疗这些感染。

论文作者还提醒公众，不必过分担心居室中的微生物，只需简单清洗淋浴喷头、定期更换牙刷即可。“微生物无处不在，其中绝大多数并不会让我们生病。”哈特曼表示，滥用消毒剂反而容易让微生物产生耐药性，变得更难治疗。相关论文10月9日发表于Frontiers in Microbiomes。

相关论文：https://doi.org/10.3389/frmbi.2024.1396560

读博对心理健康的持续损害，比父母意外去世还要大

读博是一场修行，个中滋味如人饮水，冷暖自知。一项针对瑞典全体博士生的研究表明，读博会对心理健康造成巨大损害，负面影响甚至超过了父母意外去世。博士学业开始后，博士生使用精神类药物、因精神健康问题住院的情况明显增加，并在读博期间持续上升。到了博士学业的第五年（通常也是最后一年），博士生的精神类药物使用率比读博前增加了约40%，之后显著下降。相关论文以预印本形式发布在SSRN上，未经同行评审。

与读博前相比，读博后精神类药物使用率急剧上升。|《自然》新闻

此前研究表明，博士生群体普遍存在心理健康问题。2021年的一项荟萃分析显示，超过23000名博士生受访者中，有24%报告了抑郁症状，17%报告了焦虑症状。

新研究中，作者调取瑞典的医疗保健记录，纳入2006年至2017年在瑞典攻读博士学位的2万多名博士生，覆盖所有学科领域，追踪他们接受精神健康护理的情况，并与未读博的硕士学位获得者（高学历对照）、普通人群进行比较。

读博前，准博士生们使用抗抑郁药、镇静剂等精神类药物的情况与其他高学历人群相似，低于普通人群。然而，他们在读博后使用精神类药物的比例相对其他人群显著上升，在博士项目进行到第五年时达到顶峰，接近普通人群，显著高于其他高学历人群。对住院治疗情况的分析反映了相似的趋势。

研究人员将博士学业对精神类药物使用情况的影响与创伤性生活事件（例如父母意外去世）进行了比较。结果发现，博士学业的影响在程度上更为显著，且持续时间更长。

研究还发现，不同学科领域的用药情况存在差异。在自然科学领域，博士生的精神类药物使用与读博前相比急剧增加，在第五年上升了100%；人文和社会科学领域上升了近50%，医学生是个例外——他们的用药率未见上升。此外，与26岁以下个体相比，开始攻读博士时年龄在31岁及以上的个体使用精神类药物的几率高出1.51至1.65倍；女性比男性高出1.67倍。而那些在读博前已经使用过精神类药物的个体，他们在博士学习期间使用精神类药物的可能性是没有相关服用史个体的2.84倍。

相关论文：https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4920527

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